JPH03285057A - 赤外線放射体とその製法 - Google Patents
赤外線放射体とその製法Info
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
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。
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、アルミニウムあるいはアルミニウム合金被覆
鉄基合金赤外線放射体に関する。
鉄基合金赤外線放射体に関する。
ＡＱ２０３．５ｉｎ２、ＺｒＯ，などの金属酸化物は加
熱時の赤外線放射率が高いので、近年、これらの酸化物
を主体としたセラミックスを金属基板にコーティングし
たものが赤外線放射体として用いられている。
熱時の赤外線放射率が高いので、近年、これらの酸化物
を主体としたセラミックスを金属基板にコーティングし
たものが赤外線放射体として用いられている。
しかし、上記のようなセラミックスコーティング層は剥
離しやすいことや高価であるなどの問題があった。
離しやすいことや高価であるなどの問題があった。
これに対して、特開平１−１３９７５０にはＦｅ−（１
２〜２８％）Ｃｒ−（２〜６％）ＡＩステンレス鋼の板
の表面にブラスト処理を施した後、酸化性雰囲気中８５
０〜１０００℃で加熱し１表面粗度Ｒａ≧０．５μ■か
つ表面に２μｍ以上のアルミナウィスカーを生成させた
遠赤外線放射体が示されている。
２〜２８％）Ｃｒ−（２〜６％）ＡＩステンレス鋼の板
の表面にブラスト処理を施した後、酸化性雰囲気中８５
０〜１０００℃で加熱し１表面粗度Ｒａ≧０．５μ■か
つ表面に２μｍ以上のアルミナウィスカーを生成させた
遠赤外線放射体が示されている。
前記のようなＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ１ステンレス鋼放射体は
遠赤外線放射特性と耐食性に優れているが、高効率の遠
赤外線放射特性を得るために、表面にブラスト処理を施
して粗面化した後、高温酸化処理によって表面に長さ２
μ朧以上のアルミナウィスカーを形成させる工程を用い
ている。しかし、ブラスト処理で鋼板表面全面をＲａ≧
０．５μ朧に粗くするのは難しく、また、高温酸化処理
により、鋼中のＡＱを酸化して表面に長さ２μｍ以上の
アルミナウィスカーを形成することから、ウィスカーの
生成が不均一になり易く、高効率の遠赤外線放射特性を
安定して得にくいという問題点を有していた。さらに、
鋼中にＡＱを２〜６ｗｔ％含有しており、衝撃じん性が
低いために製造しにくく、かつ遠赤外線放射体を得るた
めには複雑な製造工程を必要とすることからコストが高
いものであった。
遠赤外線放射特性と耐食性に優れているが、高効率の遠
赤外線放射特性を得るために、表面にブラスト処理を施
して粗面化した後、高温酸化処理によって表面に長さ２
μ朧以上のアルミナウィスカーを形成させる工程を用い
ている。しかし、ブラスト処理で鋼板表面全面をＲａ≧
０．５μ朧に粗くするのは難しく、また、高温酸化処理
により、鋼中のＡＱを酸化して表面に長さ２μｍ以上の
アルミナウィスカーを形成することから、ウィスカーの
生成が不均一になり易く、高効率の遠赤外線放射特性を
安定して得にくいという問題点を有していた。さらに、
鋼中にＡＱを２〜６ｗｔ％含有しており、衝撃じん性が
低いために製造しにくく、かつ遠赤外線放射体を得るた
めには複雑な製造工程を必要とすることからコストが高
いものであった。
このようなことから、高効率の赤外線放射特性を安定し
て有し、かつ安価な材料が要望されていた。
て有し、かつ安価な材料が要望されていた。
本発明者らは、鋼中のＡＱを酸化してアルミニウム酸化
皮膜を形成する従来の方法とは異なり、鉄基合金の表面
をアルミニウムあるいはアルミニウム合金で被覆し、酸
化性雰囲気中６００〜１１００℃で１分間以上加熱処理
するだけで、表面粗度Ｈａ≧０．５μ１１の粗面層を形
成し、これらの粗面層は高効率の赤外線放射特性を有し
、かつ製造性に優れた赤外線放射体となることを見出し
た。
皮膜を形成する従来の方法とは異なり、鉄基合金の表面
をアルミニウムあるいはアルミニウム合金で被覆し、酸
化性雰囲気中６００〜１１００℃で１分間以上加熱処理
するだけで、表面粗度Ｈａ≧０．５μ１１の粗面層を形
成し、これらの粗面層は高効率の赤外線放射特性を有し
、かつ製造性に優れた赤外線放射体となることを見出し
た。
本発明は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を０
．５μ朧以上被覆した鉄基合金の基体と、その表面に形
成された表面粗度（Ｒａ）が０．５μｍ以上の鉄−アル
ミニウム合金層または鉄−アルミニウム拡散層あるいは
これら２層からなる中間層と中間層表面のアルミニウム
酸化皮膜とからなる粗面から、構成されている赤外線放
射体を提供する。
．５μ朧以上被覆した鉄基合金の基体と、その表面に形
成された表面粗度（Ｒａ）が０．５μｍ以上の鉄−アル
ミニウム合金層または鉄−アルミニウム拡散層あるいは
これら２層からなる中間層と中間層表面のアルミニウム
酸化皮膜とからなる粗面から、構成されている赤外線放
射体を提供する。
本発明はまたアルミニウムあるいはアルミニウム合金を
０．５μ−以上被覆した鉄基合金を酸化性雰囲気下で６
００〜１１００℃、１分間以上加熱処理することからな
る前記赤外線放射体の製造方法を提供する。
０．５μ−以上被覆した鉄基合金を酸化性雰囲気下で６
００〜１１００℃、１分間以上加熱処理することからな
る前記赤外線放射体の製造方法を提供する。
本発明における、アルミニウムあるいはアルミニウム合
金被覆は加熱処理時にアルミニウム酸化物を主体とする
酸化皮膜を形成し、かつ鉄基合金と鉄−アルミニウム系
合金層あるいは鉄−アルミニウム拡散層を形成するもの
なら何でもよく、純Ａｆｌのほか、ＡＱにＳｉ、 Ｍｎ
、 Ｍｇ、 Ｆｅ、 Ｃｒ、 Ｎｉ、 Ｔｉのうち少な
くとも１種類を含有するＡρ金合金適用できる。その被
覆法としては、アルミニウム系被覆と鉄基合金との密着
性が得られる溶融めっき、電気めっき、蒸着めっき、ク
ラッド等通常の被覆方法でよい。
金被覆は加熱処理時にアルミニウム酸化物を主体とする
酸化皮膜を形成し、かつ鉄基合金と鉄−アルミニウム系
合金層あるいは鉄−アルミニウム拡散層を形成するもの
なら何でもよく、純Ａｆｌのほか、ＡＱにＳｉ、 Ｍｎ
、 Ｍｇ、 Ｆｅ、 Ｃｒ、 Ｎｉ、 Ｔｉのうち少な
くとも１種類を含有するＡρ金合金適用できる。その被
覆法としては、アルミニウム系被覆と鉄基合金との密着
性が得られる溶融めっき、電気めっき、蒸着めっき、ク
ラッド等通常の被覆方法でよい。
上記アルミニウム系被覆は鉄基合金と鉄−アルミニウム
系合金層あるいは鉄−アルミニウム拡散層を形成し、さ
らに、これら合金層、拡散層の表面にアルミニウム酸化
皮膜を形成するために０．５μｍ以上必要である。
系合金層あるいは鉄−アルミニウム拡散層を形成し、さ
らに、これら合金層、拡散層の表面にアルミニウム酸化
皮膜を形成するために０．５μｍ以上必要である。
また、鉄基合金としては普通鋼、合金鋼、フェライト系
ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼のいずれ
でもアルミニウム系被覆後の加熱処理によりアルミニウ
ム酸化皮膜に覆われた粗面層が生成するものなら何でも
よく、優れた赤外線放射特性を発揮する。従って、鉄基
合金には用途、目的に応じて普通鋼鋼板、ステンレス鋼
板等を適用すればよい。
ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼のいずれ
でもアルミニウム系被覆後の加熱処理によりアルミニウ
ム酸化皮膜に覆われた粗面層が生成するものなら何でも
よく、優れた赤外線放射特性を発揮する。従って、鉄基
合金には用途、目的に応じて普通鋼鋼板、ステンレス鋼
板等を適用すればよい。
アルミニウム系被覆鉄基合金の加熱処理はアルミニウム
系被１層が酸化する酸化性雰囲気下で行う。この加熱処
理温度が６００°Ｃ未満では被覆層中のアルミニウムと
鉄基合金との相互拡散やアルミニウム酸化皮膜の成長が
遅く、赤外線放射特性に優れた粗面層を得られない。】
１００℃を越えるとアルミニラ１１酸化皮膜は厚く成長
するが、アルミニウムと鉄基合金との相互拡散が急速に
進行するので表面粗度の小さな表面性状となる。さらに
、この温度では鉄基合金の結晶粒が粒大化し、脆くなる
ので好ましくない。
系被１層が酸化する酸化性雰囲気下で行う。この加熱処
理温度が６００°Ｃ未満では被覆層中のアルミニウムと
鉄基合金との相互拡散やアルミニウム酸化皮膜の成長が
遅く、赤外線放射特性に優れた粗面層を得られない。】
１００℃を越えるとアルミニラ１１酸化皮膜は厚く成長
するが、アルミニウムと鉄基合金との相互拡散が急速に
進行するので表面粗度の小さな表面性状となる。さらに
、この温度では鉄基合金の結晶粒が粒大化し、脆くなる
ので好ましくない。
従って、加熱処理温度は６００〜１１００℃の範囲が好
ましい。
ましい。
また、加熱処理時間は１分間未満では粗面層の表面粗度
がＲａ≧０．５μ膓にならず、さらにアルミニウム酸化
皮膜の厚さが０．１μ朧以上にならないので１分間以上
とする。
がＲａ≧０．５μ膓にならず、さらにアルミニウム酸化
皮膜の厚さが０．１μ朧以上にならないので１分間以上
とする。
上記加熱処理によりアルミニウム系被覆鉄合金表面に形
成される粗面層を構成する鉄−アルミニラム系合金層は
Ｆｅ２ＡＱ、 ＦｅＡＱ、Ｆｅ２＾Ｑ、、 Ｆｅｎ、を
主体とする。また、鉄−アルミニウム拡散層は鉄基合金
中にアルミニウムが約１３ｖｔ％以下の濃度に固溶した
層である。上記合金層、拡散層表面に形成されるアルミ
ニウム酸化皮膜は＾う０．を主体とした酸化物であり、
良好な赤外線放射特性を得るためには０．１μ膳以上の
厚さがあればよい。
成される粗面層を構成する鉄−アルミニラム系合金層は
Ｆｅ２ＡＱ、 ＦｅＡＱ、Ｆｅ２＾Ｑ、、 Ｆｅｎ、を
主体とする。また、鉄−アルミニウム拡散層は鉄基合金
中にアルミニウムが約１３ｖｔ％以下の濃度に固溶した
層である。上記合金層、拡散層表面に形成されるアルミ
ニウム酸化皮膜は＾う０．を主体とした酸化物であり、
良好な赤外線放射特性を得るためには０．１μ膳以上の
厚さがあればよい。
本発明の赤外線放射体は第１図に示すような表面粗度Ｒ
ａ≧０．５μ■の粗面層を有する。第１図（ａ）は鉄基
台金１上に鉄−アルミニウム系合金層２ならびにアルミ
ニウム酸化皮膜３からなる粗面層。
ａ≧０．５μ■の粗面層を有する。第１図（ａ）は鉄基
台金１上に鉄−アルミニウム系合金層２ならびにアルミ
ニウム酸化皮膜３からなる粗面層。
第１図（ｂ）は鉄基台金４上に鉄−アルミニウム拡散層
５ならびに鉄−アルミニウム系合金層６ならびにアルミ
ニウム酸化皮膜７から成る粗面層、第１図（Ｃ）は鉄基
台金８上に鉄−アルミニウム拡散層９ならびにアルミニ
ウム酸化皮膜１０から成る粗面層を示す。これらの粗面
層は高効率の赤外線放射特性を有する。
５ならびに鉄−アルミニウム系合金層６ならびにアルミ
ニウム酸化皮膜７から成る粗面層、第１図（Ｃ）は鉄基
台金８上に鉄−アルミニウム拡散層９ならびにアルミニ
ウム酸化皮膜１０から成る粗面層を示す。これらの粗面
層は高効率の赤外線放射特性を有する。
第１表
実施例
第１表に示す成分の鉄基合金（板厚０．８ｍｍ）を用い
、蒸着ＡＱめっきにより、該鉄基合金表面の両面に０．
３〜５０μ履の膜厚の純ＡＱめっきを施した。該ｉめっ
き鉄基合金を大気中で種々の条件で加熱し、表面に中間
層ならびにアルミニウム酸化皮膜を生成させて試験に供
した。
、蒸着ＡＱめっきにより、該鉄基合金表面の両面に０．
３〜５０μ履の膜厚の純ＡＱめっきを施した。該ｉめっ
き鉄基合金を大気中で種々の条件で加熱し、表面に中間
層ならびにアルミニウム酸化皮膜を生成させて試験に供
した。
また比較材として第１表に示す記号りの成分の鉄基合金
を大気中９２５℃、１６時間加熱した試験片を用いた。
を大気中９２５℃、１６時間加熱した試験片を用いた。
これらの試験片を触針式表面粗さ測定器（ＪＩＳＢＯ６
５１）で中心線平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ１２Ｏ３）を
測定した。また、粗面層を構成する中間層はＸ線回折に
より同定し、アルミニウム皮膜厚さは走査電子顕微鏡に
よる断面観察で測定した。赤外線放射率の測定はフーリ
エ変換赤外分光光度計で波長λにおける分光反射率γ
を測定し、放射率＼、をλ ＼ ＝１−γ、より求め、それを次式に代入してλ 全放射率へを算出した。
５１）で中心線平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ１２Ｏ３）を
測定した。また、粗面層を構成する中間層はＸ線回折に
より同定し、アルミニウム皮膜厚さは走査電子顕微鏡に
よる断面観察で測定した。赤外線放射率の測定はフーリ
エ変換赤外分光光度計で波長λにおける分光反射率γ
を測定し、放射率＼、をλ ＼ ＝１−γ、より求め、それを次式に代入してλ 全放射率へを算出した。
Ｅ、：波長λにおける放射量
Ｅｏ□：波長λにおける黒体の放射量
第２表にこれらの結果をまとめて示す。
木表の結果から明らかなように、本発明例はいずれも８
０％以上の赤外線放射率を有しており、優れた赤外線放
射特性を示す。この優れた特性を得るためにはアルミニ
ウム被覆鉄基合金を酸化性雰囲気下で６００〜１１００
℃、１分間以上加熱すればよいといえる。また、アルミ
ニウム被覆膜厚としては０．５μ■以上あれば優れた赤
外線放射特性を示す。
０％以上の赤外線放射率を有しており、優れた赤外線放
射特性を示す。この優れた特性を得るためにはアルミニ
ウム被覆鉄基合金を酸化性雰囲気下で６００〜１１００
℃、１分間以上加熱すればよいといえる。また、アルミ
ニウム被覆膜厚としては０．５μ■以上あれば優れた赤
外線放射特性を示す。
本実施例で用いた蒸着ＡＱめっき法による純Ａｊ２めっ
きにかえて、溶融＾ρめっき法による＾ト９．５％ＳＬ
合金被覆あるいは電気ＡＱめっき法による＾ト２０％Ｍ
ｎ合金被覆を施した場合にも第２表と同様な結果が得ら
れた。
きにかえて、溶融＾ρめっき法による＾ト９．５％ＳＬ
合金被覆あるいは電気ＡＱめっき法による＾ト２０％Ｍ
ｎ合金被覆を施した場合にも第２表と同様な結果が得ら
れた。
また、本発明の粗面層を形成させる方法として製造工程
は複雑になるが非酸化性雰囲気（不活性ガスあるいは真
空）下で加熱し、中間層を形成させた後、酸化性雰囲気
下で加熱しアルミニウム酸化皮膜を形成させる２段階の
加熱処理も適用可能である。
は複雑になるが非酸化性雰囲気（不活性ガスあるいは真
空）下で加熱し、中間層を形成させた後、酸化性雰囲気
下で加熱しアルミニウム酸化皮膜を形成させる２段階の
加熱処理も適用可能である。
以上のように、本発明のアルミニウムあるいはアルミニ
ウム合金被覆した鉄基合金を酸化性雰囲気下で加熱処理
するだけで高効率の赤外線放射特性を示すことから１本
発明により、赤外線放射体の低コスト化と高性能化に寄
与し、その産業上の利益はきわめて大きい。
ウム合金被覆した鉄基合金を酸化性雰囲気下で加熱処理
するだけで高効率の赤外線放射特性を示すことから１本
発明により、赤外線放射体の低コスト化と高性能化に寄
与し、その産業上の利益はきわめて大きい。
第１図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）は本発明の粗面
層ならびに鉄基合金の断面構造を示す模式図である。 図中１．４，８：鉄基合金 ２．６：鉄−アルミニウム系合金層 ５．９：鉄−アルミニウム拡散層 ３．７．１０ニアルミニウム酸化皮膜
層ならびに鉄基合金の断面構造を示す模式図である。 図中１．４，８：鉄基合金 ２．６：鉄−アルミニウム系合金層 ５．９：鉄−アルミニウム拡散層 ３．７．１０ニアルミニウム酸化皮膜
Claims (2)
- １．アルミニウムあるいはアルミニウム合金を０．５μ
ｍ以上被覆した鉄基合金の基体と、その表面に形成され
た表面粗度（Ｒａ）が０．５μｍ以上の鉄−アルミニウ
ム合金層または鉄−アルミニウム拡散層あるいはこれら
２層からなる中間層と中間層表面のアルミニウム酸化皮
膜とからなる粗面から、構成されている赤外線放射体。 - ２．アルミニウムあるいはアルミニウム合金を０．５μ
ｍ以上被覆した鉄基合金を酸化性雰囲気下で６００〜１
１００℃、１分間以上加熱処理することからなる第１請
求項に記載の赤外線放射体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8398090A JPH03285057A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 赤外線放射体とその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8398090A JPH03285057A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 赤外線放射体とその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03285057A true JPH03285057A (ja) | 1991-12-16 |
Family
ID=13817686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8398090A Pending JPH03285057A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 赤外線放射体とその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03285057A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5616266A (en) * | 1994-07-29 | 1997-04-01 | Thermal Dynamics U.S.A. Ltd. Co. | Resistance heating element with large area, thin film and method |
| JP2012000062A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Kawaguchi Bankin Kk | 食品の焼き型 |
| JP2013194295A (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Nippon Steel & Sumikin Coated Sheet Corp | めっき金属板、遮熱塗装金属板及び遮熱塗装金属板の製造方法 |
| JP2022031677A (ja) * | 2017-06-01 | 2022-02-22 | ポスコ | 水素遅れ破壊抵抗性に優れた熱間プレス成形部材用鋼板及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8398090A patent/JPH03285057A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5616266A (en) * | 1994-07-29 | 1997-04-01 | Thermal Dynamics U.S.A. Ltd. Co. | Resistance heating element with large area, thin film and method |
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| US11801664B2 (en) | 2017-06-01 | 2023-10-31 | Posco Co., Ltd. | Steel sheet for hot press formed member having excellent resistance to hydrogen delayed fracture and method for manufacturing thereof |
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