JP2013053334A - チタン合金水素化物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 チタン合金水素化物であって、3.9%以上の水素を含有し、かつ、粉末X線回折測定における2θ=35°近傍の半値幅が0.85゜以下である。また、このチタン合金水素化物は、チタン合金と水素ガスを1気圧(100kPa)以上、3.5気圧(350kPa)以下で、更に、炉内温度を500℃〜770℃にてチタン合金で反応させることにより製造しうる。
【選択図】図1
Description
なお、本願においては、圧力の単位を「atm」と標記する場合もある。
本発明に係るチタン合金水素化物は、3.9%以上の水素を含有することを第一の特徴とするものであり、また、粉末X線回折測定における2θ=35°近傍のピークの半値幅が0.85゜以下であることを第二の特徴とするものである。
本発明に係るチタン合金製造用原料の水素化方法は、前記チタン合金製造用原料を、減圧下において高温に加熱後、水素ガスを炉内に導入し、炉内の水素分圧を1気圧(100kPa)以上であって、3.5気圧(350kPa)以下の範囲で制御することを特徴とするものである。
まずは、内部にチタン材を挿入した後、減圧操作を開始後、ヒーターに通電して、炉内温度を500℃まで加熱後、減圧操作を停止してから炉への水素ガス分圧が1気圧以上であって3.5気圧以下の範囲になるように炉内に水素ガスを導入する。
[実施例1]
Ti−6Al−4V合金(以下、64合金と称する場合がある)の切削切粉を原料として、水素化用の容器に充填して水素化炉に投入した。真空排気後、加熱を開始し、真空のまま500℃まで昇温した。ここで、真空排気を停止し、水素ガスを炉内が1.2気圧になるまで導入した。水素ガス導入後も加熱を継続し、炉内温度が650℃になった時点で、加熱ヒーターを停止した。この時、炉内の圧力が3.5気圧になるまで水素ガスを炉内に導入し続けた。炉内は水素化による反応熱で700℃まで上昇したが、その後冷却に転じた。650℃到達から700℃到達まで10分かかり、炉内温度が650℃以下になるまで1時間かかった。炉内温度が50℃以下まで冷却後、真空排気、ベント処理で炉を開放し、水素化物を取り出した。
実施例1と同じ64合金の切削切粉を実施例1と同様に水素化炉に投入した。真空のまま550℃まで昇温してから真空排気を停止し、水素ガスを炉内が1.2気圧になるまで導入した。水素ガス導入後も加熱を継続し、炉内温度が650℃になった時点で、加熱ヒーターを停止した。この時、炉内の圧力が3.5気圧になるまで水素ガスを炉内に導入し続けた。炉内は水素化による反応熱で730℃まで上昇したが、その後冷却に転じた。650℃到達から730℃到達まで10分かかり、炉内温度が650℃以下になるまで1.5時間かかった。実施例1と同様の手段で、炉内の水素化物を取り出した。
実施例1〜2の方法により、64合金の水素化率と半値幅に関する本願発明の数値的臨界意義につき試験で確認し、その結果を表2に整理した。
実施例1〜2の方法により、本願発明に係る64合金の水素化の温度と圧力に関する数値的臨界意義について調査し、その結果を表3に示した。
実施例1と同じ64合金の切削切粉を実施例1と同様に水素化炉に投入した。真空のまま450℃まで昇温してから真空排気を停止し、水素ガスを炉内が1.2atmになるまで導入した。水素ガス導入後も加熱を継続し、炉内温度が600℃になった時点で、加熱ヒーターを停止した。この時、炉内の圧力が3.5atmになるまで水素ガスを炉内に導入し続けた。炉内は水素化による反応熱で680℃まで上昇したが、その後冷却に転じた。600℃到達から680℃到達まで15分かかり、炉内温度が650℃以下になるまで0.5時間かかった。実施例1と同様の手段で、炉内の水素化物を取り出した。
実施例1と同じ64合金の切削切粉を実施例1と同様に水素化炉に投入した。真空のまま650℃まで昇温してから真空排気を停止し、水素ガスを炉内が1.2気圧になるまで導入した。水素ガス導入後も加熱を継続し、炉内温度が750℃になった時点で、加熱ヒーターを停止した。この時、炉内の圧力が3.5気圧になるまで水素ガスを炉内に導入し続けた。炉内は水素化による反応熱で820℃まで上昇したが、その後冷却に転じた。650℃到達から820℃到達まで25分かかり、炉内温度が最高温度から650℃以下になるまで2.5時間かかった。実施例1と同様の手段で、炉内の水素化物を取り出した。
Claims (7)
- チタン合金水素化物であって3.9重量%以上の水素を含有し、かつ、粉末X線回折測定における2θ=35°近傍のピークの半値幅が0.85゜以下であることを特徴とするチタン合金水素化物。
- チタン合金に水素ガスを接触させ、1気圧(100kPa)以上、3.5気圧(350kPa)以下で、500℃〜770℃の温度域にて反応させて製造されたものであることを特徴とする請求項1に記載のチタン合金水素化物。
- 前記チタン合金水素化物を得るに際して、チタン合金に水素ガスを室温で接触後、500℃〜770℃まで昇温し、その後降温する工程を含むことにより得られることを特徴とする請求項1に記載のチタン合金水素化物。
- 前記チタン合金水素化物を得るに際して、チタン合金に水素ガスを室温で接触後、500〜770℃までの昇温は、500〜700℃まで加熱した後、加熱を停止し、前記チタン合金の水素化反応熱により昇温するものであることを特徴とする請求項1に記載のチタン合金水素化物。
- 前記チタン合金水素化物を得るに際して使用するチタン合金が、切削切粉、板材、または線材であることを特徴とする請求項1に記載のチタン合金水素化物。
- 前記チタン合金水素化物中の合金成分が、アルミニウム、シリコン、銅、マンガン、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、クロム、モリブデン、スズ、ルテニウム、レニウム、または鉄のうちから選択された少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1に記載のチタン合金水素化物。
- 前記チタン合金水素化物を得るに際して使用するチタン合金中の合金成分が、アルミニウム、シリコン、銅、マンガン、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、クロム、モリブデン、スズ、ルテニウム、レニウム、または鉄のうちから選択された少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1に記載のチタン合金水素化物。
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