JP3536095B2 - Ｂ２型金属間化合物およびその製造方法 - Google Patents
Ｂ２型金属間化合物およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属間化合物およ
びその製造方法に関するものであり、特に、金属間化合
物中にナノメータサイズの微細な多数の孔が均一に分布
していることを特徴とする金属間化合物およびその製造
方法に関するものである。
びその製造方法に関するものであり、特に、金属間化合
物中にナノメータサイズの微細な多数の孔が均一に分布
していることを特徴とする金属間化合物およびその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属間化合物は、様々な組成、
相、或いは結晶構造を有するものが開発されてきた。し
かしながら、多孔体の金属間化合物、即ち、合金中に多
数の微細な孔を分散させた例は、現在まで見られない。
さらに、金属間化合物をナノメータサイズにまでポーラ
ス化させる技術は存在しなかった。
相、或いは結晶構造を有するものが開発されてきた。し
かしながら、多孔体の金属間化合物、即ち、合金中に多
数の微細な孔を分散させた例は、現在まで見られない。
さらに、金属間化合物をナノメータサイズにまでポーラ
ス化させる技術は存在しなかった。
【０００３】多数の孔を有する金属、即ち多孔金属体と
しては発泡金属が知られているが、これらは合金や金属
中に発泡樹脂を分散させこれらをガス化させて孔を形成
させるものである。しかしながら、発泡金属は、一般的
に孔の径が１００〜１０００μｍ程度であり、比表面積
もそれほど大きくはないため、触媒や触媒担体として利
用した際の触媒効果も高くない。このように、この技術
は、微細なナノメーターオーダーの孔を形成させること
ができない。その他に焼結金属多孔体があるが、これは
一般的には孔の径が１〜１００μｍ程度であり、比表面
積もそれほど大きくはないため、発泡金属と同様に触媒
効果も高くない。従って、この技術でも、微細なナノメ
ーターオーダーの孔を形成させることには適さない。
しては発泡金属が知られているが、これらは合金や金属
中に発泡樹脂を分散させこれらをガス化させて孔を形成
させるものである。しかしながら、発泡金属は、一般的
に孔の径が１００〜１０００μｍ程度であり、比表面積
もそれほど大きくはないため、触媒や触媒担体として利
用した際の触媒効果も高くない。このように、この技術
は、微細なナノメーターオーダーの孔を形成させること
ができない。その他に焼結金属多孔体があるが、これは
一般的には孔の径が１〜１００μｍ程度であり、比表面
積もそれほど大きくはないため、発泡金属と同様に触媒
効果も高くない。従って、この技術でも、微細なナノメ
ーターオーダーの孔を形成させることには適さない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した課題を解決し従来技術では作製できなかった微細な
多数の孔を均一に分散させた金属間化合物およびその製
造方法を提供する。このような微細な孔を有し比表面積
を顕著に増加させた金属間化合物を提供できれば、様々
な用途への利用が期待できる。例えば、このようなポー
ラス化した金属間化合物を触媒に利用したときは、高い
比表面積によって触媒効果が大幅に増大させることが可
能となる。
した課題を解決し従来技術では作製できなかった微細な
多数の孔を均一に分散させた金属間化合物およびその製
造方法を提供する。このような微細な孔を有し比表面積
を顕著に増加させた金属間化合物を提供できれば、様々
な用途への利用が期待できる。例えば、このようなポー
ラス化した金属間化合物を触媒に利用したときは、高い
比表面積によって触媒効果が大幅に増大させることが可
能となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による金属間化合物は、ナノメータサイ
ズの微細な多数の孔を均一に分布させた、ことを特徴と
する。前記孔の孔径は、数ｎｍ〜数１００ｎｍである。
或いは、前記孔の孔径は数１０ｎｍ〜数１００ｎｍであ
る。即ち、本発明による金属間化合物は、多数の熱空孔
を有するような、１つまたは複数の種類の金属元素、お
よび／または、１つまたは複数の種類の半金属元素を含
む溶融合金を急冷凝固し、この急冷凝固させた合金に、
所定の温度範囲で熱処理を施すことによって得ることが
できる金属間化合物であって、前記金属間化合物中にナ
ノメータサイズの微細な多数の孔を均一に分布させた、
ことを特徴とする。これによれば、ナノポーラス（微細
な孔を多数有する）構造を有する金属間化合物が得ら
れ、多数の微細な孔により比表面積が顕著に増加してい
るため、様々な用途への利用が期待できる。例えば、こ
の金属間化合物は、比表面積が大きいため触媒効果を大
幅に増大しており、様々な触媒や触媒担体などとして利
用することが可能である。さらに、本発明による金属間
化合物の表面に形成されるポアー即ち孔をナノサイズの
金属容器と見立てることにより、ナノオーダーで様々な
化学反応を制御することができるようになる。また、発
泡金属のように発泡剤などを含まないため、本質的に高
純度、不純物が少ないという利点もある。また、金属或
いは半金属を成分としているため、耐水性、耐磨耗性に
優れる。
ために、本発明による金属間化合物は、ナノメータサイ
ズの微細な多数の孔を均一に分布させた、ことを特徴と
する。前記孔の孔径は、数ｎｍ〜数１００ｎｍである。
或いは、前記孔の孔径は数１０ｎｍ〜数１００ｎｍであ
る。即ち、本発明による金属間化合物は、多数の熱空孔
を有するような、１つまたは複数の種類の金属元素、お
よび／または、１つまたは複数の種類の半金属元素を含
む溶融合金を急冷凝固し、この急冷凝固させた合金に、
所定の温度範囲で熱処理を施すことによって得ることが
できる金属間化合物であって、前記金属間化合物中にナ
ノメータサイズの微細な多数の孔を均一に分布させた、
ことを特徴とする。これによれば、ナノポーラス（微細
な孔を多数有する）構造を有する金属間化合物が得ら
れ、多数の微細な孔により比表面積が顕著に増加してい
るため、様々な用途への利用が期待できる。例えば、こ
の金属間化合物は、比表面積が大きいため触媒効果を大
幅に増大しており、様々な触媒や触媒担体などとして利
用することが可能である。さらに、本発明による金属間
化合物の表面に形成されるポアー即ち孔をナノサイズの
金属容器と見立てることにより、ナノオーダーで様々な
化学反応を制御することができるようになる。また、発
泡金属のように発泡剤などを含まないため、本質的に高
純度、不純物が少ないという利点もある。また、金属或
いは半金属を成分としているため、耐水性、耐磨耗性に
優れる。
【０００６】また、本発明による金属間化合物は、前記
溶融合金が、Ｂ２型FeAl、Ｂ２型AgMg、Ｂ２型AuCd、また
はＢ２型CoFe B2型CoTi、B2型FeTi、B2型CuZn、に相当する
組成を有する、ことを特徴とする。即ち、本発明による
金属間化合物は、ナノメータサイズの微細な多数の孔が
均一に分布している、ことを特徴とするＢ２型FeAl金属
間化合物であることを特徴とする。Ｂ２型の金属間化合
物は、一般的に、高温で大量の熱空孔を有している、即
ち、高温での平衡空孔濃度が著しく高いため、この熱空
孔を利用して本発明により容易にナノメータサイズの微
細な孔を形成することができる。
溶融合金が、Ｂ２型FeAl、Ｂ２型AgMg、Ｂ２型AuCd、また
はＢ２型CoFe B2型CoTi、B2型FeTi、B2型CuZn、に相当する
組成を有する、ことを特徴とする。即ち、本発明による
金属間化合物は、ナノメータサイズの微細な多数の孔が
均一に分布している、ことを特徴とするＢ２型FeAl金属
間化合物であることを特徴とする。Ｂ２型の金属間化合
物は、一般的に、高温で大量の熱空孔を有している、即
ち、高温での平衡空孔濃度が著しく高いため、この熱空
孔を利用して本発明により容易にナノメータサイズの微
細な孔を形成することができる。
【０００７】また、本発明による金属間化合物の製造方
法は、多数の熱空孔を有するような、複数の金属元素、
および／または、半金属元素を含む溶融合金を急冷凝固
し、この急冷凝固させた合金に、所定の温度範囲で熱処
理を施すことによって、この合金全体にナノメータサイ
ズの微細な多数の孔を均一に分布させることを特徴とす
る。これによれば、ナノメータサイズの微細な多数の孔
を均一かつ高密度に分布させた金属間化合物を、簡易、
安価、かつ、大量に得ることができる。特に、既存の急
冷凝固法用の装置（例えば、単ロール法用装置）、およ
び、通常の加熱炉を使用することができ、特別な装置を
必要とせずに製造できるという利点がある。
法は、多数の熱空孔を有するような、複数の金属元素、
および／または、半金属元素を含む溶融合金を急冷凝固
し、この急冷凝固させた合金に、所定の温度範囲で熱処
理を施すことによって、この合金全体にナノメータサイ
ズの微細な多数の孔を均一に分布させることを特徴とす
る。これによれば、ナノメータサイズの微細な多数の孔
を均一かつ高密度に分布させた金属間化合物を、簡易、
安価、かつ、大量に得ることができる。特に、既存の急
冷凝固法用の装置（例えば、単ロール法用装置）、およ
び、通常の加熱炉を使用することができ、特別な装置を
必要とせずに製造できるという利点がある。
【０００８】また、本発明による金属間化合物の製造方
法は、前記熱処理が、真空下、減圧下、或いは不活性な
ガス雰囲気中において施される、ことを特徴とする。本
構成によれば、金属間化合物の表面或いは内部に酸化膜
が形成されるのを除去することができる。即ち、酸素が
存在しない状態（酸化を促進させる化学種が存在しない
状態）であれば、真空下、減圧下、或いは窒素やアルゴ
ンガス（不活性ガス）などの不活性なガス雰囲気中のい
ずれであっても良い。
法は、前記熱処理が、真空下、減圧下、或いは不活性な
ガス雰囲気中において施される、ことを特徴とする。本
構成によれば、金属間化合物の表面或いは内部に酸化膜
が形成されるのを除去することができる。即ち、酸素が
存在しない状態（酸化を促進させる化学種が存在しない
状態）であれば、真空下、減圧下、或いは窒素やアルゴ
ンガス（不活性ガス）などの不活性なガス雰囲気中のい
ずれであっても良い。
【０００９】また、本発明による金属間化合物の製造方
法は、溶融合金がＢ２型ＦｅＡｌの場合は、前記熱処理
における前記所定の温度範囲が、４００℃〜４５０℃で
ある、ことを特徴とする。熱処理の温度範囲の下限は、
熱空孔が微細な孔に変換するの十分な温度であれば良い
が、低すぎれば微細孔への変換速度が遅すぎて製造効率
の観点から好ましくない。また、温度範囲の上限は、融
点以下であって相の変態が発生しないような温度である
が、処理温度が高すぎれば、微細孔への変換速度が速す
ぎて、短時間で熱空孔同士の連結が進み過ぎてナノメー
タサイズよりも大きい孔へ成長してしまい熱処理を施す
時間の管理が難しい。従って、温度範囲は各素材に対し
て、目的とする孔の径や密度に応じて、最適な温度設定
をすべきである。例えば、B2型FeAlに対して500℃で熱
処理をすると、空孔のクラスタリングを発生させ孔を形
成することは容易であるが、微細なナノオーダの孔を形
成することは若干難しい。即ち、５００℃では温度が高
すぎ、空孔への変換速度が速すぎて微細なナノオーダの
孔が形成されても、即座により大きな孔へと変換してし
まうか、或いは、相の変態が進み孔が埋まってしまう。
逆に、300℃では、微細な孔を比較的短時間で形成させ
るためには温度が低すぎる。従って、上述したように、
各素材に適合するように最適な温度範囲を設定すること
が、好適である。
法は、溶融合金がＢ２型ＦｅＡｌの場合は、前記熱処理
における前記所定の温度範囲が、４００℃〜４５０℃で
ある、ことを特徴とする。熱処理の温度範囲の下限は、
熱空孔が微細な孔に変換するの十分な温度であれば良い
が、低すぎれば微細孔への変換速度が遅すぎて製造効率
の観点から好ましくない。また、温度範囲の上限は、融
点以下であって相の変態が発生しないような温度である
が、処理温度が高すぎれば、微細孔への変換速度が速す
ぎて、短時間で熱空孔同士の連結が進み過ぎてナノメー
タサイズよりも大きい孔へ成長してしまい熱処理を施す
時間の管理が難しい。従って、温度範囲は各素材に対し
て、目的とする孔の径や密度に応じて、最適な温度設定
をすべきである。例えば、B2型FeAlに対して500℃で熱
処理をすると、空孔のクラスタリングを発生させ孔を形
成することは容易であるが、微細なナノオーダの孔を形
成することは若干難しい。即ち、５００℃では温度が高
すぎ、空孔への変換速度が速すぎて微細なナノオーダの
孔が形成されても、即座により大きな孔へと変換してし
まうか、或いは、相の変態が進み孔が埋まってしまう。
逆に、300℃では、微細な孔を比較的短時間で形成させ
るためには温度が低すぎる。従って、上述したように、
各素材に適合するように最適な温度範囲を設定すること
が、好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、諸図面を参照しつつ本発明
をより詳細に説明する。図１は、本発明によるナノメー
タサイズの微細な孔を有する金属間化合物を作製する製
法の基本的な工程を示すブロック図である。図に示すよ
うに、金属間化合物を構成する２種以上の金属（本実施
例の場合はＢ２型ＦｅＡｌに相当する組成：Ｆｅ−４６
ｍｏｌ％Ａｌ（モル比でＦｅ：５４モル／Ａｌ：４６モ
ル））を熱して、溶融合金を得る。この溶融合金の融点
は約１３５０℃〜１４００℃である。この溶融合金を単
ロール法や双ロールスピニング法などの急冷凝固技法に
よって急冷凝固させる。即ち、これは、幾つかの金属間
化合物において、大量の熱空孔が凍結されるという特徴
に着目し、急冷凝固法によって融点直下の大量熱空孔を
凍結させたものである。
をより詳細に説明する。図１は、本発明によるナノメー
タサイズの微細な孔を有する金属間化合物を作製する製
法の基本的な工程を示すブロック図である。図に示すよ
うに、金属間化合物を構成する２種以上の金属（本実施
例の場合はＢ２型ＦｅＡｌに相当する組成：Ｆｅ−４６
ｍｏｌ％Ａｌ（モル比でＦｅ：５４モル／Ａｌ：４６モ
ル））を熱して、溶融合金を得る。この溶融合金の融点
は約１３５０℃〜１４００℃である。この溶融合金を単
ロール法や双ロールスピニング法などの急冷凝固技法に
よって急冷凝固させる。即ち、これは、幾つかの金属間
化合物において、大量の熱空孔が凍結されるという特徴
に着目し、急冷凝固法によって融点直下の大量熱空孔を
凍結させたものである。
【００１１】ここで、急冷によって合金中に凍結された
熱空孔について、より詳細に説明する。熱空孔は、無機
質の物質であれば、絶対零度から少しでも温度が上昇す
ると、有限の濃度で存在することになると考えられてい
るが、温度が高ければ高いほどその濃度は高くなる。即
ち、熱空孔の平衡濃度は「温度の関数」となっている。
原子空孔は様々な理由で導入される場合があるが、温度
の関数で平衡濃度が変化するところが熱空孔の特徴であ
る。このことにより、融点直下では平衡空孔濃度はその
材料の最大値を示すと考えられる。本発明で使用するB2
型金属間化合物は、高温での平衡空孔濃度が著しく高い
ことで良く知られている。従って、B2型金属間化合物
は、空孔を利用するのに格好の材料系であることが理解
できるであろう。ここで平衡空孔濃度とは、あくまでそ
の材料が熱的に平衡状態にある場合の濃度であり、本発
明で用いる急冷凝固法を用いれば、高温で発生した大量
の熱空孔を非平衡な状態で凍結できる。ただし冷却速度
が遅くなると、空孔濃度は常に平衡濃度に近づこうとす
る傾向を持つため、熱空孔は冷却過程の様々な要因で消
滅し高温での空孔濃度に比べて小さくなる。空孔のクラ
スタリングは、熱空孔のこういった性質を利用したもの
で、いったん過飽和（非平衡）で凍結した熱空孔を、空
孔が比較的動きやすい温度に再び上昇させる（即ち本発
明による熱処理を行なう）ことによって短距離で拡散さ
せ、互いが合体し空孔とは別の形態に変化することによ
り、見かけ上熱平衡空孔濃度に近づける、という操作を
している。ただし、空孔が合体したからといって、必ず
しもポアー（孔）になるとは限らない。別の材料欠陥に
変化する場合も有り得る。そういった意味でも、ポーラ
ス化させる温度は低すぎず、高すぎずが重要だと考えら
れる。
熱空孔について、より詳細に説明する。熱空孔は、無機
質の物質であれば、絶対零度から少しでも温度が上昇す
ると、有限の濃度で存在することになると考えられてい
るが、温度が高ければ高いほどその濃度は高くなる。即
ち、熱空孔の平衡濃度は「温度の関数」となっている。
原子空孔は様々な理由で導入される場合があるが、温度
の関数で平衡濃度が変化するところが熱空孔の特徴であ
る。このことにより、融点直下では平衡空孔濃度はその
材料の最大値を示すと考えられる。本発明で使用するB2
型金属間化合物は、高温での平衡空孔濃度が著しく高い
ことで良く知られている。従って、B2型金属間化合物
は、空孔を利用するのに格好の材料系であることが理解
できるであろう。ここで平衡空孔濃度とは、あくまでそ
の材料が熱的に平衡状態にある場合の濃度であり、本発
明で用いる急冷凝固法を用いれば、高温で発生した大量
の熱空孔を非平衡な状態で凍結できる。ただし冷却速度
が遅くなると、空孔濃度は常に平衡濃度に近づこうとす
る傾向を持つため、熱空孔は冷却過程の様々な要因で消
滅し高温での空孔濃度に比べて小さくなる。空孔のクラ
スタリングは、熱空孔のこういった性質を利用したもの
で、いったん過飽和（非平衡）で凍結した熱空孔を、空
孔が比較的動きやすい温度に再び上昇させる（即ち本発
明による熱処理を行なう）ことによって短距離で拡散さ
せ、互いが合体し空孔とは別の形態に変化することによ
り、見かけ上熱平衡空孔濃度に近づける、という操作を
している。ただし、空孔が合体したからといって、必ず
しもポアー（孔）になるとは限らない。別の材料欠陥に
変化する場合も有り得る。そういった意味でも、ポーラ
ス化させる温度は低すぎず、高すぎずが重要だと考えら
れる。
【００１２】できあがった急冷凝固合金を、温度約４２
５℃、約１０−４Ｐａの真空雰囲気のチャンバー内で、
約２４時間熱処理を施す。この場合の温度および時間
は、熱空孔が微細な孔へと転換するのに十分な温度およ
び時間であれば良い。合金中に凍結された熱空孔を、こ
の熱処理によって、クラスター化させて微細なナノメー
タサイズの孔へと変換する。本実施例で作製したリボン
内部や表面に形成された孔は、後述するように約数１０
ｎｍのものであるが、凍結空孔の濃度やクラスタリング
過程（設定温度、および処理時間）を制御することによ
って、孔のサイズや密度（分布状態）を変化させること
ができる。孔の元となるのは、結晶中に存在する格子欠
陥、即ち、結晶中に存在するはずの位置にある原子が抜
け落ちたものである。従って、約数個〜数１００個分く
らいの原子の孔（空孔）が結合しクラスタリングして、
結晶中に空隙即ち孔が形成されるものと考えられるた
め、理論的には、数ｎｍの径の孔を形成させることも可
能である。クラスタリングの程度を大きくすれば、孔同
士が連通するような構造にすることも可能であり、連通
させたスポンジ状のものを形成すればフィルタ（或いは
触媒担体）としての利用価値が向上する。
５℃、約１０−４Ｐａの真空雰囲気のチャンバー内で、
約２４時間熱処理を施す。この場合の温度および時間
は、熱空孔が微細な孔へと転換するのに十分な温度およ
び時間であれば良い。合金中に凍結された熱空孔を、こ
の熱処理によって、クラスター化させて微細なナノメー
タサイズの孔へと変換する。本実施例で作製したリボン
内部や表面に形成された孔は、後述するように約数１０
ｎｍのものであるが、凍結空孔の濃度やクラスタリング
過程（設定温度、および処理時間）を制御することによ
って、孔のサイズや密度（分布状態）を変化させること
ができる。孔の元となるのは、結晶中に存在する格子欠
陥、即ち、結晶中に存在するはずの位置にある原子が抜
け落ちたものである。従って、約数個〜数１００個分く
らいの原子の孔（空孔）が結合しクラスタリングして、
結晶中に空隙即ち孔が形成されるものと考えられるた
め、理論的には、数ｎｍの径の孔を形成させることも可
能である。クラスタリングの程度を大きくすれば、孔同
士が連通するような構造にすることも可能であり、連通
させたスポンジ状のものを形成すればフィルタ（或いは
触媒担体）としての利用価値が向上する。
【００１３】図２は、本発明による金属間化合物の製造
工程およびその際に使用する装置を示す概略図である。
図に示すように、容器１に、Ｆｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌに
相当する組成になるように、鉄およびアルミニウムを溶
融させた溶融金属を入れる。容器１の下部にあるノズル
から所定の流量で溶融金属が流れ出る。流れ出た溶融金
属は、高速で回転するロール２上で急冷凝固され、その
結果、ホイル状の急冷凝固リボンが作製される。その
後、この急冷凝固リボンをチャンバー３内に入れる。チ
ャンバー内に設けられたヒーター４によってチャンバー
３内を所定の温度：４２５℃まで加熱し、その温度に保
ち急冷凝固リボンを約２４時間に亘り熱処理する。この
熱処理の際には、真空装置５により、チャンバー内を真
空（約１０−４Ｐａ）に保持することが好適である。こ
の熱処理によって、急冷凝固リボン（即ち金属間化合
物）の表面および内部、即ちリボン全体を微細なナノメ
ータサイズの孔を形成させることができる。
工程およびその際に使用する装置を示す概略図である。
図に示すように、容器１に、Ｆｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌに
相当する組成になるように、鉄およびアルミニウムを溶
融させた溶融金属を入れる。容器１の下部にあるノズル
から所定の流量で溶融金属が流れ出る。流れ出た溶融金
属は、高速で回転するロール２上で急冷凝固され、その
結果、ホイル状の急冷凝固リボンが作製される。その
後、この急冷凝固リボンをチャンバー３内に入れる。チ
ャンバー内に設けられたヒーター４によってチャンバー
３内を所定の温度：４２５℃まで加熱し、その温度に保
ち急冷凝固リボンを約２４時間に亘り熱処理する。この
熱処理の際には、真空装置５により、チャンバー内を真
空（約１０−４Ｐａ）に保持することが好適である。こ
の熱処理によって、急冷凝固リボン（即ち金属間化合
物）の表面および内部、即ちリボン全体を微細なナノメ
ータサイズの孔を形成させることができる。
【００１４】本発明による製造方法で作製した金属間化
合物に、実際に微細な孔が形成されていることを確かめ
るために以下の写真を撮った。図３Ａは、上述の実施例
の単ロール法で作製したＦｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌの急冷
凝固リボンの外観写真であり、図３Ｂは、３Ａを線図的
に示した模式図である。図に示すように、急冷凝固リボ
ン１０は薄片状の薄い金属片である。まだ、この時点で
は、微細なナノメータサイズの孔は形成されていない。
なお、急冷凝固リボン１０のサイズの比較参考のため写
真の右の部分に乾電池を配置した。
合物に、実際に微細な孔が形成されていることを確かめ
るために以下の写真を撮った。図３Ａは、上述の実施例
の単ロール法で作製したＦｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌの急冷
凝固リボンの外観写真であり、図３Ｂは、３Ａを線図的
に示した模式図である。図に示すように、急冷凝固リボ
ン１０は薄片状の薄い金属片である。まだ、この時点で
は、微細なナノメータサイズの孔は形成されていない。
なお、急冷凝固リボン１０のサイズの比較参考のため写
真の右の部分に乾電池を配置した。
【００１５】図４Ａは、図３のＦｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌ
の急冷凝固リボンに上述した熱処理を施した後の試料
（リボン）表面を撮影した走査型電子顕微鏡写真であ
り、図４Ｂは、４Ａを線図的に示した模式図である。図
に示すように、約数十ｎｍの径の微細な孔２０が、ほぼ
均一かつ高密度でリボン表面に形成されているのがわか
る。
の急冷凝固リボンに上述した熱処理を施した後の試料
（リボン）表面を撮影した走査型電子顕微鏡写真であ
り、図４Ｂは、４Ａを線図的に示した模式図である。図
に示すように、約数十ｎｍの径の微細な孔２０が、ほぼ
均一かつ高密度でリボン表面に形成されているのがわか
る。
【００１６】図５Ａは、図３のＦｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌ
の急冷凝固リボンに上述した熱処理を施した後の試料
（リボン）内部を撮影した透過型電子顕微鏡写真であ
り、図５Ｂは、４Ａを線図的に示した模式図である。図
から理解できるが、試料内部においても微細なナノメー
タオーダー、即ち約数十ｎｍの径の微細な直方体状の孔
３０が、ほぼ均一かつ高密度で形成されている。ごく少
数であるが、孔の径が約数ｎｍのものも形成されている
のが図面からわかる。なお、この場合の孔の径は単なる
例示であって、熱処理の温度および処理時間によって孔
の径は異なってくる。即ち、この実施例の条件で、処理
時間をより短くすれば数ｎｍの径の孔を高密度で形成さ
せることも可能であり、処理時間をより長くすれば孔を
さらに成長させ数１００ｎｍの径の孔を形成させること
も可能である。このことは、温度の関しても同様であ
る。即ち、孔径は、素材の特性、処理温度および処理時
間に依存する。
の急冷凝固リボンに上述した熱処理を施した後の試料
（リボン）内部を撮影した透過型電子顕微鏡写真であ
り、図５Ｂは、４Ａを線図的に示した模式図である。図
から理解できるが、試料内部においても微細なナノメー
タオーダー、即ち約数十ｎｍの径の微細な直方体状の孔
３０が、ほぼ均一かつ高密度で形成されている。ごく少
数であるが、孔の径が約数ｎｍのものも形成されている
のが図面からわかる。なお、この場合の孔の径は単なる
例示であって、熱処理の温度および処理時間によって孔
の径は異なってくる。即ち、この実施例の条件で、処理
時間をより短くすれば数ｎｍの径の孔を高密度で形成さ
せることも可能であり、処理時間をより長くすれば孔を
さらに成長させ数１００ｎｍの径の孔を形成させること
も可能である。このことは、温度の関しても同様であ
る。即ち、孔径は、素材の特性、処理温度および処理時
間に依存する。
【００１７】さらに、孔径を制御する因子として、もう
一つ、急冷凝固法の違いによる冷却速度がある。冷却速
度の違いにより、凍結空孔濃度が変化するので、空孔の
クラスタリング過程、即ち、孔の分布密度、サイズに大
きな影響を及ぼす。即ち、冷却速度が速いほど、凍結空
孔濃度が高くなるものと考えられるため、合金中に高密
度の微細な孔を効率良くかつ容易に作製するためには、
合金を素早く急冷凝固させることが重要である。
一つ、急冷凝固法の違いによる冷却速度がある。冷却速
度の違いにより、凍結空孔濃度が変化するので、空孔の
クラスタリング過程、即ち、孔の分布密度、サイズに大
きな影響を及ぼす。即ち、冷却速度が速いほど、凍結空
孔濃度が高くなるものと考えられるため、合金中に高密
度の微細な孔を効率良くかつ容易に作製するためには、
合金を素早く急冷凝固させることが重要である。
【００１８】上述した実施例は単なる例示であって、本
発明は様々な変形および修正が可能である。例えば、当
業者であれば、単ロール法以外の様々な急冷凝固技法
（例えば回転紡糸法など）を使用して本発明を実現する
ことも容易である。
発明は様々な変形および修正が可能である。例えば、当
業者であれば、単ロール法以外の様々な急冷凝固技法
（例えば回転紡糸法など）を使用して本発明を実現する
ことも容易である。
【図１】 本発明によるナノメータサイズの微細な孔を
有する金属間化合物を作製する製法の基本的な工程を示
すブロック図である。
有する金属間化合物を作製する製法の基本的な工程を示
すブロック図である。
【図２】 本発明による金属間化合物の製造工程やその
際に使用する装置を示す概略図である。
際に使用する装置を示す概略図である。
【図３Ａ】 単ロール法で作製したＦｅ−４６ｍｏｌ％
Ａｌの急冷凝固リボンの外観写真である。
Ａｌの急冷凝固リボンの外観写真である。
【図３Ｂ】 ３Ａを線図的に示した模式図である。
【図４Ａ】 図３のＦｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌの急冷凝固
リボンに熱処理を施した後の試料表面を撮影した走査型
電子顕微鏡写真である。
リボンに熱処理を施した後の試料表面を撮影した走査型
電子顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】 ４Ａを線図的に示した模式図である。
【図５Ａ】 図３のＦｅ−４６ｍｏｌ％Ａｌの急冷凝固
リボンに上述した熱処理を施した後の試料内部を撮影し
た透過型電子顕微鏡写真である。
リボンに上述した熱処理を施した後の試料内部を撮影し
た透過型電子顕微鏡写真である。
【図５Ｂ】 ５Ａを線図的に示した模式図である。
１ 容器
２ ロール
３ チャンバー
４ ヒーター
５ 真空装置
１０ 急冷凝固リボン
２０，３０ 孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 1/08
B22F 3/11
Claims (5)
- 【請求項１】 溶融合金を急冷凝固し、この急冷凝固に
よって凍結された熱空孔を含む合金に熱処理を施すこと
によって得られ、ナノメータサイズの微細な多数の孔が
均一に分布しており、 前記熱処理が、 前記溶融合金の融点以下であって相の変態が発生しない
ような温度で行われる、 ことを特徴とする B2 型金属間化合物 。 - 【請求項２】 請求項１に記載のB2 型金属間化合物にお
いて、 前記溶融金属が、B2型FeAl、B2型AgMg、B2型AuCd、B2型
CoTi、B2型FeTi、B2型CuZn、またはB2型CoFeに相当する
組成を有する、 ことを特徴とするB2 型金属間化合物。 - 【請求項３】 B2 型金属間化合物の製造方法であって、 溶融合金を急冷凝固し、この急冷凝固によって凍結され
た熱空孔を含む合金に、熱処理を施すことによって、こ
の合金全体にナノメータサイズの微細な多数の孔を均一
に分布させ、前記熱処理が、 前記溶融合金の融点以下であって相の変態が発生しない
ような温度で行われる、 ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の製造方法において、 前記熱処理が、真空下、減圧下、或いは不活性なガス雰
囲気中において施される、ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項５】 請求項３または４に記載の製造方法にお
いて、 前記溶融合金がＢ２型ＦｅＡｌであり、 前記熱処理の温度範囲が、 ４００℃〜４５０℃である、 ことを特徴とする製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001293653A JP3536095B2 (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Ｂ２型金属間化合物およびその製造方法 |
| US10/105,451 US20030056863A1 (en) | 2001-09-26 | 2002-03-26 | Intermetallic compound and method of manufacturing the same |
| CA002379744A CA2379744A1 (en) | 2001-09-26 | 2002-03-28 | Intermetallic compound and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001293653A JP3536095B2 (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Ｂ２型金属間化合物およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003105460A JP2003105460A (ja) | 2003-04-09 |
| JP3536095B2 true JP3536095B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=19115403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001293653A Expired - Lifetime JP3536095B2 (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Ｂ２型金属間化合物およびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030056863A1 (ja) |
| JP (1) | JP3536095B2 (ja) |
| CA (1) | CA2379744A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN103409678B (zh) * | 2013-07-31 | 2015-10-07 | 成都易态科技有限公司 | 烧结Fe-Al基合金多孔材料及应用它的过滤元件 |
| CN111560555A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-21 | 上海红重机械装备有限公司 | 一种钢结构升降系统制造工艺 |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| US6238783B1 (en) * | 1996-03-27 | 2001-05-29 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Thermoplastic resin coated aluminum alloy sheet, and method and apparatus for production thereof |
| JP2988479B1 (ja) * | 1998-09-11 | 1999-12-13 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池と水素吸蔵合金電極及びその製造法 |
| US6012658A (en) * | 1998-09-22 | 2000-01-11 | Nanopowders Industries Ltd | Method of producing metal flakes, particularly silver flakes of high purity |
| US6277895B1 (en) * | 1999-09-21 | 2001-08-21 | Hydrocarbon Technologies, Inc. | Skeletal iron catalyst having improved attrition resistance and product selectivity in slurry-phase synthesis processes |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001293653A patent/JP3536095B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-03-26 US US10/105,451 patent/US20030056863A1/en not_active Abandoned
- 2002-03-28 CA CA002379744A patent/CA2379744A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030056863A1 (en) | 2003-03-27 |
| JP2003105460A (ja) | 2003-04-09 |
| CA2379744A1 (en) | 2003-03-26 |
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