JPH03115535A - 希土類金属の酸素低減方法 - Google Patents

希土類金属の酸素低減方法

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JPH03115535A
JPH03115535A JP25070189A JP25070189A JPH03115535A JP H03115535 A JPH03115535 A JP H03115535A JP 25070189 A JP25070189 A JP 25070189A JP 25070189 A JP25070189 A JP 25070189A JP H03115535 A JPH03115535 A JP H03115535A
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JP
Japan
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rare earth
oxygen
earth metal
film
vacuum
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JP25070189A
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Hiroo Tsuchiya
弘雄 土屋
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Eneos Corp
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Nippon Mining Co Ltd
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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l上り上亙斑互 本発明は1表面が耐食性を有する物質からなる容器を用
いた希土類金属の酸素低減方法に関する。
l米辺藍皿 希土類金属は、磁性材料・特殊合金など各種の新素材の
原料として重要である。これらの新素材関係の用途にお
いては、微量の不純物が材料の品質を著しく損なうこと
が多く、このため希土類金属やその合金の製造・処理の
過程では汚染の防止のために配慮する必要がある。例え
ば、希土類金属の加熱・溶解処理は真空中または高純度
の不活性ガス中で行われる。しかし、希土類金属は強い
活性があり、金属の溶融・鋳造の過程でルツボ材料と反
応してルツボを侵食すると同時にそれ自身が汚染される
問題があった。
従来、こうした侵食性の強い金属を溶融するための材料
としては、MgO1Cab、AI2O3などの還元され
にくい酸化物が用いられてきた。
しよ と る しかし、これらの材料を用いても希土類金属などによる
侵食を十分に防ぐことはできず、酸素が精製あるいは溶
解処理をした金属に混入するため高い品位の製品が得ら
れなかった。
以上の問題を解決する方法として、以下の発明を行った
丑jμ月1広 即ち、本発明は、(1)表面が少なくともY2O3また
はY2O3にモル比で20%以下のA1、Ol、MgO
,CaOの一つ以上を混合した耐食性を有する物質から
なる容器を用いて真空中で精製処理を行うことを特徴と
する希土類金属の酸素低減方法、および(2)上記(1
)において、容器が汎用の材料の表面にプラズマ溶射法
を用いて材料の皮膜を形成したものであることを特徴と
する希土類金属の酸素低減方法に関する。
るための   び 以下に、発明の詳細な説明する。
本発明で対象とする金属とは、希土類金属および希土類
金属を主成分とする合金(ミツシュメタルを含む)等で
ある。
上記の問題を解決する方法として、発明者は希土類金属
に対して耐食性を有する材料としてY。
O,を利用した。希土類金属の酸化物、特にYlo、は
、 それ自身が酸素との親和力の強い元素の酸化物であ
るため、希土類金属との反応性が極めて小′さい。この
耐食材料は、それ自身を単独で活性金属の処理用容器と
して用いるか、またはこれを通常用いられている成形が
容易で安価なセラミック材料、例えばAt2O3、Mg
Oなどからなる容器の表面に皮膜を形成して容器材料に
耐食性を与えて用いる。この皮膜形成による方法は、特
にY2O3のように高価な原料を利用する場合に有用で
ある。
耐食性材料としては、Y2O3またはY2O3にモル比
で20%までのAI2O3、MgO,CaOを混合した
物質が使用できる。ここで、利用する耐食性材料を希土
類酸化物の中のY2O3に限定するのは、その他の希土
類元素の酸化物は融点から常温までの間で結晶構造が変
化するため、およびY、○、が最も反応性が小さいため
である。YRO。
にはその焼結性・膜付けする下地の材料との接着性や密
着性・熱膨張率の整合性向上のため上記のAI、○1、
MgO%Ca’Oを加えるのが好ましい。
ただし、これらの耐食性の劣る酸化物を多量に混合する
と、材料そのものの耐食性が著しく損なわれるので、こ
れらの混合量は20mo1%以下にとどめる必要がある
。また、これら以外にも焼結性を向上させる酸化物はあ
るが、耐食性・価格などの点で不適当である。
ここで、焼結体単体を容器に用いる場合について、以下
に詳述する。
焼結体を用いる場合、緻密な焼結体を製造するには、粉
末として平均粒径10μm以下、望ましくは1μm以下
の微粉末を利用するのがよい。粉末は、通常の加圧成形
ないしは冷間静水圧成形により圧縮成形する。焼結の温
度は希土類酸化物に添加する助剤の種類や量により異な
るが少なくとも1400℃以上、好ましくは1700℃
以上とする。
また、製膜の場合は次の通りである。
セラミックの膜を形成する方法としては、■スパッター
、■CVD、■スラリーの塗布後の焼結、■プラズマ溶
射などが考えられる。しかし、これらの方法のうち■か
ら■には、厚い強度のある膜を作りにくい、ルツボの内
面に付けにくい、製膜速度が遅い、スラリー付着強度が
小さいなどの問題があった。
この発明では、アルミナなどの比較的耐熱性がある汎用
的なセラミック材料からなるルツボの内面に上記の耐蝕
性材料の皮膜をプラズマ溶射により形成する方法を用い
た。ここで、プラズマ溶射を利用する利点としては、■
ある程度複雑な形状の容器表面にも膜付は可能、■大型
化可能、■高速成膜、■十分な厚さの膜付け、■付着強
度が高い、■高融点セラミックへの応用可能、などが挙
げられる。
プラズマ溶射する粉末としては、平均粒径が100μm
未満好ましくは50〜5μmの範囲で球形に近い粒子か
らなる流動性のよいものを使う。
溶射する下地の材料は、溶射や活性金属の処理の温度や
熱ショックに耐えるものであれば限定されないが、仮に
耐食性皮膜が剥がれても下地が活性金属にある程度耐え
つる素材、例えばAI2O3、MgOがよい。膜の厚さ
は、50μmから1+++n+の範囲、より好ましくは
200〜300μmが適当である。50μm未満では膜
強度が小さく、1馴を越えると膜付けに極端に時間がか
かるようになるので、実用的でない。
〈実施例1〉 平均粒径4μmのY、 O,に4wt%(約8m。
le%)のAl2O3粉を加え1700℃で3時間焼結
し、想定密度の99%(d=4.87)の内径30mm
の円筒るつぼ型の焼結体を作った。これを用いてミツシ
ュメタルを真空中で溶解したが表に示したように原料に
対し酸素含有率の増加はわずかであった。
〈実施例2〉 内径351MIのM、 g 0円筒型るつぼの内側表面
にY2O3をArプラズマ溶射して厚さ 0.2mmの
皮膜を作った。これを用いてミツシュメタルを真空中で
溶解したが、表に示したように原料に対し酸素含有率の
増加はわずかであった。
く比較例〉 内径30〜35mmのMgO製およびAI2O3fjJ
J円筒型るつぼを用いてミツシュメタルを溶解したが、
表に示したように原料に対し酸素含有率は大幅に増加し
た。
表1.真空熱処理時のミツシュメタル中の酸素含酸素含
有率のるつぼ材料による差(1)本発明により、希土類
金属゛の溶解または精製処理において、処理物中に酸素
が混入するのを防止できる。
(2)製膜したものを用いることにより、安価に上記(
1)の効果を得ることができる。
(3)例えば、希土類系の水素吸蔵合金製造に本発明を
利用して処理した低酸素の金属を用いれば、水分の発生
を抑え好ましい特性が得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面が少なくともY_2O_3またはY_2O_
    3にモル比で20%以下のAl_2O_3、MgO、C
    aOの一つ以上を混合した耐食性を有する物質からなる
    容器を用いて真空中で精製処理を行うことを特徴とする
    希土類金属の酸素低減方法。
  2. (2)第1項において、容器が汎用の材料の表面にプラ
    ズマ溶射法を用いて材料の皮膜を形成したものであるこ
    とを特徴とする希土類金属の酸素低減方法。
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