JP2010265505A - 酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法 - Google Patents

酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010265505A
JP2010265505A JP2009116971A JP2009116971A JP2010265505A JP 2010265505 A JP2010265505 A JP 2010265505A JP 2009116971 A JP2009116971 A JP 2009116971A JP 2009116971 A JP2009116971 A JP 2009116971A JP 2010265505 A JP2010265505 A JP 2010265505A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
platinum
oxide
oxide dispersion
producing
reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009116971A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5063643B2 (ja
Inventor
Haruki Yamazaki
春樹 山嵜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2009116971A priority Critical patent/JP5063643B2/ja
Application filed by Tanaka Kikinzoku Kogyo KK filed Critical Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority to US13/258,500 priority patent/US20120015210A1/en
Priority to CA2758719A priority patent/CA2758719C/en
Priority to PCT/JP2010/057969 priority patent/WO2010131656A1/ja
Priority to CN2010800214710A priority patent/CN102421923A/zh
Priority to EP10774913.7A priority patent/EP2431487B1/en
Priority to KR1020117022755A priority patent/KR101333983B1/ko
Publication of JP2010265505A publication Critical patent/JP2010265505A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5063643B2 publication Critical patent/JP5063643B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/167Means for preventing damage to equipment, e.g. by molten glass, hot gases, batches
    • C03B5/1672Use of materials therefor
    • C03B5/1675Platinum group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/018Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of a noble metal or a noble metal alloy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/43Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10Alloys containing non-metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/04Alloys based on a platinum group metal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12632Four or more distinct components with alternate recurrence of each type component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

【課題】 高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料を製造する技術を提供する。
【解決手段】 本発明は、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に、6対以上積層された状態の組織を有することを特徴とするものであり、その最外表面は白金層または濃化層であることが好ましい。
【選択図】 図5

Description

本発明は、光学ガラス、光ファイバーなどのガラスを溶融して取り扱う際に用いられるガラス溶解用装置の構造材料として用いられる白金材料に関し、特に、酸化物分散の強化白金材料に関するものである。
従来より、ガラスを溶融する際に使用されるガラス溶解用装置の構成材料としては、高温における強度特性に優れる強化白金材料が用いられている。そして、このガラス溶解用装置においては、白金系るつぼ槽単独によるもの、或いは、外側を耐火物で覆った白金系るつぼ槽によりガラスを溶解する方式が知られている。
白金系るつぼ槽のみの場合、溶融ガラスを白金系るつぼ槽のみで保持しなければならないため、白金系るつぼ槽には高温強度特性に優れる強化白金材料が用いられる。また、外側を耐火物で覆った白金系るつぼ槽では、耐火物がるつぼ槽を保持しているので、通常の白金材料、例えば、Pt、Pt−5%Rh、Pt−10%Rhなどからなる白金系るつぼ槽が採用されることが多い。
白金系るつぼ槽単独のガラス溶解用装置では、るつぼ槽を構成する強化白金材料の寿命がそのまま装置寿命になるため、強化白金材料の物性が極めて重要になる。また、外側を耐火物で覆った白金系るつぼ槽を備えるガラス溶解用装置では、白金材料と耐火物との膨張収縮率が相違するため、溶融ガラスの重量により白金系るつぼ槽が伸びた際に、白金系るつぼ槽のクリープ破断や、しわ発生によるるつぼ槽の折れ現象が生じ、製造上のトラブルを発生する。
従来から知られている酸化物分散型の強化白金材料は、一般的にクリープ強度は大きいものの、破断伸び率は小さい傾向がある。また、通常の白金材料では、破断伸び率は比較的大きいもの、逆に高温のクリープ強度特性があまりよくない。このような理由より、強化白金材料の一つとして、酸化物分散強化白金材料と白金材料とを張り合わせた複合強化白金材料が提案されている(特許文献1参照)。また、酸化物分散型の強化白金材料を板状にしたものを複数積層して結合させた多層強化白金材料も提案されている(特許文献2参照)。
特許2859484号公報 特開平1−224182号公報
特許文献1における複合強化白金材料は、比較的粗大な組織からなる白金材料と、酸化物分散型の強化白金材料とが単に張り合わせられているだけであり、白金材料単独に比べ高温クリープ特性は優れているが、破断伸び率の点において満足できるものではない。一方、特許文献2における多層強化白金材料は、酸化物分散型強化白金材料を薄く圧延して板状にし、複数の板を積層して、それらを高温で結合したものであるが、酸化物分散強化白金材料のみからなるため、クリープ強度の向上は図れるものの、破断伸び率の向上は望めない傾向があった。
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、高強度であって高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料及びその製造技術を提供する。
本発明は、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に6対以上積層された状態の組織を有することを特徴とする酸化物分散型強化白金材料に関する。本発明において、濃化層と白金層とが積層された状態のことを「対」としており、6対とは、濃化層と白金層とからなる「対」が6段積層された状態を示している。
本発明の酸化物分散型強化白金材料は、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に6対以上積層された状態の組織を有するため、高強度な材料であるにもかかわらず、ある程度の伸び特性を備えるものとなる。従来の強化白金材料として、例えば、添加金属としてジルコニウムを用い、その酸化ジルコニウムが白金母相に均一に分散した酸化物分散型の強化白金材料が知られているが、このような従来の強化白金材料では、実用上強度的には満足できるものの伸びが非常に低いという特性を有する。そのため、このような従来の強化白金材料をガラス溶解用装置のるつぼ槽などで使用すると、溶融ガラスの重量によるるつぼ槽への負荷に対して、るつぼ槽があまり変形できないことから、槽に亀裂が発生し、るつぼ槽の破損が突然生じるなどの製造上のトラブルが発生する。しかし、本発明の酸化物分散型強化白金材料では、高強度であるにもかかわらず、ある程度の伸び特性を備えるため、溶融ガラスの重量による負荷がかかっても、るつぼ槽がある程度変形することで、亀裂の発生が抑制され、るつぼ槽の破損等を効果的に防止できるのである。
このような強度特性を示す理由は明確には判明していないが、本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、白金を主体する白金層が、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層に挟持された状態になっているため、亀裂の発生原因とされる白金粒子の粒界が板厚方向で分断され、亀裂の発生が効果的に抑制されるものと考えられる。また、本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、濃化層のみ、すなわち酸化物分散強化の層のみでなく、白金層も介在しているため、ある程度の伸び特性も備えるものと推測される。
本発明に係る酸化物分散型強化白金材料では、濃化層と白金層とが、少なくとも6対以上交互に積層された状態の組織を有することが望ましい。5対以下であると、濃化層に挟持される白金層の層数が少なくなり、亀裂の発生を効果的に抑制できなくなるからである。この積層状態は、望ましくは10対以上である。10対以上であると、高強度であって高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料になる。
本発明の酸化物分散型強化白金材料における濃化層を形成する添加金属としては、ジルコニウム、イットリウム、サマリウムなどが適応できる。また、金属酸化物としては、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化サマリウムなどが適用できる。
本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、その最外表面を同一の材料にすることが可能であるが、例えば、最外表面を白金層にしておけば、ガラスに対して不純物となる物質が溶出しにくくなるため好ましい。また、最外表面を濃化層にしておけば、摩耗性などの強度特性に優れたものとすることができるため好ましい。つまり、本発明に係る酸化物分散型強化白金材料においては、その用途目的に応じて、最外表面を白金層或いは濃化層を選択することができる。当然に、片側の表面を白金層とし、他方の表面を濃化層としてもよい。
本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、ひとつの手法として、以下の製造方法により得ることができる。本発明の酸化物分散型強化白金材料の製造方法は、(1)酸化物分散強化白金板材と白金板材とを張り合わせ、ホットプレスにより一体結合処理をして積層体を形成する工程、(2)前記積層体を熱間鍛造した後、圧延加工をする工程、(3)圧延加工済み積層体の複数枚を積み重ねて、ホットプレスにより一体結合処理をして多層積層体を形成する工程、(4)前記多層積層体を熱間鍛造した後、圧延加工する工程を備えることを特徴とする。本発明によれば、高温における伸び率が大きく、高温クリープ特性も優れた複合強化白金材料を容易に製造することが可能となる。
本発明の製造方法における(1)工程では、最終的に得られる酸化物分散型強化白金材料を構成する酸化物分散強化白金板材と白金板材との重量比が1:20〜20:1となるように、酸化物分散強化白金板材及び白金板材の重量を設定して張り合わせを行うことが好ましい。白金板材の比率が大きすぎると、強度低下になる傾向が強くなり、逆に酸化物分散強化白金板材の比率が大きすぎると、伸び率が小さくなる傾向となる。重量比が1:20〜20:1であると、強度、伸び率ともに好適な特性となる。より好ましい重量比は、1:20〜2:1である。
本発明の製造方法における(3)工程では、積層体の圧延方向が直交するように、積層体を積み重ねることが好ましい。積層体の圧延方向が直交するように、積層体を積み重ねると、最終的に得られる酸化物分散型強化白金材料の積層組織が全体的に均一になり、酸化物分散型強化白金材料の強度特性を材料全体でばらつきがないようにすることが可能となる。
本発明の製造方法における(3)工程では、少なくとも6枚以上の積層体を積み重ねることが望ましく、10枚以上の積層体を積み重ねるようにすることがより好ましい。6枚以上の積層体を、白金層と濃化層とが順次積み重なるように重ねると、白金層と濃化層とが交互に12層以上存在することになり、亀裂の発生を効果的に抑制できるものが製造できる。また、10枚以上の積層体を積み重ねると、白金層と濃化層とが交互に20層以上存在することになり、高強度であって高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料を製造できるようになる。
本発明の製造方法における(2)工程の圧延加工は、加工率85%以上とすることが好ましい。積層体或いは多層積層体を圧延する際に、加工率が85%未満であると、積層した酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合が弱くなり、酸化物分散型強化白金材料の強度が低下する傾向になる。
本発明におけるホットプレスは、温度800℃〜1200℃、圧力15〜50MPaで行うことが好ましい。800℃未満であると、酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合が不十分となり、1200℃を越えると、ホットプレス装置の治工具に、白金が付着する現象が生じやすくなる。また、圧力が15MPa未満であると、酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合が不十分となり、50MPaを越えると、ホットプレス装置で使用するカーボン製の治工具が破損することが生じやすくなるためである。
さらに、このホットプレスは2回行うことが好ましく、その際には、初回と2回目とのホットプレス条件を変更することが好ましい。その条件変更とは、具体的には、ホットプレス時のパンチ棒及び受け台の先端面の形状を変えることであり、初回のホットプレスでは、パンチ棒及び受け台の先端面の曲率半径が1000〜4000mmとし、2回目の時は先端面の曲率半径が5000mm以上或いは先端面を平面にすることが好ましい。このような条件で、2回のホットプレスを行うことで、酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合を確実にすることができるからである。
本発明によれば、高温クリープ特性に優れ、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材を提供することができ、そのような酸化物分散型強化白金材料を容易に製造することが可能となる。そして、従来のガラス溶解用装置で生じていた、るつぼ槽の突発的な破損トラブルなどを有効に防止することが可能となる。
実施例1の加工仕上がりの断面組織写真。 実施例1の1400℃、24時間熱処理後の断面組織写真。 実施例1の1400℃、100時間熱処理後の断面組織写真。 比較例1の断面組織写真。 実施例1のSIMSによる断面組成分布写真。 実施例1のSIMSによる断面組成分布写真。
以下、本発明における最良の実施形態について、以下に記載する実施例に基づいて説明する。
実施例1:
この実施例1の材料としては、白金圧延材(縦118mm×横118mm×25mm厚(7.5kg):商品名T−1、田中貴金属工業(株)社製、Pt純度99.95%)と、分散粒子として酸化ジルコニウムを用いた酸化物分散強化白金板材(縦118mm×横118mm×6mm厚(1.8kg):商品名GTH、田中貴金属工業(株)社製、Pt99.90%、Zr0.10%)とを用いた。
これらの材料をそれぞれ1枚重ね合わせ、ホットプレス機に投入して、炉内を0.6Paまで減圧し、炉内温度1000℃、プレス圧20tonの条件でホットプレスを行い、積層体を作製した。このホットプレス機のパンチ棒及び受け台は、縦120mm×横120mm×200mm厚の黒鉛製(ISO63)で、先端面の曲率半径が3600mmとされたものを使用した。
ホットプレスにより形成した積層体は、1300℃の電気炉内に、30分間保持した後、取り出して、500tonのエアーハンマーにて3回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度1300℃の電気炉内に投入して、30分間の焼鈍処理を行った。
焼鈍処理後の積層体は、縦125mm×横1250mm×1.2mm厚となるように圧延加工処理(加工率95%)を行った。この圧延加工処理をした積層体を切断して、縦119mm×横119mm×1.2mm厚の積層体を複数枚作製した。
続いて、この圧延加工処理をした積層体を18枚準備し、このうちの9枚を、白金板材側が下になるようにして、圧延方向が直交するように、交互に90°回転させて積層し、その最上段に、白金圧延材(縦119mm×横119mm×1mm厚(上記材料と同組成:商品名T−1)を重ね、その上に残りの9枚を、酸化物強化白金板材側が下になるようにして、かつ、圧延方向が直交するように交互に90°回転させて積層した。
そして、このように重ね合わせた状態の18枚の積層体(1枚の白金圧延材を含む)を、0.6Paまで減圧したホットプレス機の炉内に投入して、炉内温度1000℃、プレス圧20tonの条件でホットプレスを行い多層積層体を作製した。この時のホットプレス機のパンチ棒及び受け台は、縦120mm×横120mm×200mm厚の黒鉛製(ISO63)で、先端面の曲率半径が3600mmとされたものを使用した。
そして、ホットプレス後に冷却して取り出した多層積層体は、再度、0.6Paまで減圧したホットプレス機の炉内に投入して、炉内温度1000℃、プレス圧50tonの条件でホットプレスを行った。この時のホットプレス機のパンチ棒及び受け台は、縦120mm×横120mm×200mm厚の黒鉛製(ISO63)で、先端がフラット(平面)にされたものを使用した。このホットプレスは2回行った(厚み22.5mm)。
この2回のホットプレスを行った多層積層体は、1300℃の電気炉内に60分間保持した後、取り出して、500tonのエアーハンマーにて3回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度1300℃の電気炉内に投入して、30分間の焼鈍処理を行った。
最後に、この焼鈍処理後の多層積層体は、縦500mm×横500mm×1.2mm厚となるように次のような圧延加工処理を行った。一回目の圧延加工として加工率76%を行い、その一回目の圧延方向に直交する方向に変えて、加工率78%の2回目の圧延加工を行って、実施例1の酸化物分散型強化白金板を作製した。この実施例1の酸化物分散型強化白金板を用いて、クリープ特性試験、高温引っ張り試験、断面組織観察を行った。
実施例2:この実施例2では、上記実施例1と同じ積層体を用いた。焼鈍処理後の積層体は、縦125mm×横1250mm×4.5mm厚となるように圧延加工処理(加工率85%)を行った。この圧延加工処理をした積層体を切断して、縦118mm×横118mm×4.5mm厚の積層体を6枚作製した。
この6枚の積層体のうち3枚を、白金板材側が下になるようにして、圧延方向が直交するように、交互に90°回転させて積層し、その最上段に、白金圧延材(縦119mm×横119mm×3.6mm/商品名T−1:上記実施例1の場合と同じ組成)を重ね、その上に残りの3
枚を、酸化物強化白金板材側が下になるようにして、かつ、圧延方向が直交するように交互に90°回転させて積層した。そして、このように重ね合わせた状態の6枚の積層体(1枚の白金圧延材を含む)を、実施例1と同じ条件で、2回のホットプレスを行い多層積層体(厚み30.6mm)を作製した。
そして、2回のホットプレスを行った多層積層体は、実施例1と同じ条件で、エアーハンマーにて3回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度1300℃の電気炉内に投入して、30分間の焼鈍処理を行った。
この焼鈍処理後の多層積層体は、縦500mm×横500mm×1.2mm厚となるように次のような圧延加工処理を行った。一回目の圧延加工として加工率76%を行い、その一回目の圧延方向に直交する方向に変えて、加工率78%の2回目の圧延加工を行って、実施例2の酸化物分散型強化白金板を作製した。この実施例2の酸化物分散型強化白金板を用いて、クリープ特性試験、高温引っ張り試験、断面組織観察を行った。
比較例1:この比較例1では、上記実施例1で説明した積層体(白金圧延材1枚と酸化物分散強化白金板材1枚とから構成され、ホットプレス、エアーハンマーによる鍛造処理、圧延加工処理を行った物)を比較例1のサンプルとした。また、この比較例1については、断面組織観察、クリープ特性試験、高温引っ張り試験を行った。
比較例2:この比較例2では、上記実施例1と同じ積層体を用いた。焼鈍処理後の積層体は、縦125mm×横1250mm×6.8mm厚となるように圧延加工処理(加工率77%)を行った。この圧延加工処理をした積層体を切断して、縦118mm×横118mm×6.8mm厚の積層体を4枚作製した。
この4枚の積層体のうち2枚を、白金板材側が下になるようにして、圧延方向が直交するように、交互に90°回転させて積層し、その最上段に、白金圧延材(縦119mm×横119mm×5.5mm/商品名T−1:上記実施例1の場合と同じ組成)を重ね、その上に残りの2
枚を、酸化物強化白金板材側が下になるようにして、かつ、圧延方向が直交するように交互に90°回転させて積層した。そして、このように重ね合わせた状態の4枚の積層体(1枚の白金圧延材を含む)を、実施例1と同じ条件で、2回のホットプレスを行い多層積層体(厚み32.7mm)を作製した。
そして、2回のホットプレスを行った多層積層体は、実施例1と同じ条件で、エアーハンマーにて3回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度1300℃の電気炉内に投入して、30分間の焼鈍処理を行った。
この焼鈍処理後の多層積層体は、縦500mm×横500mm×1.2mm厚となるように次のような圧延加工処理を行った。一回目の圧延加工として加工率76%を行い、その一回目の圧延方向に直交する方向に変えて、加工率78%の2回目の圧延加工を行って、比較例2の酸化物分散型強化白金板を作製した。この比較例2の酸化物分散型強化白金板を用いて、クリープ特性試験、高温引っ張り試験、断面組織観察を行った。
次に、クリープ試験及び高温引っ張り試験の結果について説明する。まず、クリープ試験は、実施例1及び実施例2、比較例1及び比較例2の各サンプルから、クリープ試験片(JIS13B引張試験片)を採取し、1400℃温度雰囲気中、一定荷重において、応力破壊(クリープ)試験を行った。測定荷重は、5MPa、3.5MPaで行った。そして、このクリープ試験では、最終的な圧延加工処理を行った圧延方向(X方向とする)に引っ張り荷重を加えた場合と、圧延方向に垂直方向(Y方向とする)に引っ張り荷重を加えた場合の2種類を測定した。表1にその結果を示す。なお、表1には、参考として、酸化物分散強化白金板材(商品名GTH)のみの場合のデータをあわせて記載している。
また、高温引っ張り試験は、厚さ1.2mm、板幅4.96mmの引っ張り試験片を準備し、標点間距離20.0mm、引っ張り速度0.1mm/sec、試験温度1400℃で行った。クリープ試験及び高温引っ張り試験の結果を表2に示す。なお、表2にも、参考として、酸化物分散強化白金板材(商品名GTH)のデータをあわせて記載している。
表1及び表2の結果より、実施例1及び実施例2は、比較例1に比べ、クリープ破断強度が同等以上、或いは2〜10倍近くになっており、高温での引っ張り伸び率では1.5倍以上の伸びを示すことが判明した。また、比較例2では、高温引っ張り強度もあまり大きくなく、クリープ破断強度についても、実施例1及び実施例2に比較すると、かなり低い値となった。さらに、GTHと対比すると、実施例1及び実施例2の伸び率は3倍程度になっており、実施例1及び実施例2の場合は、高温でのクリープ破断強度を維持しながら、大きな伸び率を備えていることが判明した。
続いて、断面組織観察の結果について説明する。実施例1では、最終的な圧延加工処理を行った圧延方向(X方向)の断面(図1の左側の断面写真。図2及び図3も同じ)と、圧延方向に垂直方向(Y方向)の断面(図1の左側の断面写真。図2及び図3も同じ)について、加工仕上がり、1400℃で24時間熱処理をしたもの(図2)、1400℃で100時間熱処理をしたもの(図3)の3種類の断面を観察した。その結果を図1〜図3に示す。また、比較例1(1400℃、24時間の熱処理後)の断面観察も行った(図4)。
また、実施例1に関し、2次イオン質量分析装置(SIMS、財団法人材料科学技術振興財団への分析依頼により実施)にて、断面におけるジルコニウムと白金の濃度分布状態を調べた。その結果を図5及び図6に示す。図5がジルコニウムの分布を、図6が白金の分布状態を調べたものである。図6で示したように、白金については観察断面の全面に分布しており、実施例1の複合強化白金材料の母相が白金であることが確認された。そして、この白金母相に対して、図5)で示すように、ジルコニウムが層状偏析した分布している状態が認められた(層状に見える中の白い部分が、ジルコニウムが高濃度に分布している部分である)。
また、図4に示すように、比較例1では、白金板材の部分(白金層、写真中上方にある比較的大きな組織が見えている部分)と酸化物分散強化白金板材の部分(濃化層、写真中下方側に見える組織の部分)、との2層に明らかに分かれていることが分かった。さらに、この比較例1の白金層では、白金粒子の成長が板厚方向にも進行しており、この白金粒子の粒界が板厚方向に連続していることも確認された。これ対して、実施例1の場合では、図1〜図3に示すように層状にはなっているもの、観察する断面方向が異なっても同じ組織状態であることが判明した。さらに、図5で示したように、分散粒子である酸化ジルコニウムが存在している部分(濃化層)と、分散粒子がない部分(白金層)とが層状になっていることが確認された。このことから、実施例1の断面組織では、分散粒子が層状になっているために、白金層における板厚方向の白金粒子の成長が抑制され、再結晶による白金粒子の成長が圧延方向に進行し、アスペクト比が大きな白金粒子が層状に堆積した組織となるものと推測された。
ガラス溶解用装置で生じていた、るつぼ槽の突発的な破損トラブルなどを有効に防止することが可能となる。

Claims (8)

  1. 酸化物分散型の強化白金材料において、
    酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に6対以上積層された状態の組織を有することを特徴とする酸化物分散型強化白金材料。
  2. 最外表面が、白金層または濃化層である請求項1に記載の酸化物分散型強化白金材料。
  3. 酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に6対以上積層された状態の組織を有する酸化物分散型強化白金材料の製造方法であって、
    次の(1)〜(4)工程を備えることを特徴とする酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
    (1)酸化物分散強化白金板材と白金板材とを張り合わせ、ホットプレスにより一体結合処理をして積層体を形成する工程。
    (2)前記積層体を熱間鍛造した後、圧延加工をする工程。
    (3)圧延加工済み積層体の複数枚を積み重ねて、ホットプレスにより一体結合処理をして多層積層体を形成する工程。
    (4)前記多層積層体を熱間鍛造した後、圧延加工する工程。
  4. 前記(1)工程は、最終的に得られる複合強化白金材料を構成する酸化物分散強化白金板材と白金板材との重量比が1:20〜20:1となるように、酸化物分散強化白金板材及び白金板材の重量を設定して張り合わせを行う請求項3に記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
  5. 前記(3)工程は、積層体の圧延方向が直交するように、積層体を積み重ねる請求項3または請求項4に記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
  6. 前記(3)工程は、6枚以上の積層体を積み重ねる請求項3〜請求項5いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
  7. 前記(2)工程における圧延加工は、加工率85%以上とする請求項3〜請求項6いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
  8. 前記ホットプレスは、温度800℃〜1200℃、圧力15〜50MPaで行う請求項3〜請求項7いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
JP2009116971A 2009-05-13 2009-05-13 酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法 Expired - Fee Related JP5063643B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009116971A JP5063643B2 (ja) 2009-05-13 2009-05-13 酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法
CA2758719A CA2758719C (en) 2009-05-13 2010-05-11 Oxide-dispersion-strengthened platinum material and method for producing the same
PCT/JP2010/057969 WO2010131656A1 (ja) 2009-05-13 2010-05-11 酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法
CN2010800214710A CN102421923A (zh) 2009-05-13 2010-05-11 氧化物弥散型强化铂材料及其制造方法
US13/258,500 US20120015210A1 (en) 2009-05-13 2010-05-11 Oxide-dispersion-strengthened platinum material and method for producing the same
EP10774913.7A EP2431487B1 (en) 2009-05-13 2010-05-11 Oxide-dispersion-strengthened platinum material and manufacturing method therefor
KR1020117022755A KR101333983B1 (ko) 2009-05-13 2010-05-11 산화물 분산형 강화백금재료

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009116971A JP5063643B2 (ja) 2009-05-13 2009-05-13 酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010265505A true JP2010265505A (ja) 2010-11-25
JP5063643B2 JP5063643B2 (ja) 2012-10-31

Family

ID=43085029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009116971A Expired - Fee Related JP5063643B2 (ja) 2009-05-13 2009-05-13 酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120015210A1 (ja)
EP (1) EP2431487B1 (ja)
JP (1) JP5063643B2 (ja)
KR (1) KR101333983B1 (ja)
CN (1) CN102421923A (ja)
CA (1) CA2758719C (ja)
WO (1) WO2010131656A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013133084A1 (ja) * 2012-03-07 2013-09-12 田中貴金属工業株式会社 スターラーシャフトパイプ及びその製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2582536T3 (es) * 2011-02-14 2016-09-13 Umicore Ag & Co. Kg Método de producción de un artículo soldado de aleación basado en platino reforzada por dispersión con soldadura en dos etapas
CN102965537B (zh) * 2012-11-16 2014-07-02 无锡英特派金属制品有限公司 制备复合型弥散强化铂铑材料的方法
KR20160070497A (ko) * 2014-12-10 2016-06-20 희성금속 주식회사 클래드 판재의 제조방법 및 이로 제조된 클래드 판재
CN110421004B (zh) * 2019-07-30 2020-08-04 江西理工大学 一种氧化铝弥散强化铜大块板带材料的制备方法
JP2022086046A (ja) * 2020-11-30 2022-06-09 田中貴金属工業株式会社 強化白金合金及び強化白金合金の製造方法、並びにガラス製造装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5348907A (en) * 1976-10-16 1978-05-02 Tokuriki Honten Kk Composite material
JPH01224182A (ja) * 1987-12-18 1989-09-07 Ppg Ind Inc 酸化物分散強化白金物品の製造方法
JPH03219030A (ja) * 1990-01-22 1991-09-26 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 貴金属複合材料の製造方法
JPH05277761A (ja) * 1992-03-25 1993-10-26 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 酸化物分散強化白金と白金との複合材料の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197360A (en) * 1978-05-01 1980-04-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multilayer laminate of improved resistance to fatigue cracking
AU8804882A (en) * 1981-09-08 1983-03-17 Johnson Matthey Public Ltd. Co. Noble metal layered metallic composites
WO1994010351A1 (en) * 1992-10-29 1994-05-11 Aluminum Company Of America Metal matrix composite having enhanced toughness and method of making
JP4860173B2 (ja) * 2005-04-19 2012-01-25 株式会社フルヤ金属 酸化物分散強化型の白金材料及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5348907A (en) * 1976-10-16 1978-05-02 Tokuriki Honten Kk Composite material
JPH01224182A (ja) * 1987-12-18 1989-09-07 Ppg Ind Inc 酸化物分散強化白金物品の製造方法
JPH03219030A (ja) * 1990-01-22 1991-09-26 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 貴金属複合材料の製造方法
JPH05277761A (ja) * 1992-03-25 1993-10-26 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 酸化物分散強化白金と白金との複合材料の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013133084A1 (ja) * 2012-03-07 2013-09-12 田中貴金属工業株式会社 スターラーシャフトパイプ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2431487B1 (en) 2016-09-21
KR20110122755A (ko) 2011-11-10
US20120015210A1 (en) 2012-01-19
CN102421923A (zh) 2012-04-18
KR101333983B1 (ko) 2013-11-27
EP2431487A1 (en) 2012-03-21
WO2010131656A1 (ja) 2010-11-18
JP5063643B2 (ja) 2012-10-31
CA2758719A1 (en) 2010-11-18
EP2431487A4 (en) 2015-02-25
CA2758719C (en) 2014-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5063643B2 (ja) 酸化物分散型強化白金材料及びその製造方法
US10864596B2 (en) Metal laminate material and production method therefor
JP2018512281A (ja) 均質化鍛造品を製造する構築成形方法
Li et al. Deformation behavior and crack propagation on interface of Al/Cu laminated composites in uniaxial tensile test
JP2010031314A (ja) 高強度かつ成形性に優れたチタン合金板とその製造方法
KR100851064B1 (ko) 용사법을 이용한 산화물 분산강화형 백금재료의 제조방법
CN106424136A (zh) 一种以if钢为中间层的钛钢复合板及其制造方法
TWI632959B (zh) Titanium composite and titanium for hot rolling
US10988832B2 (en) Titanium-containing structure and titanium product
CN110976519A (zh) 一种四层铝合金复合板带坯料的生产方法
Naseri et al. EBSD characterization of nano/ultrafine structured Al/Brass composite produced by severe plastic deformation
JP5027603B2 (ja) 高強度かつ成形性に優れたチタン合金板とその製造方法
Vini et al. Effect of electrically assisted accumulative roll bonding (EARB) Process on the mechanical properties and microstructure evolution of AA5083/Al2O3 composites
TW201718890A (zh) 鈦複合材以及熱軋用鈦材
JP2011099140A (ja) マグネシウム合金、およびその製造方法
JP2005281824A (ja) マグネシウム合金とアルミニウムとのクラッド板およびその製造方法
CN110306137A (zh) 一种层状铜铬锆-纯铜复合板材的制备方法
TW201718893A (zh) 鈦複合材以及熱軋用鈦材
Medjahed et al. Evolution of Microstructure, Mechanical Properties, and Thermal Conductivity of an Al-Li-Cu-Mg-Zr Alloy Processed by Accumulative Roll Bonding (ARB)
CN113634597A (zh) 一种微纳米层状铜/铜合金复合板材及其制备方法
CN110257665B (zh) 一种软/硬丝状结构纯铜-黄铜复合线材的制备方法
TWI626093B (zh) Titanium composite and titanium for hot rolling
JP2009275274A (ja) マグネシウム合金、およびその製造方法
CN117385304B (zh) 低各向异性粉末Ti2AlNb合金细晶薄板及其制备方法和应用
Taha et al. Rolling of cast Al‐SiCp particulate metal matrix composites and strip mechanical properties

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100913

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110822

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111117

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20111130

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20120127

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120807

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees