JPS6130266A - 液体急冷装置用ノズル - 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、物質を溶解し、それを高速で回転するロール
の表面に噴射することζこよって、前記物質を高冷却速
度で冷却凝固する液体急冷装置に用いるノズルに関する
ものである。

（従来技術とその問題点） 従来、液体急冷装置は、合金の急冷薄帯を得るために開
発されてきており、そのような装置によりて得られる急
冷合金は、通常の凝固法によっては得られないようなア
モルファス状態とか非平衡相状態とかの特異な状態を有
しており、近年多くの注目を集めるようになっている。

しかしながら従来の液体急冷装置は、鉄系合金等の比較
的融点の低い物質用に作られているものが多く、石英製
のノズルを抵抗加熱もしくは高周波加熱によって加熱す
るという方式のものがほとんどである。従って、最高使
用温度は石英の耐火度によって制限され１．１２００〜
１３００℃程度が限度である。また温度が高くなると石
英と反応することによる試料の汚染も起こりつる。たと
えノズルの材質を石英から他のセラミックス等に変えた
としても、耐熱性、反応性等を考えるとせいぜい２００
０℃程度が限度である。

本発明者らは上記の問題点を解決し、融点２０００℃以
上の高融点物質であっても使用可能な液体急の溶融金属
をノズル内外の圧力差によって冷却口−ル上へ噴出せし
めることを特徴とする液体急冷装置である。この装置を
用いるならば、ノズルの中で融点２０００℃以上の高融
点物質を溶解しても、ノズル金属が十分に水冷されてい
れば、ノズル金属の温度が低すぎるために、ノズル金属
と溶融物質との反応ははａんど起こらない。

すなわち、試料の大部分は溶融状態にあっても、試料の
うち水冷ノズル金属に接する部分には薄い凝固層が形成
されていると考えられるからである。

従って、ノズル金属と試料の接触界面は固相と同相の界
面となるために、両者の反応はほとんど進行しない。し
かも、この凝固層の厚さが十分に薄ければ、ノズルの内
外に適当な圧力差を設けること（こよって溶融試料をノ
ズル口から噴射することが十分可能となる。

従って、この装置によって、高融点物質の液体急冷が基
本的に可能となる。

水冷ノズル金属の材質としては、銅、銀等の熱伝導率の
大きなものが望ましい。熱伝導率が小さい場合には、試
料の冷却が悪くなるので、ノズル金属に接する部分まで
完全に溶解してしまい、その結果、ノズル金、属と急速
に反応してしまう恐れかある。

しかし、水冷ノズル金属として銅、卯等を用いる場合に
は、それらの１点がそれぞれ１０８３℃及び９６０℃と
絶対的（こ低いために、場合によっては問題を生するこ
とがある。それは、た六えは、３０００℃程度の非常に
高融点の試料を溶解・噴射するような甥７合である。そ
の場合、試料の大部分が３０００℃以上の溶融状態にあ
っても、水冷ノズルに接する部分にはある卿さの凝固層
が形成されていると考えられる。しかし、ぞ９）ような
状況は、ある安定な定常状態においてのことであって、
例えば溶融試料をノズル口から噴射するような場合ｆこ
は、ある瞬間（こ、溶融状態の試料が直接ノズル金属に
接触するようだことが起こりうる。この時ノズル金属の
表面温度は、それ自身の融点以上に上がる可能性がある
。もっδも、ノズル金属は水冷されているので、この温
度上列の時間はきわめて短かく、また影響をうける領域
も非常に小さい。

従って、溶融試料の温度が低ければ実際上回も問題はな
いのであるが、それが、３０００℃程度の高温になると
、ノズル金属が一部溶解する等の問題が生ずるのである
。

（発明の目的） 本発明は、上記の問題点を解決し、高融点物質を溶解・
噴射する液体急冷用ノズルにおいて、３０００℃程度以
上の高融点物質をも、安定に溶解・噴射しつるような液
体急冷用ノズルを提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、水冷可能な、高い熱伝導率を有する材料によ
って作られたノズルであって、ノズル口内及び該ノズル
口につながるノズル内壁面の一部と外壁面の一部には高
融点物質が被覆されていることを特徴とする液体急冷装
置用ノズルである。

（発明の構成ｉこ関する説明） 本発明の液体急冷用ノズルは、水冷可能な銅またはそれ
と同等以上の高熱伝導性材料によって作られることが望
ましい。このようなノズルは高融点物質を溶解、保持す
るのに十分な冷却能を持っている。しかも、溶解した物
質が接触する可能性のある表面部分が、たとえは融点２
０００℃以上の高融点物質によって密着性良く被覆され
ていれば、３０００℃程度以上の高温の溶融試料が直接
（こ接触したとしても、それによってノズルの表面が溶
解する恐れはほとんどない。この場合、表面を被覆１−
る高融点物質の厚さは、その物質の熱伝導率（こもよる
が、０１酪以下程度に薄くして、水冷金属による冷却能
をあまり損わないようにしなければならない。また、高
融点物質と水冷金属との密着性も冷却能をあ才り損わな
い程度に十分良くしておく必要がある。

以下、実施例に従って、本発明を更に詳糾に説明する。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。図において、１は水
冷金属、２は高融点物質、３は試料、４は試料を噴射す
るノズル口である。

次にこのノズルを用いた液体急冷の例ζこついて述べる
。水冷金属１としては銅を用い、高融点物質２としては
モリブデンを溶射（こよって約１０μｍの厚さにつけた
。ノズル口４の形状は、内径２冒。

長さ２簡の円筒状とした。試料３としては、融点的３０
００℃のタンタルを用い、アルゴンプラズマトーチによ
りて溶解し、約０５気圧の圧力によって、ノズル口４か
ら高速で回転している銅製ロールの表面ｔｔＬ噴射した
。噴射後、ノズルを検査したところ、ノズル口付近にタ
ンタルがある程度付着していたが、ノズルとは反応して
おらす、簡単にはがすことができた。

（比較例） 実施例と同様の実験を、モリブデンの被覆のないノズル
を用いて行なった。溶解・噴射後、ノズルを検査したと
ころ、ノズル口付近ζこタンタルが強固に付着しており
はがすことができなかった。

その部分を切断して調べたところ、ノズルの銅が溶解し
てタンタルと混じり合っていることが確認された。

（発明の効果） 以上の実施例と比較例からもわかるように、本発明によ
る液体急冷用ノズルは、３０００℃程度の゛　高融点物
質の溶解・噴射を安定して行なうことが可能であり、そ
の効果は太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す図である。 図において、ｌ・・・・・・水冷金属、２・・・・・・
高融点物質。 ３・・・・・・試料、４・・・・・・試料を噴射するノ
ズル口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水冷可能な高熱伝導率を有する材料によって作られたノ
   ズルであって、ノズル口内及び該ノズル口につながるノ
   ズル内壁面の一部と外壁面の一部には高融点物質が被覆
   されていることを特徴とする液体急冷装置用ノズル。