JP3135224B2 - イリジウム基合金 - Google Patents

イリジウム基合金

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JP3135224B2 JP09117132A JP11713297A JP3135224B2 JP 3135224 B2 JP3135224 B2 JP 3135224B2 JP 09117132 A JP09117132 A JP 09117132A JP 11713297 A JP11713297 A JP 11713297A JP 3135224 B2 JP3135224 B2 JP 3135224B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、エネルギー開発機
器、宇宙産業用部材、高融点材料溶解用坩堝等の高温機
器に用いる耐熱材料に関し、その具体的な用途としては
発電用ガスタービン、ガスタービンブレード、ジェット
エンジン、温度センサー並びに保護具材、そして半導体
材料、窯業用材料、単結晶等の高融点材料溶解用坩堝、
ガラスレンズの型材、ガラス溶解装置、或いは化学繊維
ノズル等の高温における強度、耐酸化性等が要求される
耐熱材料、更に、燃焼機器構造材等に用いられる耐熱材
料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガスタービンブレード等に用いら
れているこの種の耐熱材料としては主にニッケル基合金
であることが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ニッケル基
合金はその融点が略1300℃であるところから、その強度
を発揮し得る温度は実質的に1100℃程度であり、1100℃
が使用限界温度、つまり耐用温度とされている。従っ
て、このニッケル基合金は1100℃以上の高温領域での使
用は不可能となる。
【0004】又、タンタル、ニオブ、モリブデン、タン
グステン、白金、純イリジウム等は高融点材料として知
られているが、これら一種の元素からなる高融点材料は
真空若しくは不活性ガス雰囲気中で使用する限りでは融
点直下までの高温域で強度を発揮し得るが、大気中や燃
焼ガス等の雰囲気中ではある温度範囲で急速に酸化消耗
してしまうため、前述した各種用途には使用できない場
合もある。ところで、純イリジウムに注目して見ると、
その融点は2454℃と高い高融点材料ではあるが、脆いた
めに展延性に乏しく、例えば 0.5mm程度の薄板に加工す
ることが極めて困難なことから、その用途範囲も限れて
いた。更に、大気中での酸化消耗が激しく、例えば大気
中においては、800 〜1050℃の温度範囲では激しく酸化
し、酸化物(Ir O2 及びIr O3 )として昇華するこ
とから消耗してしまう。しかし、1500℃以上になるとそ
の酸化物は成分に分解されることから、酸化の進行は抑
えられることになる。従って、純イリジウムからなる高
融点材料は大気中や燃焼ガス雰囲気中における800 〜10
50℃の温度範囲で急速に酸化消耗してしまうことから、
実用性に欠ける高融点材料であった。
【0005】本発明はこの様な従来事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とする処は、1100℃以上の高温域で
の耐熱材料として要求される高温強度(耐力)に優れ、
しかも、大気中における800 〜1050℃の温度範囲での耐
酸化性に優れ、更に、材料の薄肉化を可能とする加工性
を向上させる上で要求される展延性が改善されたイリジ
ウム基合金を提供することにある。
【0006】
【課題を達成するための手段】課題を達成するために本
発明は、耐熱材料であって、純イリジウムをベースと
し、第二元素としてロジウムを0.1〜30wt%の範囲内で
添加し、更に第三元素として白金、ルテニウム、レニウ
ム、クロム、バナジウム、モリブデンこれらいずれか一
種を0.1〜20wt%の固溶範囲(単相領域)内で添加し、
この第三元素と前記第二元素との添加総量を 0.2〜50wt
%の固溶範囲(単相領域)内に抑えたことを要旨とす
る。斯る技術的手段によれば、ロジウムからなる第二元
素を0.1〜30wt%の範囲内、そして白金、ルテニウム、
レニウム、クロムこれらいずれか一種からなる第三元素
を0.1〜20wt%の固溶範囲(単相領域)内での添加によ
りイリジウムの表面に耐酸化性に優れた安定被膜が生成
される。それにより、大気中や燃焼ガス雰囲気中におい
て酸化消耗が最も激しい 800〜1050℃における酸化消耗
を極端に抑える耐酸化性が図られると共に、固溶体硬化
がもたらされてイリジウムの強化が図られる。更には粘
性も改善されて優れた展延性が得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の具体例を図面に基
づいて説明する。図1は本発明イリジウム基合金の一例
で、1200℃に加熱した状態で熱間圧延をした場合におけ
る肉眼的に圧延材の側面に割れが認められるまでの加工
度(%)と添加総量(wt%)との関係を示したグラフ、
図2は酸化消耗が最も激しくなる1050℃における酸化消
耗量と暴露時間との関係を示したグラフイリジウムの硬
さに及ぼす第二元素の影響を示したグラフであり、斯る
本発明においては、純イリジウム(Ir)をベースと
し、第二元素としてロジウム(Rh)を添加し、更に第
三元素として白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、レニ
ウム(Re)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、モ
リブデン(Mo)これらいずれか一種を固溶範囲(単相
領域)内に添加し、前記第二元素の一部を第三元素で置
換させることで、例えば1050℃の高温における耐酸化性
に優れ、しかも加工性を向上させる上で要求される展延
性が改善された三元系合金を溶製する。
【0008】そして、本発明においてはベースとなる純
イリジウムに対するロジウムからなる第二元素の添加量
を 0.1〜30wt%の範囲内に、更に白金、ルテニウム、レ
ニウム、クロム、バナジウム、モリブデンこれらいずれ
か一種からなる第三元素の添加量を 0.1〜20wt%の固溶
範囲(単相領域)内に、そして第三元素と第二元素との
総添加量を 0.2〜50wt%の固溶範囲(単相領域)内に夫
々抑えることが必要である。この理由は、第二元素の添
加量が 0.1wt%以下では、耐酸化性、固溶体硬化、粘性
が改善されず、耐熱性、展延性が純イリジウムと変わら
ない、つまり、イリジウムの特性が改善されないからで
ある。一方、30wt%以上になると、展延性が悪くなるか
らである。又、第三元素の添加量が 0.1wt%以下では、
上述したように、耐酸化特性、固溶硬化能、粘性の夫々
の改善効果が小さいからである。一方、20wt%以上にな
ると、第2相(金属間化合物)が析出し易くなり、耐酸
化性並びに展延性が悪くなるからである。そして、第三
元素と第二元素との純イリジウムに対する総添加量が
0.2wt%以下では、固溶硬化能が小さく、耐酸化特性、
展延性も純イリジウムのそれとさほど変わらないからで
ある。一方、50wt%以上になると、第2相(金属間化合
物)が析出し、耐酸化特性並びに展延性も悪くなるから
である。
【0009】従って、本発明ではベースとなる純イリジ
ウムに対する第二元素のロジウムの添加量を 0.1〜30wt
%の範囲内に、第三元素の白金、ルテニウム、レニウ
ム、クロム、バナジウム、モリブデンこれらいずれか一
種の添加量を 0.1〜20wt%の固溶範囲(単相領域)内
に、そして第三元素と前記第二元素との添加総量を 0.2
〜50wt%の固溶範囲(単相領域)内に抑えることが好ま
しい。
【0010】実施例1 ベースとなる純イリジウムに、第二元素として15wt%の
ロジウムを、更に第三元素として15wt%の白金を含み、
この第三元素と前記第二元素との添加総量が純イリジウ
ムに対し30wt%になるように秤取したIr−15Rh−15
Pt系合金、又、ベースとなる純イリジウムに、第二元
素としてロジウム2wt%、第三元素としてルテニウム3
wt%を夫々添加し、その両元素の添加総量が5wt%にな
るように秤取したIr−2Rh−3Ru系合金、又、ベ
ースとなる純イリジウムに、第二元素としてロジウム2
wt%、第三元素としてレニウム3wt%を夫々添加し、そ
の両元素の添加総量が5wt%になるように秤取したIr
−2Rh−3Ru系合金これらの三元系合金を準備し、
アルゴンアーク溶解法によりボタン状に溶製した鋳塊を
大気中において熱間又は温間加工、例えば1200乃至1300
℃に加熱した状態で1パス 0.1%の圧下率で熱間圧延を
施し、圧延に伴う圧延材側面に肉眼的に認められる割れ
発生が生じるまでの加工度(%)を求めて展延性を評価
し、その後、板厚が 0.5〜 0.01mm 程度の薄板から箔に
至るまで圧延加工を施しながら、その圧延加工性を調べ
た。その結果を図3に例示する。又、この熱間加工によ
り得られた例えば板厚が 0.5mmの薄板を用いて酸化消耗
が最も激しくなる大気中における1050℃を選び、20時間
までの酸化消耗量を調べ、その結果を図4に例示する。
【0011】実施例2 又、ベースとなる純イリジウムに、第二元素としてロジ
ウム10wt%、第三元素としてモリブデン1wt%を夫々添
加し、その両元素の添加総量が純イリジウムに対し11wt
%になるように秤取したIr−10Rh−1Mo系合金、
又、ベースとなる純イリジウムに、第二元素としてロジ
ウム2wt%、第三元素としてクロム3wt%を夫々添加
し、その両元素の添加総量が5wt%になるように秤取し
たIr−2Rh−3Cr系合金の三元系合金を準備し、
アルゴンアーク溶解法によりボタン状に溶製した鋳塊を
前述した大気中において1200乃至1300℃に加熱した状態
での熱間圧延による展延性と、大気中において酸化が最
も激しくなる1050℃における酸化消耗量においても夫々
調べた。
【0012】図3から明らかなように、三元系の各合金
の割れ発生までの加工度(%)は純イリジウムよりも改
善され、薄板から箔に至るまでの圧延加工が可能である
ことが分かる。つまり、本実施例で得られた各イリジウ
ム基三元系合金は粘性が改善され、加工性を向上させる
上で要求される展延性に優れていることが明らかになっ
た。又、図4から明らかなように、純イリジウムは酸化
消耗が激しいが、得られた総ての三元系合金は酸化消耗
が抑えられていることが分かる。つまり、酸化に対する
安定被膜が表面に生成され、純イリジウムの耐酸化性が
改善される。従って、本実施例で得られたイリジウム基
三元系合金は大気中において特に酸化消耗が最も激しい
1050℃の温度範囲での酸化の進行が抑えられた優れた耐
酸化性を有することが明らかになった。
【0013】従って、本発明で得られたIr−15Rh−
15Pt系合金、Ir−10Rh−1Mo系合金、Ir−2
Rh−3Ru系合金、Ir−2Rh−3Ru系合金、I
r−2Rh−3Cr系合金、Ir−2Rh−3V系合
金、これら総てのイリジウム基三元系合金は、大気中に
おいて1200乃至1300℃に加熱した状態での加工性を向上
させる上で要求される展延性に優れ、しかも大気中にお
いて純イリジウムの酸化消耗が最も激しくなる1050℃に
おける耐酸化性に優れていることが明らかになった。
【0014】
【発明の効果】本発明のイリジウム基合金は叙上の如く
構成してなるから、下記の作用効果を奏する。従来から
知られている例えばニッケル基合金は1100℃以上の使用
では、材料そのものを冷却する付帯設備を必要とする。
本発明のイリジウム基合金は1100℃以上の高温域での耐
熱材料として要求される高温における強度(耐力)、耐
酸化性に優れていることから、エネルギー効率の向上、
材料の強化による薄肉化、小型化が期待できる。従っ
て、本発明によれば、エネルギー効率の向上、そして材
料の強化による薄肉化、機器の小型化、寿命の延長が図
られる。しかも、展延性が優れていることから、塑性加
工が容易となり、展伸材としての用途範囲の拡張が期待
でき、有益且つ実用上の効果を大きく期待することがで
きる。更に、従来の耐熱材料では使用できなかった1100
℃以上の温度に耐えることで用途が開けることから、用
途範囲の拡張による経済的効果も大きい等の数々の効果
を期待することができる。
【0015】又、大気中若しくは燃焼ガス雰囲気中のお
いて酸化消耗が最も激しくなる 800〜1050℃における純
イリジウムの特性が、第二元素のロジウムの添加、そし
て第三元素の白金、ルテニウム、レニウム、クロム、バ
ナジウム、モリブデンこれらいずれか一種の固溶範囲
(単相領域)内の添加によって大きく改善され、1100℃
以上の高温域での耐熱材料として要求される高温におけ
る耐酸化性にも優れ、そして展延性に優れた固溶体硬化
型のイリジウム基三元系合金が得られる。従って、本発
明によれば、 800〜1050℃の高温における耐酸化性に優
れていることから、耐熱材料としての用途範囲の拡張が
期待できる。しかも、耐熱材料としての耐酸化性に加え
て、塑性加工を図る上で要求される展延性においても優
れていることから、材料の薄肉化が期待できる。例えば
板厚が 0.5〜 0.01mm 程度の薄板から箔までの加工が可
能となる。よって、展伸材としての用途範囲の拡張も期
待できることから、その用途範囲の拡張による経済的効
果の期待が大きい等の数々の効果も期待することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明イリジウム基合金の一例で、1200℃に
加熱した状態で熱間圧延をした場合における肉眼的に圧
延材の側面に割れが認められるまでの加工度(%)と添
加総量(wt%)との関係を示したグラフ
【図2】 本発明イリジウム基合金の一例で、酸化消耗
が最も激しくなる1050℃における酸化消耗量と暴露時間
との関係を示したグラフ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−311584(JP,A) 特開 昭53−88684(JP,A) 特開 平2−153053(JP,A) 特開 昭62−280340(JP,A) 特公 昭48−19078(JP,B1) 特公 昭42−12351(JP,B1) 特公 昭43−19751(JP,B1) 欧州特許702093(EP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 5/04 REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱材料であって、 イリジウムをベースとし、第二元素としてロジウムを0.
    1〜30wt%の範囲内で添加し、更に第三元素として白
    金、ルテニウム、レニウム、クロム、バナジウム、モリ
    ブデンこれらいずれか一種を0.1〜20wt%の固溶範囲内
    で添加し、この第三元素と前記第二元素との添加総量が
    0.2〜50wt%の固溶範囲内であることを 特徴とするイリ
    ジウム基合金。
JP09117132A 1996-05-10 1997-05-07 イリジウム基合金 Expired - Lifetime JP3135224B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6168875B1 (en) * 1998-10-02 2001-01-02 Asea Brown Boveri Ag Coatings for turbine components
JP2002327266A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Furuya Kinzoku:Kk 薄膜形成用イリジウム合金ターゲット材
GB0216323D0 (en) * 2002-07-13 2002-08-21 Johnson Matthey Plc Alloy
CN1294286C (zh) * 2005-04-20 2007-01-10 北京航空航天大学 一种铱铪铌高温合金材料及其制备方法
DE102005032591B4 (de) 2005-07-11 2012-05-24 Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg Dotiertes Iridium mit verbesserten Hochtemperatureigenschaften
DE102006003521B4 (de) * 2006-01-24 2012-11-29 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Läutern von Gläsern mit hohen Reinheitsanforderungen
DE102006003531A1 (de) 2006-01-24 2007-08-02 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum blasenfreien Transportieren, Homogenisieren und Konditionieren von geschmolzenem Glas
WO2007091576A1 (ja) * 2006-02-09 2007-08-16 Japan Science And Technology Agency 高耐熱性、高強度Ir基合金及びその製造方法
JP5077943B2 (ja) * 2006-11-22 2012-11-21 独立行政法人物質・材料研究機構 PtTi高温形状記憶合金
WO2008093922A1 (en) * 2007-01-31 2008-08-07 Yura Tech Co., Ltd. Ignition plug
DE102009031168A1 (de) 2009-06-29 2010-12-30 W.C. Heraeus Gmbh Festigkeitserhöhung von Iridium, Rhodium und ihren Legierungen
JP2019189884A (ja) * 2016-07-25 2019-10-31 田中貴金属工業株式会社 スパークプラグ電極用の材料
CN107916339A (zh) * 2017-10-23 2018-04-17 昆明贵金属研究所 新型铂铱钇合金电接触材料及其制备方法
CN110983095A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 无锡英特派金属制品有限公司 弥散强化铂铑与普通铂铑的复合方法
CN112626539B (zh) * 2020-11-27 2022-12-23 新余市金通科技有限公司 一种用于超稳定pem析氧反应的合金电催化剂及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12027826B2 (en) 2022-10-24 2024-07-02 Federal-Mogul Ignition Llc Spark plug

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