JPH02212396A - 金属間化合物の製造方法 - Google Patents

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、超高純度単結晶からなる金属間化合物を製造
する方法、に関するものである。

［従来の技術］ 微小重力環境下て電磁浮揚溶解等による材料の製造を行
えば、高純度材料を大量に製造することかできる。

しかしながら、無重力状態で容器に入れた材料を溶解す
ると、容器内で浮遊状態になった材料か容器内壁を急速
に流動したり、容器外に流出したりなどして、溶融材料
の取扱いか極めて困難である。また、特に金属間化合物
などの高融点金属材料では、それを坩堝等の容器内て溶
解凝固させると、容器から異物か混入して汚染されると
いう問題かある。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、電磁浮揚の技術を利用して、超
高純度単結晶からなる金属間化合物を地」−において製
造することを可能にした方法を得ることにある。

［課題を解決するための手段、作用］ Ｌ記課題を解決するための本発明の方法は、金属間化合
物を形成させるための素材を、プラズマアークあるいは
電子ヒームによって加熱溶解させると共に、高周波コイ
ルにより電磁浮揚させ、その溶湯を空間に無容器で保持
しながら、種結晶と接触させて、溶解したＥ記素材から
直接的に超高純度単結晶により形成された金属間化合物
を創製することを特徴とするものである。

さらに具体的に説明すると、まず、本発明の製造方法は
、金属間化合物、特に、チタン系アルミナイド（ＴｉＡ
Ｑ、ＴｉＡｆ１３）、ニオブ系アルミナイド（Ｎｂ、Ａ
Ｑ、Ｎｂ、ＡＱ、Ｎｂ八へ３）、モリブデン系シリサイ
ド（ＭｏｚＳｉ、ＭｏｚＳｉ２．Ｍｏ５ｉ２）等の高性
衡構造用金属間化合物の製造に適しているか、これらに
限定されるものではなく、各種の超高純度単結晶により
形成される金属間化合物の製造に適用することかできる
。

上記金属間化合物を形成させるための素材は、一般的な
重力または微少重力環境下で、真空チャンバー内におけ
る支持台上に載置し、チャンバー内を真空にして、プラ
ズマアークあるいは電子ビームによりその素材を加熱溶
解させると共に、その溶湯な高周波コイルにより電磁浮
揚させる。

この電磁浮揚に際しては、上記支持台を溶湯と接触しな
い位置に下降させる。この高周波コイルによる浮揚力は
、溶融材料を所定の空間に位置決めするように制御して
作用させるものであり、それに伴って溶融材料を容器に
収容する必要がなくなり、無容器で製造することが可能
になる。

従って、坩堝等の容器を用いて材料を溶融させる場合と
同様に、無重力状態で材料を加熱溶融させるにしても、
浮遊状態になった材料か容器内壁に沿って流動したり、
容器外に流出したりすることがなく、容器からの異物か
溶湯に混入して汚染されることもない。

次に、上記溶湯は、所定の空間に無容器で保持しながら
、種結晶と接触させる。この種結晶は、溶湯に接触させ
た丘で、回転しながら引上げればよく、それによって、
溶解した上記素材から直接的に超高純度単結晶により形
成された金属間化合物を創製することかできる。

この種結晶を接触させて引き上げる方法としては、チョ
コラルスキー法と呼ばれる方法がある。

これは、溶融状態にある材料の上表面に種結晶を接触さ
せ、種結晶をゆっくり回転させながら、低速度で上方向
に引き土げろ方法で、このときに表面張力で持ちＬげら
れた溶湯は、種結晶の優先成長方位と同じ結晶方位に成
長し、単結晶を創製することがてきる。

この方法は、凝固中に外部からの圧力を受けず、また溶
湯の回転攪拌で成分偏析を阻１できるのて、非常に高精
度な単結晶の製造か可能である０本発明の方法は、無容
器で材料を浮揚させる点等において上記チョコラルスキ
ー法とは差異かあるか、その方法を有効に利用して超高
純度単結晶からなる金属間化合物を創製することかでき
る。

なお、高周波コイルを利用し、それによって電磁浮揚と
加熱溶解とを同時に行う場合には、温度制御か比較的困
難であり、そのため、金属間化合物の素材は、上述した
プラズマアークあるいは電子ビームによって、別個に加
熱溶解させるのか有効である。

［実施例］ 第１図は、本発明の方法を実施する金属間化合物製造装
置を示すものて、この製造装置においては、真空チャン
バー１内の中央に、金属間化合物を形成させるための素
材を載置する支持台２を設けている。この支持台２は、
それを支持する支持軸３を真空チャンバー１から外部に
導出し、図示しない昇降機構により外部から昇降可能に
したうのである。

上記真空チャンバー１内には、支持台ｚ上の素材に対し
てプラズマアークあるいは電子ビームを作用させる電極
あるいは電子銃等の加熱手段４を設けると共に、その加
熱手段４によって加熱溶解させた溶湯５に電磁浮揚力を
作用させる高周波コイル６を設けている。

また、上記溶湯５を電磁浮揚させて所定の空間に無容器
で保持した状態で、その溶湯に接触させる種結晶７を、
溶湯５に対して接離及び回転可能に設けている。即ち、
上記真空チャン八−１を気密に貫通してそのチャンバー
内部に伸び、外部に設けた駆動機構により回転及び軸方
向移動可能にした回転軸８の先端に、セラミックス絶縁
体９を取付け、その絶縁体９の光漏に上記種結晶７を取
付けている。

さらに、上記真空チャンバー１は、材料の出し入れ等の
ために少なくともその一部を開閉可能とし、また内部を
真空にするため、真空ポンプに接続する排気口ｌＯを設
けている。

上記構成を有する金属間化合物製造装置においては、金
属間化合物を形成するための素材を、真空チャンバー１
内における支持台２上に４！置し、チャンバー１内を真
空にして、加熱手段４によるプラズマアークあるいは電
子ビームにより、素材を加熱溶解させると共に、その溶
湯５を高周波コイルによｒ）電磁浮揚させ、上記支持台
２を支持軸３により溶湯と接触しない位置に下降させる
。

これにより、上記素材の溶湯５は所定の空間に位ｎ決め
され、その状態で回転軸８により下降させた種結晶７と
接触させ、この種結晶は溶湯に接触させた一部で回転し
ながら引〜ヒげる。

その結果、一般的な重力または微少重力環境下において
、溶解した素材から直接的に超高純度単結晶からなる金
属間化合物を創製することかできる。

［発明の効果コ 以上に詳述したように、本発明の金属間化合物の製造方
法によれば、電磁浮揚の技術を利用して、超高純度単結
晶からなる金属間化合物を容易に製造することかできる
。

【図面の簡単な説明】

第１１Ｖは本発明に係る金属間化合物の製造方法を実施
する装置の要部断面図である。 ４　・加熱手段、　　５　・溶湯、 ６　・高周波コイル、７　・種結晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属間化合物を形成させるための素材を、プラズマ
   アークあるいは電子ビームによって加熱溶解させると共
   に、高周波コイルにより電磁浮揚させ、その溶湯を空間
   に無容器で保持しながら、種結晶と接触させて、溶解し
   た上記素材から直接的に超高純度単結晶により形成され
   た金属間化合物を創製することを特徴とする金属間化合
   物の製造方法。