JPS6046344A - 耐高熱負荷部材 - Google Patents
耐高熱負荷部材Info
- Publication number
- JPS6046344A JPS6046344A JP15242183A JP15242183A JPS6046344A JP S6046344 A JPS6046344 A JP S6046344A JP 15242183 A JP15242183 A JP 15242183A JP 15242183 A JP15242183 A JP 15242183A JP S6046344 A JPS6046344 A JP S6046344A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- surface layer
- layer part
- forming
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は熱伝導特性が良好で、且つ、高熱流速負荷下で
の熱応力、変形などの発生の少ないＣｕ−Ｍ Ｏ合金の
複合構造体で構成された耐高熱負荷部材に関する。
の熱応力、変形などの発生の少ないＣｕ−Ｍ Ｏ合金の
複合構造体で構成された耐高熱負荷部材に関する。
高温で高熱流速負荷を受ける部品、たとえばプラズマ発
生装置の不純物除去板において、耐熱性あるいは耐スパ
ツタ性の観点から、直接高熱流速負荷を受ける表層部に
はＭＯが用いられる。しかしこのＭＯの再結晶温度は１
２００℃以下であり、高熱負荷下で使用中に除々に再結
晶化が進行、再結晶粒が等軸結晶粒となり１粒界破断し
易（なるため高温強度が大きく低下する。一方負荷され
る熱を効果的に冷却、除去するためには冷却部分にＣｕ
又はＣｕ合金を使用する必要があり、このためにＣｕ−
Ｍｏの複合構造体で構成された耐高熱負荷部材が使用さ
れる。ＣｕとＭＯの接合方法とし−っては、ボルト締め
などの機械的な結合法か、あるいは銀ろう、銅ろう付け
などの冶金的な接合法が知られている。
生装置の不純物除去板において、耐熱性あるいは耐スパ
ツタ性の観点から、直接高熱流速負荷を受ける表層部に
はＭＯが用いられる。しかしこのＭＯの再結晶温度は１
２００℃以下であり、高熱負荷下で使用中に除々に再結
晶化が進行、再結晶粒が等軸結晶粒となり１粒界破断し
易（なるため高温強度が大きく低下する。一方負荷され
る熱を効果的に冷却、除去するためには冷却部分にＣｕ
又はＣｕ合金を使用する必要があり、このためにＣｕ−
Ｍｏの複合構造体で構成された耐高熱負荷部材が使用さ
れる。ＣｕとＭＯの接合方法とし−っては、ボルト締め
などの機械的な結合法か、あるいは銀ろう、銅ろう付け
などの冶金的な接合法が知られている。
ＣＬＩとＭＯとは熱膨張係数が４’；ＩＩえば温度範囲
２０−℃〜６００℃の間でＣｕ ： １４．７Ｘ１０−
’、Ｍ Ｏ： ５．４Ｘ １０−’ （単位ｄｅｇ−”
）の如く大きな差があり、このため、Ｃｕ−ＭＯの接
合体では温度変化により大きな熱応力が接合部に発生す
る。
２０−℃〜６００℃の間でＣｕ ： １４．７Ｘ１０−
’、Ｍ Ｏ： ５．４Ｘ １０−’ （単位ｄｅｇ−”
）の如く大きな差があり、このため、Ｃｕ−ＭＯの接
合体では温度変化により大きな熱応力が接合部に発生す
る。
また、この熱応力のために、通常温度をあげて行なわれ
る冶金的接合の形成自体が困難である。
る冶金的接合の形成自体が困難である。
機械的な結合法においては、結合部の形状１間隔などの
考慮により、熱膨張差を逃がし、熱応力の発生をさける
ことが可能であるが、結合部における熱伝達の効率は悪
く、このため効果的な熱負荷の除去が困難であり、プラ
ズマ発生装置において、プラズマディスラプションなど
の大きな入熱が生じた場合には表面温度が上昇し、表面
浴融なとの破損を生ずる恐れがある。一方、冶金的接合
法を採用すれば、当初は熱の除去は有効に行なわれるが
、熱膨張差により熱応力が接合面に発生し、特に間欠的
な運転モードをとるトカマク型プラズマ発生装置などに
おいては、熱応力の変動およびプラズマからの電磁力も
重量され、特に強度の弱い凄合部等に疲労クラックを生
ずるに至る。そしてこのクラック箔化により熱伝達の効
率は劣化し、同様に表面温度の上昇により、最終的には
表面溶融などの損傷を生ずる。
考慮により、熱膨張差を逃がし、熱応力の発生をさける
ことが可能であるが、結合部における熱伝達の効率は悪
く、このため効果的な熱負荷の除去が困難であり、プラ
ズマ発生装置において、プラズマディスラプションなど
の大きな入熱が生じた場合には表面温度が上昇し、表面
浴融なとの破損を生ずる恐れがある。一方、冶金的接合
法を採用すれば、当初は熱の除去は有効に行なわれるが
、熱膨張差により熱応力が接合面に発生し、特に間欠的
な運転モードをとるトカマク型プラズマ発生装置などに
おいては、熱応力の変動およびプラズマからの電磁力も
重量され、特に強度の弱い凄合部等に疲労クラックを生
ずるに至る。そしてこのクラック箔化により熱伝達の効
率は劣化し、同様に表面温度の上昇により、最終的には
表面溶融などの損傷を生ずる。
〔発明の目的〕
本発明は以上の欠点の改良された、熱伝導が良好で且つ
熱応力発生の少ないＣｕ−Ｍｏ合金の複合構造体で構成
された耐高熱負荷部材を提供１−ることを目的とする。
熱応力発生の少ないＣｕ−Ｍｏ合金の複合構造体で構成
された耐高熱負荷部材を提供１−ることを目的とする。
本発明の耐高熱負荷部材は、第１図の複合構造体の断面
図に示される表層部（１）がＭ ｏ合金、他グｉ１かＣ
ｕ（４１で構成され、その両者の中間パづ部は表層部（
１）に近い側（２）でＭＯの含有せがＣ１４端（４）に
近い佃（３）におけるＩｖＩ ｏ含有量よりも多い。い
いかえればＭｏ合金からなる表層部に近い側（２）から
ＣＬＩψｊＭに近い側（３）までのＭＯ含有比率が１０
０〜０φまで変化したｃ １１−Ｍ０合金で構成されて
いる。
図に示される表層部（１）がＭ ｏ合金、他グｉ１かＣ
ｕ（４１で構成され、その両者の中間パづ部は表層部（
１）に近い側（２）でＭＯの含有せがＣ１４端（４）に
近い佃（３）におけるＩｖＩ ｏ含有量よりも多い。い
いかえればＭｏ合金からなる表層部に近い側（２）から
ＣＬＩψｊＭに近い側（３）までのＭＯ含有比率が１０
０〜０φまで変化したｃ １１−Ｍ０合金で構成されて
いる。
本発明に係る耐高熱負荷部材を構成するＣｕ−Ｍｏ合金
複合構造体はＭＯの組成範囲を・限定して高温強度を旨
め、再結晶温度を上昇さゼ、高熱負荷下での１Ｓ４ｏの
結晶粒の成長をおさえ、さらにそ＝２による表面微細ク
ラックの発生を防止できること、複合構造体の中間部分
をＭＯおよびＣｕの中間の熱膨張係数を有するＣｕ−Ｍ
ｏ合金層きし高熱負荷時の熱膨張係数差による熱応力発
生を小さくできること、また従来法によるＣｕとＭＯと
の接合面における熱伝達効率の劣化を防止できることを
究明してなされたものである。
複合構造体はＭＯの組成範囲を・限定して高温強度を旨
め、再結晶温度を上昇さゼ、高熱負荷下での１Ｓ４ｏの
結晶粒の成長をおさえ、さらにそ＝２による表面微細ク
ラックの発生を防止できること、複合構造体の中間部分
をＭＯおよびＣｕの中間の熱膨張係数を有するＣｕ−Ｍ
ｏ合金層きし高熱負荷時の熱膨張係数差による熱応力発
生を小さくできること、また従来法によるＣｕとＭＯと
の接合面における熱伝達効率の劣化を防止できることを
究明してなされたものである。
ここで本発明に係るＭｏ合金の組成限度について説明す
ると、■は固溶強化により合金の強度を増加させると共
に格子間不純物と反応して結晶粒界を清浄化する作用を
有するが、ＭＯに対し重量％で０．０５％未満では結晶
粒界を清浄化して粒界を強化するに不十分であり、Ｃは
脱酸効果による加工性改［株］＊Ｍｏ２ＣやＶＣなど炭
化物析出による析出強化と再結晶温度の上昇および結晶
粒成長抑制に必要で、その含有量は少なくとも０．００
５１以上でなければいけない。
ると、■は固溶強化により合金の強度を増加させると共
に格子間不純物と反応して結晶粒界を清浄化する作用を
有するが、ＭＯに対し重量％で０．０５％未満では結晶
粒界を清浄化して粒界を強化するに不十分であり、Ｃは
脱酸効果による加工性改［株］＊Ｍｏ２ＣやＶＣなど炭
化物析出による析出強化と再結晶温度の上昇および結晶
粒成長抑制に必要で、その含有量は少なくとも０．００
５１以上でなければいけない。
また複合添加の場合にはＶは重量係で１．０９６、Ｃは
重量％で０．１５ ％を越えると結晶粒界あるいは粒内
への巨大炭化物の析出が顕著となり加工性が劣化するき
ともに前記の作用効果が顕著に認められず、かつ熱伝導
率を低下させることからこの範囲とする。
重量％で０．１５ ％を越えると結晶粒界あるいは粒内
への巨大炭化物の析出が顕著となり加工性が劣化するき
ともに前記の作用効果が顕著に認められず、かつ熱伝導
率を低下させることからこの範囲とする。
（実施例１）
平均粒径５μｍのＭＯＣ粉末平均粒径２μｍ（７）Ｃ粉
末および平均粒径５μｍのＶ粉末を第１表に示す組成割
合で配合した。
末および平均粒径５μｍのＶ粉末を第１表に示す組成割
合で配合した。
第 １ 表
この第１表に示した組成割合のＭ、 ｏ −Ｖ −Ｃ混
合粉末をそれぞれ金型の下面に所定の厚さｔまたけ入ｎ
た。そしてこれらの上面に平均粒径２５μｍＯ）ＭＯＣ
粉末厚さｔ２ だけ入れる。さらにこのｔ。
合粉末をそれぞれ金型の下面に所定の厚さｔまたけ入ｎ
た。そしてこれらの上面に平均粒径２５μｍＯ）ＭＯＣ
粉末厚さｔ２ だけ入れる。さらにこのｔ。
の上面に平均粒径５０μｍのＭＯＣ粉末厚さｔｓだけ入
れ、１ ｔｏｎ ７ｃｍ”の圧力で成形、厚き２０ｍｍ
の板状圧粉体を成形した。
れ、１ ｔｏｎ ７ｃｍ”の圧力で成形、厚き２０ｍｍ
の板状圧粉体を成形した。
ついで、板状圧粉体のＭ ｏ −Ｖ −Ｃ混合粉末側９
１８５０℃、他端を１３００℃に保ち、水素気流中にて
５ｈｒ の焼結を行なった。焼結体をついで、カーボン
るつぼ中に高温で焼結さｎ、密度の上った側（Ｍ ｏ
−Ｖ −Ｑ合金側）を下方にして設置し、Ｈ！雰囲気中
で１１５０℃に昇温した後、カーボンるつは上部にＣｕ
を装入溶融し、ＭＯおよびＭＯ合金焼結体中に含浸せし
めた。Ｃｕは多めに加え、圧粉焼結体の上部さらに２５
ｍｍ０）Ｃｕ層を形成せしめ、冷却固化させた。
１８５０℃、他端を１３００℃に保ち、水素気流中にて
５ｈｒ の焼結を行なった。焼結体をついで、カーボン
るつぼ中に高温で焼結さｎ、密度の上った側（Ｍ ｏ
−Ｖ −Ｑ合金側）を下方にして設置し、Ｈ！雰囲気中
で１１５０℃に昇温した後、カーボンるつは上部にＣｕ
を装入溶融し、ＭＯおよびＭＯ合金焼結体中に含浸せし
めた。Ｃｕは多めに加え、圧粉焼結体の上部さらに２５
ｍｍ０）Ｃｕ層を形成せしめ、冷却固化させた。
得られたＣｕを含浸させたｃｕ−Ｍｏ合金の複合（７，
７成体は第２図に示さｎるように、０１１部分（４）中
に水冷用の孔（１１）をあけて、ＣＬＩ−ＭＯ合合金金
構造体で形成された耐高熱負荷部材（５）とした。
７成体は第２図に示さｎるように、０１１部分（４）中
に水冷用の孔（１１）をあけて、ＣＬＩ−ＭＯ合合金金
構造体で形成された耐高熱負荷部材（５）とした。
なお、Ｃｕ、−Ｍｏ合金の複合構造体のＭＯ焼結体部分
において、表層部（１）側であるｌ’／ｌ０−Ｖ−Ｃ合
金側（２）、すなわち高温焼結側でのＭｏ量は９５チ低
温焼結側（３）でのＭｏ量は６０係であった。
において、表層部（１）側であるｌ’／ｌ０−Ｖ−Ｃ合
金側（２）、すなわち高温焼結側でのＭｏ量は９５チ低
温焼結側（３）でのＭｏ量は６０係であった。
（比較例１）第３図に示す如（、厚さｌＱｍｍの粉末冶
金法により製造したＭＯ板（６）の片面に１０μｍの厚
さにＣｕメッキ（８）を行なったジ５、冷却水用孔（１
１） ｆ設けた厚さ３０ｍ１ｎ（１）Ｃｕ板（７）との
間に厚さ２５μの銀ろう箔（９）をおいて重ね、２ ｋ
ｇ／ｃｍ２の荷重のもとでＨ２気流中で８５０℃に加熱
。
金法により製造したＭＯ板（６）の片面に１０μｍの厚
さにＣｕメッキ（８）を行なったジ５、冷却水用孔（１
１） ｆ設けた厚さ３０ｍ１ｎ（１）Ｃｕ板（７）との
間に厚さ２５μの銀ろう箔（９）をおいて重ね、２ ｋ
ｇ／ｃｍ２の荷重のもとでＨ２気流中で８５０℃に加熱
。
徐冷してＣｕ−ＭＯ複合体で形成された耐高熱負荷部材
（１０）とした。
（１０）とした。
以上の実施例１の製法による５つの耐高熱負荷部材およ
び比較例１の製法による１つの耐高熱負荷部材を冷却水
を通しつつ、そのＭｏ表面に重子ビームにより５００’
Ｗ／ｃｍ２の熱流束を６０秒加え、３００秒 休止する
加熱サイクル試験を１００回行なった。そして、加熱の
６０秒終了時のＭＯ合金表面温度の測定および加熱サイ
クル試験後の接合部のはがれや割れ等の発生状況を観某
した。
び比較例１の製法による１つの耐高熱負荷部材を冷却水
を通しつつ、そのＭｏ表面に重子ビームにより５００’
Ｗ／ｃｍ２の熱流束を６０秒加え、３００秒 休止する
加熱サイクル試験を１００回行なった。そして、加熱の
６０秒終了時のＭＯ合金表面温度の測定および加熱サイ
クル試験後の接合部のはがれや割れ等の発生状況を観某
した。
これらの試験結果を第２表に示す。以”ＦｆＸｅ第２表
□
以上のように本発明によるＣＬＩ−ＭＯ合合金金構造体
から成る本発明例］〜４の高耐熱負荷部材は良好な熱伝
尋度をもち、また熱応力の発生が少ないため高熱負荷部
材として用いるのに十分適し−ている。
から成る本発明例］〜４の高耐熱負荷部材は良好な熱伝
尋度をもち、また熱応力の発生が少ないため高熱負荷部
材として用いるのに十分適し−ている。
以上説明したように本発明に係るＣＬＩ−Ｆｌ’ＩＯ合
金複合構造体より成る高４熱負荷部材は熱ｊｙ張係数の
太き（異なるＭＯ合金とＣｕとの間にその両者の中間の
熱膨張係数を有するＣ １１− Ｍ Ｏ合金層を有する
ため、高熱負荷の繰返しにおいても、接合部が無いため
接合部のはがれが起らず、Ｘ、分Ｃ＋’除熱効果がある
。さらに５本発明に係るＣｕ −１ｖｌ 。
金複合構造体より成る高４熱負荷部材は熱ｊｙ張係数の
太き（異なるＭＯ合金とＣｕとの間にその両者の中間の
熱膨張係数を有するＣ １１− Ｍ Ｏ合金層を有する
ため、高熱負荷の繰返しにおいても、接合部が無いため
接合部のはがれが起らず、Ｘ、分Ｃ＋’除熱効果がある
。さらに５本発明に係るＣｕ −１ｖｌ 。
合金複合構造体から成る高耐熱負荷ｉ’ｉＢ制の表層部
のＭＯ合金相料としてＭｏ−Ｖ−Ｃ合金を使用すること
によって褐耐熱負荷部材の表面は強度が」１θ丁ため加
熱サイクル中の熱ひずみによる一５１］れ発生を押さえ
ることも可能となり、工業上類るイー・用である。
のＭＯ合金相料としてＭｏ−Ｖ−Ｃ合金を使用すること
によって褐耐熱負荷部材の表面は強度が」１θ丁ため加
熱サイクル中の熱ひずみによる一５１］れ発生を押さえ
ることも可能となり、工業上類るイー・用である。
第１図は本発明の耐高熱負荷部材の複合構造体を説明す
るための断面図、第２図は本発明の面Ｊ高熱負荷部材の
断面図、第３図は従来例０：・耐高熱負荷部材の断面図
。 １・・・表層部（Ｍｏ −Ｖ −Ｃ合金）、２．３−°
°中間層部（組成の変化するＣ ｕ −Ｍ ｏ合金）、
４゜７・・・Ｃｕ、５，１０・・・耐高熱負荷部材。
るための断面図、第２図は本発明の面Ｊ高熱負荷部材の
断面図、第３図は従来例０：・耐高熱負荷部材の断面図
。 １・・・表層部（Ｍｏ −Ｖ −Ｃ合金）、２．３−°
°中間層部（組成の変化するＣ ｕ −Ｍ ｏ合金）、
４゜７・・・Ｃｕ、５，１０・・・耐高熱負荷部材。
Claims (1)
- 表層部が重ｉ％でＶｏ、０５〜１．Ｏ％、Ｃ０，００５
〜０．１５％、残部Ｍｏから成るＭＯ合金より成り、他
端部がＣｕより成り、その中間層部は、ＭＯ合金側から
Ｃｕ側までＭＯ含有量が重量％で１００〜０％まで濃度
勾配を有するＣｕ−ＭＯ合金より成る複合構造体で構成
されていることを特徴とする耐高熱負荷部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15242183A JPS6046344A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 耐高熱負荷部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15242183A JPS6046344A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 耐高熱負荷部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046344A true JPS6046344A (ja) | 1985-03-13 |
| JPH0547618B2 JPH0547618B2 (ja) | 1993-07-19 |
Family
ID=15540142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15242183A Granted JPS6046344A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 耐高熱負荷部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046344A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145342A (ja) * | 1984-01-05 | 1985-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 成分濃度勾配を有する合金 |
| CN102950287A (zh) * | 2012-10-30 | 2013-03-06 | 上海瑞钼特金属新材料有限公司 | 一种钼铜合金薄板、超薄板材和箔材及其制备方法 |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15242183A patent/JPS6046344A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145342A (ja) * | 1984-01-05 | 1985-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 成分濃度勾配を有する合金 |
| CN102950287A (zh) * | 2012-10-30 | 2013-03-06 | 上海瑞钼特金属新材料有限公司 | 一种钼铜合金薄板、超薄板材和箔材及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547618B2 (ja) | 1993-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6252464B2 (ja) | ||
| CN109465568A (zh) | 一种金刚石磨削工具钎焊用铜基活性钎料 | |
| JP5861559B2 (ja) | ＰｂフリーＩｎ系はんだ合金 | |
| JP2018079480A (ja) | 低温用のＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系はんだ合金、それを用いた電子部品実装基板及びその実装基板を搭載した装置 | |
| JP5962461B2 (ja) | Ａｕ−Ｇｅ−Ｓｎ系はんだ合金 | |
| CN108947558A (zh) | 一种金属与Ti3SiC2陶瓷的连接方法 | |
| JPS6046344A (ja) | 耐高熱負荷部材 | |
| JPS604050A (ja) | 耐高熱負荷部材 | |
| JP5699897B2 (ja) | Ｚｎを主成分とするＰｂフリーはんだ合金 | |
| JP2015080812A (ja) | 接合方法 | |
| JPS59141395A (ja) | ろう材 | |
| JPS59169694A (ja) | 半田接着方法 | |
| JP2014233737A (ja) | ＰｂフリーＡｕ−Ｇｅ−Ｓｎ系はんだ合金 | |
| JP2013022619A (ja) | サーバー用ＣＰＵ向け無鉛Ｉｎ基はんだ合金及びその製造方法 | |
| JP5699898B2 (ja) | Ｚｎを主成分とするＰｂフリーはんだ合金 | |
| JPS6250073A (ja) | 黒鉛−金属接合構造体 | |
| JP5939590B2 (ja) | 高硬度高熱伝導性複合金属材、高硬度高熱伝導性複合金属材の製造方法およびプラスチックまたは繊維強化プラスチック成形用金型 | |
| Yan et al. | Creep behavior on Ag particle reinforced SnCu based composite solder joints | |
| JPS58147140A (ja) | 半導体装置のリ−ド材 | |
| JPS5949964A (ja) | 耐高熱負荷複合構造体 | |
| JPS6256378A (ja) | 炭化珪素−金属接合構造体 | |
| JP6579551B2 (ja) | 合金接合材による接合層構造及びその形成方法、並びに該接合層構造を有する半導体装置及びその製造方法 | |
| JPS60203436A (ja) | 耐高熱負荷複合構造体 | |
| JPS6221768A (ja) | 黒鉛の接合方法 | |
| JPS60187494A (ja) | 高融点金属−銅接合材 |