JP2948410B2 - 耐高温腐食性アモルファス合金 - Google Patents
耐高温腐食性アモルファス合金Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温の硫化雰囲気およ
び酸化雰囲気に共に耐える耐高温腐食性に優れ、化学プ
ラントをはじめ産業および民生上の種々の分野に利用可
能な新しいアモルファス合金に関するものである。
び酸化雰囲気に共に耐える耐高温腐食性に優れ、化学プ
ラントをはじめ産業および民生上の種々の分野に利用可
能な新しいアモルファス合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明者らは、これまで、高温の濃厚な
酸中など結晶質合金では耐え得えない激しい腐食性環境
において、高耐食性を示す各種アモルファス合金を見い
だしてきた。これらのアモルファス合金は、金属−半金
属合金および金属−金属合金に大別される。金属−半金
属は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの鉄族元素とアモルファス
化に必要な１０−２５原子％程度のＰ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉな
どの半金属元素からなり、水溶液中における高耐食性
は、Ｃｒを添加することによって実現されている。これ
に対し、金属−金属系合金は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ
などの元素とＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉなどIVa族およびV
a族のバルブメタルとからなるものである。この場合、
水溶液中における耐食性はアモルファス合金を構成する
バルブメタルによるものであって、なかでも、Va族のＴ
ａあるいはＮｂを含む合金の耐食性がきわめて高い。
酸中など結晶質合金では耐え得えない激しい腐食性環境
において、高耐食性を示す各種アモルファス合金を見い
だしてきた。これらのアモルファス合金は、金属−半金
属合金および金属−金属合金に大別される。金属−半金
属は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの鉄族元素とアモルファス
化に必要な１０−２５原子％程度のＰ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉな
どの半金属元素からなり、水溶液中における高耐食性
は、Ｃｒを添加することによって実現されている。これ
に対し、金属−金属系合金は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ
などの元素とＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉなどIVa族およびV
a族のバルブメタルとからなるものである。この場合、
水溶液中における耐食性はアモルファス合金を構成する
バルブメタルによるものであって、なかでも、Va族のＴ
ａあるいはＮｂを含む合金の耐食性がきわめて高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高温の酸化性気体環境
において、最も安定な酸化物スケールを形成する合金元
素は、アルミニウムであり、ついでクロムであるため、
これらを含む合金が耐高温酸化性合金として用いられて
きた。しかし、これらの元素の高温硫化に対する耐食性
は高くない。一方、高温の硫化性環境において優れた保
護性を備えた硫化物スケールを形成する合金元素は、モ
リブデン、タングステン、ニオブ、タンタルなどであ
る。しかし、耐硫化性の高い元素は酸化性環境では、モ
リブデン、タングステンのように酸化物が昇華したり、
ニオブ、タンタルのように金属よりはるかに大きな体積
の酸化物が昇華したり、ニオブ、タンタルのように金属
よりはるかに大きな体積の酸化物が生じて割れて保護能
力がないため、硫化性と酸化性が共存する高温気体の環
境で用い得る金属材料は見いだされていない。
において、最も安定な酸化物スケールを形成する合金元
素は、アルミニウムであり、ついでクロムであるため、
これらを含む合金が耐高温酸化性合金として用いられて
きた。しかし、これらの元素の高温硫化に対する耐食性
は高くない。一方、高温の硫化性環境において優れた保
護性を備えた硫化物スケールを形成する合金元素は、モ
リブデン、タングステン、ニオブ、タンタルなどであ
る。しかし、耐硫化性の高い元素は酸化性環境では、モ
リブデン、タングステンのように酸化物が昇華したり、
ニオブ、タンタルのように金属よりはるかに大きな体積
の酸化物が昇華したり、ニオブ、タンタルのように金属
よりはるかに大きな体積の酸化物が生じて割れて保護能
力がないため、硫化性と酸化性が共存する高温気体の環
境で用い得る金属材料は見いだされていない。
【０００４】しかし、実際の高温腐食環境では、硫黄と
酸素の分圧は大きく変動する。従って、高温の硫化性お
よび酸化性環境にともに耐える金属材料の出現は切望さ
れている。
酸素の分圧は大きく変動する。従って、高温の硫化性お
よび酸化性環境にともに耐える金属材料の出現は切望さ
れている。
【０００５】本発明は単相固溶体を形成するアモルファ
ス合金の特性とスパッター法によるアモルファス化が合
金化に溶融を必要としないことを活用して、低沸点の耐
酸化性金属と高融点の耐硫化性金属からなる耐高温腐食
性アモルファス合金を提供するものである。
ス合金の特性とスパッター法によるアモルファス化が合
金化に溶融を必要としないことを活用して、低沸点の耐
酸化性金属と高融点の耐硫化性金属からなる耐高温腐食
性アモルファス合金を提供するものである。
【０００６】
【問題を解決するための手段】通常、合金は固体状態で
は結晶化しているが合金組成を限定して溶融状態から超
急冷凝固させたり、所定のターゲットを用いてスパッタ
ーデポジットさせるなど、固体形成の過程で原子配列に
長周期的規則性を形成させない方法を適用すると、結晶
構造を持たず、液体に類似したアモルファス構造が得ら
れ、このような合金をアモルファス合金という。アモル
ファス合金は、過飽和固溶体の均一な単相合金であっ
て、従来の実用金属に比べて著しく高い強度を保有し、
かつ組成に応じて異常に高い耐食性をはじめ種々の特性
を示す。
は結晶化しているが合金組成を限定して溶融状態から超
急冷凝固させたり、所定のターゲットを用いてスパッタ
ーデポジットさせるなど、固体形成の過程で原子配列に
長周期的規則性を形成させない方法を適用すると、結晶
構造を持たず、液体に類似したアモルファス構造が得ら
れ、このような合金をアモルファス合金という。アモル
ファス合金は、過飽和固溶体の均一な単相合金であっ
て、従来の実用金属に比べて著しく高い強度を保有し、
かつ組成に応じて異常に高い耐食性をはじめ種々の特性
を示す。
【０００７】本発明者らは、新しいアモルファス合金を
創製し、その性質に関する研究を広く行った結果、合金
生成過程で溶融を必要としないスパッター法を用いるこ
とによって、低融点金属と高融点金属とのアモルファス
合金を製作し得ることを見いだし、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｍｏ，ＷなどのIVa族、Va族元素とＣｕ，Ａｌな
どのIb族およびIIIb族とからなるアモルファス合金を作
製することに成功した。これらの１部は、特願昭６２−
１０３２９６号、特願昭６３−５１５６７号、特願昭６
３−５１５６８号および特願昭６３−２６００２０号と
して出願した。これらの研究をさらに継続し、周期律表
における近接族間の元素からなる高耐食金属−金属系ア
モルファス合金の作製を試みた結果、IVa族元素のＴ
ｉ，ＺｒとVIa族元素のＣｒとからなるアモルファス合
金およびＶａ族元素のＴａ，ＮｂとVIａ族元素のＣｒと
からなるアモルファス合金の作製に成功し、さきに特願
平３−１３８５７５号および特願平３−２６７５４２号
として、それぞれ出願した。本発明者らは、さらにこれ
らの研究を継続し、合金生成条件などを検討した結果、
低融点軽元素であるＡｌとＣｒからなる高耐食アモルフ
ァスアルミニウム合金およびこれにさらに耐食性を向上
させる種々の元素を含むアモルファスアルミニウム合金
の作製に成功し、特願平４−２９３６２および特願平４
−２９３６５として出願した。
創製し、その性質に関する研究を広く行った結果、合金
生成過程で溶融を必要としないスパッター法を用いるこ
とによって、低融点金属と高融点金属とのアモルファス
合金を製作し得ることを見いだし、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｍｏ，ＷなどのIVa族、Va族元素とＣｕ，Ａｌな
どのIb族およびIIIb族とからなるアモルファス合金を作
製することに成功した。これらの１部は、特願昭６２−
１０３２９６号、特願昭６３−５１５６７号、特願昭６
３−５１５６８号および特願昭６３−２６００２０号と
して出願した。これらの研究をさらに継続し、周期律表
における近接族間の元素からなる高耐食金属−金属系ア
モルファス合金の作製を試みた結果、IVa族元素のＴ
ｉ，ＺｒとVIa族元素のＣｒとからなるアモルファス合
金およびＶａ族元素のＴａ，ＮｂとVIａ族元素のＣｒと
からなるアモルファス合金の作製に成功し、さきに特願
平３−１３８５７５号および特願平３−２６７５４２号
として、それぞれ出願した。本発明者らは、さらにこれ
らの研究を継続し、合金生成条件などを検討した結果、
低融点軽元素であるＡｌとＣｒからなる高耐食アモルフ
ァスアルミニウム合金およびこれにさらに耐食性を向上
させる種々の元素を含むアモルファスアルミニウム合金
の作製に成功し、特願平４−２９３６２および特願平４
−２９３６５として出願した。
【０００８】本発明者らは、さらにこのようにして作製
した合金の特性を研究した結果、これまで実現しなかっ
た高温における酸化と硫化の両方に耐える耐高温腐食性
アモルファス合金を見いだし、本発明を達成した。
した合金の特性を研究した結果、これまで実現しなかっ
た高温における酸化と硫化の両方に耐える耐高温腐食性
アモルファス合金を見いだし、本発明を達成した。
【０００９】本発明は、特許請求の範囲第１項ないし第
６項に示す６の発明からなるものであるが、次の表１に
本発明の構成元素および含有率を示す。
６項に示す６の発明からなるものであるが、次の表１に
本発明の構成元素および含有率を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】 （＊１）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種 （＊２）Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種 （＊３）Ｚｒ，Ｔｉの少なくとも１種 （＊４）Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種 （＊５）実質的残部 （＊６）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種５０原子％以下とＴ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種との合計 （＊７）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種７−５０原子％とＺ
ｒ，Ｔｉの少なくとも１種との合計 （＊８）Ｎｂ，Ｔａの少なくとも１種７原子％以上とＺ
ｒ，Ｔｉの少なくとも１種との合計 （＊９）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種５０原子％以下とＴ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種との合計で７原子％以上とＴ
ｉ，Ｚｒの少なくとも１種との合計 スパッター法はアモルファス合金を作る一つの方法であ
って、作製しようとするアモルファス合金と平均組成が
等しいが単相ではない複数の結晶相からなるターゲット
を焼結や溶融によって作製して用いたり、作製しようと
するアモルファス合金の主成分からなる金属板に合金化
しようとする元素を載せたり埋め込んだりしたものを用
いたりしてアモルファス合金は作られる。
ａ，Ｎｂの少なくとも１種との合計 （＊７）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種７−５０原子％とＺ
ｒ，Ｔｉの少なくとも１種との合計 （＊８）Ｎｂ，Ｔａの少なくとも１種７原子％以上とＺ
ｒ，Ｔｉの少なくとも１種との合計 （＊９）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種５０原子％以下とＴ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種との合計で７原子％以上とＴ
ｉ，Ｚｒの少なくとも１種との合計 スパッター法はアモルファス合金を作る一つの方法であ
って、作製しようとするアモルファス合金と平均組成が
等しいが単相ではない複数の結晶相からなるターゲット
を焼結や溶融によって作製して用いたり、作製しようと
するアモルファス合金の主成分からなる金属板に合金化
しようとする元素を載せたり埋め込んだりしたものを用
いたりしてアモルファス合金は作られる。
【００１２】本発明は、この方法を活用ならびに改良し
たものであって以下の通りである。Ａｌ−Ｍｏ合金ター
ゲットを溶融法などで作製することは容易ではないが、
Ａｌ板にＭｏ塊を載せたり埋め込んだりしたターゲット
を用いるスパッター法によって、高耐高温腐食性を備え
たアモルファスＡｌ−Ｍｏ合金を得ることができる。こ
の場合、生成するアモルファス合金に場所による不均一
性の発生を避けるために、例えば図１に示すように、ス
パッター装置チャンバー６内で複数のサブストレイト２
をチャンバーの中心軸１の回りに回転させる公転と共に
サブスレトレイト自体も自転させることが望ましい。更
に、生成するアモルファス合金の組成を広い範囲で変化
させることが望ましい。更に、生成するアモルファス合
金の組成を広い範囲で変化させるために、例えば図２に
示すように、一つのターゲット４はＭｏ板とし、もう一
つのターゲット５はＡｌ板として、これら２つのターゲ
ットを互いに傾斜させて２つのターゲットの垂線の交わ
る付近にサブストレイト２を置くように設置し、これら
２つのターゲットを２つの電源で出力を互いに制御しな
がら同時に作動させる。この方法によって、生成するア
モルファス合金中の合金元素の濃度を自由に代えたり、
更にこのバリエーションとしてＡｌ板にＴａ、Ｎｂ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＭｏおよびＷを埋
め込んだターゲットを用いるなどいろいろなターゲット
と方法を組み合わせることによって、種々の高耐高温腐
食アモルファス合金が得られる。２つのターゲットを用
いる方法においては、均一なアモルファス合金を作成す
るために特にサブストレイトの公転と自転が必要であ
る。
たものであって以下の通りである。Ａｌ−Ｍｏ合金ター
ゲットを溶融法などで作製することは容易ではないが、
Ａｌ板にＭｏ塊を載せたり埋め込んだりしたターゲット
を用いるスパッター法によって、高耐高温腐食性を備え
たアモルファスＡｌ−Ｍｏ合金を得ることができる。こ
の場合、生成するアモルファス合金に場所による不均一
性の発生を避けるために、例えば図１に示すように、ス
パッター装置チャンバー６内で複数のサブストレイト２
をチャンバーの中心軸１の回りに回転させる公転と共に
サブスレトレイト自体も自転させることが望ましい。更
に、生成するアモルファス合金の組成を広い範囲で変化
させることが望ましい。更に、生成するアモルファス合
金の組成を広い範囲で変化させるために、例えば図２に
示すように、一つのターゲット４はＭｏ板とし、もう一
つのターゲット５はＡｌ板として、これら２つのターゲ
ットを互いに傾斜させて２つのターゲットの垂線の交わ
る付近にサブストレイト２を置くように設置し、これら
２つのターゲットを２つの電源で出力を互いに制御しな
がら同時に作動させる。この方法によって、生成するア
モルファス合金中の合金元素の濃度を自由に代えたり、
更にこのバリエーションとしてＡｌ板にＴａ、Ｎｂ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＭｏおよびＷを埋
め込んだターゲットを用いるなどいろいろなターゲット
と方法を組み合わせることによって、種々の高耐高温腐
食アモルファス合金が得られる。２つのターゲットを用
いる方法においては、均一なアモルファス合金を作成す
るために特にサブストレイトの公転と自転が必要であ
る。
【００１３】スパッター法で作成した本発明の組成の合
金は、前記各元素が均一に固溶した単相のアモルファス
合金である。均一固溶体である本発明のアモルファス合
金には、きわめて均一で高耐食性を保証する保護皮膜が
形成される。環境の硫化性と酸化性が変化するような環
境で金属材料を使用するためには、安定な硫化物あるい
は酸化物皮膜を形成する能力を金属材料に付与する必要
がある。これは、有効元素を必要量含む合金を作ること
によって実現される。しかし結晶質金属の場合、多種多
量の合金元素を添加すると、しばしば化学的性質の異な
る多相構造となり、高耐高温腐食性を保証する保護皮膜
が均一には生成せず、所定の耐食性が実現し得ないこと
がある。また、化学的不均一性の発生はむしろ耐食性に
有害である。
金は、前記各元素が均一に固溶した単相のアモルファス
合金である。均一固溶体である本発明のアモルファス合
金には、きわめて均一で高耐食性を保証する保護皮膜が
形成される。環境の硫化性と酸化性が変化するような環
境で金属材料を使用するためには、安定な硫化物あるい
は酸化物皮膜を形成する能力を金属材料に付与する必要
がある。これは、有効元素を必要量含む合金を作ること
によって実現される。しかし結晶質金属の場合、多種多
量の合金元素を添加すると、しばしば化学的性質の異な
る多相構造となり、高耐高温腐食性を保証する保護皮膜
が均一には生成せず、所定の耐食性が実現し得ないこと
がある。また、化学的不均一性の発生はむしろ耐食性に
有害である。
【００１４】これに対し、本発明のアモルファス合金は
均一固溶体であり、安定な保護皮膜を形成させ得る所要
量の有効元素を均一に含むものであるため、このような
アモルファス合金には、均一な保護皮膜が生じ、十分に
高い耐食性を発揮する。すなわち、激しい腐食性環境に
耐える金属材料が備えるべき条件は、それぞれの腐食環
境に応じた安定な保護皮膜が材料に均一に生じる高い保
護皮膜形成能力を持つことである。これは、本発明の合
金組成で実現され、また合金がアモルファス構造を有す
ることは、複雑な組成の合金を単相固溶体として作成す
ることを可能にし、均一な保護皮膜形成を保証するもの
である。
均一固溶体であり、安定な保護皮膜を形成させ得る所要
量の有効元素を均一に含むものであるため、このような
アモルファス合金には、均一な保護皮膜が生じ、十分に
高い耐食性を発揮する。すなわち、激しい腐食性環境に
耐える金属材料が備えるべき条件は、それぞれの腐食環
境に応じた安定な保護皮膜が材料に均一に生じる高い保
護皮膜形成能力を持つことである。これは、本発明の合
金組成で実現され、また合金がアモルファス構造を有す
ることは、複雑な組成の合金を単相固溶体として作成す
ることを可能にし、均一な保護皮膜形成を保証するもの
である。
【００１５】次に、本発明における各成分組成を限定す
る理由を述べる。
る理由を述べる。
【００１６】Ａｌは酸化性雰囲気において安定な保護ス
ケールを形成する元素であるため、本発明において、合
金の実質的残部として、２５原子％以上含まなければな
らない。耐硫化性は、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂとの合金化
によって保証される。したがって、本発明の合金は、Ｍ
ｏ，Ｗ，ＴａおよびＮｂの少なくとも１種を含まなけれ
ばならない。
ケールを形成する元素であるため、本発明において、合
金の実質的残部として、２５原子％以上含まなければな
らない。耐硫化性は、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂとの合金化
によって保証される。したがって、本発明の合金は、Ｍ
ｏ，Ｗ，ＴａおよびＮｂの少なくとも１種を含まなけれ
ばならない。
【００１７】Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，ＺｒはＡｌ
と共存するとアモルファス構造を形成する元素である。
この場合、ＭｏおよびＷは多すぎても少なすぎてもアモ
ルファス構造にならないため、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ
の少なくとも１種を添加する本発明の第１項において、
ＭｏおよびＷの少なくとも１種を７原子％以上５０原子
％未満とする必要がある。同様に、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第２項におい
て、ＴａおよびＮｂの少なくとも１種を７原子％以上７
５原子％未満とする必要がある。また、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第３項に
おいて、アモルファス化のためには、ＭｏおよびＷの少
なくとも１種を５０原子％以下とし、ＭｏおよびＷの少
なくとも１種とＴａおよびＮｂの少なくとも１種との合
計を７原子％以上７５原子％未満とする必要がある。
と共存するとアモルファス構造を形成する元素である。
この場合、ＭｏおよびＷは多すぎても少なすぎてもアモ
ルファス構造にならないため、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ
の少なくとも１種を添加する本発明の第１項において、
ＭｏおよびＷの少なくとも１種を７原子％以上５０原子
％未満とする必要がある。同様に、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第２項におい
て、ＴａおよびＮｂの少なくとも１種を７原子％以上７
５原子％未満とする必要がある。また、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第３項に
おいて、アモルファス化のためには、ＭｏおよびＷの少
なくとも１種を５０原子％以下とし、ＭｏおよびＷの少
なくとも１種とＴａおよびＮｂの少なくとも１種との合
計を７原子％以上７５原子％未満とする必要がある。
【００１８】これらのＡｌ−高融点金属合金において
は、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂの一部をＴｉ，Ｚｒで置換す
ることが可能である。しかし、高い耐硫化性を保証する
ためには、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種を７
原子％以上含まなければならない。これが本発明の第１
項、第４項においてＭｏおよびＷの少なくとも１種を７
原子％以上とし、第２項、第５項においてＴａおよびＮ
ｂの少なくとも１種を７原子％以上とし、第３項、第６
項においてＭｏおよびＷの少なくとも１種とＴａおよび
Ｎｂの少なくとも１種の合計を７原子％以上とする理由
である。
は、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂの一部をＴｉ，Ｚｒで置換す
ることが可能である。しかし、高い耐硫化性を保証する
ためには、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種を７
原子％以上含まなければならない。これが本発明の第１
項、第４項においてＭｏおよびＷの少なくとも１種を７
原子％以上とし、第２項、第５項においてＴａおよびＮ
ｂの少なくとも１種を７原子％以上とし、第３項、第６
項においてＭｏおよびＷの少なくとも１種とＴａおよび
Ｎｂの少なくとも１種の合計を７原子％以上とする理由
である。
【００１９】これに対し、Ｔｉ，Ｚｒのアモルファス化
に及ぼす作用は、Ｔａ，Ｎｂの作用と変わらない。した
がって、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添
加する本発明の第５項において、Ｔａ，Ｎｂの少なくと
も１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１種との合計を７５原
子％未満とする必要がある。
に及ぼす作用は、Ｔａ，Ｎｂの作用と変わらない。した
がって、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添
加する本発明の第５項において、Ｔａ，Ｎｂの少なくと
も１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１種との合計を７５原
子％未満とする必要がある。
【００２０】Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種
を添加する本発明の第４項においては、アモルファス構
造の形成のために、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種を５０原
子％以下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒ
の少なくとも１種との合計を７５原子％未満とする必要
がある。
を添加する本発明の第４項においては、アモルファス構
造の形成のために、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種を５０原
子％以下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒ
の少なくとも１種との合計を７５原子％未満とする必要
がある。
【００２１】Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種
を添加する本発明の第６項においては、Ｍｏ，Ｗの少な
くとも１種を５０原子％以下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくと
も１種とＴａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少
なくとも１種との合計を７５原子％未満とする必要があ
る。
を添加する本発明の第６項においては、Ｍｏ，Ｗの少な
くとも１種を５０原子％以下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくと
も１種とＴａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少
なくとも１種との合計を７５原子％未満とする必要があ
る。
【００２２】一方、高融点金属の一部をＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕの少なくとも１種で置換することもできる。し
かし、これらの元素の多量添加は、耐硫化性を低下させ
るので、本発明の第１項、第２項、第３項、第４項、第
５項、第６項においてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ば
れる１種以上の元素は、２０原子％以下としなければな
らない。
ｉ，Ｃｕの少なくとも１種で置換することもできる。し
かし、これらの元素の多量添加は、耐硫化性を低下させ
るので、本発明の第１項、第２項、第３項、第４項、第
５項、第６項においてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ば
れる１種以上の元素は、２０原子％以下としなければな
らない。
【００２３】本発明の合金は、スパッター法で作られ
る。通常、スパッター法には、焼結あるいは合金化した
多相からなるターゲットが用いられる。しかし、本発明
の合金のように、低沸点のＡｌと高融点金属の合金を溶
融を含む通常の方法で作成するとはきわめて困難であ
る。これに対し、本発明者らはさきに、アモルファス合
金を構成する元素の板上に、合金化用の元素の小片を載
せたターゲットを用いることによって、アモルファス合
金が得られることを見いだしている。
る。通常、スパッター法には、焼結あるいは合金化した
多相からなるターゲットが用いられる。しかし、本発明
の合金のように、低沸点のＡｌと高融点金属の合金を溶
融を含む通常の方法で作成するとはきわめて困難であ
る。これに対し、本発明者らはさきに、アモルファス合
金を構成する元素の板上に、合金化用の元素の小片を載
せたターゲットを用いることによって、アモルファス合
金が得られることを見いだしている。
【００２４】
【実施例】次に本発明を実施例によって説明する。
【００２５】実施例１ 図１の装置を用い、種々の組合せのターゲットを取り付
けステンレス鋼および石英板のサブストレイトにスパッ
ターデボジションを行った。Ｘ線回折の結果、生じた合
金はアモルファスであることが確認され、またＸ線マイ
クロアナライザーを用いた分析によって求められた組成
は表２および表３の通りである。これらの合金は、いず
れもきわめて高い耐高温腐食性を備えていることが判明
した。
けステンレス鋼および石英板のサブストレイトにスパッ
ターデボジションを行った。Ｘ線回折の結果、生じた合
金はアモルファスであることが確認され、またＸ線マイ
クロアナライザーを用いた分析によって求められた組成
は表２および表３の通りである。これらの合金は、いず
れもきわめて高い耐高温腐食性を備えていることが判明
した。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明のアモルフ
ァス合金は、スパッター法で容易に作製されるＡｌおよ
び高融点金属を必須元素として含むアモルファス合金で
あって、Ａｌには酸化性環境で保護性の優れた酸化物ス
ケールを形成し、高融点金属は硫化性環境で保護性の優
れた硫化物スケールを形成し、耐高温腐食性がきわめて
高い合金である。
ァス合金は、スパッター法で容易に作製されるＡｌおよ
び高融点金属を必須元素として含むアモルファス合金で
あって、Ａｌには酸化性環境で保護性の優れた酸化物ス
ケールを形成し、高融点金属は硫化性環境で保護性の優
れた硫化物スケールを形成し、耐高温腐食性がきわめて
高い合金である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明アモルファス合金を作製するスパッター
装置の一例を示す概略図である。
装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明アモルファス合金を作製するスパッター
装置の一例を示す概略図である。 １ サブストレイトの公転軸 ２ 自転するサブストレイト ３，４，５ ターゲット ６ スパッターチャンバー
装置の一例を示す概略図である。 １ サブストレイトの公転軸 ２ 自転するサブストレイト ３，４，５ ターゲット ６ スパッターチャンバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエレフスキー マレック ポーランド クラクフ ファファリー ウーリッツァ２−６ (56)参考文献 特開 平１−225737（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107750（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−25934（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271347（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−222495（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−105996（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 45/08,45/10 C22C 21/00 - 21/18 C22C 27/00 - 27/06
Claims (6)
- 【請求項１】 ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を７原子％以上５０原子％未満含み、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ばれる少なくとも
１種の元素を２０原子％以下含み、残部は実質的にＡｌ
からなる耐高温腐食性アモルファス合金。 - 【請求項２】 ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上７５原子％未満含み、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ばれる少なくとも
１種の元素を２０原子％以下含み、残部は実質的に２５
原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性アモルファス合
金。 - 【請求項３】 ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を５０原子％以下と、ＴａおよびＮｂの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子
％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部
は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。 - 【請求項４】 ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を７〜５０原子％と、ＴｉおよびＺｒの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子
％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部
は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。 - 【請求項５】 ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上と、ＴｉおよびＺｒの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子
％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部
は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。 - 【請求項６】 ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を５０原子％以下と、ＴａおよびＮｂの群
から選ばれる少なくとも１種の元素を７原子％以上と、
ＴｉおよびＺｒの群から選ばれる少なくとも１種の元素
との合計で７５原子％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉおよ
びＣｕの群から選ばれる少なくとも１種の元素を２０原
子％以下含み、残部は実質的に２５原子％以上のＡｌか
らなる耐高温腐食性アモルファス合金。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8552992A JP2948410B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 耐高温腐食性アモルファス合金 |
| DE69321862T DE69321862T2 (de) | 1992-04-07 | 1993-04-02 | Temperatur resistente amorphe Legierungen |
| EP93105512A EP0564998B1 (en) | 1992-04-07 | 1993-04-02 | Amorphous alloys resistant against hot corrosion |
| US08/158,013 US5380375A (en) | 1992-04-07 | 1993-11-24 | Amorphous alloys resistant against hot corrosion |
| US08/328,418 US5482577A (en) | 1992-04-07 | 1994-10-25 | Amorphous alloys resistant against hot corrosion |
| US08/328,416 US5454884A (en) | 1992-04-07 | 1994-10-25 | Amorphous alloys resistant against hot corrosion |
| US08/386,121 US5587028A (en) | 1992-04-07 | 1995-02-09 | Amorphous alloys resistant to hot corrosion |
| US08/685,391 US5718777A (en) | 1992-04-07 | 1996-07-23 | Amorphous alloys resistant to hot corrosion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8552992A JP2948410B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 耐高温腐食性アモルファス合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06108207A JPH06108207A (ja) | 1994-04-19 |
| JP2948410B2 true JP2948410B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=13861418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8552992A Expired - Fee Related JP2948410B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 耐高温腐食性アモルファス合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948410B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP8552992A patent/JP2948410B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06108207A (ja) | 1994-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |