JPH01152233A

JPH01152233A - ニッケル含有合金の使用法およびその製造法

Info

Publication number: JPH01152233A
Application number: JP63280229A
Authority: JP
Inventors: Klaus Fritscher; クラウス・フリッチャ
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1989-06-14
Also published as: US5080981A; EP0315122B1; DE3884340D1; DE3737361C2; EP0315122A2; DE3737361A1; EP0315122A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ニッケル又はチタンを基とする下地合金（Ｇ
　ｒｕｎｄｌｅｇｉｅｒｕｎｇ）上に付着される物質と
して他の金属のほかに本質的成分としてニッケルを含む
合金の使用と、この種の特殊な合金の製造法に関する。

（従来の技術）長く知られているように、飛行機用などの高性能内燃機
関は、個々の燃焼室を周囲の材料から熱障壁層により絶
縁することにより良い影響をうけることがある。このよ
うな熱障壁層は、ふつうは、たとえばジルコン酸マグネ
シウムおよび／または酸化ジルコニウムのような酸化物
材料からなる。

作動限界内では、内燃工程の効率は明らかに増大する。

さらに、金属材料を酸化物熱障壁層で被覆することは、
熱的に歪んだ材料内の応ツノの減少に寄与する。

この見地では、酸化物熱障壁層と金属材料の間の結合に
より問題が繰り返し生じる。一方では、この問題は、セ
ラミクスや他の酸化物材料の熱膨張係数（ＣＥＴ）αが
通常は金属や合金の係数αと異なることにより生じる。

この欠点は、熱膨張係数が同じか同等の適当な材料を選
択することにより除くことができる。

一方では、セラミクス材料は、Ｏ’−イオンを伝導し、
かつまた隣りの金属層にＯトイオンを放出するいわゆる
「陰イオン伝導体」であるので、このことを考慮しなけ
ればならない。隣りの金属層はこれにより酸化される。

しかし、そのような酸化反応は、常に体積増加に関連し
、また、熱障壁層が金属表面から「分離する」という切
迫した危険がある。

この問題を解決するため、酸化物熱障壁層と下地金１ｉ
！（Ｓ　ｕｂｓｔｒａｔｍｅｔａｌ）との間に中間層を
設けることが試みられている。この中間層は１．金属又
は合金からなり、熱膨張係数に関して下地金属と酸化物
熱障壁層に適合されている。そのような中間層は、酸化
物熱障壁層と下地金属との直接結合に対し膨張接合セグ
メントのｅｈｎｆｕｇｓｅｇｍｅｎｔｉｅｒｕｎｇ）に
より重要な改善となり、２つの金Ｒｅの熱膨張係数の間
の最適なバランスを確実にする。しかし、拡散に対して
望ましい安定性はこれによっては達成されない。中間層
の成分は、下地金属層に拡散して合金化し、これにより
下地金ｒＡ層の性質が劣化する。これにより、金屑材料
は実用上許容できないほど多孔性になる。金属下地、金
属中間層およびプラズマ溶射により接合された酸化物層
からなるそのようなシステムは、たとえば、セラミック
・ビュレタン（Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）６
０　、５５５（１９８１）や同社、２５Ｇ（１９８２）
に記載されている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上に述べた従来の熱障壁層について今まで不可
能であったのは、熱障壁層が金属下地を有害な異物質か
ら保護することを保証しつつ、金属下地の熱膨張係数と
熱障壁層の熱膨張係数を相互に適合させるという要望に
応えることである。

この異物質とは、中間層からの金属とともに、外部や熱
い廃棄ガスや酸化物セラミクスからの陰イオンを意味す
ると理解される。より高い任務に耐えることができ使用
寿命を延ばせる材料を製造するという技術の要求により
、改良された金属下地を供給し、これによりより広い用
途に適用させようという強い要求がある。熱い気体の作
用に直接にさらされるような酸化物層を改良するという
要望に加え、改良の別の焦点は、中間層の熱膨張係数を
金属下地の熱膨張係数や酸化物層の熱膨張係数に適合さ
仕るように改良するだけでなく、中間層合金のどの成分
も金属下地に拡散せず、これにより金属下地の性質を好
ましくないように変化させないような程度に十分な拡散
安定性を備えるにうに改良することである。

本発明の目的は、下地上の中間層として適した材料の使
用法と製造法を提供することである。

（問題点を解決するための手段および作用）驚くべきこ
とに、この条件は、不要なイオンを透過させない材料で
あって、金属下地に合金成分を放出せず、金属−セラミ
クス結合の疲労を誘う熱歪みも生じない材料を開発する
ことによって達成できた。この材料は、好ましくは、セ
ラミクス陰イオン伝導体をニッケル基合金またはチタン
基合金に結合するためにも、熱い耐腐食層をニッケル基
合金又はチタン基合金上に結合するために使用できる。

本発明は、５０〜７０重量％のニッケル、１０〜４０重
量％のクロム、３〜１０重量％のアルミニウム、４〜１
０重量％のチタンおよび１〜３重量％のシリコンを含む
合金であって、２９３　Ｋと１３７０にの間で１２〜１
６　ｘ　ｌ　Ｏ−６Ｋ−１の範囲の熱膨張係数を有する
合金を、ニッケル基合金又はチタン基合金上の材料とし
て使用することに関する。

本発明の好ましい実施例では、この材料は、セラミクス
陰イオン伝導体をニッケル基合金又はチタン基合金に結
合するために使用され、より詳細には、金属下地又はサ
ーメット上の熱障壁層として役立つセラミクス保ｍＤの
ための接骨層として使用される。

本発明の他の実施例では、上記の材料は、熱い耐腐食層
として使用される。

本発明は、さらに、５０〜７０重量％（好ましくは５２
〜６６重量％）のニッケル、１０〜４０重量％（好まし
くは１７〜３８重量％）のクロム、３〜１０重量％のア
ルミニウム、４〜１０重量％のチタンおよび１〜３ＴＨ
ｍ％（好ましくは２〜２゜５重量％）のシリコンを含む
合金の製造法であって、（ａ）　　ニッケル、クロム、アルミニウム、チタンお
よびシリコンが、細分された形で混合され、随意に合金
化され、（ｂ）　　金属下地または希望ならばザーメット下地が
合金に付着するため用意され、（Ｃ）　　細かく分布した合金成分の物理的混合物また
は合金が、金属下地または希望ならばザーメッ）・下地
上に合金化された層の形で、上昇された温度で付着され
、（ｄ）　　その合金が、機械的に圧縮され、および／ま
たは、平らにされ、（ｅ）合金で被覆された金属材料または希望ならばサー
メット下地が、酸素がない状態で温度処理を施されるこ
とを特徴とした方法に関する。

本発明によれば、金属材料は、いま問題にしている高性
能技術の分野で有用であることが立証されているので、
好ましくは下地として使用される。

しかし、サーメットも、後に述べるように、材料として
使用できる。サーメットは、合金成分とセラミクス成分
の物理的混合物がポットプレスなどにより結合されて新
しい性質を有するようになった複合材料である。

本発明により材料として使用される合金は、従来から知
られている熱障壁被覆のように、ニッケルを主成分とし
て含む。さらに、従来から熱障壁層として知られている
中間層のために基本的に使用されているクロムとアルミ
ニウムも含む。しかし、本発明の合金は、チタンとシリ
コンの虫により上記の目的の従来の合金と区別される。

もし希望ならば、本発明により材料として使用される合
金は、上述の５金属の他に、通常の他の合金成分を含ん
でもよい。これらの成分は、たとえば、ハフニウム、タ
ンタル、タングステンおよび／または希土類金属（イツ
トリウム、セリウム、ザマリウムなど）のような金属元
素である。

本発明により材料として使用される、主成分としてニッ
ケルを含む合金は、２９３にと１３７０！（の間で１２
〜１６　Ｘ　Ｉ　Ｏ−６Ｋ”の範囲内の熱膨張係数αを
有する。この範囲内の熱膨張係数の長所は、金属下地の
熱膨張係数と熱障壁層の熱膨張係数に最適に適合でき、
これにより、温度の作用または温度変化の下で被覆され
る材料の各部分内に応力が生じないようにすることであ
る。

材料として使用される本発明による合金は、５０〜７０
重量％のニッケル、１０〜４０重量％のクロム、３〜１
０重量％のアルミニウム、４〜ｌＯ重ｆｆ１％のチタン
および１〜３重量％のシリコンを含む。上に述べたよう
な他の合金成分も、０６１〜２Ｔｆｆｆｆｉ％の徂で合
金内に存在してもよい。本発明により材料として使用さ
れる好ましい合金では、そのような成分は、ハフニウム
、クンタル、タングステンおよび／または希土類（イツ
トリウム、セリウム、ザマリウムなど）である。

本発明により材料として使用される好ましい金属は、５
２〜６６重量％のニッケル、１７〜３８重口％の〜クロ
ム、３〜６Ｔｌｉ１％のアルミニウム、４〜１０重爪％
のチタンおよび２〜２．５重量％のシリコンを、合金の
全重量に基いたすべてのパーセントで含む。好ましくは
、本発明により材料として使用される合金は、２９３に
と１３７０にの間で！３〜１５ｘｌＯ−’に一１の範囲
内の熱膨張係数αを有する。こうして、合金は、隣の下
地や酸化物セラミクス沼の熱膨張係数にそれぞれ最適に
適合される。

ニッケルを主成分として含み材料として使用される本発
明による新合金は、多くの工程の中の個々の工程がそれ
自身従来から知られているような方法により製造され、
金属下地上に付着される。

製造法は、第１工程で、使用される金属成分が細分され
た形で混合されることにより特徴づけられる。従って、
ニッケル、クロム、アルミニウム、チタン、シリコンお
よび希望によりさらに他の合金成分の金属の細分された
粉末が、通常の粉末混合機で相互に混合されて、合金成
分の一定の組成を有する粉末の物理的混合物の生産を確
実にする。

個々の金属成分からなるこのような混合物は、そのよう
に装入できる。引き続きボールミルにおける粉砕を行う
と、混合物は、いわゆる「機械的に合金化された粉末形
」に変えることができる。適当な方法は、それ自身従来
から知られている。しかし、この処理において、それ自
身通常のやり方での温度上昇により、すなわち、溶解冶
金法によりこの物理的混合物を合金化することも可能で
あり、これにより、次の工程のために用意できる。

さらに次の工程で、この合金を付着すべき金属下地が、
らし希望ならば、付着のためにｌＩＢ備できる。この工
程は、必ずしも必要ではない。しかし、本処理の個々の
実施例では、金属下地への合金の付着を、通常のすでに
高いレベルよりも数倍するために役立つことがある。そ
のような前処理は、たとえば、金属下地の表面のサンド
ブラストであり、これにより表面があらくなるので、次
に金属下地に合金層を付着するときに、さらによく付け
ることができる。

次の工程では、第１工程で得られた細分され十分分散さ
れた合金成分の物理的混合物またはその後すでに形成さ
れた合金が、上昇した温度で合金化された層の形で金属
下地に付着される。この過程で、処理の種類に依存して
、室温（２９３Ｋ）から１３００　Ｋまでの範囲内の温
度が保たれる。実際に用いられる温度は、処理の種類だ
けでなく、圧力のような他の条件にも依存する。

成分の物理的混合物または合金の金属下地上への合金層
の形での付着は、たとえば、蒸着により行える。金属居
の金属下地への蒸着は、従来技術で詳細に知られている
（たとえば、「セラミック。

ビュレタン」に発表されている上述の論文参照）。

金属成分または合金の蒸発のため、一般に１０−〇〜１
０−＠ｂａｒの範囲の圧力が使用される。個々の合金成
分の■と相互の割合に対応して、使用する処理条件の下
で金属蒸気が生成され、より低温の金属下地表面に堆積
される。蕉骨率、すなわち、本発明による合金化された
居の生成率は、５〜２０１１ｍ１分の範囲内である。

この処理の別の好ましい実施例では、合金の細かい粉末
を金属下地上にそれ自身既知の方法でプラズマ溶射によ
り付着する。これは、低圧で（低圧プラズマ溶射、ＬＰ
ＰＳ）または室温で（大気圧プラズマ溶射、ＡＰＳ）で
行える。従来から知られたデバイスがこの目的のために
使用される。使用される温度は、５７３Ｋ（３００℃）
から１０７３Ｋ（８００℃）までである。

本処理の他の好ましい実施例では、細かい合金粉末は、
金属下地上に爆発被覆により付着される。

これは、この方法のために従来から知られている条件で
行われる。

本発明による方法の別の好ましい実施例では、上に述べ
た細分された合金成分の物理的混合物の合金化を行い、
そして、たとえば、そうして製造された合金から薄い金
属箔を製造する。金属箔は、５０〜２００μｍの厚さを
有する。そのような合金箔は、次に、拡散溶接により金
属下地に都合よく付着できる。その過程で１２７３１（
（１０００℃）から１５２３Ｋ（１２５０℃）までの範
囲内の温度と、２０ＭＰａから５００ＭＰａまでの範囲
内の圧力が使用される。その過程で、結合された複合物
が金属下地と本発明による合金の間に形成され、この複
合物の強度は、従来の下地−石結合の強度を越える。

上述の処理に加え、細かく分散した合金成分の物理的混
合物または細分状態ですでに合金化された合金の付着の
ために、金属成分を金属下地上に付着する既知の他の処
理が使用でき本発明に含まれる。たとえば、炎溶射や爆
発ブレーティングによる付着がある。

次の工程では、金属下地上に付着された合金化された層
は、機械的に圧縮され、および／または平らにされる。

このために、従来技術で通常の圧縮法および／または研
ｅ（Ｇ　ＩａｅＬｔｅｎ；　）法を使用することもでき
る。従って、たとえば、ガラスビードブラストにより合
金化された色を圧縮し平らにできる。このとき、１０μ
ｍから５０μｍまでの厚さで高密度の金属合金層が製造
され、この厚さは詳細には金ｒ？４層の成分に依存し、
セラミクス熱障壁層の望ましくない外からのイオンの金
属下地への拡散から金属下地を有効に保護する。

本発明による方法の最後の工程は、合金で被覆された金
属下地に酸素がない状態で温度処理を施すことである。

ここで、下地−金属複合物は、好ましくは、１２７３Ｋ
（１０００℃）から１３６３Ｋ（１０９０℃）の範囲内
の温度で処理される。この温度で合金層の酸化を防ぐた
めに、温度処理を酸素がない状態で実行することが必要
である。このため必要な処理法は、従来から知られてい
て、たとえば、真空中で温度処理を行えばよい。本処理
法の好ましい実施例では、温度処理は、ｌＯ゛１からＩ
　Ｏ−４ｍｂａｒの圧力で１〜５時間の期間で実行する
。この温度処理により、処理の正６ｖ：な長さは選択し
た温度と合金の成分に依存するが、拡散ゾーンが下地と
合金層の間に形成されて、両金属の間のよい接合をさら
に改良する。

上述の方法により製造された金属下地−合金複合物は、
セラミクスにより被覆されるためにこうして条件付けら
れる。従来から知られていて本発明の主題でない工程に
よって、希望のせラミクスが合金中間層上に最適の方法
を用いて付着される。

この方法には、プラズマ溶射、炎溶射、蒸若または起爆
装置の使用がある。最適の程度まで価値が証明されてい
る酸化物セラミクスは、好ましくは部分的にイツトリウ
ムで安定化された酸化ジルコニウムセラミクスである。

しかし、熱障壁層として役立つすなわち低い熱伝導度を
有する任意の他のセラミクスも使用してもよい。既知の
方法により付着されたセラミクス層は、引き続いて、白
熱（Ｇ　１ｕｅｈ）処理を施される。この白熱処理は、
応力を緩和するためよりは、酸化の安定性を改良するた
めに役立つ。このことは、相境界の表面金属／セラミク
スに高温酸化相を形成することにより達成される。この
ために、白熱処理は、酸化ふん囲気中で、好ましくは１
２７３Ｋ（１０００℃）から１３７３Ｋ（１１００℃）
までで０．５〜５時間の間に（処理の正確な時間は温度
に依存する）酸化ふん囲気中で、実行される。この処理
において、多かれ少なかれ酸化成分を含むガスまたはガ
ス混合物が使用できる。この気体には、たとえば空気、
ｒ、ｒ　ｔと１−１　、　Ｏの混合物、ＣＯとＣＯ，の
混合物、上記のガスまたはガス混合物の中の一以上と空
気との混合物、空気／酸素混合物がある。上記のガスを
使用する割合は、最適の高温酸化物層をどのように形成
するかという点から選ばれる。このような指示は、従来
技術から当業者にとり直ちに明らかである。

本発明により材料として使用され上記の方法で製造でき
る合金は、一つの観点では、多層熱障壁層のための中間
層として使用できる。この合金は、好ましくはセラミク
ス保護層のための接合層として使用できる。実際の使用
において重要な温度範囲において、熱膨張係数αは、金
属下地の熱膨張係数と酸化セラミクス層の熱膨張係数と
に適合する。同じ範囲内の熱膨張係数は、金属下地と酸
化障壁層との間の最適の結合を維持させるので、熱膨張
係数の違いによるクラックは生じない。（クラックが生
じると、熱膨張帰の機能を損わせ、望ましくない物たと
えば腐食性物質や層構造を変える材料の接近を許す。）
さらに、この合金および、従ってこの合金からなる中間
層は、ニッケル基合金またはチタン基合金の金属下地に
好ましくない材料が侵入することを防止する。本発明に
よる合金の拡散の安定性は、通常の中間層の安定性より
明らかにすぐれている。

第２の観点では、本発明により材料として使用される合
金は、た七えばニッケル基合金やチタン基合金のような
金属下地上に熱い耐腐金属としてＹＨ利に使用される。

本発明による合金を下地としての「サーメット」上に付
菅することも、本発明の範囲内であると考えられる。こ
こで関心のある範囲内では、サーメットは、金属下地の
性質と同様な性質を有する。本発明により材料として使
用される合金は、上記の手段により下地上に付菅でき、
このとき、サーメット上に合金化された場合にも上述の
長所を示す。

すなわち、その熱膨張係数は、隣りのサーメツト層また
はセラミクス帰の熱膨張係数に、それぞれ最適に適合す
る。さらに、層構造を変える好ましくないイオンの侵入
から下地后を保護する。

（実施例）本発明は、さらに以下の例により説明される。

肛下の第１表に特定された量の金属からなる物理的混合物
が製造される。金属粉末の粒子径は、５０μｍから１０
０μｍまでの範囲内である。

合金成分Δｅについて第１表に示された値は、最小の値
である。その値は、（他の成分を減少して）５重量％ま
でだけ、最大で１０重量％まで増加できる。

第１表本発明により材料として使用される合金の成分例　　　
Ｎｉ　　　　Ｃｒ　　　　Ａρ　　　Ｔｉ　　　　５ｉ
ｌａ　　６９９１７．５　　５．２　　９．２　　２．
２１ｂ　　６０．２　２７．２　　３，７　　６．８　
　２．１１ｃ　　５２．８　３７．２　　３，３　　４
，６　　２．１第１表に示されたｍの各粉末金属は互い
に混合される。次に、混合物はコランダムるつぼ内で真
空中（１０”４ｍｂａｒ）で溶解され、棒の形に鋳造さ
れる。そこから製造された円筒状の試験片は、酸化性質
を決定するために使用され、合金化された下地と合金化
された拡散色からなる複合物を生産するために使用され
る（拡散溶接に関する上記の観察参照）。

例２細分された合金成分から溶解された、例１により得られ
た合金は、らう−度、溶解処理と引き続く固化処理に供
される。この固化処理は、約５０に７ｃｍの温度の傾き
と約２０ｃｍ／時間の固化率で真空中でコランダムるつ
ぼの下から開始され、引き続く蒸発のために低いガス成
分を有する合金の気泡のない棒が得られる。次に、この
合金は、下地温度を１１７３Ｋ（９００℃）とした金属
下地上に５　Ｘ　Ｉ　Ｏ−４ｍｂａｒの圧力で蒸岩され
る。組成は次の通りである。

６１．５重量％のＮｉ。

３２．３重量％のＭｏ。

６．２ｉｒｆｆＩｋ％のＡｆ２゜この下地合金の平均熱膨張係数は、２９３Ｋ（室温）ト
１２７３にノ間テ１３．３　ｘ　ｌ　Ｏ−’に一１テす
る。

蒸将により得られた下地合金複合物は、圧オ？１され、
ガラスビードブラストにより表面領域で平らにされ、次
に、さらにＩ　Ｏ−４ｍｂａｒの圧力と１３５３１（（
１０８０℃）の温度で４時間処理される。このとき、金
属下地は、約８０μｍ厚の均一な中間層を有している。

この中間層上に、７，２重量％のＹｚＯ：＋で安定化さ
れた酸化ジルコニウムの居が、４０ｍｂａｒのアルゴン
圧で低圧プラズマ溶射（ＬＳＰＰ）により付菅される。

第１図は、個々の層の熱膨張係数αの温度依存性を、例
１ａによる合金を含む複合物と相互に比較して示す。第
１図において曲線（１）は、例１ａの合金の熱膨張係数
を示す。曲線（２）は、７．２重量％のＹ　＊　０３で
部分的に安定化されたプラズマ溶射酸化ジルコニウムの
熱膨張係数を示す（「Ｐ、ボッポ（Ｂｏｃｈ）等、アド
バンシズ・イン・セラミクス（Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ
　Ｃｅｒａｍｉｃｓ）、第１２巻、ジルコニアの科学と
技術Ｊ（Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙｏｒ　Ｚｉｒｃｏｎｉａ）ＩＴ、　Ｎ、クララセン（
ＣＩａｕｓｓｅｎ）等編集、Ａｍ、Ｃｅｒａｍ、Ｓｏｃ
、　Ｉ　ｎｃ、　、　　１９８４　、４８８〜５０２ペ
ージ」によるデータ）。領域（３）は、６１．５重量　
％（’）　ニラ’７　ル、３２　、３　ｉｌｉ　ｒｌ　
％＋７）　モ’Ｊブデン、６．２重ｆｍ％のアルミニウ
ムを含み方向づけられた状態で固化した共晶合金の異方
的熱膨張係数を示す。

この生産された２Ｅ！の熱障壁層を備えた金属下地は、
光学検査に供される。本発明による合金層と金属下地の
ニッケル合金との間の相互拡散の程度が低いことは第２
図から明らかである。第２図は、６１．５重量％のニッ
ケル、３２．３重量％のモリブデンおよび６．２重量％
のアルミニウムを含み、方位をそろえて固化された共晶
合金（右側に示す層）と、その上に蒸若された本発明（
例１ａ）による合金層（左側に示ず居）とからなる二重
層構造の断面の顕微鏡写真図を示す。これにより得られ
た複合物は、次に、熱い腐食バーナーリグ内で１００時
間熱ザイクルに供せられる。■サイクルは、本発明によ
る下地と合金からなる複合物を１１７３Ｋ（９００℃）
で５７分保ち、その複合物を加圧空気で室温（２９３Ｋ
）まで３分間冷やすことからなる。第２図から明らかな
ように、ごくわずかの相互拡散層（１０μｍより著しく
少い厚さ）のみが形成されている。

１１７３Ｋ（９００℃）と１２７３Ｋ（１０００℃）で
の大気中での等温アニールの試験の酸化率と８７３Ｋ（
６００℃）と１３７３１（（１１００℃）の間の４０分
のサイクルでのサイクルアニールの試験の酸化率は０．
５η／Ｃｍ’・１００ｈより低い。

プラズマ溶射セラミクスと、本発明により熱障壁居の中
間層のための材料として使用される合金とからなる中間
層との間の接合と相互拡散は、第３図から明らかである
。第３図は、７．２重量％のＹ、０．で安定化された酸
化ジルコニウム（右側）と本発明による合金（例１ａ）
とからなる複合物の断面の顕微鏡写真図を示す。この・
複合物は、１３７３Ｋ（１１００℃）での加熱と室温へ
の冷却の１０００ザイクル（！ザイクルは１０分）に供
されていたものである。第３図から明らかにわかるよう
に、ただわずかな化学反応（セラミクス石成分の隣の合
金属への拡散を含む）が複合物の２層の間で起こる。２
つの材料の相互に良い接合も示される。

応力割れはセラミクス層内で観察されない。

例３８重量％　ｌ　５ｎ＋ｍＸ　１５重量の大きさの直方体
状平行六面体（直平行六面体）が、例１ａにより製造さ
れ、例２による溶解処理と固化処理が施された合金から
得られる。この直平行六面体の一つの面は、滑らかにな
るまで研磨され、水素グロー放電プラズマを用いて真空
中で清浄にされ、次に、大きなガス吸若を避けるためス
パッタ技術により約０．５μｍ厚の白金層で被覆される
。はぼ同じ大きさの直平行六面体がチタン合金（８４，
８９Ｔｉ−６，００Ａ１２−４．０Ｏ３ｎ−３，５０Ｚ
ｒ−０，７ＯＮｂ−０，５０Ｍｏ−０，３５Ｓｉ−０，
０６０（ｆｆｆｆｆｔ％で表わず））から作られ、上に
述べたように、研磨され、グロー放電で清浄にされ、白
金で被覆される。

複合体を製造するため、２つの直平行六面体の白金被覆
面が相互に接して置かれ、拡散溶接を行うため、この組
合せが、２０ＭＰａの接触圧で（拡散溶接に関連した上
記の観察参照）、１２２３Ｋ（９５０℃）で４時間アニ
ールされる。得られた複合体の断面顕微鏡写真が、複合
体の結合帯域の評価のためにとられる。相互拡散帯域は
、密であると評価され、８μｍのみの厚さであった。こ
の結果は、ニッケル基合金のみでなくチタン基合金をも
酸化と熱い腐食から保護するための材料として本発明に
より使用される合金の使用を正当化する。

（発明の効果）熱的に安定な複合材料が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熱膨張係数αの温度依存性の図である。第２図は、共晶合金（右側）と本発明による合金層（左
側）の二層構造の断面の顕微鏡写真の図である。第３図は、酸化ジルコニウム（右側）と本発明による合
金からなる複合物の断面の顕微鏡写真の図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）５０〜７０重量％のニッケル、１０〜４０重量％
のクロム、３〜１０重量％のアルミニウム、４〜１０重
量％のチタンおよび１〜３重量％のシリコンを含み、２
９３Ｋと１３７０Ｋの間で１２〜１６×１０＾−＾６Ｋ
＾−＾１の熱膨張係数αを有する合金の、ニッケル基合
金またはチタン基合金上の材料としての使用法。
（２）セラミクス陰イオン電導体をニッケル基合金また
はチタン基合金に結合するために、より詳細には、金属
下地またはサーメット上の熱障壁層として役立つセラミ
クス保護層のための接合層として、請求項１に記載され
た合金の使用法。
（３）熱い耐腐食層としての請求項１に記載された合金
の使用法。
（４）上記の合金が５２〜６６重量％のニッケル、１７
〜３８重量％のクロム、３〜６重量％のアルミニウム、
４〜１０重量％のチタンおよび２〜２．５重量％のシリ
コンを含むことを特徴とする請求項１から請求項３まで
の１項に記載された合金の使用法。
（５）５０〜７０重量％（好ましくは５２〜６６重量％
）のニッケル、１０〜４０重量％（好ましくは１７〜３
８重量％）のクロム、３〜１０重量％のアルミニウム、
４〜１０重量％のチタンおよび１〜３重量％（好ましく
は２〜２．５重量％）のシリコンからなる合金の製造法
において、（ａ）ニッケル、クロム、アルミニウム、チタンおよび
シリコンが細分された形状で混合され、そして、随意に
合金化され、（ｂ）金属下地、または希望ならばサーメットが合金の
付着のために用意され、（ｃ）細く分散した合金成分の物理的混合物または合金
が、金属下地に又は希望ならばサーメット下地上に合金
化された層の形状で高温で付着され、（ｄ）その合金が、機械的に圧縮されおよび／または平
らにされ、そして、（ｅ）この合金で被覆された金属下地または随意にサー
メット下地が、酸素がない状態で温度処理に供されるこ
とを特徴とする合金製造法。
（６）粉末状の混合物が製造されることを特徴とする請
求項５に記載された合金製造法。
（７）混合物が工程（ａ）により製造され、次に溶解冶
金法により高温で合金化されることを特徴とする請求項
５に記載された合金製造法。
（８）得られた合金が箔に処理されることを特徴とする
請求項７に記載された合金製造法。
（９）金属下地がサンドブラストによりあらくされるこ
とを特徴とする請求項５から請求項８までの１項に記載
された合金製造法。
（１０）細分された合金成分から溶解された合金が金属
下地上に蒸着されることを特徴とする請求項５から請求
項９までの１項に記載された合金製造法。
（１１）合金の微粉末がプラズマ溶射により金属下地上
に付着されることを特徴とする請求項５から請求項９ま
での１項に記載された合金製造法。
（１２）合金の微粉末が爆発装置被覆により金属下地上
に付着されることを特徴とする請求項５から請求項９ま
でのいずれか１項に記載された合金製造法。
（１３）得られた合金箔が拡散溶接により付着されるこ
とを特徴とする請求項５から請求項９までのいずれか１
項に記載された合金製造法。
（１４）合金がガラスビードブラストにより圧縮されお
よび／または平らにされることを特徴とする請求項５か
ら請求項１３までの１項に記載された合金製造法。
（１５）上に付着された合金層を含む金属下地が１０＾
−＾１〜１０＾−＾４ｍｂａｒの圧力の下で１２７３Ｋ
から１３６３Ｋまでの温度で温度処理に供されることを
特徴とする請求項５から請求項１４までの１項に記載さ
れた合金製造法。
（１６）随意に若干の金属層からなるセラミクスが金属
下地上に付着された後に、金属／セラミクス材料中に金
属合金／セラミクス相境界で安定な高温酸化物層を形成
する方法であって、金属／セラミクス複合材料が酸化ふん囲気中で０．５〜
５時間の間にアニール処理を施されることを特徴とする
形成法。