JPH07103454B2 - High corrosion resistance amorphous alloy - Google Patents
High corrosion resistance amorphous alloyInfo
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- JPH07103454B2 JPH07103454B2 JP1208824A JP20882489A JPH07103454B2 JP H07103454 B2 JPH07103454 B2 JP H07103454B2 JP 1208824 A JP1208824 A JP 1208824A JP 20882489 A JP20882489 A JP 20882489A JP H07103454 B2 JPH07103454 B2 JP H07103454B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、濃塩酸のような過酷な腐食性環境における耐
食材料として好適な高耐食アモルファス合金に関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high corrosion resistant amorphous alloy suitable as a corrosion resistant material in a severe corrosive environment such as concentrated hydrochloric acid.
［従来の技術］ 本発明者らは、先に沸騰濃硝酸あるいは更に酸化剤を含
むような過酷な腐食性環境で使用し得る高耐食アモルフ
ァス合金を見出し、下記の４つの発明からなる高耐食ア
モルファス合金を特願昭60−51036号として特許出願し
た。[Prior Art] The inventors of the present invention have previously found a highly corrosion-resistant amorphous alloy that can be used in a severe corrosive environment containing boiling concentrated nitric acid or an oxidant, and have made the following four inventions. We filed a patent application for the alloy as Japanese Patent Application No. 60-51036.
（１） Taを15−80原子％含み残部は実質的にNiよりな
る高耐食アモファス合金。(1) A highly corrosion-resistant Amorphus alloy with 15-80 atomic% Ta and the balance being Ni.
（２） Taと、Ti、Zr、Nb、Ｗよりなる群から選ばれる
１種または２種以上の元素とを含み、残部は実質的にNi
よりなり、含有率はTaが10原子％以上、前記群から選ば
れる１種または２種以上の元素がTaとの合量で15−80原
子％である高耐食アモルファス合金。(2) Contains Ta and one or more elements selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb, and W, with the balance being substantially Ni.
And a content ratio of Ta is 10 atomic% or more, and one or more elements selected from the above group is 15-80 atomic% in the total amount with Ta.
（３） Taと、Feおよび／又はCoとを含み、残部は実質
的にNiよりなり、含有率はTaが15−80原子％、Feおよび
／又はCoが75原子％以下、Niが７原子％以上である高耐
食アモルファス合金。(3) Ta and Fe and / or Co are contained, and the balance is substantially Ni, and the content is 15-80 atomic% of Ta, 75 atomic% or less of Fe and / or Co, and 7 atomic of Ni. % High corrosion resistant amorphous alloy.
（４） Taと、Ti、Zr、Nb、Ｗよりなる群から選ばれる
１種または２種以上の元素とFeおよび／又はCoとを含
み、残部は実質的にNiよりなり、含有率はTaとTi、Zr、
Nb及びＷよりなる群から選ばれる１種または２種以上と
が、合量で15−80原子％であり、かつTaが10原子％以上
であり、Feおよび／又はCoが75原子％以下でありNiが７
原子％以上である高耐食アモルファス合金。(4) Ta, one or more elements selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb, and W, and Fe and / or Co, with the balance being essentially Ni, and the content being Ta And Ti, Zr,
One or two or more selected from the group consisting of Nb and W is 15-80 atomic% in total, Ta is 10 atomic% or more, and Fe and / or Co is 75 atomic% or less. Yes Ni is 7
Amorphous alloy with high corrosion resistance of at least atomic%.
更に、本発明者らは、沸騰濃塩酸のような過酷な腐食性
環境で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出し、特
願昭60−172860号および特願昭60−172861号として特許
出願した。Furthermore, the inventors of the present invention found a high corrosion resistant amorphous alloy that can be used in a severe corrosive environment such as boiling concentrated hydrochloric acid, and filed patent applications as Japanese Patent Application Nos. 60-172860 and 60-172861.
特願昭60−172860号は下記の16の発明からなる。Japanese Patent Application No. 60-172860 comprises the following 16 inventions.
（１） Taを30−80原子％含み、残部は実質Niよりなる
高耐食アモルファス合金。(1) A highly corrosion-resistant amorphous alloy that contains 30-80 atomic% Ta and the balance is Ni.
（２） 12原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が30−
80原子％であり残部は実質的Niよりなる高耐食アモルフ
ァス合金。(2) Containing 12 atomic% or more of Ta, the total of Ta and Nb is 30-
A high corrosion resistant amorphous alloy consisting of 80 atomic% and the balance being Ni.
（３） 25原子％以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から
選ばれる１種又は２種以上の元素とTaとの合計が30−80
原子％であり、残部は実質的にNiよりなる高耐食アモル
ファス合金。(3) Ta is contained in an amount of 25 atomic% or more, and the total amount of Ta and one or more elements selected from the group consisting of Ti, Zr, and Cr is 30-80.
High corrosion resistance amorphous alloy consisting of atomic% and balance Ni.
（４） 12原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が25原
子％であり、Ti、Zr、Crの群から選ばれる１種又は２種
以上の元素とTa及びNbとの合計が30−80原子％であっ
て、残部は実質的にNiからなる高耐食アモルファス合
金。(4) Containing 12 atomic% or more of Ta, the total of Ta and Nb is 25 atomic%, and the total of Ta and Nb is one or more elements selected from the group of Ti, Zr, and Cr. High corrosion resistant amorphous alloy with 30-80 atomic% and the balance being Ni.
（５）30−80原子％以上のTaと２原子％以上のNiを含
み、残部は実質的にFeおよびCoのいずれか１種又は２種
からなり、合計を100原子％とする高耐食アモルファス
合金。(5) Highly corrosion-resistant amorphous material containing 30-80 atomic% or more Ta and 2 atomic% or more Ni, and the balance consisting essentially of one or two of Fe and Co, with the total being 100 atomic%. alloy.
（６） 12原子％以上のTaを含み、TaとNbとの合計が30
−80原子％以上であって、２原子％以上のNi含み、残部
は実質的にFeおよびCoのいずれか１種又は２種からなり
合計を100原子％とする高耐食アモルファス合金。(6) 12 at% or more of Ta is included, and the total of Ta and Nb is 30.
A highly corrosion-resistant amorphous alloy containing -80 atomic% or more and 2 atomic% or more of Ni, and the balance substantially consisting of one or two of Fe and Co, the total amount being 100 atomic%.
（７） 25原子％以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から
選ばれる１種又は２種以上の元素とTaとの合計が30−80
原子％であって、２原子％以上のNiを含み、残部は実質
的にFeおよびCoの１種又は２種からなり、合計を100原
子％とする高耐食アモルファス合金。(7) Containing 25 atomic% or more of Ta, the total of Ta and one or more elements selected from the group of Ti, Zr, and Cr is 30-80.
A highly corrosion-resistant amorphous alloy containing at least 2 atomic% of Ni, and the balance consisting essentially of one or two of Fe and Co, with the total being 100 atomic%.
（８） 12原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が25原
子％以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる１種又
は２種以上の元素とTaおよびNbとの合計が30−80原子％
であって、更に２原子％以上のNiを含み、残部は実質的
にFeおよびCoのいずれか１種又は２種からなり、合計を
100原子％とする高耐食アモルファス合金。(8) Ta and Nb containing 12 atomic% or more of Ta, the total of Ta and Nb being 25 atomic% or more, and one or more elements selected from the group of Ti, Zr, and Cr and Ta and Nb. 30-80 atomic% in total
And further contains 2 atomic% or more of Ni, and the balance substantially consists of one or two of Fe and Co, and the total is
Highly corrosion resistant amorphous alloy with 100 atom%.
（９） 20原子％以上80原子％未満のTaと７原子％以下
のＰを含み、残部は実質的に20原子％以上のNiよりな
り、合計を100原子％とする高耐食アモルファス合金。(9) A highly corrosion-resistant amorphous alloy containing 20 atomic% or more and less than 80 atomic% Ta and 7 atomic% or less P, and the balance being substantially 20 atomic% or more Ni, with the total being 100 atomic%.
（10） ７原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が20原
子％以上80原子％未満であって、７原子％以下のＰを含
み、残部は実質的に20原子％以上のNiよりなり合計を10
0原子％とする高耐食アモルファス合金。(10) Containing 7 atomic% or more of Ta, the total of Ta and Nb is 20 atomic% or more and less than 80 atomic%, contains 7 atomic% or less of P, and the balance is substantially 20 atomic% or more of Ni. Becomes total 10
Highly corrosion resistant amorphous alloy with 0 atomic%.
（11） 15原子％以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から
選ばれる１種又は２種以上の元素とTaとの合計が20原子
％以上80原子％未満であり、７原子％以下のＰを含み、
残部は実質的にNiよりなり合計を100原子％とする高耐
食アモルファス合金。(11) Ta is 15 atomic% or more, and the total of Ta and one or more elements selected from the group of Ti, Zr, and Cr is 20 atomic% or more and less than 80 atomic%, and 7 atomic% Including the following P,
The balance consists of Ni, which is a high corrosion resistant amorphous alloy with a total of 100 atomic%.
（12） ７原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が16原
子％以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる１種又
は２種以上の元素とTaとNbとの合計が20原子％以上80原
子％未満であり、７原子％以下のＰを含み、残部は実質
的にNiよりなり合計を100原子％とする高耐食アモルフ
ァス合金。(12) Containing 7 atomic% or more of Ta, the total of Ta and Nb is 16 atomic% or more, and one or more elements selected from the group of Ti, Zr, and Cr and Ta and Nb A highly corrosion-resistant amorphous alloy whose total content is 20 atomic% or more and less than 80 atomic%, contains 7 atomic% or less of P, and the balance is substantially Ni and whose total is 100 atomic%.
（13） 20原子％以上80原子％未満のTaと、２原子％以
上のNiと７原子％以下のＰを含み、実質的残部であるFe
およびCoの１種又は２種とNiとの合計が20原子％以上で
あって、合計を100原子％とする高耐食アモルファス合
金。(13) Fe of 20 atomic% or more and less than 80 atomic% Ta, 2 atomic% or more of Ni and 7 atomic% or less of P, and the substantial balance of Fe.
A high-corrosion-resistant amorphous alloy in which the total of one or two kinds of Co and Ni is 20 atomic% or more, and the total is 100 atomic%.
（14） ７原子％以上のTaとNbとの合計が20原子％以上
80原子％未満であって、２原子％以上のNiと７原子％以
下のＰを含み、実質的残部であるFeおよびCoの１種又は
２種とNiとの合計が20原子％以上であり、合計を100原
子％とする高耐食アモルファス合金。(14) The total of Ta and Nb of 7 atomic% or more is 20 atomic% or more.
It is less than 80 atomic%, contains 2 atomic% or more of Ni and 7 atomic% or less of P, and the total amount of one or two kinds of Ni and Fe, which are the substantial balance, and Ni is 20 atomic% or more. , A high corrosion resistant amorphous alloy with a total of 100 atom%.
（15） 15原子％以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から
選ばれる１種又は２種以上の元素とTaとの合計が20原子
％以上80原子％未満であって、２原子％以上のNi、７原
子％以下のＰを含み、実質的残部であるFeおよびCoの１
種又は２種とNiとの合計が20原子％以上であり、合計を
100原子％とする高耐食アモルファス合金。(15) Ta containing 15 atomic% or more, the total of one or more elements selected from the group of Ti, Zr, and Cr and Ta is 20 atomic% or more and less than 80 atomic% and 2 atomic % Of Ni or more and 7 atomic% or less of P, and the balance of Fe and Co is 1
The total amount of Ni or Ni and Ni is 20 atomic% or more.
Highly corrosion resistant amorphous alloy with 100 atom%.
（16） ７原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が16原
子％以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる１種又
は２種以上の元素とTaとNbとの合計が20原子％以上80原
子％未満であり、更に２原子％以上のNiと７原子％以下
のＰを含み、実質的残部であるFeおよびCoの１種又は２
種とNiとの合計が20原子％以上で、合計を100原子％と
する高耐食アモルファス合金。(16) Ta and Nb containing Ta of 7 atomic% or more, Ta and Nb of 16 atomic% or more in total, and one or more elements selected from the group of Ti, Zr, and Cr. One or two of Fe and Co, the total content of which is 20 atomic% or more and less than 80 atomic%, and further contains 2 atomic% or more of Ni and 7 atomic% or less of P, and which is the substantial balance.
Highly corrosion resistant amorphous alloy with a total of 20 atomic% or more of seed and Ni of 100 atomic%.
また特願昭60−172861号は下記の16の発明からなる。Japanese Patent Application No. 60-172861 comprises the following 16 inventions.
（１） 20−50原子％のTaと10−23原子％のＰを含み残
部は実質的にNiよりなる高耐食アモルファス合金。(1) A highly corrosion-resistant amorphous alloy containing 20 to 50 atomic% of Ta and 10 to 23 atomic% of P and the balance being substantially Ni.
（２） ７原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が20−
50原子％であって、10−23原子％のＰを含み残部は実質
的にNiよりなる高耐食アモルファス合金。(2) Containing 7 atomic% or more of Ta, the total of Ta and Nb is 20-
A highly corrosion resistant amorphous alloy containing 50 atomic% of P, 10-23 atomic% of P, and the balance of Ni.
（３） 15原子％以上のTaを含み、Ti、ZrおよびCrの群
から選ばれる１種又は２種以上の元素とTaとの合計が20
−50原子％であって、10−23原子％のＰを含み残部は実
質的にNiよりなる高耐食アモルファス合金。(3) Containing at least 15 atomic% of Ta, the total of Ta and one or more elements selected from the group of Ti, Zr and Cr is 20.
A highly corrosion-resistant amorphous alloy containing -50 atomic% and 10-23 atomic% P and the balance being Ni.
（４） ８原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が16原
子％以上であって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる１
種または２種以上の元素とTaおよびNbとの合計が20−50
原子％であり、10−23原子％のＰを含み残部は実質的に
Niからなる高耐食アモルファス合金。(4) Containing 8 atomic% or more of Ta, the sum of Ta and Nb is 16 atomic% or more, and is selected from the group of Ti, Zr and Cr.
The total of Ta or Nb with one or more elements is 20-50
Atomic%, including 10-23 A% P and the balance substantially
High corrosion resistant amorphous alloy made of Ni.
（５） 20−50原子％のTaと10−23原子％のＰと２原子
％以上のNiを含み、実質的残部としてFeおよびCoの１種
または２種からなり、合計を100原子％とする高耐食ア
モルファス合金。(5) Containing 20-50 atomic% Ta, 10-23 atomic% P, and 2 atomic% or more Ni, and substantially consisting of one or two kinds of Fe and Co, with the total being 100 atomic%. High corrosion resistant amorphous alloy.
（６） ７原子％以上のTaを含み、TaとNbとの合計が20
−50原子％であって、10−23原子％のＰと２原子％以上
のNiを含み、実質的残部としてFeおよびCoの１種または
２種からなり、合計を100原子％とする高耐食アモルフ
ァス合金。(6) Containing 7 atomic% or more of Ta, the total of Ta and Nb is 20
High corrosion resistance of -50 atom%, containing 10-23 atom% of P and 2 atom% or more of Ni, and consisting essentially of one or two of Fe and Co, the total being 100 atom%. Amorphous alloy.
（７） 15原子％以上のTaを含み、Ti、ZrおよびCrの群
から選ばれる１種または２種以上の元素とTaとの合計が
20−50原子％であって、10−23原子％のＰと２原子％以
上のNiを含み、実質的残部としてFeおよびCoの１種また
は２種からなり、合計を100原子％とする高耐食アモル
ファス合金。(7) Ta is contained in an amount of 15 atomic% or more, and the total amount of Ta and one or more elements selected from the group consisting of Ti, Zr, and Cr is Ta.
20-50 at.%, Containing 10-23 at.% P and 2 at.% Or more Ni, and consisting essentially of one or two of Fe and Co as the balance, a total content of 100 at. Corrosion resistant amorphous alloy.
（８） ８原子％以上のTaを含み、TaとNbの合計が16原
子％以上であって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる１
種または２種以上の元素とTaおよびNbとの合計が20−50
原子％であり、10−23原子％のＰと２原子％以上のNiを
含み、実質的残部としてFeおよびCoの１種または２種か
らなり、合計を100原子％とする高耐食アモルファス合
金。(8) Containing 8 atomic% or more of Ta, the sum of Ta and Nb is 16 atomic% or more, and is selected from the group of Ti, Zr and Cr 1.
The total of Ta or Nb with one or more elements is 20-50
A high-corrosion-resistant amorphous alloy containing at least 10-23 atomic% of P and at least 2 atomic% of Ni, and essentially consisting of one or two of Fe and Co, the total being 100 atomic%.
（９） 20−50原子％のTaと0.05原子％以上のＰを含
み、Ｂ、SiおよびＣの群から選ばれる１種または２種以
上とＰとの合計が10−23原子％であって、残部は実質的
にNiよりなる高耐食アモルファス合金。(9) 20 to 50 atomic% of Ta and 0.05 atomic% or more of P are contained, and the total of P and one or more kinds selected from the group of B, Si and C is 10 to 23 atomic%. , The balance is a high corrosion resistant amorphous alloy consisting essentially of Ni.
（10） ７原子％以上のTaと0.05原子％以上のＰを含
み、TaとNbの合計が20−50原子％であって、かつ、Ｂ、
SiおよびＣの群から選ばれる１種または２種以上とＰと
の合計が10−23原子％であって、残部は実質的にNiより
なる高耐食アモルファス合金。(10) Containing 7 atomic% or more of Ta and 0.05 atomic% or more of P, the total of Ta and Nb is 20-50 atomic%, and B,
A highly corrosion-resistant amorphous alloy in which the total of P and 10 or more kinds selected from the group consisting of Si and C and 10 to 23 atomic% and the balance being substantially Ni.
（11） 15原子％以上のTaと0.05原子％以上のＰを含
み、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる１種または２種以
上の元素とTaとの合計が20−50原子％であって、かつ、
Ｂ、SiおよびＣの群から選ばれる１種または２種以上と
Ｐとの合計が10−23原子％であって、残部は実質的にNi
からなる高耐食アモルファス合金。(11) The content of Ta is 15 to 50 atomic% or more, and the total amount of Ta and one or more elements selected from the group consisting of Ti, Zr and Cr is 20 to 50 atomic%. And, and
The total amount of one or more selected from the group consisting of B, Si and C and P and 10 to 23 atomic% and the balance being substantially Ni.
A highly corrosion-resistant amorphous alloy consisting of.
（12） ８原子％以上のTaと0.05原子％以上のＰを含
み、TaとNbとの合計が16原子％以上であり、またTi、Zr
およびCrの群から選ばれる１種または２種以上の元素と
Ta、Nbとの合計が20−50原子％であって、かつ、Ｂ、Si
およびＣの群から選ばれる１種または２種以上とＰとの
合計が10−23原子％であって、残部は実質的にNiからな
る高耐食アモルファス合金。(12) Containing 8 atomic% or more of Ta and 0.05 atomic% or more of P, the total of Ta and Nb is 16 atomic% or more, and Ti, Zr
And one or more elements selected from the group of Cr and
The total of Ta and Nb is 20-50 at%, and B and Si
A highly corrosion-resistant amorphous alloy in which the total amount of P is 10 to 23 atomic% and the balance is substantially Ni, with one or more selected from the group C and C being the total.
（13） 20−50原子％のTa、0.05原子％以上のＰ及び２
原子％以上のNiを含み、Ｂ、SiおよびＣの群から選ばれ
る１種または２種以上の元素とＰとの合計が10−23原子
％であって実質的残部としてFeおよびCoの１種または２
種からなり、合計を100原子％とする高耐食アモルファ
ス合金。(13) 20-50 at% Ta, 0.05 at% or more P and 2
1% or more of one or more elements selected from the group of B, Si and C and at least 10-23 atomic% containing at least Ni and at least 10-23 atomic%, and Fe and Co as a substantial balance. Or 2
A highly corrosion-resistant amorphous alloy composed of seeds and having a total of 100 atom%.
（14） ７原子％以上のTa、0.05原子％以上のＰおよび
２原子％以上のNiを含み、TaとNbとの合計が20−50原子
％であって、かつ、Ｂ、SiおよびＣの群から選ばれる１
種または２種以上の元素とＰとの合計が10−23原子％で
あって、実質的残部としてFeおよびCoの１種または２種
からなり、合計を100原子％とする高耐食アモルファス
合金。(14) Containing 7 atomic% or more of Ta, 0.05 atomic% or more of P and 2 atomic% or more of Ni, the total of Ta and Nb is 20-50 atomic%, and B, Si and C 1 selected from the group
A high-corrosion-resistant amorphous alloy having a total of 10 to 23 atomic% of P or 2 or more elements and P, consisting of one or two of Fe and Co as a substantial balance, and having a total of 100 atomic%.
（15） 15原子％以上のTa、0.05原子％以上のＰおよび
２原子％以上のNiを含み、Ti、ZrおよびCrの群から選ば
れる１種または２種以上の元素とTaとの合計が20−50原
子％であって、かつ、Ｂ、SiおよびＣの群から選ばれる
１種または２種以上の元素とＰとの合計が10−23原子％
であって、実質的残部としてFeおよびCoの１種または２
種からなり、合計を100原子％とする高耐食アモルファ
ス合金。(15) Ta containing 15 atomic% or more, P containing 0.05 atomic% or more and Ni containing 2 atomic% or more, and the total of Ta and one or more elements selected from the group of Ti, Zr and Cr and Ta is 20-50 at.%, And the total of P and one or more elements selected from the group of B, Si and C is 10-23 at.
And one or two of Fe and Co as a substantial balance
A highly corrosion-resistant amorphous alloy composed of seeds and having a total of 100 atom%.
（16） ８原子％以上のTa、0.05原子％以上のＰおよび
２原子％以上のNiを含み、TaとNbの合計が16原子％以上
であって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる１種または
２種以上の元素とTa、Nbとの合計が20−50原子％であっ
て、かつ、Ｂ、SiおよびＣの群から選ばれる１種または
２種以上とＰとの合計が10−23原子％であり、実質的残
部としてFeおよびCoの１種または２種からなり、合計を
100原子％とする高耐食アモルファス合金。(16) Contains at least 8 atomic% Ta, at least 0.05 atomic% P and at least 2 atomic% Ni, and the total of Ta and Nb is at least 16 atomic% and is selected from the group consisting of Ti, Zr and Cr. The total of one or more elements and Ta, Nb is 20-50 atomic%, and the total of one or more elements selected from the group of B, Si and C and P is 10 -23 atomic%, and consists essentially of one or two of Fe and Co as the balance, and the total
Highly corrosion resistant amorphous alloy with 100 atom%.
更に、本発明者らは、上記の合金以外にも、濃塩酸のよ
うな酸化力に乏しく過酷な腐食性酸中でも安定な保護被
膜を形成する高耐食性を備えたアモルファス合金が得ら
れることを見出し、特願昭61−225677号として下記の合
金を出願した。Furthermore, the present inventors have found that, in addition to the above alloys, an amorphous alloy having high corrosion resistance can be obtained which forms a stable protective film even in a severely corrosive acid with poor oxidizing power such as concentrated hydrochloric acid. The following alloy was filed as Japanese Patent Application No. 61-225677.
Ta及びNbのいずれか１種あるいは２種とTi及びNiを含
み、実質的残部としてCuよりなる合金であって、５原子
％以上のTaあるいは15原子％以上のNbのいずれかを含み
Ta及びNbのいずれか種又は２種とTiとの合計で30−62.5
原子％とし、Ta及びNbのいずれか１種又は２種の0.6倍
ないし４倍のNiと、Tiの0.6倍ないし４倍のCuからなり
全体を100原子％とする高耐食アモルファス合金。An alloy containing one or two of Ta and Nb and Ti and Ni, and substantially Cu as the balance, containing 5 atomic% or more of Ta or 15 atomic% or more of Nb.
30-62.5 in total with either one or two of Ta and Nb and Ti
A highly corrosion-resistant amorphous alloy, which is made up of 100% by atom of Ni, which is 0.6 to 4 times that of Ta or Nb, which is 0.6 to 4 times that of Ta or Nb, and 0.6 to 4 times that of Ti.
［発明が解決しようとする課題］ 濃塩酸は酸化力が乏しくかつ穏やかな環境では金属材料
を保護する不働態皮膜を容易に破壊するため特に腐食性
が激しく、安全に使用し得る金属材料がない。したがっ
て、通常の金属材料の使用がきわめて困難なこのような
腐食性環境において、使用に耐える新しい金属材料の出
願が切望されてきた。[Problems to be solved by the invention] Concentrated hydrochloric acid is particularly corrosive because there is no metal material that can be used safely because it easily destroys the passive film that protects the metal material in a mild oxidizing environment. . Therefore, there has been a long-felt need for an application for a new metal material that can withstand use in such a corrosive environment where the use of a normal metal material is extremely difficult.
本発明の目的は、濃塩酸のように非酸化性で金属を不働
態化しにくく、かつ極めて過酷な腐食性を備えた環境に
耐える合金を提供することにある。It is an object of the present invention to provide an alloy which is non-oxidizing like concentrated hydrochloric acid, hard to passivate a metal, and has an environment with extremely severe corrosiveness.
［課題を解決するための手段］ 請求項（１）の高耐食アモルファス合金は、Zrを30〜70
原子％含み、残部は実質的にNiからなる合金であって、
スパッタ法により作製されたことを特徴とする。[Means for Solving the Problem] The high corrosion-resistant amorphous alloy according to claim (1) has a Zr of 30 to 70.
An alloy containing atomic% and the balance being substantially Ni,
It is characterized by being manufactured by a sputtering method.
請求項（２）の高耐食アモルファス合金は、Zr及びNbを
30〜70原子％含み、残部は実質的にNiからなる合金であ
って、スパッタ法により作製されたことを特徴とする。The highly corrosion-resistant amorphous alloy according to claim (2) contains Zr and Nb.
An alloy containing 30 to 70 atomic% and the balance being substantially Ni, which is characterized by being produced by a sputtering method.
請求項（３）の高耐食アモルファス合金は、Zrを20原子
％以上含み、Ti,W及び10原子％未満のTaよりなる群から
選ばれる１種又は２種以上を、Zrとの合計で30〜70原子
％含み、残部は実質的にNiからなる合金であって、スパ
ッタ法により作製されたことを特徴とする。The high-corrosion-resistant amorphous alloy according to claim (3) contains 20 at% or more of Zr, and one or more selected from the group consisting of Ti, W and Ta of less than 10 at% in total with Zr of 30. It is characterized in that it is an alloy containing ˜70 atomic% and the balance being substantially Ni, which was produced by a sputtering method.
請求項（４）の高耐食アモルファス合金は、Zr及びNbを
20原子％以上含み、Ti,W及び10原子％未満のTaよりなる
群から選ばれる１種又は２種以上を、Zr及びNbとの合計
で30〜70原子％含み、残部は実質的にNiからなる合金で
あって、スパッタ法により作製されたことを特徴とす
る。The high corrosion resistant amorphous alloy according to claim (4) contains Zr and Nb.
It contains 20 atomic% or more, Ti, W and one or more kinds selected from the group consisting of Ta of less than 10 atomic% and 30 to 70 atomic% in total with Zr and Nb, and the balance is substantially Ni. The alloy is made of, and is characterized by being produced by a sputtering method.
通常、合金は固体状態では結晶化しているが合金組成を
限定して溶融状態から超急冷凝固させるなど、固定形成
の過程で原子配列に長周期的規則性を形成させない方法
を適用すると、結晶構造を持たず、液体に類似したアル
ファス構造が得られ、このような合金をアモルファス合
金という。アモルファス合金は、多くは過飽和固溶体の
均一な単相合金であって、従来の実用金属に比べて著し
く高い強度を保有し、かつ組成に応じて異常に高い耐食
性をはじめ種々の特性を示す。本発明者らは、このよう
なアモルファス合金の特性を活用する研究を行なった結
果、沸騰濃硝酸あるいは更に酸化剤を含むような過酷な
腐食性環境で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出
し、特願昭60−51036号として特許出願し、更に、沸騰
濃塩酸のような過酷な腐食性環境で使用し得る高耐食ア
モルファス合金を見出し、特願昭60−172860号及び特願
昭60−172861号及び特願昭61−225677号として特許出願
した。前述のように、濃塩酸は非酸化性で特に腐食性が
激しく、合金自体が安定な不働態皮膜を形成する能力を
持たないと耐食性は得られない。Normally, alloys are crystallized in the solid state, but if a method that does not form long periodic regularity in the atomic arrangement in the process of fixed formation is applied, such as limiting the alloy composition and solidifying rapidly from the molten state, the crystal structure is It has no structure and has an alpha structure similar to liquid. Such an alloy is called an amorphous alloy. Amorphous alloys are mostly single-phase alloys with a supersaturated solid solution and have a remarkably high strength as compared with conventional practical metals, and exhibit various characteristics such as abnormally high corrosion resistance depending on the composition. As a result of researches utilizing such characteristics of the amorphous alloy, the present inventors have found a highly corrosion-resistant amorphous alloy that can be used in a severe corrosive environment containing boiling concentrated nitric acid or an oxidizer, We applied for a patent as Japanese Patent Application No. 60-51036, and found a highly corrosion-resistant amorphous alloy that can be used in a severe corrosive environment such as boiling concentrated hydrochloric acid. Japanese Patent Application Nos. 60-172860 and 60-172861. And a patent application as Japanese Patent Application No. 61-225677. As described above, concentrated hydrochloric acid is non-oxidizing and particularly corrosive, and corrosion resistance cannot be obtained unless the alloy itself has the ability to form a stable passive film.
本発明者らは、アモルファス合金の種々の特性を検討し
ながら更に研究を行なった結果、前記特願昭60−51036
号、60−172860号、60−172861号及び61−225677号に記
載の合金以外に、液体急冷法で作製した場合には十分な
耐食性が得られないが、スパッタ法を適用して作製する
ことによって、濃塩酸のような酸化力に乏しく過酷な腐
食性酸中でも安定な保護皮膜を形成する、高耐食性を備
えたアモルファス合金が得られることを見出し、本発明
を達成した。The present inventors have conducted further research while examining various characteristics of amorphous alloys, and as a result, have disclosed the above-mentioned Japanese Patent Application No. 60-51036.
No. 60-172860, 60-172861 and 61-225677 other than the alloys described in the liquid quenching method, sufficient corrosion resistance cannot be obtained, but it should be produced by applying the sputtering method. It has been found that an amorphous alloy having a high corrosion resistance, which forms a stable protective film even in a severe corrosive acid having a poor oxidizing power such as concentrated hydrochloric acid, can be obtained by the above, and has accomplished the present invention.
本発明は、特許請求の範囲に示す発明からなるものであ
るが、次の第１表に本発明の構成元素及び含有率を示
す。The present invention comprises the inventions set forth in the claims, and the following Table 1 shows the constituent elements and content rates of the present invention.
請求項（１）のZr−Niアモルファス合金において、Zrが
30原子％未満では濃塩酸のような環境において耐食性を
維持することは難しく、又、アモルファス化することが
難しくなる。Zrが70原子％を超えるとアモルファス化す
ることが難しくなる。 In the Zr-Ni amorphous alloy of claim (1), Zr is
If it is less than 30 atomic%, it is difficult to maintain corrosion resistance in an environment such as concentrated hydrochloric acid, and it is difficult to make it amorphous. If Zr exceeds 70 atomic%, it becomes difficult to amorphize.
従って、請求項（１）においては、Zr含有量を30〜70原
子％とする。Therefore, in claim (1), the Zr content is 30 to 70 atomic%.
請求項（２）のZr−Nb−Niアモルファス合金において、
ZrとNbとの合計含有量が30原子％未満では、濃塩酸のよ
うな環境において耐食性を維持することは難しく、又、
アモルファス化することが難しくなる。また、ZrとNbと
の合計が70原子％を超えるとアモルファス化することが
難しくなる上に、経済的ではなくなる。In the Zr-Nb-Ni amorphous alloy according to claim (2),
When the total content of Zr and Nb is less than 30 atomic%, it is difficult to maintain corrosion resistance in an environment such as concentrated hydrochloric acid, and
It becomes difficult to make it amorphous. Further, if the total of Zr and Nb exceeds 70 atomic%, it becomes difficult to amorphize and it is not economical.
従って、請求項（２）においては、Zr及びNbの合計含有
量を30〜70原子％とする。Therefore, in claim (2), the total content of Zr and Nb is 30 to 70 atomic%.
請求項（３）のZr−（Ti,W,Ta）−Niアモルファス合金
において、Zrが20原子％未満であったり、Zrと、Ti,W及
びTaよりなる群から選ばれる１種又は２種以上との合計
含有量が30原子％未満では、耐食性が不足し、濃塩酸中
における耐食性を保つためにはＰなどの半金属を含む必
要がある。In the Zr- (Ti, W, Ta) -Ni amorphous alloy according to claim (3), Zr is less than 20 atomic%, or one or two kinds selected from the group consisting of Zr, Ti, W and Ta. When the total content of the above is less than 30 atomic%, the corrosion resistance is insufficient, and it is necessary to contain a semimetal such as P in order to maintain the corrosion resistance in concentrated hydrochloric acid.
また、Zrと、Ti,W及びTaよりなる群から選ばれる１種又
は２種以上との合計含有量が70原子％を超えるとアモル
ファス化することが難しくなる。なお、Taを含有する場
合において、本発明の組成範囲においては、耐食性の点
でTaが10原子％以上である必要はないため、経済的であ
る。Further, if the total content of Zr and one or more selected from the group consisting of Ti, W and Ta exceeds 70 atomic%, it becomes difficult to amorphize. In addition, when Ta is contained, Ta does not have to be 10 atomic% or more from the viewpoint of corrosion resistance within the composition range of the present invention, which is economical.
従って、請求項（３）において、Zr含有量を20原子％以
上、Ti,W及び10原子％未満のTaよりなる群から選ばれる
１種又は２種以上の含有量を、Zrとの合計で30〜70原子
％とする。Therefore, in claim (3), the Zr content is 20 atom% or more, the content of one or more selected from the group consisting of Ti, W, and Ta of less than 10 atom% in total with Zr. 30 to 70 atomic percent.
請求項（４）のZr−Nb−（Ti,W,Ta）−Niアモルファス
合金において、ZrとNbとの合計含有量が20原子％未満で
あったり、ZrとNbと、Ti,W及びTaよりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上との合計含有量が30原子％未満で
は、耐食性が不足し、濃塩酸中における耐食性を保つた
めにはＰなどの半金属を含む必要がある。In the Zr-Nb- (Ti, W, Ta) -Ni amorphous alloy of claim (4), the total content of Zr and Nb is less than 20 atomic%, or Zr and Nb, Ti, W and Ta are contained. If the total content of one or more selected from the group consisting of the following is less than 30 atomic%, the corrosion resistance is insufficient, and it is necessary to contain a semimetal such as P in order to maintain the corrosion resistance in concentrated hydrochloric acid.
また、ZrとNbと、Ti,W及びTaよりなる群から選ばれる１
種又は２種以上との合計含有量が70原子％を超えるとア
モルファス化することが難しくなる。なお、Taを含有す
る場合において、Taが10原子％未満とする理由は上記請
求項（３）の場合と同様である。Also, selected from the group consisting of Zr and Nb, Ti, W and Ta 1
If the total content of one kind or two or more kinds exceeds 70 atomic%, it becomes difficult to make it amorphous. When Ta is contained, the reason why Ta is less than 10 atomic% is the same as in the case of claim (3).
従って、請求項（４）において、Zr及びNbの含有量を20
原子％以上,Ti,W及び10原子％未満のTaよりなる群から
選ばれる１種又は２種以上の含有量を、Zr及びNbとの合
計で30〜70原子％とする。Therefore, in claim (4), the content of Zr and Nb is 20
The content of one or two or more selected from the group consisting of atomic% or more, Ti, W and less than 10 atomic% Ta is 30 to 70 atomic% in total with Zr and Nb.
［作用］ 上記組成の合金をスパッタデポジションさせる方法によ
って得られるアモルファス合金は、上記第１表の各元素
が均一に固溶した単相合金である。そのため、本発明の
アモルファス合金には、極めて均一で高耐食性を保証す
る保護皮膜が形成される。[Operation] An amorphous alloy obtained by a method of sputter depositing an alloy having the above composition is a single-phase alloy in which each element shown in Table 1 is uniformly dissolved. Therefore, the amorphous alloy of the present invention is formed with a protective film that ensures extremely uniform and high corrosion resistance.
酸化力の乏しい濃塩酸溶液中で金属材料は容易に溶解す
るため、このような環境で金属材料を使用するために
は、安定な保護皮膜を形成する能力を金属材料に付与す
る必要がある。これは、有効元素を必要量含む合金を作
ることによって実現される。しかし、結晶質金属の場
合、多種多量の合金元素を添加すると、しばしば化学的
性質の異なる多相構造となり、所定の耐食性が実現し得
ないことがある。また、化学的不均一性の発生はむしろ
耐食性に有害である。Since a metallic material is easily dissolved in a concentrated hydrochloric acid solution having a poor oxidizing power, it is necessary to give the metallic material the ability to form a stable protective film in order to use the metallic material in such an environment. This is achieved by making an alloy containing the required amount of active elements. However, in the case of a crystalline metal, if a large amount of various alloying elements are added, a multiphase structure having different chemical properties is often obtained, and the predetermined corrosion resistance may not be realized. Also, the occurrence of chemical non-uniformity is rather detrimental to corrosion resistance.
これに対し、本発明のアモルファス合金は均一固溶体で
あり、更に、本発明のアモルファス合金は、安定な保護
皮膜を形成させ得る所要量の有効元素を均一に含むもの
であるため、このようなアモルファス合金には、均一な
保護皮膜が生じ、十分に高い耐食性を発揮する。On the other hand, the amorphous alloy of the present invention is a uniform solid solution, and further, the amorphous alloy of the present invention uniformly contains a required amount of effective elements capable of forming a stable protective film. Has a uniform protective film and exhibits sufficiently high corrosion resistance.
ところで、本発明の合金のように高融点金属を含む合金
では、該高融点金属の化合物が特に高融点であるため、
溶融急冷法によってアモルファス合金を作製する際に、
しばしば完全に溶融せず、液体急冷法で作製したアモル
ファス合金には、Ｘ線回折では検出し得ないような微細
粒として高融点金属化合物が含まれることがある。これ
は、液体急冷法で作製したアモルァスNi−Zr合金などが
塩酸のような激しい腐食性環境で侵され易い原因となっ
ている。By the way, in an alloy containing a refractory metal such as the alloy of the present invention, since the compound of the refractory metal has a particularly high melting point,
When making an amorphous alloy by the melt-quenching method,
Amorphous alloys that are often not completely melted and produced by the liquid quenching method may contain refractory metal compounds as fine particles that cannot be detected by X-ray diffraction. This is the reason why the amorphous Ni-Zr alloy produced by the liquid quenching method is easily attacked in a severe corrosive environment such as hydrochloric acid.
これに対し、原子状の粒子を集めてアモルファス合金を
作製するスパッタ法では、スパッタの際にターゲットに
存在する高融点金属化合物も破壊するために、理想的に
均一なアモルファス合金が生じ、Ni−Zrを主体とするア
モルファス合金でも塩酸中で自己不働態化して侵され難
くなり、液体急冷法で作られる合金より更に耐食性の高
い合金が得られるのである。On the other hand, in the sputtering method in which atomic particles are collected to form an amorphous alloy, since the refractory metal compound existing in the target during sputtering is also destroyed, an ideally uniform amorphous alloy is produced, and Ni- Even an amorphous alloy containing Zr as the main component is self-passivated in hydrochloric acid and is unlikely to be attacked, and an alloy having higher corrosion resistance than the alloy produced by the liquid quenching method can be obtained.
酸化力の弱い高温の濃塩酸に耐える金属材料が備えるべ
き条件は、非酸化性環境で安定な保護皮膜を形成し得る
高い保護皮膜形成能力を持つと共に、安定な保護皮膜を
均一に形成し得る均一性を材料が備えていることであ
る。これは本発明の組成の合金をスパッタ法で作製する
ことにより実現され、また合金がスパッタにより作製さ
れてアモルファス構造を有することは、複雑な組成の合
金を単相固溶体として作成することを可能にし、均一な
保護皮膜形成を保証するものである スパッタ法はアモルファス合金を作る一つの方法であっ
て、一般に、作製しようとするアモルファス合金と平均
組成が等しいが、単相ではない複数の結晶相からなるタ
ーゲットを焼結や溶融によって作製して用いたり、作製
しようとするアモルファス合金の主成分からなる金属板
に合金化しようとする元素を載せたり埋め込んだりして
得られるターゲットを用いたりするなどして、容易に所
望のアモルファス合金を製造することができる。The conditions that a metal material that is resistant to high-temperature concentrated hydrochloric acid, which has weak oxidizing power, should have are capable of forming a stable protective film in a non-oxidizing environment and have a high protective film forming ability, and can form a stable protective film uniformly. The material is provided with uniformity. This is realized by producing an alloy having the composition of the present invention by a sputtering method, and the fact that the alloy is produced by sputtering and has an amorphous structure makes it possible to produce an alloy having a complicated composition as a single-phase solid solution. , Which guarantees a uniform protective film formation.Sputtering is one method of making amorphous alloys. Generally, the average composition is the same as that of the amorphous alloy to be made, but from multiple crystalline phases that are not single-phase. The target obtained by sintering or melting is used, or the target obtained by placing or embedding the element to be alloyed on the metal plate composed of the main component of the amorphous alloy to be manufactured is used. Thus, a desired amorphous alloy can be easily manufactured.
従って、例えば、Ni板にZr或いはZr及びNbを載せたり埋
め込んだりしたターゲットを用いるスパッタ法によっ
て、高耐食性を備えた本発明のアモルファスNi−Zr、又
はNi−Zr−Nb合金を得ることができる。この場合、生成
するアモルファス合金に場所による不均一性の発生を避
けるために、例えば、第１図に示す如く、スパッタ装置
チャンバ４内で複数のサブストレイト２をチャンバの中
心軸の回りに公転させると共に（図中、１はサブストレ
イトの公転軸である。）、サブストレイト２自体も自転
させることが望ましい。図中、３はターゲットである。Therefore, for example, by a sputtering method using a target in which Zr or Zr and Nb are placed or embedded on a Ni plate, an amorphous Ni-Zr or Ni-Zr-Nb alloy of the present invention having high corrosion resistance can be obtained. . In this case, in order to avoid the occurrence of non-uniformity in the generated amorphous alloy depending on the location, for example, as shown in FIG. 1, the plurality of substrates 2 are revolved around the center axis of the chamber in the sputtering apparatus chamber 4. At the same time (in the figure, 1 is the revolution axis of the substrate), and it is desirable to rotate the substrate 2 itself. In the figure, 3 is a target.
このような方法により、生成するアモスファス合金中の
合金元素の濃度を自由に変えることもできる。更に、Ni
にZrやNbと共に、Ti,WやTaを埋め込んだり載せたりした
ターゲットを用いるなど、様々なターゲットと方法を組
合せることによって、Ni−Zr,Ni−Zr−Nb,Ni−Zr−Ti,N
i−Zr−W,Ni−Zr−Nb−Ti,Ni−Zr−Nb−W,Ni−Zr−Nb−
Ti−W,Ni−Zr−Ta,Ni−Nb−Ta,Ni,Zr−Nbt−Ta,Ni−Zr
−Nb−Ti−Ta,Ni−Zr−Ｗ−Ta,Ni−Zr−Ti−Ｗ−Ta,Ni
−Zr−Nb−Ti−Ｗ−Ta等の高耐食アモルファス合金が得
られる。２つのターゲットを用いる方法においては、特
にサブストレイトの公転と自転が、均一なアモルファス
合金を作成するために必要である。By such a method, the concentration of alloying elements in the formed Amosphas alloy can be freely changed. Furthermore, Ni
Zr and Nb together with Ti, W and Ta targets such as embedded, by combining various targets and methods, Ni-Zr, Ni-Zr-Nb, Ni-Zr-Ti, N
i-Zr-W, Ni-Zr-Nb-Ti, Ni-Zr-Nb-W, Ni-Zr-Nb-
Ti-W, Ni-Zr-Ta, Ni-Nb-Ta, Ni, Zr-Nbt-Ta, Ni-Zr
-Nb-Ti-Ta, Ni-Zr-W-Ta, Ni-Zr-Ti-W-Ta, Ni
A highly corrosion resistant amorphous alloy such as -Zr-Nb-Ti-W-Ta can be obtained. In the method using two targets, especially the revolution and rotation of the substrate are necessary for producing a uniform amorphous alloy.
前述の如く、スパッタ法で作成した本発明の組成の合金
は前記各元素が均一に固有した単相のアモルファス合金
である。均一固溶体である本発明のアモルファス合金に
は、極めて均一で高耐食性を保証する保護被膜が形成さ
れる。As described above, the alloy having the composition of the present invention prepared by the sputtering method is a single-phase amorphous alloy in which the above-mentioned elements are uniformly unique. The amorphous alloy of the present invention, which is a homogeneous solid solution, is provided with a protective coating which ensures extremely uniform and high corrosion resistance.
即ち、酸化力の弱い高温の濃塩酸に耐える金属料が備え
るべき条件は、前述の如く、非酸化性環境で安定な保護
被膜が材料に均一に生じる高い保護被膜形成能力を持つ
ことである。これは本発明の合金組成で実現され、また
合金がアモルファス構造を有することは、複雑な組成の
合金を単相固溶体として作成することを可能にし、均一
な保護被膜形成を保証するものである。That is, the condition that the metal material that can withstand concentrated hydrochloric acid at high temperature, which has a weak oxidizing power, should have is that it has a high protective film forming ability that a stable protective film is uniformly formed on the material in a non-oxidizing environment as described above. This is realized with the alloy composition of the present invention, and the fact that the alloy has an amorphous structure makes it possible to prepare an alloy having a complicated composition as a single-phase solid solution, and guarantees formation of a uniform protective film.
次に、本発明における各成分組成を限定する理由を述べ
る。Next, the reasons for limiting the composition of each component in the present invention will be described.
Zr,Nb,Ti,W,Taはいずれも非酸化性の酸中で保護被膜を
形成して耐食性を担う元素であり、これらの元素を30〜
70原子％含むNi基合金は、スパッタ法で容易にアモルフ
ァス構造になる。従って、本発明の請求項（１），
（２）においては、Zr、或いは、Zr及びNbを30〜70原子
％含み必要があり、また本発明の請求項（３），（４）
においては、Zr、或いは、Zr及びNbとTi,W,Taの少なく
とも１種との合計を30〜70原子％含む必要がある。この
場合、Zr、或いは、Zr及びNbの全量をTi,W,Taで置換す
ると十分な耐食性が得られないため、本発明の請求項
（３），（４）においてZr、或いは、Zr及びNbを20原子
％以上含む必要がある。ところで、Ni,Taを主成分とす
るアモルファス合金は本来高耐食性であるが、本発明の
請求項（３），（４）においてTaは10原子％未満とす
る。Niは、本発明の合金の実質的残部をなすが、Ti,Zr,
Nb,Ta,W等の高融点金属と合金を形成しアモルファス化
するための元素であって、本発明においてはアモルファ
ス化のためにNiは30原子％以上含む必要がある。Zr, Nb, Ti, W, and Ta are all elements that form a protective film in non-oxidizing acid and play a role in corrosion resistance.
The Ni-based alloy containing 70 atomic% easily becomes an amorphous structure by the sputtering method. Therefore, claim (1) of the present invention,
In (2), it is necessary to contain Zr or Zr and Nb in an amount of 30 to 70 atomic%, and the claims (3) and (4) of the present invention.
In the above, it is necessary to contain 30 to 70 atomic% of Zr or the sum of Zr and Nb and at least one of Ti, W and Ta. In this case, if the total amount of Zr or Zr and Nb is replaced with Ti, W, and Ta, sufficient corrosion resistance cannot be obtained, so Zr or Zr and Nb in claims (3) and (4) of the present invention are not obtained. Must be contained at 20 atom% or more. By the way, although an amorphous alloy containing Ni and Ta as its main components is originally highly corrosion resistant, Ta is less than 10 atomic% in claims (3) and (4) of the present invention. Ni makes up the substantial balance of the alloy of the present invention, although Ti, Zr,
It is an element for forming an alloy with a refractory metal such as Nb, Ta or W to make it amorphous. In the present invention, Ni must be contained in an amount of 30 atomic% or more for making it amorphous.
［実施例］ 以下、具体的な実施例について説明する。[Examples] Specific examples will be described below.
実施例１ 直径100mm,厚さ6mmのNi円板上の中心から半径29mmの円
周上に、直径20mm,厚さ1mmのZr円板を４個及び６個載せ
たものをそれぞれターゲットとし、第１図に示した装置
を用い、Arを5ml/minの速度で流しながら２×10-4Torr
の真空に保ち、自転ならびに公転している304ステンレ
ス鋼及びガラスのサブストレイト２に各々スパッタデポ
ジションを行った。Ｘ軸回折の結果、生じた合金はアモ
ルファスであることが確認され、またＸ線マイクロアナ
ライザーを用いた分析によってその組成はNi−37.3原子
％Zr及びNi−67.5原子％Zr合金であることが明らかにな
った。Example 1 Four and six Zr discs with a diameter of 20 mm and a thickness of 1 mm were placed on the circumference of a radius of 29 mm from the center of a Ni disc with a diameter of 100 mm and a thickness of 6 mm, respectively. Using the apparatus shown in Fig. 1, 2 × 10 -4 Torr while flowing Ar at a rate of 5 ml / min
While maintaining the vacuum, the substrate 2 was rotated and revolved, and substrate 2 was sputter-deposited. As a result of X-axis diffraction, it was confirmed that the resulting alloy was amorphous, and the composition was Ni-37.3 atom% Zr and Ni-67.5 atom% Zr alloy by analysis using an X-ray microanalyzer. Became.
これらの合金は30℃の1NのHCl中で自己不働態化してお
り、極めて高い耐食性を示した。These alloys were self-passivated in 1N HCl at 30 ℃ and showed extremely high corrosion resistance.
これに対し、スパッタ法に用いたNiとZrを原料として、
アルゴンアーク溶解法によってNi−Zr母合金を作製し、
この母合金から液体急冷法によって作製したアモルファ
スNi−64原子％Zr合金は、30℃の1NのHCl中で活性溶解
し、孔食を受けた。On the other hand, using Ni and Zr used in the sputtering method as raw materials,
Ni-Zr master alloy is produced by argon arc melting method,
Amorphous Ni-64 atomic% Zr alloy prepared from this mother alloy by liquid quenching method was active-melted in 1N HCl at 30 ° C and suffered pitting corrosion.
この結果から、スパッタ法で作製した本発明の合金が、
液体急冷法で作製した対応する組成のアモルファス合金
より著しく高い耐食性を備える、高耐食性アモルファス
合金であることが判明した。From this result, the alloy of the present invention produced by the sputtering method,
It has been found that it is a highly corrosion resistant amorphous alloy with significantly higher corrosion resistance than the amorphous alloy of the corresponding composition produced by the liquid quenching method.
実施例２ 直径100mm,厚さ6mmのNi円板上の中心から半径29mmの円
周上に、Zrと共にNb,Ti,Wの３種の内の１種以上を等間
隔で載せた種々のターゲットを用意し、第１図に示す装
置を用い、Arを5ml/minの速度で流しながら２×10-4Tor
rの真空に保ち、自転ならびに公転している304ステンレ
ス鋼及びガラスのサブストレイトにスパッタデポジショ
ンを行った。Ｘ線回折の結果、生じた合金No.2−１〜２
−12はいずれもアモルファスであることが確認された。
Ｘ線マイクロアナライザーを用いた分析によってその組
成を解析した。得られた合金No.2−１〜２−12の組成を
第２表に示す。Example 2 Various targets on which at least one of three types of Nb, Ti, and W together with Zr are placed at equal intervals on the circumference of a radius of 29 mm from the center of a Ni disk having a diameter of 100 mm and a thickness of 6 mm 2 × 10 −4 Tor while Ar was flown at a rate of 5 ml / min using the apparatus shown in FIG.
While maintaining a vacuum of r, sputter deposition was performed on the rotating and revolving 304 stainless steel and glass substrates. Alloy Nos. 2-1 and 2 produced as a result of X-ray diffraction
It was confirmed that all -12 were amorphous.
Its composition was analyzed by analysis using an X-ray microanalyzer. The compositions of the obtained alloy Nos. 2-1 to 2-12 are shown in Table 2.
これらの合金は30℃の1NのHCl中で自己不働態化してお
り、極めて高い耐食性を示した。 These alloys were self-passivated in 1N HCl at 30 ℃ and showed extremely high corrosion resistance.
これに対し、スパッタ法に用いたNiとZr,Ti,Wを原料と
して、アルゴンアーク溶解法によって種々の母合金を作
成し、この母合金から液体急冷法によって各々、第２表
に示す組成となるように作製したアモルファス合金は、
いずれも30℃の1NのHCl中で活性溶解し、孔食を受け
た。On the other hand, using Ni, Zr, Ti, and W used in the sputtering method as raw materials, various master alloys were prepared by the argon arc melting method, and the composition shown in Table 2 was prepared from the master alloy by the liquid quenching method. The amorphous alloy manufactured to
Both of them were active dissolved in 1N HCl at 30 ° C and underwent pitting corrosion.
この結果から、スパッタ法で作製した本発明の合金が、
液体急冷法で作製した対応する組成のアモルファス合金
より著しく高い耐食性を備える、高耐食アモルファス合
金であることが判明した。From this result, the alloy of the present invention produced by the sputtering method,
It was found to be a highly corrosion resistant amorphous alloy with significantly higher corrosion resistance than the amorphous alloy of the corresponding composition produced by the liquid quenching method.
実施例３ 直径100mm,厚さ6mmのNi円板上の中心から半径29mmの円
周上に、Zrと,Ti,Wの３種の金属の内１種以上を等間隔
で載せた種々のターゲットを用意し、第１図に示した装
置を用い、Arを5ml/minの速度で流しながら２×10-4Tor
rの真空に保ち、自転ならびに公転している304ステンレ
ス鋼及びガラスのサブストレイトにスパッタデポジショ
ンを行った。Ｘ線回折の結果、生じた合金No.3−１〜３
−３はいずれもアモルファスであることが確認された。
Ｘ線マイクロアナライザーを用いた分析によってその組
成を解析した。得られた合金No.3−１〜３−３の組成を
第３表に示す。Example 3 Various targets in which one or more kinds of three kinds of metals of Zr, Ti, and W are placed at equal intervals on the circumference of a radius of 29 mm from the center on a Ni disk having a diameter of 100 mm and a thickness of 6 mm. 2 × 10 −4 Tor while Ar was flown at a rate of 5 ml / min using the apparatus shown in FIG.
While maintaining a vacuum of r, sputter deposition was performed on the rotating and revolving 304 stainless steel and glass substrates. Alloy No. 3-1 to 3 produced as a result of X-ray diffraction
It was confirmed that all of -3 were amorphous.
Its composition was analyzed by analysis using an X-ray microanalyzer. The compositions of the obtained alloy Nos. 3-1 to 3-3 are shown in Table 3.
これらの合金は30℃の6NのHCl中で自己不働態化してお
り、極めて高い耐食性を示し、例えば0.5V（SCE）にお
ける不働態保持電流密度は0.2A/m2以下であった。 These alloys were self-passivated in 6N HCl at 30 ℃ and showed extremely high corrosion resistance. For example, the passive state holding current density at 0.5 V (SCE) was less than 0.2 A / m 2 .
一方、スパッタ法に用いた金属を原料として、アルゴン
アーク溶解法によって種々の母合金を作成し、この母合
金から液体急冷法によって各々、第３表に示す組成とな
るように作製したアモルファス合金は、いずれも30℃の
6N HCl中で自己不働態化しているが、0.5V（SCE）にお
ける不働態保持電流密度は1.5A/cm2以上であった。On the other hand, using the metal used for the sputtering method as a raw material, various master alloys were prepared by the argon arc melting method, and the amorphous alloys prepared from the master alloy by the liquid quenching method to have the compositions shown in Table 3 are , All 30 ℃
Although it was self-passivated in 6N HCl, the passivation current density at 0.5 V (SCE) was 1.5 A / cm 2 or more.
この結果から、スパッタ法で作製した本発明の合金が、
液体急冷法で作製した対応する組成のアモルファス合金
より著しく高い耐食性を備える、高耐食アモルファス合
金であることが判明した。From this result, the alloy of the present invention produced by the sputtering method,
It was found to be a highly corrosion resistant amorphous alloy with significantly higher corrosion resistance than the amorphous alloy of the corresponding composition produced by the liquid quenching method.
実施例４ 直径100mm,厚さ6mmのNi円板上の中心から半径29mmの円
周上に、W,Ti,Taの金属の内の２種以上とZrと、場合に
より更にNbとを組み合せて等間隔で載せた種々のターゲ
ットを用意し、第１図に示した装置を用い、Arを5ml/mi
nの速度で流しながら２×10-4Torrの真空に保ち、自転
ならびに公転している304ステンレス鋼及びガラスのサ
ブストレイトにスパッタデポジションを行った。Ｘ線回
折の結果、生じた合金No.4−１〜４−６はいずれもアモ
ルファスであることが確認された。Ｘ線マイクロアナラ
イザーを用いた分析によってその組成を解析した。得ら
れた合金No,4−１〜４−４の組成を第４表に示す。Example 4 Two or more kinds of metals of W, Ti, and Ta, Zr, and optionally Nb were further combined on the circumference of a radius of 29 mm from the center on a Ni disk having a diameter of 100 mm and a thickness of 6 mm. Prepare various targets placed at equal intervals and use the device shown in Fig. 1 to set Ar to 5 ml / mi.
While maintaining a vacuum of 2 × 10 -4 Torr while flowing at a speed of n, sputter deposition was performed on the rotating and revolving 304 stainless steel and glass substrates. As a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the resulting alloy Nos. 4-1 to 4-6 were all amorphous. Its composition was analyzed by analysis using an X-ray microanalyzer. The compositions of the obtained alloy Nos. 4-1 to 4-4 are shown in Table 4.
これら合金は30℃の12NのHCl中で自己不働態化してお
り、極めて高い耐食性を示し、例えば0.5V（SCE）にお
ける不働態保持電流密度は1A/m2以下であった。 These alloys were self-passivated in 12N HCl at 30 ℃ and showed extremely high corrosion resistance. For example, the passivation holding current density at 0.5V (SCE) was less than 1A / m 2 .
一方、スパッタ法に用いた金属を原料として、アルゴン
アーク溶解法によって種々の母合金を作製し、この母合
金から液体急冷法によって、各々、第４表に示す組成と
なるように作製したアモルファス合金は、いずれも30℃
の12NのHCl中で自己不働態化しているが、0.5V（SCE）
における不働態保持電流密度は1.5A/cm2以上であった。On the other hand, using the metal used for the sputtering method as a raw material, various mother alloys were prepared by the argon arc melting method, and the amorphous alloys were prepared from the mother alloy by the liquid quenching method so as to have the compositions shown in Table 4, respectively. Is 30 ℃
Is self-passivated in 12N HCl, but 0.5V (SCE)
The passivation holding current density was 1.5 A / cm 2 or more.
この結果から、スパッタ法で作製した本発明の合金が、
液体急冷法で作製した対応する組成のアモルファス合金
より著しく高い耐食性を備える、高耐食アモルファス合
金であることが判明した。From this result, the alloy of the present invention produced by the sputtering method,
It was found to be a highly corrosion resistant amorphous alloy with significantly higher corrosion resistance than the amorphous alloy of the corresponding composition produced by the liquid quenching method.
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明のアモルファス合金は、スパ
ッタ法で容易に作製されるZrを必須元素として含むアモ
ルファスNi−耐熱金属合金であって、酸化力の乏しい塩
酸のような激しい腐食性環境においても安定な保護被膜
を形成して自己不働態化する高耐食アモルファス合金で
ある。[Effects of the Invention] As described in detail above, the amorphous alloy of the present invention is an amorphous Ni-heat-resistant metal alloy containing Zr as an essential element, which is easily produced by a sputtering method, and is similar to hydrochloric acid having a poor oxidizing power. It is a highly corrosion-resistant amorphous alloy that forms a stable protective film even in a severely corrosive environment and becomes passive.
第１図は、本発明のアモルファス合金の作製に好適なス
パッタ装置の一例を示す概略図である。 １……サブストレイトの公転軸、 ２……自転するサブストレイト、 ３……ターゲット、４……チャンバ。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a sputtering apparatus suitable for producing the amorphous alloy of the present invention. 1 ... Substrate's revolution axis, 2 ... Rotating substrate, 3 ... Target, 4 ... Chamber.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−77464（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−287201（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−287209（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-77464 (JP, A) JP-A-1-287201 (JP, A) JP-A-1-287209 (JP, A)
Claims (4)
からなる合金であって、スパッタ法により作製されたこ
とを特徴とする高耐食アモルファス合金。1. Zr is contained in an amount of 30 to 70 atomic%, and the balance is substantially Ni.
A highly corrosion-resistant amorphous alloy characterized by being produced by a sputtering method.
的にNiからなる合金であって、スパッタ法により作製さ
れたことを特徴とする高耐食アモルファス合金。2. A highly corrosion-resistant amorphous alloy, which is an alloy containing Zr and Nb in an amount of 30 to 70 atomic%, and the balance being substantially Ni, which is produced by a sputtering method.
未満のTaよりなる群から選ばれる１種又は２種以上を、
Zrとの合計で30〜70原子％含み、残部は実質的にNiから
なる合金であって、スパッタ法により作製されたことを
特徴とする高耐食アモルファス合金。3. At least 20 atomic% Zr, Ti, W and 10 atomic%.
1 or 2 or more selected from the group consisting of less than Ta,
A highly corrosion-resistant amorphous alloy, characterized in that it is an alloy containing 30 to 70 atomic% in total with Zr and the balance being substantially Ni, and was produced by a sputtering method.
原子％未満のTaよりなる群から選ばれる１種又は２種以
上を、Zr及びNbとの合計で30〜70原子％含み、残部は実
質的にNiからなる合金であって、スパッタ法により作製
されたことを特徴とする高耐食アモルファス合金。4. Ti, W and 10 containing at least 20 atomic% Zr and Nb.
An alloy containing 30 to 70 atomic% of Zr and Nb in a total amount of 1 or 2 or more selected from the group consisting of less than atomic% Ta, and the balance being substantially Ni, and prepared by a sputtering method. High corrosion resistant amorphous alloy characterized by
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|---|---|---|---|
| JP1208824A JPH07103454B2 (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | High corrosion resistance amorphous alloy |
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|---|---|
| JPH0372055A JPH0372055A (en) | 1991-03-27 |
| JPH07103454B2 true JPH07103454B2 (en) | 1995-11-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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- 1989-08-11 JP JP1208824A patent/JPH07103454B2/en not_active Expired - Lifetime
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