JPS62158843A - 原子炉材料に添加するためのニツケルボロン - 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〉 この発明は、軽水炉、高温ガス炉、高速増殖炉、核融合
炉等の中性子照射環境下で使用される原子炉材料であっ
て、ホウ素−１１（”Ｂ）含有量が自然界での存在比よ
りも高い割合で含むニッケル基合金材料、鉄鋼材料等を
主として製造する際の溶解・精錬時に添加するための１
１６　Ｂ縮ニッケルボロンに関するものである。

〈従来の技術〉 ニッケル基合金材料、鉄鋼材料等には、クリープ強度や
引張り延性の向上等の目的でホウ素が添加されている。

また、これらの材料が、溶接及びろう付けに使用される
場合にも、延性。

靭性を向上させると共に、施工時に自溶性を高めるため
等の目的でホウ素が添加されている。

これらの目的で従来から用いられているホウ素は天然ホ
ウ素であり、原子量１０のホウ素（”Ｂ）が約１９．６
％（重量％、以下同じ）、原子団１１のホウ素（１１Ｂ
＞が約８０．４％含有されている。天然のホウ素を含有
する材料が中性子照射を受けると、材料中のホウ素のう
ち１０Ｂのみが中性子を吸収してヘリウムガスを生成す
る反応、すなわち　Ｂ　（ｎ、α）７Ｌｉの核変換を生
ずる。

生成されたヘリウムは、材料の高温延性の低下、クリー
プ強度の低下、ワレ感受性の増大等の材料の機械的性質
を劣化させる主な原因となり、構造部材の炉内使用限界
を低くしている。

そのため、天然ホウ素に比較して１１Ｂの割合が多いホ
ウ素成分を含有し、１０ｓによるヘリウムの生成を回避
せしめる原子炉構成材料およびこれらの材料の接合材料
等（これらを総称して以下“原子炉材料″という）の開
発が必要とされてきている。

ニッケル基合金材料、鉄鋼材料等に１１Ｂを添加する方
法としては、天然ホウ素に比較して１１Ｂの割合が多い
１１　ｓ　濃縮ホウ酸または金属ホウ素をこれらが添加
される上記材料の溶解・精錬時に直接添加する方法が採
用できるが、ホウ酸を添加する方法では溶湯との濡れ性
が劣ることおよび比重が小さく浮上しやすいことなどの
ために１１Ｂの添加歩留りが低く、かつ適性量を添加す
ることは極めて難しい。一方、金属ホウ素を合金溶湯に
添加する方法においても比重が小ざく浮上しやすいこと
および金属ホウ素の製造が複雑でおるために製造コスト
が高く、当該材料の経済性が損われるという欠点がある
。

上記の欠点を解消するために、特に鉄鋼材料に添加する
　ＢｌＢ縮化合物として１１　ｓ　ｙ２縮フエ０ボロン
が本願と同−出願人等により提案されている（特願昭６
０−１２３１０６号）。このフェロボロンを鉄鋼材料製
造時の溶解・精錬工程で溶鋼に添加した場合には、短時
間に溶解し、また溶鋼の比重と実質的に等しいため添加
したフェロボロンが浮上することなく均一にかつ歩留り
よく溶融混合させることができる。また、得られた鉄鋼
材料は全ホウ素量（１０Ｂ＋１１Ｂ）に対する１１Ｂの
割合が高いために、中性子照射環境下においても材料中
の１０Ｂと中性子との反応によるヘリウムの生成を低減
でき、良好なりリープ強度や高温延性を維持することが
できる。

しかしながら、上記先願発明による１１Ｂ濃縮フエロボ
ロンは、鉄鋼材料への添加原料として開発された鉄成分
を主成分とするものでおるため、鉄成分が不要の材料お
るいは鉄成分を精密に調整する必要がある材料に対して
は、添加原料として使用することができない。加えＣ添
加原料として有効な約１０％以上のホウＸ；４分を含む
フェロボロンは、約１４３０’Ｃ以上の社交的高い融点
を有しているため、低榊占ｒ″鵡ろ−とを必要とする原
料としての使用等には適さ・、い。

また、濃縮１１Ｂを含有し、■比較的低融点で１いられ
る、■ニッケル成分を主成分とする、■鉄成分を多量に
含まない、■添加原料として有害なアルミニウム等の不
純物を影響を及ぼすほどには含まないこと、等を特徴と
する所要の添加原料は製造されていなかった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 そこでこの発明の主目的は、中性子照射環境下において
も材料中の１０ｓの中性子との（ｎ。

α）反応によるヘリウム生成量の少ない、おるいは全く
ないニッケル基合金材料、鉄鋼材料等を製造するに際し
て、ざらには１１ｓを添加することによって改善された
非放射線下の空気中でのクリープ強度、高温引張り延性
、靭性等を中性子照射下でも保持しうるニッケル基合金
材料。

鉄鋼材料等を製造するに際して、当該材料への最適量の
１１Ｂの添加を迅速、効果的かつ経済的に行なうことが
でき、しかも比較的低融点で使用できる、ニッケル成分
を主成分とするＩＩＢｇ縮添加原料を提供することにあ
る。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明によれば、ホウ素（Ｂ）を２〜１５％、不純物
としてのアルミニウムを０．１％以下および炭素を０．
５％以下含有し、残りがニッケル成分からなり、仝ホウ
素含有量に対してホウ素−１１（１１Ｂ）が９０％以上
でかつ融点が１２００℃以下であることを特徴とするニ
ッケル基合金材料、鉄鋼材料等の原子炉材料に添加する
ためのニッケルボロンが提供される。

かようなこの発明の１１　Ｂ　濃縮ニッケルボロンをニ
ッケル基合金材料、鉄鋼材料等の原子炉材料製造時の溶
解・精錬工程で溶湯に添加することによって、１１Ｂ含
有量の高い原子炉材料を効率よくかつ経済的に得ること
ができる。かくして得られた材料は全ホウ素含有ｍ　（
１０Ｂ＋１１Ｂ＞に対する１１Ｂの割合が高いために、
中性子照射環境下においても材料中の１０ｓと中性子と
の反応によるヘリウムの生成を低減でき、良好なりリー
プ強度や高温延性を維持することができる。

また、この発明のニッケルボロンを合金溶湯中に添加す
るに際しても、添加後辺時間に溶解し、また溶湯の比重
と実質的に等しいために添加したニッケルボロンが浮上
することなく均一に溶湯中に溶融混合させることができ
る。

ニッケルボロンは、添付図面に示したニッケルーホウ素
平衡状態図（ＰＯｒｔｎＯｉ、　Ｋ、　　１．およびＲ
ｏｍａｓｈｏｖ、　Ｖ　、　Ｍ　、著“Ｂ　１ｎａｒｙ
　ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　ｄｉａｇｒａｍｓ　ｏｆ
　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｖａｒｉ−
ＯｕＳ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｂｏｒｏｎ−Ａ　
　ｒｅＶｉｅＷ”。

５ＯＶｉｅｔ　ＰＯＷｄｅｒ　Ｍｅｔａｌｌｕｒ（ＩＩ
Ｖ　＆　　ＭｅｔａｌＣｅｒａｍｉｃｓ、１１（１９７
２）、　ｐ３７Ｂ−３８４より引用〕かられかるように
、ホウ素成分的４％で融点１０９５℃、７％で１ｉｏｏ
℃、１０％で１０１８℃、１３％で１０１５℃となり、
従ってｉ　ｏｏｏ〜１１００℃の融点範囲では４〜１３
％のホウ素含有量を選択することができる。これらの融
点とホウ素含有量との関係は、不純物の影響により若干
の変動が考えられるが、先願発明に係るフェロボロンの
場合には約４〜１３％のホウ素含有量範囲における融点
は通常的１１５０℃から１５００℃の間にあり、かつホ
ウ素成分が多くコスト的にはより有効となる７％以上の
ホウ素含有量では融点は約１３００℃以゛上となる。

後述する実施例で比較のために併記したフェロボロンの
例では、１１．５％（１１Ｂ濃縮度９８％）のホウ素含
有量で１５５０℃の融点を示した。このように、この発
明のニッケルボロンは、同程度のホウ素含有量のフェロ
ボロンに比較してかなり低い温度での融点を選択するこ
とができる。

その結果、ニッケル基合金材料、鉄鋼材料等の溶湯中に
この発明のニッケルボロンを添加した場合、フェロボロ
ンと比較してより短時間で均一に混合溶解させることが
できるのである。

この発明のニッケルボロン中のホウ素含有量は、前述し
た融点との関係だけでなく、後述する比重、不純物含有
量、コスト等の観点も考慮して、２〜１５％の範囲とす
る。ホウ素含有量が２％より少ない場合には、合金溶湯
中に所望量の１１Ｂを含有させるために添加するニッケ
ルボロンが多量に必要となり経済性が損われる。

一方、ニッケルボロン中のホウ素含有量が１５％以上の
場合、例えば２０％より多い場合には、ニッケルボロン
の融点が１６５０’Ｃより高くなると同時に比重が小さ
くなり、ざらには高純度のものが得られにくくなる傾向
がある。従って、ニッケルボロン中のホウ素含有量は１
５％以下とする。ニッケルボロンの融点が１６５０’Ｃ
より高くなると、合金溶湯へ添加したニッケルボロンが
短時間に均一に溶解、混合しにくくなり、またニッケル
ボロンの比重が小さくなると溶湯へ添加したニッケルボ
ロンが浮上してしまい、溶湯表層部の不純物にホウ素が
吸収されてしまったり、表層部のホウ素の密度が高くな
るといった問題が生じる。これらのことは、添加したニ
ッケル基合金材料、鉄鋼材料等への１１Ｂの添加歩留り
を低下せしめ、さらには均一溶解を妨げることから好ま
しくない。

この発明のニッケルボロンにおいて全ホウ素含有量に対
して１１Ｂを９０％以上とする理由は以下の通りである
。すなわち、ホウ素を含有する材料の１０Ｂ（ｎ’、α
）反応による単位体積〔ｃｌ１３〕当りのヘリウム生成
＠（生成ヘリウム原子数＞ＮＨ，は、中性子照射条件が
一定である場合には一般に次式で表わされる。

一φσｔ ”Ｈｅ＝ＮＢ−１ｏ　（１−ｅ　　　　　）ここでＮ　
Ｂ−１０は材料の単位体積（ｃｍ３）当り含有される１
０ｓの原子数、φは熱中性子束Ｃ、ｎ／ＣＩ２・ＳｅＣ
〕、σは１０Ｂの熱中性子吸収断面積〔ＣＩ２〕、ｔは
照射時間（ｓｅｃ）である。この式から理解されるよう
に熱中性子照射量φｔが同じであれば、′。Ｂの熱中性
子吸収断面積は変化しないから、′。Ｂからのヘリウム
生成量は材料の初期の１０Ｂ成分量に比例することにな
る。すなわち天然ホウ素では、１０Ｂは全ホウ素成分に
対して１９．６％含まれているが、これが約２％に減少
すればヘリウム生成量は同一照射量の場合には約１／１
０に低下することになる。一方、中性子照射による材料
特性変化の代表例として材料の高温引張り破断伸びへの
影響を検討すると、材料中のヘリウム生成量がほぼ１０
−８から１０−６のレベルの原子分率（伸びに対するヘ
リウム生成量依存性が顕著に表われる原子分率範囲）で
の伸び値の変化は、ニッケル基合金ハステロイＸの場合
（渡辺他、鉄と鋼、　６８．６８２（１９８２）　’）
　、ヘリウムの原子分率が１０倍増加すると約１６〜６
％伸び値が減少し、°３０４ステンレス鋼の場合（Ｒｅ
ｐＯｒｔ　ＯＲＮ　Ｌ　−ＴＭ　−２０１９゜Ｊａｎ、
　１９６Ｂ＞約６％減少の例がおる。同様な原子分率範
囲でヘリウムの原子分率が２倍増加すると上記のハステ
ロイＸでは５〜２％、３０４ステンレス鋼では約２％伸
び値が減少する。ニッケル基合金および鉄鋼材料への代
表的なホウ素添加の例として総量で５ｏｗｐｐｍとした
場合、天然ホウ素にあっては１０Ｂは１　Ｑｗｐｐｍ含
まれる。

この１ｏｗｐｐｍの１０Ｂは熱中性子照射量が５×１０
１６〔ｎ／ｃＩ２〕で約１０−８のヘリウム原子分率、
５Ｘ１０１８〔ｎ／Ｃｌｌ１２〕テ約１０−６のヘリウ
ム原子分率となる。これらのヘリウムの原子分率は初期
の材料中の１０Ｂの含有量に比例するのでおるから、１
ｏｗｐｐｍの初期含有量を１／２に低減することによっ
て、上記のような約２〜５％の伸び値の低下を防止でき
ることになる。

なお、上述した５×１０１６〜５Ｘ１０１８（ｎ／ｃ１
２）の熱中性子照射量は、ニッケル基合金材料および鉄
鋼材料を例えば原子炉構造物の代表的機器である原子炉
容器等に用いた場合、通常の供用期間中に受ける照射量
に対応する値で必る。

以上の理由から、この発明においては全ホウ素含有量に
対する１０Ｂの割合を天然ホウ素の場合の１／２以下、
すなわち約１０％以下とし、従って全ホウ素含有量に対
する１１Ｂの割合〔１１Ｂ／　（１０Ｂ＋”Ｂ））を９
０％以上とするのが有効である。全ホウ素含有量に対す
る１１Ｂの割合が９０％より小さいと、ニッケルボロン
を添加して得られたニッケル基合金材料、鉄鋼材料等の
１０Ｂを低減させて中性子照射環境下で生成されるヘリ
ウム帛を抑制する効果が小さくなり、かような１１　Ｂ
　濃縮物を製作する経済的メリッ１〜、すなわち設計の
合理化や構造物の長寿命化などのメリットが少なくなる
。

この発明のニッケルボロンの工業的な製造法としては酸
化ホウ素の還元方法の違いから、２種に分けられる。第
一の方法はアルミニウムを還元剤として使用する所謂テ
ルミット法であり、第二の方法は炭素を還元剤として使
用する電気炉法である。テルミット法を採用した場合に
は不純物としてのアルミニウム含有量が約３〜５％とな
り、電気炉法では炭素成分が、やや高めの〜１％程度に
なるという欠点がある。その他に原子炉用の合金添加原
料として好ましくない不純物成分としては、中性子放射
化断面積が大きくかつ半減期が長く、強いγ放射線源と
なるため、炉内で移行した場合に機器保守上問題となる
コバルト、タンタル等があるが、これらについては、精
製したニッケルボロン用の原料を使用することにより、
不純物としての混入は避けることができることがわかっ
た。

アルミニウムは不純物としてニッケル基合金材料に添加
された場合に、高温では内部酸化により結晶粒界が浸食
される。内部酸化の観点からはアルミニウム含有量が０
．１％以下であることが望ましい（渡辺他、鉄と＆Ｉ！
４６８．　６８２（１９８２））。また、オーステナイ
トステンレス鋼では、微量のアルミニウム成分（０，１
〜０．０３％）により長時間のクリープ破断強度が低下
する（新谷他、鉄と鋼７１　、　１４４　（１９８５）
　）。このようにアルミニウムは、ニッケル基合金材料
および鉄鋼材料への添加が好ましくない点があるため、
３〜５％のアルミニウムの混入が避けられないテルミッ
ト法はこの発明のニッケルボロンの製法としては不適で
ある。

炭素は良く知られているように、ニッケル基合金材料、
鉄鋼材料等におっては適量添加することにより、これら
の材料の機械的性質を良好ならしめるための支配的因子
であるが、多量に添加されると延性および靭性を低下さ
せると共に、溶接性、耐食性の観点からも好ましくない
影響をもたらす。これらの原子炉材料の炭素成分最調整
は、ニッケルボロンの添加とは別途になされるのがより
効率的と考えられるので、むしろニッケルボロン中の不
純物としての炭素はできるだけ少なくし、添加・稀釈さ
れた場合に殆んど影響のない範囲の値とすることが望ま
しい。電気炉法で炭素を還元剤として使用した場合、不
純物としての炭素を低目に抑えるためには、一つには再
溶解により炭素濃度を低減させる方法、ざらには還元剤
としての炭素の原料を還元当量よりも少な目にする方法
があるが、後者の方法では濃縮１１Ｂ原料であるホウ酸
のニッケルボロン製品化に対する歩留りを悪くする。

これらの点を種々検討した結果、この発明では不純物と
しての炭素成分最を０，５％以下とした。

従って、この発明の１１ｓ濃縮ニツケルボロン中の不純
物としてのアルミニウムおよび炭素の量は、添加した場
合の稀釈効果も考慮した上で、それぞれ０．１％および
０．５％以下に抑えている。

フェロボロンでは、鉄の同位体元素５４Ｆｅ（自然の存
在比５．８４％）が中性子を吸収して”４Ｆｅ　（ｎ、
Ｄ）反応により放射性５４Ｍｎを生成する。この５４Ｍ
ｎは半減期が長く、強いγ放射線源となるため、炉内で
５４Ｍｎが移行した場合、機器への近接、保守上問題と
なる核種である。かような、放射線源の核種生成という
観点からはニッケルボロンでは問題が生じない。

ざら、にこの発明によれば、上記したニッケルボロンに
対してシリコン（Ｓ　ｉ　）を３〜１０％の範囲で添加
したシリコン添加ニッケルボロンが提供される。すなわ
ちこのシリコン添加ニッケルボロンはホウ素（Ｂ）を２
〜１５％、シリコン（Ｓ　ｉ　）を３〜１０％、不純物
としてのアルミニウムを０．１％以下および炭素を０１
５％以下含有し、残りがニッケル成分からなるものでお
る。このシリコン添加ニッケルボロンは、ニッケルボロ
ンと同様に比較的低融点を有するため、ニッケル基合金
材料、鉄鋼材料等の原子炉材料への添加原料として有効
であるだけでなく、原子炉材料の接合用ろう材としても
好ましく使用することができる。すなわち、シリコンは
ホウ素との関係において、溶融時の自溶性を高める作用
をするため、シリコン添加ニッケルボロンを接合用ろう
材として用いた場合には、接合対象物の熱歪みをより少
なくし、熱損傷を与えることなく自溶性等を高めたより
効果的な接合施工が実施できることになる。シリコン添
加ニッケルボロンの効果的な融点範囲として約１０００
℃から１２００℃を選択すると、シリコン添加量は約７
％に限定されるが、この場合のホウ素量としては約４％
までの範囲である。後述する実施例におけるシリコン添
加ニッケルボロンでは、シリコン６％、ホウ素（１１Ｂ
濃縮度９８％）４．８％としたとき、１０４０℃の融点
を示した。このように融点等を考慮したニッケルボロン
へのシリコン添加量としては３〜１０％の範囲が適切で
あり、また、Ｓｉ／Ｂの重母比としては約１．５とする
ことが望ましい。

なお、ｉ　ｏｏｏ℃から１２００℃の融点を有するこの
発明のシリコン添加ニッケルボロンからなる接合用ろう
材の原子炉への適用として、例えば高速増殖炉を考える
と、この炉の中性子照射下で使用される構造物の高温側
の代表的な使用温度はほぼ５５０’Ｃとみなせるから、
ろう材としての耐熱性は炉内使用時に十分維持されるこ
とになる。

〈実施例〉 以下に実施例を挙げてこの発明をざらに詳述する。

Ｘ塵叢ニー ”Ｂ／　（１０Ｂ＋１１Ｂ）の値が９８％である１１Ｂ
濃縮ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）の粉末、高純度電解ニッケル
粒および精錬上必要な還元用の炭素粉末を第１表に示す
割合で混合し、高純度アルゴン雰囲気で満たした高周波
加熱炉内でこの混合物を還元溶解した。

溶製後のニッケルボロン中のホウ素の同位体分析を行な
った結果、全ホウ素中の１１Ｂの比率は９８％のままで
あった。

得られたニッケルボロンの融点は１０２７°Ｃ１比重は
７．５　（ａ／ｃｍ’）であった。これらの特性値はニ
ッケル基合金材料等の原料として溶融合金に添加した際
に短時間に溶解し、均一混合させるのに十分な値である
。第１表にこれらの特性値を併記する。

なお、ＩＩｓ濃縮ホウ酸を製造する方法としては、ホウ
酸ナトリウム、ホウ酸カルシウム、または粗製ホウ素等
からのホウ酸を沈澱させて再結晶により精製したのち、
′。Ｂと１１Ｂの重量差を利用する方法か、あるいはホ
ウ酸からホウ素のハロゲン化物を作りその化学的特性差
を利用する方法、その他の方法がある。

第１表 ニッケルボロンの製造原料割合 ホウ酸粉末　　　　　　　　　　４０％（Ｈ３８０３、
Ｂｌ縮度　　９８％） 電解ニッケル粒　　　　　　　　５５％炭素粉末　　　
　　　　　　　　　５％ニッケルボロンの特性値 全ホウ素含有■（％）　　　　１０．６　　（１１，５
）”１１Ｂ／　（１０［３＋”Ｂ）（％）　９８　　　
（９８）”炭素含有量（％）０．５ アルミニウム含有量（％）０，１ 融点　（’Ｃ）　　　１０２７　（１５５０）”比重　
　　（Ｍｃｍ３＞　　　　　７．５註：＊（）内の数値
は、比較のために調製したフェロボロンについてのもの
である。

上記で得られたニッケルボロンを、ニッケル基合金材料
ハステロイＸの精錬末期の脱ガス後に、溶１１００ｋｇ
当り４５ｇ添加した。ニッケルボロンは合金溶湯に添加
されたのち直ちに溶は始めた。ニッケルボロンが溶解し
た後、分析試料を採取した。ホウ素を分析した結果、全
ホウ素含有量は５２１）ｔ）ｍであり、ＩＩｓの全ホウ
素中に占める割合は９４％でめった。

実施例２゜ 実施例１で得られたニッケルボロンを破砕して細粒とし
たものと、金属シリコン粒および電解ニッケル粒とを第
２表に示す割合で混合し、高純度アルゴン雰囲気で満た
した電気炉内でこの混合物を還元溶解し、合金塊を装造
した。

溶製後のシリコン添加ニッケルボロン中のホウ素の同位
体分析を行なった結果、全ホウ素中の１１Ｂの比率は９
８％のままであった。

１ｑられたシリコン添加ニッケルボロンの融点ハ１０１
４℃、比重は７．８５、ホウ素およびシリコンの含有量
はそれぞれ４．１％および６．０％であった。不純物と
してのアルミニウムおよび炭素の母は、それぞれ０．０
４％および０．０１％で必りた。これらの特性値はニッ
ケル基合金材料等の添加原料として用いた場合に、フェ
ロボロンと比較して低温で短時間に溶解、均一に混合さ
せるのに十分な値となっている。また原子炉材料接合用
のニッケルろう材として使用に適した融点を有し、Ｓｉ
／Ｂ比（重量比）で約１．５であり、良好な自溶性を有
する値となっている。

第２表 シリコン添加ニッケルボロンの製造原料割合ニッケルボ
ロン（実施例１）の破砕粒　４０％金属シリコン粒　　
　　　　　　　　　　６％電解ニッケル粒　　　　　　
　　　　　５４％シリコン添加ニッケルボロンの特性値 全ホウ素含有量（％）４．１ １１Ｂ／（１０Ｂ＋”Ｂ）　（％）９８シリコン含有量
（％）６．Ｏ 炭素含有は（％）　　　　　　　　　　０．０４アルミ
ニウム含有甜（％）　　　　　　０．０１融点　（’Ｃ
）　　　　１０１４ 比重　（Ｍｃｍ３）　　　　７．８５ 〈発明の効果〉 以上の説明かられかるように、この発明の１１　Ｂ　ｇ
縮ニッケルボロンあるいはシリコン添加ニッケルボロン
をニッケル基合金材料、鉄鋼材料等の中性子照射環境で
使用される原子炉材料に添加すること、あるいは接合材
料として用いることによって、材料中の１０Ｂを増加さ
せることなく１１Ｂを有効に含有せしめることができる
。

また、耐自己融着性、耐摩耗性が必要とされる部位に用
いられる表面硬化合金、例えばニッケル基のコルモノイ
合金等に、従来の天然ボロンの添加に代えて、この発明
の１１　ｓ　濃縮ニッケルボロンあるいはシリコン添加
ニッケルボロンを原料として加えることによって、表面
硬化合金の耐中性子照射性を改善させることもできる。

また、先願発明の１１　Ｂ　濃縮フェロボロンは鉄を主
成分とするため、鉄成分の添加が好ましくないニッケル
基合金、鉄鋼材料等の中性子照射環境用の合金材料には
使用できなかったのに対し、この発明のニッケルボロン
およびシリコン添加ニッケルボロンを用いれば上記のご
とき合金材料に対しても適性量の１１Ｂを効果的かつ経
済的に添加することが可能となる。特に、この発明のニ
ッケルボロンおよびシリコン添加ニッケルボロンは、フ
ェロボロンに比較して低融点でおることから、より短時
間で合金材料に混合溶解させやすく、さらには、中性子
照射環境での部材接合用ろう材もしくはその原料として
用いた場合には、熱歪みのより少ない条件で接合施工を
行なうことができる。

このようにして、この発明の１１６　Ｂ縮ニッケルボロ
ンおよびシリコン添加１１３　Ｂ縮ニッケルボロンを添
加して得られたニッケル基合金材料等においては、１０
ｓ（ｎ、α）反応による核変換を生じないために、添加
された１１Ｂと他の成分元素との好ましい相互作用が中
性子照射環境でも保持されることになる。そのため中性
子照射環境下でニッケル基合金材料等への１１Ｂの添加
が広〈実施されるようになり、それに伴い、耐中性子照
射性に優れた材料の開発並びに構造物の開発が促進され
ることになる。このような材料を使用することにより、
キーテクノロジーとしての中性子照射環境下で用いられ
る原子炉内構造物の安全性の向上並びに長寿命化を図る
ことができるのである。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、ニッケルーホウ素平衡状態図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホウ素（Ｂ）を２〜１５重量％、不純物としてのア
   ルミニウムを０．１重量％以下および炭素を０．５重量
   ％以下含有し、残りがニッケル成分からなり、全ホウ素
   含有量に対してホウ素−１１（＾１＾１Ｂ）が９０重量
   ％以上でかつ融点が１２００℃以下であることを特徴と
   するニッケル基合金材料、鉄鋼材料等の原子炉材料に添
   加するためのニッケルボロン。 ２、ホウ素（Ｂ）を２〜１５重量％、シリコン（Ｓｉ）
   を３〜１０重量％、不純物としてのアルミニウムを０．
   １重量％以下および炭素を０．５重量％以下含有し、残
   りがニッケル成分からなり、全ホウ素含有量に対してホ
   ウ素−１１（＾１＾１Ｂ）が９０重量％以上でかつ融点
   が１２００℃以下であることを特徴とするニッケル基合
   金材料、鉄鋼材料等の原子炉材料に添加するための、あ
   るいは該原子炉材料の接合用ろう材として用いるための
   ニッケルボロン。