JP2022092544A - Niobium powder, niobium-powder producing member, method of making them, and method of manufacturing niobium member - Google Patents

Niobium powder, niobium-powder producing member, method of making them, and method of manufacturing niobium member Download PDF

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Abstract

To provide a high-purity niobium powder usable in fabricating a member by a 3D printer etc., a niobium-powder producing member, a method of making them, and a method of manufacturing a niobium member.SOLUTION: A niobium powder has respective contents of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements by 30 ppm or less, and Zr by 100 ppm or less, Ta by 1000 ppm or less, W by 70 ppm or less, Ni by 30 ppm or less, respective ones of Fe, Si, Ti and Al by 50 ppm or less, a total quantity of Cr+Co by 50 ppm or less, and respective contents of oxygen, nitrogen, carbon and hydrogen as impurity gas component elements by 300 ppm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、3Dプリンターによる部材製作等に使用できる高純度のニオブ粉末、このニオブ粉末を製造するためのニオブ粉末製造用部材、及びこれらの製造方法並びにニオブ部材の製造方法に関する。 The present invention relates to high-purity niobium powder that can be used for manufacturing members by a 3D printer, members for producing niobium powder for producing the niobium powder, methods for producing these, and methods for producing the niobium members.

従来より、超伝導加速空洞には、ニオブ(Nb)製の複雑形状をした部材が数多く用いられている。これらの部材は、ニオブ材を塑性加工、切削加工などをすることにより製作されており、コストと時間がかかる。そこで、コストダウンと、製作時間の短縮のため、ニオブ製の複雑形状をした部材を3Dプリンターによって製作することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, many members made of niobium (Nb) having a complicated shape have been used for the superconducting acceleration cavity. These members are manufactured by plastic working, cutting, etc. of niobium material, which is costly and time consuming. Therefore, in order to reduce the cost and the manufacturing time, it has been proposed to manufacture a member having a complicated shape made of niobium by a 3D printer (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、3Dプリンターで製作したパーツの性能は、現行の塑性加工や切削加工によって製作されたパーツの性能に及ばず、現状では3Dプリンターによって製作されたパーツへの置き換えは不可能である。 However, the performance of the parts manufactured by the 3D printer does not reach the performance of the parts manufactured by the current plastic working or cutting, and it is currently impossible to replace the parts manufactured by the 3D printer.

具体的には、ニオブ製の超伝導加速空洞の性能は、測定が煩雑な極低温での熱伝導度に変えて、残留比抵抗比(Residual Resistance Ratio:RRR)で評価される。そして、加速空洞用パーツとして使用するためには、RRR(300K/9.3K程度)が300以上必要とされる場合が多い。しかしながら、3Dプリンターで製作したパーツではRRRが300を超えることが不可能であった。例えば、ニオブ粉末を用いたレーザー積層造形(SLM)で得られたパーツのRRRの最大値は135と報告されている(非特許文献1)。 Specifically, the performance of the superconducting accelerating cavity made of niobium is evaluated by the residual resistivity ratio (RRR) instead of the thermal conductivity at an extremely low temperature, which is complicated to measure. And, in order to use it as a part for an acceleration cavity, RRR (about 300K / 9.3K) is often required to be 300 or more. However, it was impossible for the RRR to exceed 300 with the parts manufactured by the 3D printer. For example, it is reported that the maximum value of RRR of a part obtained by laser laminated molding (SLM) using niobium powder is 135 (Non-Patent Document 1).

3Dプリンターで使用される金属粉末の製造方法は、一般的にはアトマイズ法であるが、高融点金属であるニオブを溶融するのが非常に困難であり、また、るつぼを使用するのでコンタミが含まれやすく、サテライト粉末や粒内のポア(欠陥)が多いという問題もあり、高純度なニオブ粉末を製造するのは困難である。
また、プラズマアトマイズ法によるニオブ粉末の製造の報告もあるが、高純度なニオブ粉末は得られていないのが現状である(非特許文献2、3)。
The method for producing metal powder used in 3D printers is generally the atomization method, but it is very difficult to melt niobium, which is a refractory metal, and since a crucible is used, contamination is included. It is difficult to produce high-purity niobium powder because it is easy to get rid of and there are many satellite powders and pores (defects) in the grains.
There is also a report on the production of niobium powder by the plasma atomization method, but the current situation is that high-purity niobium powder has not been obtained (Non-Patent Documents 2 and 3).

特開2002-141196号公報JP-A-2002-141196A

Romain Gerard, Fritz MOTSCHMANN, “Metal Additive Manufacturing at CERN and development of niobium for SRF”, Presentation Material of TESLA TECHNOLOGY COLLABORAION 2020, Esplanade des Particules 1, 1217 Meyrin, SwitzerlandRomain Gerard, Fritz MOTSCHMANN, “Metal Additive Manufacturing at CERN and development of niobium for SRF”, Presentation Material of TESLA TECHNOLOGY COLLABORAION 2020, Esplanade des Particules 1, 1217 Meyrin, Switzerland P. Frigola, R. Agustsson, L. Faillace, A. Murokh, G. Ciovati, W. Clemens, P. Dhakal, F. Marhauser, R. Rimmer, J. Spradlin, S. Williams, J. Mireles, P. A., Morton, R. B., Wicker, “ADVANCE ADDITIVE MANUFACTURING METHOD FOR SRF CAVITIES OF VARIOUS GEOMETRIES”, Proceedings of SRF2015, Whistler, BC, CanadaP. Frigola, R. Agustsson, L. Faillace, A. Murokh, G. Ciovati, W. Clemens, P. Dhakal, F. Marhauser, R. Rimmer, J. Spradlin, S. Williams, J. Mireles, P. A., Morton, R.B., Wicker, “ADVANCE ADDITIVE MANUFACTURING METHOD FOR SRF CAVITIES OF VARIOUS GEOMETRIES”, Proceedings of SRF2015, Whistler, BC, Canada Cesar A. Terrazas, Jorge Mireles, Sara M. Gaytan, Philip A. Morton, Alejandro Hinojos, Pedro Frigola, Ryan B. Wicker, “Fabrication and characterization of high-purity niobium using electron beam melting additive manufacturing technology”, Int J Adv Manuf Technol (2016) 84 : 1115 - 1126Cesar A. Terrazas, Jorge Mireles, Sara M. Gaytan, Philip A. Morton, Alejandro Hinojos, Pedro Frigola, Ryan B. Wicker, “Fabrication and characterization of high-purity niobium using electron beam melting additive manufacturing technology”, Int J Adv Manuf Technol (2016) 84: 1115 --1126

本発明は、上述した事情に鑑み、3Dプリンターによる部材製作等に使用できる高純度のニオブ粉末、ニオブ粉末製造用部材及びこれらの製造方法並びにニオブ部材の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide high-purity niobium powder, a member for producing niobium powder, a method for producing these, and a method for producing the niobium member, which can be used for manufacturing a member by a 3D printer.

前記目的を達成する本発明の第1の態様は、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であることを特徴とするニオブ粉末にある。 In the first aspect of the present invention to achieve the above object, the content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as an impurity metal element is 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, and Ta. Is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, and the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less. The niobium powder is characterized in that the content of each is 300 ppm or less.

ここで、円相当による平均粒径が20~200μmである。
また、残留比抵抗比RRRが300以上のニオブ粉末製造用部材を、3×10-2Pa以下の高真空下での、プラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法により粉末化したものである。
Here, the average particle size corresponding to a circle is 20 to 200 μm.
Further, a niobium powder manufacturing member having a residual ratio resistivity RRR of 300 or more is powdered by a plasma atomization method or an arc atomization method under a high vacuum of 3 × 10 −2 Pa or less.

本発明の第2の態様は、ニオブ粉末を製造するニオブ粉末製造用部材であって、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素の含有量が、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であることを特徴とするニオブ粉末製造用部材にある。
ここで、残留比抵抗比RRRが300以上である。
The second aspect of the present invention is a member for producing niobium powder for producing niobium powder, and the content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements is 30 ppm. Below, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of impurity gas component elements is contained. The niobium powder production member is characterized in that the amount of oxygen is 40 ppm or less, nitrogen is 30 ppm or less, carbon is 30 ppm or less, and hydrogen is 5 ppm or less.
Here, the residual ratio resistivity ratio RRR is 300 or more.

本発明の第3の態様は、ニオブ粉末を製造するニオブ粉末製造用部材の製造方法であって、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、Ti、Al、CrおよびCoのそれぞれが50ppm以下のニオブインゴットを、冷間で塑性加工することにより、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素の含有量が、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であるニオブ粉末製造用部材を得ることを特徴とするニオブ粉末製造用部材の製造方法にある。 A third aspect of the present invention is a method for manufacturing a niobium powder manufacturing member for manufacturing niobium powder, which contains Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements. Cold niobium ingots with an amount of 30 ppm or less, Zr of 100 ppm or less, Ta of 1000 ppm or less, W of 70 ppm or less, Ni of 30 ppm or less, and Fe, Si, Ti, Al, Cr and Co of 50 ppm or less. By plastic processing, the content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements is 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, and W is 70 ppm or less. , Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of impurity gas component elements is 40 ppm or less for oxygen, 30 ppm or less for nitrogen, and 30 ppm or less for carbon. , And a method for producing a niobium powder producing member, which comprises obtaining a niobium powder producing member having a hydrogen content of 5 ppm or less.

本発明の第4の態様は、第2の態様のニオブ粉末製造用部材を原料とし、3×10-2Pa以下の高真空下で、プラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法により、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であるニオブ粉末を得ることを特徴とするニオブ粉末の製造方法にある。
ここで、円相当による平均粒径が20~200μmであるニオブ粉末を得る。
In the fourth aspect of the present invention, the niobium powder manufacturing member of the second aspect is used as a raw material, and as an impurity metal element by a plasma atomization method or an arc atomization method under a high vacuum of 3 × 10 −2 Pa or less. The content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf is 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti. Niobium is characterized in that niobium powder is obtained in which each of Al and Al is 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of each of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as an impurity gas component element is 300 ppm or less. It is in the method of producing powder.
Here, a niobium powder having an average particle size equivalent to a circle of 20 to 200 μm is obtained.

本発明の第5の態様は、ニオブ粉末を用いて積層造形又は噴霧法によってニオブ部材を製作するニオブ部材の製造方法であって、第1の態様のニオブ粉末を原料として成形し、脱ガス処理を行うことにより、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素の含有量が、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であり、残留比抵抗比RRRが300以上であるニオブ部材を製造することを特徴とするニオブ部材の製造方法にある。 A fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing a niobium member by laminating molding or spraying using niobium powder, wherein the niobium powder of the first aspect is used as a raw material and degassed. The content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements is 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, and W is 70 ppm or less. Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of impurity gas component elements is 40 ppm or less for oxygen, 30 ppm or less for nitrogen, 30 ppm or less for carbon, A method for producing a niobium member, which comprises producing a niobium member having a residual ratio resistance ratio of RRR of 300 or more and a hydrogen content of 5 ppm or less.

本発明のニオブ粉末は、ASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量が規格値以下、すなわち、Zrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下であると同時に、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下であり、且つ不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であり、全く新規な高純度なものである。 The niobium powder of the present invention has an impurity metal element content specified in the ATM B393 (Type 5) standard of the standard value or less, that is, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, and Ni is 30 ppm or less. Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, and the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and at the same time, the contents of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements are respectively. It is 30 ppm or less, and the content of each of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as an impurity gas component element is 300 ppm or less, which is a completely new high-purity substance.

また、本発明のニオブ粉末製造用部材は、ASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量が規格値以下、すなわち、Zrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下であると同時に、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下であり、且つ不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量がASTM B393(Type5)規格値以下、すなわち、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であり、全く新規な高純度なものである。 Further, the member for producing niobium powder of the present invention has an impurity metal element content specified in the ATM B393 (Type 5) standard of the standard value or less, that is, Zr of 100 ppm or less, Ta of 1000 ppm or less, W of 70 ppm or less. Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, and the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less. At the same time, Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements are used. The respective contents are 30 ppm or less, and the respective contents of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as impurity gas component elements are less than the ASTM B393 (Type5) standard value, that is, oxygen is 40 ppm or less and nitrogen is 30 ppm. Hereinafter, carbon is 30 ppm or less and hydrogen is 5 ppm or less, which are completely new and highly pure.

ここで、本発明のニオブ粉末製造用部材は、ASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量が規格値以下、すなわち、Zrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下であると同時に、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下であるニオブインゴットを、冷間での塑性加工により、線状などのニオブ粉末製造用部材とすることで製造することができる。 Here, in the niobium powder manufacturing member of the present invention, the content of the impurity metal element specified in the ATM B393 (Type 5) standard is equal to or less than the standard value, that is, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, and W is 70 ppm or less. , Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, and the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less. At the same time, Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements A niobium ingot having a content of 30 ppm or less can be produced by cold plastic processing to form a linear or other niobium powder production member.

また、本発明のニオブ粉末は、本発明のニオブ粉末製造用部材を高真空下でのプラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法により製造できる。 Further, the niobium powder of the present invention can be produced by the plasma atomizing method or the arc atomizing method under a high vacuum for the niobium powder producing member of the present invention.

さらに、本発明のニオブ粉末を用いて積層造形又は噴霧法によってニオブ部材を製作した後に、脱ガス処理を行うことにより、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量が規格値以下で、不純物ガス成分元素の含有量が、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であり、残留比抵抗比RRRが300以上であるニオブ部材を製造することができる。 Further, by using the niobium powder of the present invention to produce a niobium member by a laminated molding or a spraying method and then performing a degassing treatment, Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and The content of each Hf is 30 ppm or less, the content of the impurity metal element specified in the ATM B393 (Type 5) standard is less than the standard value, and the content of the impurity gas component element is 40 ppm or less for oxygen and 30 ppm for nitrogen. Hereinafter, a niobium member having carbon of 30 ppm or less and hydrogen of 5 ppm or less and a residual ratio resistance ratio of RRR of 300 or more can be produced.

実施例2のニオブ粉末の表面及び断面の拡大写真である。It is an enlarged photograph of the surface and the cross section of the niobium powder of Example 2.

以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明のニオブ粉末は、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The niobium powder of the present invention contains Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements of 30 ppm or less, Zr of 100 ppm or less, Ta of 1000 ppm or less, and W of 70 ppm. Hereinafter, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of oxygen, nitrogen, carbon and hydrogen as impurity gas component elements is 300 ppm or less. Is.

ここで、不純物金属元素としてのZr、Ta、W、Ni、Fe、Si、Ti、Al、CrおよびCoは、ASTM B393(Type5)規格で指定されており、規格値が以下の表1に示すように定められており、Zrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、Ti、Alのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下は、規格値のとおりである。 Here, Zr, Ta, W, Ni, Fe, Si, Ti, Al, Cr and Co as impurity metal elements are specified in the ASTM B393 (Type5) standard, and the standard values are shown in Table 1 below. Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti, Al are 50 ppm or less, and the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, which are standard values. It is as follows.

本発明のニオブ部材は、例えば、3Dプリンターによる部材製作等に使用できるものであり、且つ製作したパーツの性能が、現行の塑性加工や切削加工によって製作されたパーツの性能と同等以上となり、特に、残留比抵抗比RRRが300以上であるパーツを製作することできるという効果を奏するものである。 The niobium member of the present invention can be used, for example, for manufacturing a member by a 3D printer, and the performance of the manufactured part is equal to or higher than that of a part manufactured by the current plastic working or cutting, and in particular. , It is possible to manufacture a part having a residual ratio resistance ratio RRR of 300 or more.

このような効果を奏する本発明のニオブ粉末は、ASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量が規格値以下であることは勿論、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下であり、しかも、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であるという特徴を有する。不純物金属元素の含有量やガス成分元素の含有量が極めて少ないことが、3Dプリンターにより部材製作を行っても、製作したパーツの性能が、現行の塑性加工や切削加工によって製作されたパーツの性能と同等以上となる。 The niobium powder of the present invention having such an effect has the impurity metal element content specified in the ATM B393 (Type 5) standard being less than or equal to the standard value, as well as Mg, V, Mn, as impurity metal elements. The content of each of Cu, Mo, B, Be and Hf is 30 ppm or less, and the content of oxygen, nitrogen, carbon and hydrogen as impurity gas component elements is 300 ppm or less. .. The extremely low content of impurity metal elements and gas component elements means that the performance of the manufactured parts is the same as the performance of the parts manufactured by the current plastic working and cutting, even if the parts are manufactured by a 3D printer. Is equal to or higher than.

不純物金属元素としては、ASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素の含有量が規定値以下であることは勿論であるが、Mg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下である点が特徴となる。Mg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfは、例えば、3Dプリンターによる部材製作等に使用した際に製作したパーツの性能に影響を与える元素であり、それぞれの含有量が30ppm以下、好ましくは、それぞれの含有量が10ppm以下であるのがよい。また、ASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素の中で、特にAlの含有量は30ppm以下であることが好ましい。 As the impurity metal element, it goes without saying that the content of the impurity metal element specified in the ASTM B393 (Type 5) standard is not more than the specified value, but Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and It is characterized in that the content of each of Hf is 30 ppm or less. Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf are elements that affect the performance of manufactured parts when used for manufacturing parts by, for example, a 3D printer, and their respective contents are 30 ppm or less. , Preferably, the content of each is 10 ppm or less. Further, among the impurity metal elements specified in the ASTM B393 (Type 5) standard, the Al content is particularly preferably 30 ppm or less.

Figure 2022092544000001
Figure 2022092544000001

また、本発明では、特に、ガス成分の含有量が、パーツの性能、特に、残留比抵抗比RRRに大きく影響を与えるという新たな知見に基づき、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であることとし、これにより、残留比抵抗比RRRが300以上のパーツの製作を実現した。 Further, in the present invention, based on the new finding that the content of the gas component has a great influence on the performance of the parts, particularly the residual ratio resistivity RRR, oxygen, nitrogen, carbon as the impurity gas component elements, The content of each of the gas and hydrogen was set to 300 ppm or less, which made it possible to manufacture a part having a residual resistivity ratio of RRR of 300 or more.

また、本発明のニオブ粉末は、円相当による平均粒径が20~200μmであることが好ましい。ここで、円相当による平均粒径は、JIS8827-1:2018により測定するものである。 Further, the niobium powder of the present invention preferably has an average particle size equivalent to a circle of 20 to 200 μm. Here, the average particle size corresponding to a circle is measured according to JIS8827-1: 2018.

本発明のニオブ粉末を3Dプリンターで使用する場合には、円相当による平均粒径が20~200μmであるニオブ粉末を用いるのが好ましい。また、このような3Dプリンターにより製作されたパーツは、本発明のニオブ粉末を用いているので、性能が向上したものであり、特に、残留比抵抗比RRRが300以上であるパーツを製作することができる。 When the niobium powder of the present invention is used in a 3D printer, it is preferable to use the niobium powder having an average particle size of 20 to 200 μm corresponding to a circle. Further, since the parts manufactured by such a 3D printer use the niobium powder of the present invention, the performance is improved, and in particular, the parts having a residual ratio resistivity RRR of 300 or more are manufactured. Can be done.

このような本発明のニオブ粉末を得るためには、同様に高純度なニオブ粉末製造用部材を用いる必要がある。特に、残留比抵抗比RRRが300以上のニオブ粉末製造用部材を用い、詳細は後述するが、3×10-2Pa以下の高真空下での、プラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法により粉末化するのが好ましい。 In order to obtain such niobium powder of the present invention, it is necessary to use a member for producing niobium powder having the same high purity. In particular, a niobium powder manufacturing member having a residual ratio resistivity RRR of 300 or more is used, and the details will be described later, but the powder is pulverized by a plasma atomization method or an arc atomization method under a high vacuum of 3 × 10 −2 Pa or less. Is preferable.

本発明のニオブ粉末製造用部材は、ニオブ粉末を製造するニオブ粉末製造用部材であって、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量が規格値以下で、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量がASTM B393(Type5)規格値以下であることを特徴とするものである。 The member for producing niobium powder of the present invention is a member for producing niobium powder, and contains Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be, and Hf as impurity metal elements. The content of the impurity metal element specified in the ATM B393 (Type 5) standard is 30 ppm or less and the content of the impurity metal element is less than the standard value, and the content of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as the impurity gas component elements is ASTM B393 (Type 5). ) It is characterized by being less than or equal to the standard value.

ここで、ニオブ粉末製造用部材に関してASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量、並びに不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素の含有量の規格値は以下の表2に示すとおりである。 Here, the standard values of the impurity metal element content specified in the ASTM B393 (Type 5) standard for the niobium powder manufacturing member and the oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen content as the impurity gas component element are as follows. It is as shown in Table 2.

Figure 2022092544000002
Figure 2022092544000002

このようなニオブ粉末製造用部材は、上述した本発明のニオブ粉末を製造するために必要で、ニオブ粉末と少なくとも同等の高純度である必要がある。 Such a member for producing niobium powder is necessary for producing the above-mentioned niobium powder of the present invention, and needs to have at least the same high purity as the niobium powder.

また、特に、残留比抵抗比RRRが300以上であることが好ましい。これにより、上述した本発明の高性能なニオブ粉末を得ることができるからである。 Further, it is particularly preferable that the residual ratio resistivity RRR is 300 or more. This is because the above-mentioned high-performance niobium powder of the present invention can be obtained.

本発明のニオブ粉末製造用部材は、ワイヤなどの線状部材、又は棒状部材などを挙げることができるが、本発明のニオブ粉末を得るためには、線状部材であることが好ましい。 The member for producing niobium powder of the present invention may be a linear member such as a wire, a rod-shaped member, or the like, but in order to obtain the niobium powder of the present invention, the linear member is preferable.

このような本発明のニオブ粉末製造用部材を製造するためには、ASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素の含有量が規格値以下であり、且つMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下であるニオブインゴットを用意し、これを塑性加工してニオブ粉末製造用部材の形状とする必要がある。 In order to manufacture such a niobium powder manufacturing member of the present invention, the content of the impurity metal element specified in the ATM B393 (Type 5) standard is not more than the standard value, and Mg, V, Mn, Cu. It is necessary to prepare a niobium ingot having a content of each of Mo, B, Be and Hf of 30 ppm or less and plastically process the niobium ingot to form a member for producing niobium powder.

この際、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量がASTM B393(Type5)規格値以下であるニオブ粉末製造用部材とするために、冷間で塑性加工を行う必要がある。熱間で塑性変形を行うと、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素の含有量が上昇してしまうからである。 At this time, cold plastic processing is performed in order to obtain a niobium powder manufacturing member whose respective contents of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as impurity gas component elements are equal to or less than the ASTM B393 (Type 5) standard value. There is a need. This is because when plastic deformation is performed during heat, the contents of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as impurity gas component elements increase.

冷間での塑性加工は、インゴットから、徐々に加工して棒状体とし、さらに、棒状体から線状体とすることにより行われる。
ここで、冷間とは、特に加熱することなく塑性加工を行うことで有り、常温で塑性加工を行えばよいが、加工温度が100℃を超えるような場合には、不活性ガスなどにより100℃以下に冷却して行う必要がある。
Cold plastic working is performed by gradually processing the ingot into a rod-shaped body, and further from the rod-shaped body to a linear body.
Here, "cold" means that plastic working is performed without heating, and plastic working may be performed at room temperature. However, when the working temperature exceeds 100 ° C, 100 is used with an inert gas or the like. It is necessary to cool down to ℃ or less.

本発明のニオブ粉末を製造するためには、上述した本発明のニオブ粉末製造用部材を原料とし、3×10-2Pa以下の高真空下で、プラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法により粉末化する必要がある。 In order to produce the niobium powder of the present invention, the above-mentioned member for producing niobium powder of the present invention is used as a raw material and pulverized by a plasma atomization method or an arc atomization method under a high vacuum of 3 × 10 −2 Pa or less. There is a need.

まず、高真空下で粉末化するのは、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であるニオブ粉末を得るためである。 First, the powder is pulverized under high vacuum in order to obtain niobium powder in which the contents of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as impurity gas component elements are 300 ppm or less.

ここで、高真空下は、3×10-2Pa以下、好ましくは、1×10-2Pa以下である。 Here, under high vacuum, it is 3 × 10 − 2 Pa or less, preferably 1 × 10 − 2 Pa or less.

このような高真空下で粉末化、特に、円相当による平均粒径が20~200μmであるニオブ粉末とするためには、プラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法を採用する必要があり、特に、アークアトマイズ法を採用するのが好ましい。 In order to pulverize under such a high vacuum, in particular, to obtain niobium powder having an average particle size of 20 to 200 μm equivalent to a circle, it is necessary to adopt a plasma atomization method or an arc atomization method, and in particular, arc atomization. It is preferable to adopt the method.

ここで、プラズマアトマイズ法は、線状体のニオブ粉末製造用部材を原料として、これをプラズマによって発生した熱で溶湯化し、プラズマジェットにて分断することで粉末化するものである。 Here, in the plasma atomization method, a linear niobium powder manufacturing member is used as a raw material, which is melted by the heat generated by plasma and divided by a plasma jet to be pulverized.

また、アークアトマイズ法は、2本の線状体のニオブ粉末製造用部材を原料として、2本の原料間に発生するアーク放電により原料を溶解し、不活性ガスを衝突させることにより、粉末化するものである。 Further, in the arc atomizing method, two linear niobium powder manufacturing members are used as raw materials, the raw materials are melted by an arc discharge generated between the two raw materials, and the raw materials are collided with the inert gas to form a powder. It is something to do.

これらのガスアトマイズ法は、るつぼを使用せずに、高融点金属でも溶解・粉末化するので、コンタミの可能性がなく、高純度なニオブ粉末を得ることができる。特に、通常のガスアトマイズを行う数Pa~10Paの環境ではなく、上述したような高真空下で行うことにより、サテライトが少なく、流動性の高い球状の粉末となり、ポアの少ない粉末となる。 Since these gas atomizing methods dissolve and powder even refractory metals without using a crucible, there is no possibility of contamination and high-purity niobium powder can be obtained. In particular, by performing the gas atomization under a high vacuum as described above instead of the environment of several Pa to 10 Pa, the powder becomes a spherical powder having few satellites and high fluidity, and becomes a powder having few pores.

特に、アークアトマイズ法は、高真空下での粉末の製造に好適であり、本発明のニオブ粉末を得る手法として最適である。 In particular, the arc atomizing method is suitable for producing powder under high vacuum, and is most suitable as a method for obtaining niobium powder of the present invention.

本発明のニオブ粉末の用途は特に制限されないが、積層造形又は噴霧法によって高性能なニオブ部材を製造するために用いることができる。 The use of the niobium powder of the present invention is not particularly limited, but it can be used for producing a high-performance niobium member by a laminated molding or a spraying method.

この際、特に、成形品を脱ガス処理することにより、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつASTM B393(Type5)規格で指定されている不純物金属元素含有量が規格値以下で、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量がASTM B393(Type5)規格値以下であり、残留比抵抗比RRRが300以上であるニオブ部材を製造することができる。 At this time, in particular, by degassing the molded product, the content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements is 30 ppm or less, and ASTM B393 (Type 5). The content of the impurity metal element specified in the standard is less than the standard value, the content of each of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as the impurity gas component element is less than the ASTM B393 (Type5) standard value, and the residual ratio. A niobium member having a resistance ratio RRR of 300 or more can be manufactured.

ここで、脱ガス処理は、ニオブに含まれるガス成分の拡散現象を利用した精製処理であり、例えば、チタンゲッタリング処理である。チタンゲッタリング処理は、ニオブ部材表面にチタン膜を蒸着し、1×10-4Pa~1×10-5Pa程度の真空環境、1200℃の環境で熱処理することで、ニオブ部材内部のガス成分を減少させる処理である。 Here, the degassing treatment is a purification treatment utilizing the diffusion phenomenon of the gas component contained in niobium, and is, for example, a titanium gettering treatment. The titanium gettering process involves depositing a titanium film on the surface of the niobium member and heat-treating it in a vacuum environment of about 1 × 10 -4 Pa to 1 × 10 -5 Pa in an environment of 1200 ° C., and the gas component inside the niobium member. It is a process to reduce.

(実施例1)
(ニオブ粉末製造用部材の製造)
表3の不純物含有量のニオブインゴットを用い、室温の環境下で冷間で塑性加工を繰り返し、直径2mmの線状体(ワイヤ)を製造し、実施例1のニオブ粉末製造用部材とした。
(Example 1)
(Manufacturing of parts for manufacturing niobium powder)
Using the niobium ingot having the impurity content in Table 3, plastic working was repeated coldly in an environment of room temperature to produce a linear body (wire) having a diameter of 2 mm, which was used as a member for producing niobium powder of Example 1.

線状体の不純物含有量は表3のとおりである。
分析値の評価について、金属成分は島津製作所製ICPS-8100または日立ハイテクサイエンス製SPS3520UVによるICP発光分光分析法を用いて評価した。OとN元素はLECO製TC600による不活性ガス融解―赤外線吸収法を用いて評価した。C元素はLECO製CS844による非分散型赤外線吸収法を用いて評価した。H元素はLECO製RH404による不活性ガス融解-熱伝導度法を用いて評価した。
Table 3 shows the impurity content of the linear body.
Regarding the evaluation of the analytical values, the metal components were evaluated using ICPS-8100 manufactured by Shimadzu Corporation or ICP emission spectroscopic analysis method using SPS3520UV manufactured by Hitachi High-Tech Science. The O and N elements were evaluated using the Inactive Gas Melting-Infrared Absorption Method with TC600 manufactured by LECO. Element C was evaluated using a non-dispersive infrared absorption method using CS844 manufactured by LECO. Element H was evaluated using the Inert Gas Melting-Thermal Conductivity Method with RH404 manufactured by LECO.

残留抵抗比RRRは306であった。
なお、残留抵抗比RRRの測定は、サンプルを冷凍機で冷却しながら温度と4端子法による抵抗値を測定し、9.3Kと293Kの時の抵抗値で293Kの抵抗値を基準とした抵抗比をRRR値とした。
The residual resistance ratio RRR was 306.
The residual resistance ratio RRR is measured by measuring the temperature and the resistance value by the 4-terminal method while cooling the sample with a refrigerator, and the resistance value at 9.3K and 293K is based on the resistance value of 293K. The ratio was taken as the RRR value.

(比較例1)
表3の不純物含有量のニオブインゴットを用い、インゴット温度が300~500℃の環境下で塑性加工を繰り返し、直径2mmの線状体(ワイヤ)を製造し、比較例1のニオブ粉末製造用部材とした。
線状体の不純物含有量は表4のとおりである。
RRRは54であった。
(Comparative Example 1)
Using the niobium ingot having the impurity content in Table 3, plastic working was repeated in an environment where the ingot temperature was 300 to 500 ° C. to produce a linear body (wire) having a diameter of 2 mm, and the member for producing niobium powder of Comparative Example 1 was produced. And said.
Table 4 shows the impurity content of the linear body.
The RRR was 54.

Figure 2022092544000003
Figure 2022092544000003

(実施例2)
(ニオブ粉末の製造)
実施例1のニオブ粉末製造用部材を用い、アークアトマイズ法により、ニオブ粉末を得た。アークアトマイズ法は、2.7×10-2Paの環境で行い、アークアトマイズの条件は、電圧20V、Arガス純度4N、Arガス圧0.6MPa、ワイヤ送り速度4.4m/minとした。
得られたニオブ粉末の不純物含有量は表4の通りである。
また、円相当による平均粒径は62μmであった。
なお、実施例2のニオブ粉末の粉末表面と粉末断面の拡大写真を図1に示す。
(Example 2)
(Manufacturing of niobium powder)
Using the niobium powder manufacturing member of Example 1, niobium powder was obtained by an arc atomizing method. The arc atomization method was performed in an environment of 2.7 × 10 −2 Pa, and the conditions for arc atomization were a voltage of 20 V, an Ar gas purity of 4 N, an Ar gas pressure of 0.6 MPa, and a wire feed rate of 4.4 m / min.
Table 4 shows the impurity content of the obtained niobium powder.
The average particle size corresponding to the circle was 62 μm.
An enlarged photograph of the powder surface and the cross section of the niobium powder of Example 2 is shown in FIG.

(比較例2)
実施例1のニオブ粉末製造用部材を用い、アークアトマイズ法により、ニオブ粉末を得た。アークアトマイズ法は、9.3Paの環境で行い、アークアトマイズの条件は、電圧20V、Arガス純度4N、Arガス圧0.6MPa、ワイヤ送り速度4.4m/minとした。
得られたニオブ粉末の不純物含有量は表4の通りである。
また、円相当による平均粒径は73μmであった。
(Comparative Example 2)
Using the niobium powder manufacturing member of Example 1, niobium powder was obtained by an arc atomizing method. The arc atomization method was performed in an environment of 9.3 Pa, and the conditions for arc atomization were a voltage of 20 V, an Ar gas purity of 4 N, an Ar gas pressure of 0.6 MPa, and a wire feed rate of 4.4 m / min.
Table 4 shows the impurity content of the obtained niobium powder.
The average particle size corresponding to the circle was 73 μm.

Figure 2022092544000004
Figure 2022092544000004

(実施例3)
(ニオブ部材の製造)
実施例2のニオブ粉末を用い、3Dプリンターによる部材製作を行った。部材の形状は2×2×50mmの角棒であり、成形後、チタンゲッタリングによる脱ガス処理を行った。
チタンゲッタリングによる脱ガス処理は、1×10-4Paの真空環境で、1200℃の環境、処理時間50時間の条件で行った。チタンゲッタリング後の部材の不純物含有量は表5の通りである。
製造したニオブ部材のRRRは、351であった。また、チタンゲッタリング前のRRRは6.3であった。
(Example 3)
(Manufacturing of niobium members)
Using the niobium powder of Example 2, a member was manufactured by a 3D printer. The shape of the member was a square bar of 2 × 2 × 50 mm, and after molding, it was degassed by titanium gettering.
The degassing treatment by titanium gettering was carried out in a vacuum environment of 1 × 10 -4 Pa, an environment of 1200 ° C., and a treatment time of 50 hours. Table 5 shows the impurity content of the members after titanium gettering.
The RRR of the manufactured niobium member was 351. The RRR before titanium gettering was 6.3.

(比較例3)
チタンゲッタリングを行わなかった以外は実施例3と同様に行った。
製造したニオブ部材のRRRは6.3であった。
(Comparative Example 3)
It was carried out in the same manner as in Example 3 except that titanium gettering was not performed.
The RRR of the manufactured niobium member was 6.3.

(比較例4)
比較例2のニオブ粉末を用い、3Dプリンターによる部材製作を行った。部材の形状は2×2×50mmの角棒であり、成形後、チタンゲッタリングによる脱ガス処理を行った。
チタンゲッタリングによる脱ガス処理は、1×10-4Paの真空環境で、1200℃の環境、処理時間50時間の条件で行った。チタンゲッタリング後の部材の不純物含有量は表5の通りである。
製造したニオブ部材のRRRは、79あった。また、チタンゲッタリング前のRRRは3.6であった。

Figure 2022092544000005


(Comparative Example 4)
Using the niobium powder of Comparative Example 2, a member was manufactured by a 3D printer. The shape of the member was a square bar of 2 × 2 × 50 mm, and after molding, it was degassed by titanium gettering.
The degassing treatment by titanium gettering was carried out in a vacuum environment of 1 × 10 -4 Pa, an environment of 1200 ° C., and a treatment time of 50 hours. Table 5 shows the impurity content of the members after titanium gettering.
The RRR of the manufactured niobium member was 79. The RRR before titanium gettering was 3.6.
Figure 2022092544000005


Claims (9)

不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であることを特徴とするニオブ粉末。 The contents of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements are 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, and Ni is 30 ppm or less. Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the contents of oxygen, nitrogen, carbon and hydrogen as impurity gas component elements are 300 ppm or less. Niobium powder. 円相当径による平均粒径が20~200μmであることを特徴とする請求項1記載のニオブ粉末。 The niobium powder according to claim 1, wherein the average particle size according to the equivalent circle diameter is 20 to 200 μm. 残留比抵抗比RRRが300以上のニオブ粉末製造用部材を、3×10-2Pa以下の真空下での、プラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法により粉末化したものであることを特徴とする請求項1又は2記載のニオブ粉末。 The claim is characterized in that a member for producing niobium powder having a residual ratio resistivity RRR of 300 or more is powdered by a plasma atomization method or an arc atomization method under a vacuum of 3 × 10 −2 Pa or less. The niobium powder according to 1 or 2. ニオブ粉末を製造するニオブ粉末製造用部材であって、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素の含有量が、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であることを特徴とするニオブ粉末製造用部材。 A member for producing niobium powder, which is a member for producing niobium powder, and has a content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as an impurity metal element of 30 ppm or less, Zr of 100 ppm or less, and Ta. Is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are each 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of impurity gas component elements is 40 ppm or less for oxygen and nitrogen. A member for producing niobium powder, which comprises 30 ppm or less of carbon, 30 ppm or less of carbon, and 5 ppm or less of hydrogen. 残留比抵抗比RRRが300以上であることを特徴とする請求項4記載のニオブ粉末製造用部材。 The niobium powder manufacturing member according to claim 4, wherein the residual ratio resistance ratio RRR is 300 or more. ニオブ粉末を製造するニオブ粉末製造用部材の製造方法であって、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、Ti、Al、CrおよびCoのそれぞれが50ppm以下のニオブインゴットを、冷間で塑性加工することにより、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素の含有量が、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であるニオブ粉末製造用部材を得ることを特徴とするニオブ粉末製造用部材の製造方法。 A method for manufacturing a niobium powder manufacturing member for manufacturing niobium powder, wherein the content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as an impurity metal element is 30 ppm or less, and Zr is 100 ppm. Hereinafter, niobium ingots having Ta of 1000 ppm or less, W of 70 ppm or less, Ni of 30 ppm or less, and Fe, Si, Ti, Al, Cr and Co of 50 ppm or less are coldly plastically processed to be an impurity metal element. The content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf is 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si. , Ti and Al are 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of impurity gas component elements is 40 ppm or less for oxygen, 30 ppm or less for nitrogen, 30 ppm or less for carbon, and 5 ppm or less for hydrogen. A method for manufacturing a niobium powder manufacturing member, which comprises obtaining a powder manufacturing member. 請求項4又は5のニオブ粉末製造用部材を原料とし、3×10-2Pa以下の真空下で、プラズマアトマイズ法又はアークアトマイズ法により、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素としての酸素、窒素、炭素、および水素のそれぞれの含有量が300ppm以下であるニオブ粉末を得ることを特徴とするニオブ粉末の製造方法。 Using the niobium powder manufacturing member according to claim 4 or 5 as a raw material, Mg, V, Mn, Cu, Mo as impurity metal elements can be obtained by the plasma atomization method or the arc atomization method under a vacuum of 3 × 10 −2 Pa or less. , B, Be and Hf contents are 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, W is 70 ppm or less, Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are 50 ppm or less, Cr + Co. A method for producing niobium powder, which comprises obtaining niobium powder having a total amount of 50 ppm or less and a content of oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen as impurity gas component elements of 300 ppm or less. 円相当による平均粒径が20~200μmであるニオブ粉末を得ることを特徴とする請求項7記載のニオブ粉末の製造方法。 The method for producing niobium powder according to claim 7, wherein a niobium powder having an average particle size of 20 to 200 μm corresponding to a circle is obtained. ニオブ粉末を用いて積層造形法、又は噴霧法によってニオブ部材を製作するニオブ部材の製造方法であって、請求項1~3の何れか一項記載のニオブ粉末を原料として成形し、脱ガス処理を行うことにより、不純物金属元素としてのMg、V、Mn、Cu、Mo、B、BeおよびHfのそれぞれの含有量が30ppm以下、かつZrが100ppm以下、Taが1000ppm以下、Wが70ppm以下、Niが30ppm以下、Fe、Si、TiおよびAlのそれぞれが50ppm以下、Cr+Coの総量が50ppm以下で、不純物ガス成分元素の含有量が、酸素が40ppm以下、窒素が30ppm以下、炭素が30ppm以下、および水素が5ppm以下であり、残留比抵抗比RRRが300以上であるニオブ部材を製造することを特徴とするニオブ部材の製造方法。
A method for manufacturing a niobium member by a laminated molding method or a spraying method using niobium powder, wherein the niobium powder according to any one of claims 1 to 3 is used as a raw material and degassed. The content of each of Mg, V, Mn, Cu, Mo, B, Be and Hf as impurity metal elements is 30 ppm or less, Zr is 100 ppm or less, Ta is 1000 ppm or less, and W is 70 ppm or less. Ni is 30 ppm or less, Fe, Si, Ti and Al are 50 ppm or less, the total amount of Cr + Co is 50 ppm or less, and the content of impurity gas component elements is 40 ppm or less for oxygen, 30 ppm or less for nitrogen, and 30 ppm or less for carbon. A method for producing a niobium member, which comprises producing a niobium member having a hydrogen content of 5 ppm or less and a residual ratio resistance ratio of RRR of 300 or more.
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