JPH02183202A - Metallic mirror - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、金属ミラーに関するもので、例えばレーザー
光、シンクロトロン放射光等の光を反射する金属ミラー
に適用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a metal mirror, and is applied to a metal mirror that reflects light such as laser light or synchrotron radiation light.
（従来の技術）
従来のレーザー光を反射する金属ミラーとしては、低中
出力機では、Ｓｉ製鏡面に、金、銀もしくは誘電反射膜
をコーティングしたものが使用され、中高出力機では、
Ｃｕ製鏡面あるいはＣｕ製鏡面に金、銀等をコーティン
グしたものが多く用いられている。(Prior art) Conventional metal mirrors that reflect laser light are used in low-to-medium power machines, with a Si mirror surface coated with gold, silver, or a dielectric reflective film, and in medium-to-high power machines,
A Cu mirror surface or a Cu mirror surface coated with gold, silver, etc. is often used.
そして、従来のＣｕ製の金属ミラーに比べ、Ｗ製のレー
ザー光用ミラーであると、錆にくい、つまり耐酸化性耐
食性が良好であるという利点があることから、日本のよ
うな高温多湿環境の下では、光の高出力機を中心にＷ製
の金属ミラーの要請が高まっている。Compared to conventional metal mirrors made of Cu, laser beam mirrors made of W have the advantage of being resistant to rust, that is, have good oxidation and corrosion resistance. Demand for W metal mirrors is increasing, especially for high-output optical devices.
（発明が解決しようとする課題）
しかし、従来の金属ミラーにおいては、Ｗ製の金属ミラ
ーは、その材質が高融点金属であること等の理由により
、未だ製造されていない。(Problems to be Solved by the Invention) However, among conventional metal mirrors, metal mirrors made of W have not yet been manufactured due to the fact that the material is a high melting point metal.
一般に、金属ミラーに要求される特性としては下記の点
が挙げられる。Generally, the characteristics required of a metal mirror include the following points.
（１）１０．６μｍの波長に対し反射率が高く吸収が少
ないこと、
（２）熱電導性がよく、熱膨張率が低いこと、（３）高
純度で変形が小さく慣がつきにくいこと、（４）化学的
、熱的に安定で、耐酸化耐食性が良いこと、
（５）加工性および再加工性に優れていること、である
。(1) High reflectance and low absorption for a wavelength of 10.6 μm, (2) Good thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion, (3) High purity, small deformation, and resistance to break-in. (4) It is chemically and thermally stable and has good oxidation and corrosion resistance. (5) It has excellent workability and reworkability.
これらの要求特性を材料への要求特性として置換えると
、下記のような材料要求特性の内容になる。When these required characteristics are replaced with the required characteristics of the material, the contents of the required material characteristics are as follows.
（１）結晶に異方性、がなく、単相組織をもっこと、（
２）結晶の方位２粒形および粒度が揃っていること、
（３）析出物、介在物、空孔、偏析が少ないこと、（４
）内部歪、格子欠陥、乱れなどが少ないこと、である。(1) The crystal has no anisotropy and has a single phase structure (
2) The crystal orientation, grain shape, and grain size are uniform; (3) there are few precipitates, inclusions, pores, and segregation; (4)
) There are few internal strains, lattice defects, disturbances, etc.
前記材料への要求特性を満たす金属ミラーとして、本発
明者は、Ｗの単結晶であれば、光レーザー波長に対し反
射率が高く吸収が少ないなど、前述した金属ミラーの要
求特性を充分に満たすものと考え、本発明を完成するに
至った。As a metal mirror that satisfies the characteristics required for the material, the present inventor believes that a single crystal of W satisfies the characteristics required for the metal mirror described above, such as high reflectance and low absorption at the optical laser wavelength. With this in mind, we have completed the present invention.
本発明は、Ｗ製の単結晶体からなる金属ミラーを提供す
ることで、加工が容易で、熱伝導性がよく、低熱膨張、
傷が着きにくい等の優れた利点をもつＷ製ミラーを提供
することを目的とする。The present invention provides a metal mirror made of a single crystal made of W, which is easy to process, has good thermal conductivity, low thermal expansion,
The purpose is to provide a mirror made of W which has excellent advantages such as being resistant to scratches.
（課題を解決するための手段）
本発明の金属ミラーは、電子ビーム溶解品であって、Ｗ
の単結晶からなることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The metal mirror of the present invention is an electron beam melted product,
It is characterized by consisting of a single crystal.
電子ビーム溶解品としたのは、■他の製法による製品、
例えば粉末焼結晶であると、Ｗの融点が相対的に高温で
あるため、高密度の焼結晶を得ることが困難なためであ
る。■また。サイズの大きな単結晶の製造が可能だから
である。単結晶体の製法としては、２次再結晶法、ゾー
ンメルティング法等による製法があるが、これらの製法
の場合には単結晶体のサイズが小さいという欠点がある
。Products made by electron beam melting include ■Products made using other manufacturing methods,
For example, if the powder is a sintered crystal, the melting point of W is relatively high, so it is difficult to obtain a high-density sintered crystal. ■Also. This is because it is possible to manufacture large-sized single crystals. Methods for producing single crystals include methods such as secondary recrystallization and zone melting, but these methods have the disadvantage that the size of the single crystal is small.
これに対し、電子ビーム溶解法によると、溶解条件を変
更し、特に溶解速度を調節し例えば結晶成長速度をｌｏ
ｃｍ／ｈｒ以下にすることにより、結晶粒を粗大化し、
サイズの大きな単結晶体に成長させ、その粗大化した単
結晶から所定のサイズのミラーに切削加工することが比
較的容易だからである。On the other hand, according to the electron beam melting method, the melting conditions are changed and the melting rate is adjusted, for example, the crystal growth rate is lowered.
cm/hr or less, coarsening the crystal grains,
This is because it is relatively easy to grow a large single crystal and cut the coarse single crystal into a mirror of a predetermined size.
Ｗの単結晶としたのは、次の理由による。多結晶である
と、粒界強度が弱く、塑性加工や研磨が困難であるため
である。これに対し、Ｗ単結晶体であると、高靭性かつ
高強度で粘性があり、塑性加工や研磨が比較的容易で、
粒界破壊等が発生しないからである。The reason for using a W single crystal is as follows. This is because polycrystalline materials have weak grain boundary strength, making plastic working and polishing difficult. On the other hand, W single crystal has high toughness, high strength, and viscosity, and is relatively easy to plastic work and polish.
This is because grain boundary destruction etc. do not occur.
またＷ製ミラーであると、Ｍｏ製ミラーに比べ、熱伝導
度が良好で、線膨張ケースも低く、しかも高硬度である
という利点がある。しかも、Ｗ°製の単結晶体であれば
、塑性加工が容易であり、研磨後の表面粗さも良好であ
り、光レーザー波長の反射率も良好である。Further, a mirror made of W has the advantage that it has good thermal conductivity, a low linear expansion case, and high hardness compared to a mirror made of Mo. Moreover, if it is a single crystal made of W°, plastic processing is easy, the surface roughness after polishing is good, and the reflectance of the optical laser wavelength is also good.
（実施例） 本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
まず、Ｗの単結晶を製造する電子ビーム溶解法について
第１図および第２図にもとづいて説明する。First, the electron beam melting method for producing a single crystal of W will be explained based on FIGS. 1 and 2.
第１図に示すように、母材としてのＷの棒材】の鉛直下
方にＷ凝固材５を保持する水冷モールド２を配置する。As shown in FIG. 1, a water-cooled mold 2 holding a W solidified material 5 is placed vertically below a W bar serving as a base material.
水冷モールド２の斜め上方には、電子ビーム（Ｅ Ｂ）
を射出する電子銃３．４を配置する。電子銃３．４から
発射される電子ビームＥ Ｂ ＋は、棒材１の先端部１
ａ”に入射される。これにより、棒材先端部１ａから
加熱溶解されるＷ液滴は、第２図に示すように、冷却モ
ールド２のほぼ中心部に落下し、Ｗ溶解ブール６を形成
する。An electron beam (EB) is placed diagonally above the water-cooled mold 2.
An electron gun 3.4 that emits . The electron beam E B + emitted from the electron gun 3.4 hits the tip 1 of the bar 1.
As a result, the W droplet heated and melted from the bar tip 1a falls almost at the center of the cooling mold 2, forming a W melting boule 6, as shown in FIG. do.
電子ビームＥＢ、は、水冷モールド２内の溶融部５ａに
も入射される。The electron beam EB is also incident on the molten part 5a within the water-cooled mold 2.
第２図に示すように、水冷モールド２は、例えばＣｕ製
であり、導入バイブ８から流入される水により冷却され
、溶融部５ａ、凝固材５等がら熱を奪って温水となって
導出バイブ９から外部に排出される。Ｗ凝固材５の温度
は、水冷モールド２の鉛直下方に降りるにしたがい次第
に低下し、溶融部５ａがら鉛直下方向に結晶成長して単
結晶１０が作製される。結晶成長速度は、例えば１０ｃ
ｍ／ｈｒ以下の低速とすることにより、第２図に示すよ
うに、粒径の大きな単結晶１０を作製することができる
。As shown in FIG. 2, the water-cooled mold 2 is made of, for example, Cu, and is cooled by water flowing in from the inlet vibrator 8, absorbs heat from the melting part 5a, the coagulating material 5, etc., and becomes hot water, which is then passed through the outlet vibrator. 9 is discharged to the outside. The temperature of the W solidified material 5 gradually decreases as it descends vertically below the water-cooled mold 2, and the single crystal 10 is produced by crystal growth in the vertically downward direction from the molten portion 5a. The crystal growth rate is, for example, 10c
By setting the speed to be as low as m/hr or less, a single crystal 10 with a large grain size can be produced as shown in FIG.
前述した実施例では、溶解原料を垂直方向から送り出す
電子ビーム溶解法について説明したが、本発明のＷミラ
ーを製造する方法としては５滴下溶解であれば電子ビー
ム溶解法を用いることができる。In the above-mentioned embodiment, an electron beam melting method was described in which the melted raw material is sent out in a vertical direction, but as a method for manufacturing the W mirror of the present invention, the electron beam melting method can be used as long as it is 5-drop melting.
得られた凝固材５から切削加工により単結晶体を取り出
す。この単結晶体から金属ミラー形状のミラー本体を切
削加工により採取する。この場合。A single crystal is taken out from the obtained solidified material 5 by cutting. A metal mirror-shaped mirror body is obtained from this single crystal by cutting. in this case.
単結晶体であるから塑性加工が極めて容易である。Since it is a single crystal, plastic working is extremely easy.
得られた単結晶Ｗミラーについてレーザー光の反射率を
比較テストした。比較例は、Ｗ製の多結晶粉末焼結晶で
ある。The laser beam reflectance of the obtained single crystal W mirror was compared and tested. A comparative example is a polycrystalline powder sintered crystal made of W.
テストの結果によると、Ｗ製多結晶粉末焼結品のレーザ
ー光反射率が９８．２％であったのに対し、電子ビーム
溶解法による単結晶電子ビーム溶解品のレーザー光反射
率は９８．４９６であった。According to the test results, the laser light reflectance of the W polycrystal powder sintered product was 98.2%, while the laser light reflectance of the single crystal electron beam melted product made by the electron beam melting method was 98.2%. It was 496.
次にＷ製ミラー（実施例）とＭｏ製ミラー（比較例）を
その特性の点で比較すると、第１表に示すとおりとなる
。Next, when comparing the W mirror (example) and the Mo mirror (comparative example) in terms of their characteristics, the results are as shown in Table 1.
（以下、余白）
第１表
ＷとＭＯの特性表
第１表から明らかなように、Ｗは、Ｍｏに比べ、熱伝導
度、低熱膨張、高硬度である点で優れていることが解る
。しかも、単結晶体であれば高靭性かつ加工性が良好で
あるという利点がある。(Hereinafter, blank space) As is clear from Table 1 W and MO characteristic table Table 1, W is superior to Mo in terms of thermal conductivity, low thermal expansion, and high hardness. Moreover, a single crystal has the advantage of high toughness and good workability.
このように、Ｗは、高硬度、高融点であるという特徴を
もつことから、光の高出力のものにも耐久性の点で優れ
ており、高負荷に耐えられるため、Ｗ単結晶ミラーは、
レーザー用ミラーとしてＭ。In this way, since W has the characteristics of high hardness and high melting point, it has excellent durability even with high output light, and can withstand high loads, so W single crystal mirrors ,
M as a laser mirror.
装車結晶ミラーに比べ、かなり優れているものと考えら
れる。またＷ装車結晶ミラーによると、Ｗ製多結晶粉末
焼結品ミラーに比べ、ミラーの鏡面が滑らかである等の
点からレーザー波長に対し反射率も良好である。It is considered to be considerably superior to vehicle-mounted crystal mirrors. Furthermore, the W-mounted crystal mirror has a smooth mirror surface and has a better reflectance at the laser wavelength than a W-made polycrystalline powder sintered mirror.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の金属ミラーによれば、製
造が比較的容易な電子ビーム溶解法により高融点、高硬
度の特性をもつＷ製の単結晶体から金属ミラーを構成し
たことから、光出力の高負荷に耐えられ、レーザー光に
対する反射率がかなり高いという効果がある。また、Ｗ
装車結晶体ミラーであれば、加工性が容易であり、酸化
性、耐食性に優れ、高靭性であるという利点がある。(Effects of the Invention) As explained above, according to the metal mirror of the present invention, the metal mirror is manufactured from a single crystal made of W, which has a high melting point and high hardness, by the electron beam melting method, which is relatively easy to manufacture. Because of this structure, it has the effect of being able to withstand a high load of optical output and having a fairly high reflectance to laser light. Also, W
A vehicle-mounted crystalline mirror has the advantages of easy workability, excellent oxidation resistance and corrosion resistance, and high toughness.
・・・Ｗ棒材、 ・・・水冷モールド、 ・・・電子銃、 ・・・凝固材。...W bar material, ...water-cooled mold, ...electron gun, ...Coagulation material.
Claims (1)
ことを特徴とする金属ミラー。(1) A metal mirror that is an electron beam melted product and is made of a single crystal of W.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP337789A JPH02183202A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Metallic mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP337789A JPH02183202A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Metallic mirror |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02183202A true JPH02183202A (en) | 1990-07-17 |
Family
ID=11555665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP337789A Pending JPH02183202A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Metallic mirror |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02183202A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5288574A (en) * | 1992-09-14 | 1994-02-22 | Xerox Corporation | Phthalocyanine imaging members and processes |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS62180301A (en) * | 1986-02-04 | 1987-08-07 | Toshiba Corp | Reflecting mirror |
| JPS62229103A (en) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Toshiba Corp | Reflecting mirror |
| JPS6353501A (en) * | 1986-08-25 | 1988-03-07 | Mitsubishi Metal Corp | Composite brazing member for reflection mirror |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP337789A patent/JPH02183202A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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