JP2023064826A - Composite thermal spray material, production method thereof, and electrode using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合溶射材料及びその製造方法、これを用いた電極に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite thermal spray material, a manufacturing method thereof, and an electrode using the same.
金属被膜を形成する方法の一つに溶射がある。溶射用の金属粒子は、プラズマフレームや燃焼フレームなどに導入されて熱及び運動エネルギーを与えられ、ターゲットである基材表面に向けて噴出される。しかしながら、大気中で溶射した場合、金属粒子が酸化され、金属粒子の特性が溶射被膜において十分発揮されないことがある。 Thermal spraying is one of the methods of forming metal coatings. Metal particles for thermal spraying are introduced into a plasma flame, a combustion flame, or the like, given heat and kinetic energy, and ejected toward the surface of the substrate, which is a target. However, when thermally sprayed in the air, the metal particles are oxidized, and the properties of the metal particles may not be exhibited sufficiently in the thermal spray coating.
そこで、特許文献1には、金属からなる母粒子表面に、表面処理剤によって形成された被覆層を有する、溶射用粒子が開示されている。表面処理剤としては、母粒子表面に酸化抑制能を有する被覆層を形成可能なものが用いられる。これにより、溶射過程で高温の酸化雰囲気に晒されてもコアの母粒子が酸化されず、良好な金属被膜が得られることが記載されている。
Therefore,
自動車等のエンジンから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置として電気加熱式触媒(EHC:Electrically Heated Catalyst)がある。EHCの一例として、白金やパラジウム等の触媒が担持されたハニカム構造を有するセラミックスからなる円筒状の担体と、当該担体と電気的に接続され、当該担体の外周面に互いに対向配置された一対の電極とを備えたものがある。 There is an electrically heated catalyst (EHC) as an exhaust purification device for purifying exhaust gas discharged from an engine of an automobile or the like. As an example of an EHC, a cylindrical carrier made of ceramics having a honeycomb structure on which a catalyst such as platinum or palladium is supported is electrically connected to the carrier, and a pair of electrodes are arranged opposite to each other on the outer peripheral surface of the carrier. Some have electrodes.
各電極は、下地層、金属箔、固定層を備えている。下地層は、電極の形成領域の全体に亘って担体の外周面上に形成されている。下地層上には、下地層の形成領域の全体にわたって担体の周方向に延設された金属箔が、担体の軸方向に沿って複数本所定の間隔で配置されている。 Each electrode comprises an underlayer, a metal foil, and a fixing layer. The underlayer is formed on the outer peripheral surface of the carrier over the entire electrode formation region. On the base layer, a plurality of metal foils extending in the circumferential direction of the carrier over the entire formation region of the base layer are arranged at predetermined intervals along the axial direction of the carrier.
金属箔を下地層に固定する固定層として、金属とセラミックスの複合溶射材料からなる溶射被膜が金属箔を覆うように形成される。固定層を大気中で溶射により形成すると、金属が酸化して電極の性能が低下することが懸念される。 As a fixing layer for fixing the metal foil to the base layer, a thermal spray coating made of a composite thermal spray material of metal and ceramics is formed so as to cover the metal foil. If the fixed layer is formed by thermal spraying in the atmosphere, there is concern that the metal will be oxidized and the performance of the electrode will be degraded.
このため、溶射時の金属粒子の酸化を防止することが望まれており、Ar等の不活性ガスをガスシールドとして使用し、フレームにおける酸素含有量を低減している。しかしながら、シールド装置を設けるとガス代がかかり、製造コストが高くなるという問題がある。また、特許文献1は、金属を母粒子とする溶射用粒子の酸化を抑制する技術であり、複合溶射材料に適用することはできない。
Therefore, it is desired to prevent the metal particles from being oxidized during thermal spraying, and an inert gas such as Ar is used as a gas shield to reduce the oxygen content in the flame. However, there is a problem that the provision of the shielding device increases the cost of gas and increases the manufacturing cost. Moreover,
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、溶射時の酸化を抑制することが可能な複合溶射材料及びその製造方法、これを用いた電極を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a composite thermal spray material capable of suppressing oxidation during thermal spraying, a method for producing the same, and an electrode using the same. That is.
本発明の第1の態様に係る複合溶射材料は、金属粒子の表面が酸化処理された酸化膜付金属粒子と、酸化物鉱物とを用いて造粒されたものである。 A composite thermal spray material according to a first aspect of the present invention is granulated using metal particles with an oxide film, the surfaces of which are oxidized, and an oxide mineral.
本発明の第2の態様に係る複合溶射材料において、前記金属粒子は、Ni-Cr合金又はMCrAlY合金(但し、MはFe、Co、Niのうち少なくとも一種)のいずれかである。 In the composite thermal spray material according to the second aspect of the present invention, the metal particles are either Ni--Cr alloy or MCrAlY alloy (where M is at least one of Fe, Co and Ni).
本発明の第3の態様に係る複合溶射材料において、前記酸化物鉱物は、ベントナイト及びマイカのいずれか一方である。 In the composite thermal spray material according to the third aspect of the present invention, the oxide mineral is either bentonite or mica.
本発明の第4の態様に係る複合溶射材料の製造方法は、金属粒子を600℃~800℃で1~3時間加熱して、その表面が酸化処理された酸化膜付金属粒子を形成し、前記酸化膜付き金属粒子と酸化物鉱物とを用いて複合溶射材料を造粒する。 A method for producing a composite thermal spray material according to a fourth aspect of the present invention includes heating metal particles at 600° C. to 800° C. for 1 to 3 hours to form oxide film-coated metal particles having surfaces oxidized, A composite thermal spray material is granulated using the metal particles with oxide film and the oxide mineral.
本発明の第5の態様に係る複合溶射材料の製造方法は、前記金属粒子はガスアトマイズ法により製造される。 In the method for producing a composite thermal spray material according to the fifth aspect of the present invention, the metal particles are produced by gas atomization.
本発明の一態様に係る電気加熱式触媒装置は、基材上に、金属粒子の表面が酸化処理された酸化膜付金属粒子と、酸化物鉱物とを用いて造粒された複合溶射材料を大気中で溶射して形成された、金属箔を固定する溶射被膜を含むものである。 An electrically heated catalyst device according to an aspect of the present invention includes a composite thermal spray material granulated using metal particles with an oxide film, the surfaces of which are oxidized, and oxide minerals, on a substrate. It includes a thermally sprayed coating formed by thermal spraying in the air and fixing the metal foil.
本発明によれば、溶射時の酸化を抑制することが可能な複合溶射材料及びその製造方法、これを用いた電極を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a composite thermal spray material capable of suppressing oxidation during thermal spraying, a method for producing the same, and an electrode using the same.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Equivalent components in each figure are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
実施の形態に係る複合溶射材料は、例えば、自動車等の排気経路上に設けられ、エンジンから排出される排気ガスを浄化する電気加熱式触媒装置の電極として用いられるものである。まず、図1を参照して、実施の形態に係る電気加熱式触媒装置について説明する。図1は、実施の形態に係る電気加熱式触媒装置100の構成を示す図である。図1に示すように、電気加熱式触媒装置100は、電極10、担体20を含む。
The composite thermal spray material according to the embodiment is used, for example, as an electrode of an electrically heated catalytic device that is provided on the exhaust path of an automobile or the like and purifies the exhaust gas emitted from the engine. First, an electrically heated catalyst device according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electrically heated
担体20は、白金やパラジウム等の触媒を担持する多孔質部材である。担体20は、導電性を有するセラミックス、例えばSiC(炭化珪素)からなる。担体20は、外形が円筒形状であり、内部にハニカム構造を有している。排気ガスは、矢印で示すように、担体20の内部をその軸方向に通過する。
The
担体20の外周面には、対向配置された一対の電極10が設けられている。各電極10には、バッテリ等の電源から電力が供給される。一対の電極10に電力を供給することで、担体20に電流を流して加熱することができる。電極10は、下地層11、金属箔12、固定層13を含む。
A pair of
下地層11は、担体20の長手方向の両端にわたって形成された溶射被膜である。下地層11は、担体20と物理的に接触するとともに電気的に接続されている。下地層11上には、金属箔12が設けられている。金属箔12は、下地層11の形成領域にわたって担体20の周方向に延設され、担体20の軸方向に沿って複数本所定の間隔で配置されている。金属箔12は、例えばFe-Cr合金等の金属からなる。
The
固定層13は、金属箔12を下地層11に固定する、金属箔12を覆うように形成されたボタン形状の溶射皮膜である。固定層13は、1本の金属箔12に対し、金属箔12の長手方向(担体20の周方向)に沿って、所定の間隔で複数個配置されている。固定層13は、金属箔12及び下地層11と物理的に接触するとともに電気的に接続されている。なお、互いに隣接する金属箔12では、固定層13が金属箔12の長手方向において異なる位置となるように配置されている。
The
電気加熱式触媒装置100では、一対の電極10で担体20が電気加熱されることで、担体20に担持された触媒が活性化される。これにより、担体20を通過する排気ガス中の未燃焼HC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、NOx(窒素酸化物)等の有害物質が触媒反応により浄化される。
In the electrically heated
実施の形態に係る複合溶射材料は、溶射被膜である下地層11、固定層13に用いられる。すなわち、実施の形態に係る複合溶射材料は、金属箔12を担体20に固定するために溶射され、溶射被膜を形成する。金属箔12に通電するため、溶射皮膜のマトリクスは金属である必要がある。また、溶射皮膜は、金属マトリクス中にヤング率を低下させるための分散相を備えている。なお、金属マトリクスと分散層とを含む溶射被膜については、国際公開第2013/038449号明細書に記載された内容を適宜、適用可能である。
The composite thermal spray material according to the embodiment is used for the
ここで、図10、11を参照して、比較例の問題点について説明する。図10は、比較例の溶射材料を説明する図である。図11は、プラズマフレームをガスシールドした状態で溶射する例を示す図である。 Here, with reference to FIGS. 10 and 11, problems of the comparative example will be described. FIG. 10 is a diagram explaining a thermal spray material of a comparative example. FIG. 11 is a diagram showing an example of thermal spraying in a state where the plasma flame is gas-shielded.
図10に示すように、比較例の溶射材料1Aは、金属マトリクスを構成する金属粒子2と、分散相を構成する酸化物鉱物4の粒子とを高分子系の接着剤5を媒体に、練り込み造粒法により複合化したものである。この溶射材料を用いて、プラズマ溶射することで溶射被膜が形成される。上述の通り、通電加熱式触媒装置では、通電のための金属箔を、金属と酸化物鉱物を複合した溶射材料からなる溶射被膜で固定している。溶射時に、溶射材料中の金属が酸化すると、溶射被膜の電気抵抗が増加し、電気加熱がされにくくなってしまう。また、金属としてNi-Cr合金を用いた場合、溶射時の酸化により金属表面のCr成分が減少するため、高温時の耐酸化性が低下し、溶射皮膜が酸化劣化してしまう。
As shown in FIG. 10, the
溶射材料に含まれる金属粒子がプラズマフレームを飛行中に酸化するのを抑制するために、減圧溶射法や、図11に示すようにシールドガスで大気中の酸素と金属の接触、反応を抑制するガスシールド法が取られている。しかしながら、減圧溶射法では、真空ポンプ等の設備的な面でコストがかかる。また、図11に示すガスシールド法では、プラズマフレームを囲むように、Arなどの不活性ガスを大量に使用する必要があるため、ガス代が掛かる。このように、いずれの方法も溶射の製造コストが非常に高くなるという問題がある。 In order to suppress the metal particles contained in the thermal spray material from being oxidized during flight through the plasma flame, a low-pressure thermal spraying method or, as shown in FIG. Gas shield method is adopted. However, the low-pressure thermal spraying method is costly in terms of equipment such as a vacuum pump. Further, in the gas shield method shown in FIG. 11, since it is necessary to use a large amount of inert gas such as Ar so as to surround the plasma flame, gas costs are high. Thus, any method has the problem that the production cost of thermal spraying becomes very high.
そこで、本発明者らは、以下の複合溶射材料を考案した。図2を参照して実施の形態に係る複合溶射材料について説明する。図2は、実施の形態に係る複合溶射材料を説明する図である。図2に示すように、実施の形態に係る複合溶射材料1は、金属粒子2の表面が酸化処理された酸化膜3付きの金属粒子2と、酸化物鉱物4とを用いて、高分子系の接着剤5を媒体として造粒されたものである。
Accordingly, the inventors devised the following composite thermal spray material. A composite thermal spray material according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a composite thermal spray material according to an embodiment. As shown in FIG. 2 , the composite
金属粒子2は、金属箔12に通電するための溶射皮膜のマトリクスを構成する。高温下での使用に耐えるため、金属粒子2としては、高温下での耐酸化性に優れたNi-Cr合金(但し、Cr含有量は20~60質量%)、MCrAlY合金(但し、MはFe、Co、Niのうち少なくとも一種)が好ましい。なお、Ni-Cr合金、MCrAlY合金は、他の合金元素を含んでいてもよい。なお、造粒された複合溶射材料には、酸化膜3が残存している状態の金属粒子2が含まれ得る。
The
酸化物鉱物4は、金属マトリクスのヤング率を低下させるための分散相を構成する。酸化物鉱物4としては、層状構造を有し、かつ、SiO2やAl2O3などの酸化物を主な成分とするものが用いられる。具体的には、酸化物鉱物4は、ベントナイトやマイカあるいはそれらの混合物などからなることが好ましい。
The
以下、金属粒子2としてNi-50Cr合金を用い、酸化物鉱物4としてベントナイトを用いた例について説明する。ステンレスの防食作用として表面のCr不働態膜が知られている。本発明者らは、溶射によるNi-50Cr粒子の酸化抑制にも同様な作用が期待できないかと考え、Ni-50Cr粒子の大気中での酸化現象の検討を行った。
An example in which a Ni-50Cr alloy is used as the
ガスアトマイズ法により製造されたNi-50Cr粒子の表面には、ほとんど酸化膜は形成されていない。そこで、大気中での酸化処理条件の変化に伴う、Ni-50Cr粒子表面の酸化膜の形成状況を調査した。図3に、酸化処理温度を600℃、700℃、800℃、900℃、1075℃としたときのNi-50Cr粒子の断面状態の変化を示す。また、図4は、酸化処理なし、及び、600℃、700℃、800℃で、大気中で酸化したときの、Ni-50Cr粒子の元素分析結果を示す図である。 Almost no oxide film is formed on the surface of the Ni-50Cr particles produced by the gas atomization method. Therefore, the state of formation of the oxide film on the surface of the Ni-50Cr particles due to changes in the oxidation treatment conditions in the atmosphere was investigated. FIG. 3 shows changes in the cross-sectional state of Ni-50Cr particles when the oxidation treatment temperature is 600°C, 700°C, 800°C, 900°C and 1075°C. FIG. 4 is a diagram showing the results of elemental analysis of Ni-50Cr particles without oxidation treatment and after oxidation in air at 600° C., 700° C., and 800° C. FIG.
図3、4に示すように、初期の酸化処理を行っていないNi-50Cr粒子の表面には酸化膜は見られなかったが、600℃以上に1~3時間加熱すると表面に酸化膜が形成されることが確認できた。温度を高くするほど酸化膜の厚さが増加するが、900℃以上では粒子が固着する現象が発生した。このため、製造上、酸化処理温度は600℃~800℃が望ましい。 As shown in FIGS. 3 and 4, no oxide film was observed on the surface of the Ni-50Cr particles that had not been oxidized in the initial stage. It was confirmed that The higher the temperature, the thicker the oxide film, but at 900° C. or higher, particles adhered to each other. For this reason, the oxidation treatment temperature is preferably 600° C. to 800° C. in terms of production.
図5は、XRD(X-ray Diffraction)による、Ni-50Cr粒子の構造分析結果を示すグラフである。図5に示すように、酸化処理されたNi-50Cr粒子には、Cr酸化物(Cr2O3)が含まれることが確認できた。 FIG. 5 is a graph showing the structural analysis results of Ni-50Cr particles by XRD (X-ray Diffraction). As shown in FIG. 5, it was confirmed that the oxidized Ni-50Cr particles contained Cr oxide (Cr 2 O 3 ).
実施例として、ガスアトマイズ法により得られるNi-50Cr粒子を、800℃で3時間、大気中で酸化処理を行うことにより、Ni-50Cr粒子表面にCr酸化物(Cr2O3)を約0.2~1μm程度形成させた。この時のNi-50Cr粒子の断面状態を図6に示す。また、Cr酸化膜付のNi-50Cr粒子とベントナイト粒子とを用いて造粒した複合溶射材料の写真を図7に示す。 As an example, Ni-50Cr particles obtained by the gas atomization method were subjected to oxidation treatment in the atmosphere at 800° C. for 3 hours, thereby adding Cr oxide (Cr 2 O 3 ) to the surface of the Ni-50Cr particles by about 0.0. A thickness of about 2 to 1 μm was formed. FIG. 6 shows the cross-sectional state of the Ni-50Cr particles at this time. FIG. 7 shows a photograph of a composite thermal spray material granulated using Ni-50Cr particles with a Cr oxide film and bentonite particles.
このような酸化膜付Ni-50Cr粒子を用いた複合溶射材料をプラズマフレームに投入した場合、Ni-50Cr粒子の表面のCr酸化膜がバリヤとなり、Ni-50Cr粒子の酸化を抑制し、溶射皮膜全体の酸化物量を減少させることができる。このため、シールドガスを大量に使用することなく、製造コストの低減を図ることができる。 When a composite thermal spray material using such Ni-50Cr particles with an oxide film is put into a plasma flame, the Cr oxide film on the surface of the Ni-50Cr particles acts as a barrier, suppressing the oxidation of the Ni-50Cr particles and suppressing the thermal spray coating. The total amount of oxides can be reduced. Therefore, the manufacturing cost can be reduced without using a large amount of shielding gas.
次に、実施の形態の溶射被膜と、比較例1、2の溶射皮膜との酸化状態を比較した。実施の形態、比較例1、2において、Ni-50Cr合金、ベントナイトそれぞれの1次粒子(原材料)の粒度は10~45μmとした。また。Ni-50Cr合金:ベントナイトを60wt%:40wt%の比率で造粒し、形成された2次粒子(粉末)の粒度を30~120μmに調整した。 Next, the oxidation state of the thermal spray coating of the embodiment and the thermal spray coating of Comparative Examples 1 and 2 were compared. In the embodiment and Comparative Examples 1 and 2, the particle size of the primary particles (raw materials) of the Ni-50Cr alloy and the bentonite was 10 to 45 μm. again. Ni-50Cr alloy: Bentonite was granulated at a ratio of 60 wt%:40 wt%, and the particle size of the formed secondary particles (powder) was adjusted to 30 to 120 µm.
実施の形態では、800℃で3時間加熱したNi-50Cr粒子とベントナイトとを造粒した複合溶射材料を用いた。実施の形態では、図8に示すように、大気中でプラズマ溶射を行った。 In the embodiment, a composite thermal spray material obtained by granulating Ni-50Cr particles heated at 800° C. for 3 hours and bentonite was used. In the embodiment, as shown in FIG. 8, plasma spraying was performed in the air.
比較例1、2では、図10で説明したように、酸化処理を行わないNi-50Cr粒子とベントナイトとを造粒した溶射材料を用いた。比較例1では、図11に示すように、ガスシールド法を用いてプラズマ溶射した。比較例2では、大気中でプラズマ溶射を行った。 In Comparative Examples 1 and 2, as described with reference to FIG. 10, a thermal spray material obtained by granulating bentonite and Ni-50Cr particles without oxidation treatment was used. In Comparative Example 1, as shown in FIG. 11, plasma spraying was performed using a gas shield method. In Comparative Example 2, plasma spraying was performed in the air.
溶射条件としては、実施の形態、比較例1、2のすべてについて、以下の通りとした。
・プラズマガス:Ar-H2、ガス流量Ar:60L/min、H2:10L/min
・プラズマ電流:600A、プラズマ電圧:60V
・粉末供給量:30g/min
・溶射距離:150mm
Thermal spraying conditions for all of the embodiment and Comparative Examples 1 and 2 were as follows.
・Plasma gas: Ar—H 2 , gas flow rate Ar: 60 L/min, H 2 : 10 L/min
・Plasma current: 600A, plasma voltage: 60V
・ Powder supply amount: 30 g / min
・Spraying distance: 150mm
なお、比較例1については、溶射条件に以下を追加した。
・Arガスシールド:流量50m3/Hr
In addition, about the comparative example 1, the following was added to the thermal spraying conditions.
・Ar gas shield: flow rate 50 m 3 /Hr
上記のような溶射材料、溶射条件により形成された溶射被膜の断面組織を図9(実施の形態)、図12(比較例1)、図13(比較例2)に示す。溶射被膜中の酸化物率として、図9、12、13を画像処理して、白い金属中に存在する灰色の酸化物の面積率を計測した。 FIG. 9 (Embodiment), FIG. 12 (Comparative Example 1), and FIG. 9, 12, and 13 were subjected to image processing to measure the area ratio of gray oxide present in the white metal as the oxide ratio in the sprayed coating.
図9、12を比較すると、実施の形態の溶射被膜と、比較例1の溶射被膜中の酸化物率は、ほぼ同等であることが分かった。また、図9、13を比較すると、実施の形態の溶射被膜中の酸化物率は、比較例2の溶射被膜中の酸化物率の約1/4に低減されることが分かった。 A comparison of FIGS. 9 and 12 reveals that the thermal spray coating of the embodiment and the thermal spray coating of Comparative Example 1 have substantially the same oxide ratio. 9 and 13, it was found that the oxide ratio in the thermal spray coating of the embodiment was reduced to about 1/4 of the oxide ratio in the thermal spray coating of Comparative Example 2.
このように、実施の形態では高コストのガスシールドを用いることなく、目標の酸化物率を達成することができた。また、金属粒子の酸化処理にかかるコストは、ガスシールドの1/10以下である。このため、本実施の形態によれば、全体の製造コストの低減と品質確保の両立が図ることができる。 Thus, in the embodiment, the target oxide rate could be achieved without using an expensive gas shield. In addition, the cost of oxidizing the metal particles is 1/10 or less of that of gas shielding. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to achieve both reduction in overall manufacturing cost and quality assurance.
さらに、実施の形態に係る複合溶射材料を用いて、電極10を形成した電気加熱式触媒装置100で、冷熱耐久評価、通電評価を行った。電極10中の溶射皮膜の酸化劣化等の異常は発生していないことを確認することができた。
Furthermore, using the composite thermal spray material according to the embodiment, the electrically
ここで、実施の形態に係る複合溶射材料の製造方法について説明する。
まず、ガスアトマイズ法等により、金属マトリクスを構成するNi-Cr合金(但し、Cr含有量は20~60質量%)又はMCrAlY合金(但し、MはFe、Co、Niのうち少なくとも一種)からなり、比表面積の小さい金属粒子2を造粒する。金属粒子2は、溶射時の酸化を抑制する観点からは粒径は大きい方が好ましく、溶射皮膜において分散相を均一に分散させるには、粒径は小さい方が好ましい。
Here, a method for manufacturing a composite thermal spray material according to the embodiment will be described.
First, a Ni—Cr alloy (where the Cr content is 20 to 60% by mass) or an MCrAlY alloy (where M is at least one of Fe, Co, and Ni) constituting a metal matrix is formed by a gas atomization method or the like,
次に、金属粒子2を大気中で、600℃~800℃で1~3時間加熱して、金属粒子2表面を酸化処理する。これにより、金属粒子2の表面を覆うように酸化膜3を形成することができる。
Next, the
また、スプレードライ法等により、分散相を構成するベントナイト又はマイカからなる略球状の酸化物鉱物4の粒子を造粒する。なお、ベントナイトは水分を吸収し膨潤する性質を有し、マイカは結晶水を有している。そのため、この粒子を水素雰囲気下で温度1000~1100℃において焼結し、粒子中の水分を除去する。
Also, approximately spherical particles of the
そして、酸化膜付の金属粒子2と酸化物鉱物4とを高分子系の接着剤5を媒体に、練り込み造粒法により複合化する。その後、水素雰囲気下で温度1000~1100℃において焼結し、複合溶射材料を製造することができる。
Then, the
以上説明したように、実施の形態によれば、原材料の金属粒子をあらかじめ大気中で酸化させ、表面に酸化膜を形成することにより、コストの高いガスシールドを用いることなく、溶射被膜中の酸化物を同程度まで低減することができる。 As described above, according to the embodiment, the metal particles of the raw material are oxidized in advance in the air to form an oxide film on the surface, thereby eliminating oxidation in the thermal spray coating without using a costly gas shield. can be reduced to the same extent.
このような複合溶射材料を用いて、電気加熱式触媒装置の金属箔の固定を行うことで、溶射被膜の電気抵抗の増加を抑制することが可能となる。また、高温時の耐酸化性を向上させることができ、溶射皮膜の酸化劣化を抑制することが可能となる。 By using such a composite thermal spray material to fix the metal foil of the electrically heated catalyst device, it is possible to suppress an increase in the electrical resistance of the thermal spray coating. In addition, it is possible to improve oxidation resistance at high temperatures, and to suppress oxidation deterioration of the thermal spray coating.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.
1 複合溶射材料
2 金属粒子
3 酸化膜
4 酸化物鉱物
5 接着剤
10 電極
11 下地層
12 金属箔
13 固定層
20 担体
100 電気加熱式触媒装置
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
複合溶射材料。 granulated using metal particles with an oxide film, the surface of which is oxidized, and an oxide mineral,
Composite thermal spray material.
請求項1に記載の複合溶射材料。 The metal particles are either a Ni—Cr alloy or an MCrAlY alloy (where M is at least one of Fe, Co, and Ni),
The composite thermal spray material of claim 1.
請求項1又は2に記載の複合溶射材料。 The oxide mineral is either bentonite or mica,
A composite thermal spray material according to claim 1 or 2.
前記酸化膜付金属粒子と酸化物鉱物とを用いて複合溶射材料を造粒する、
複合溶射材料の製造方法。 heating the metal particles at 600° C. to 800° C. for 1 to 3 hours to form oxide film-coated metal particles whose surfaces are oxidized;
granulating a composite thermal spray material using the oxide film-coated metal particles and the oxide mineral;
A method for manufacturing a composite thermal spray material.
請求項4に記載の複合溶射材料の製造方法。 The metal particles are produced by a gas atomization method,
The manufacturing method of the composite thermal spray material according to claim 4.
電気加熱式触媒装置の電極。 A metal foil is fixed on a base material by thermally spraying a composite thermal spray material granulated using metal particles with an oxide film, the surface of which is oxidized, and an oxide mineral, in the air. including a thermal spray coating that
Electrodes for electrically heated catalytic converters.
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