JPS643947B2 - - Google Patents
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- JPS643947B2 JPS643947B2 JP6052080A JP6052080A JPS643947B2 JP S643947 B2 JPS643947 B2 JP S643947B2 JP 6052080 A JP6052080 A JP 6052080A JP 6052080 A JP6052080 A JP 6052080A JP S643947 B2 JPS643947 B2 JP S643947B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0635—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、Mo又はMo合金から成る構造材の
表面に、耐熱性に極めて優れているSiC又はB4C
から成る薄層を被覆した原子炉用構造材に関す
る。 Mo又はMo合金から成る構造材は、優れた耐
熱性と耐熱衝撃性を有し、かつ、脆性が小さいと
ころから高温用構造材、高温用炉材として原子力
利用開発、航空機工業、宇宙開発、海洋開発等の
種々の分野において多用されている。 しかし、このようなMo又はMo合金から成る
耐熱性に極めて優れた構造材においても例えば高
温炉用に用い、600℃以上に大気中で加熱された
場合には表層から除々に酸化して、表層はMo酸
化物となり、表層から除々に脱落して構造材がや
せ細るという欠点があつた。 また、真空中においても高温下で表層から除々
に蒸発して構造材がやせ細るため、寿命上の問題
もあつた。 本発明はかかるMo又はMo合金から成る構造
材の耐熱性をさらに向上すべくなされたもので、
Mo又はMo合金から成る構造材の表面に、SiCま
たはB4Cから選ばれた１種又は２種以上の炭素又
は炭化物から成る薄層が被覆され、かつ薄層の厚
さは５〜50μであることを特徴とする原子炉用構
造材を提供しようとするものである。 本発明の対象となるMo又はMo合金としては、
Mo金属粉末又はMo金属粉末と他の金属もしく
は非金属元素の粉末、例えばTi、Zr、Ｂ、Ｖ、
Re、Ｗ等との混合粉末を圧縮成形し非酸化性雰
囲気中で加熱焼結されて得られたもの、あるいは
Mo金属又はMo合金の溶解鋳造もしくは機械加
工により得られたものを使用することができる。 以下本発明の詳細を説明する。 本発明における原子炉用構造材は、Mo又は
Mo合金から成る構造材の表面に通常5μから50μ
の厚さのSiC又はB4Cから成る薄層が被覆されて
構成されている。 SiC又はB4Cから成る層はプラズマ溶射法、電
気めつき法、気相めつき法等の方法により構造材
上に被覆することができるが、気相メツキ法によ
る場合には、他の方法による場合に比較して、よ
り組織の緻密な、かつ、構造材との密着性の高い
薄層を得ることができる。 なお、SiC又はB4Cはそれぞれ単独で構造材上
へ被覆してもよいが、２種以上を併用しても差支
えない。 また、薄層の膜厚は5μ以下の場合には、耐熱
性の向上効果が小さく、逆に50μ以上の場合に
は、薄層が構造材から剥離し易くなり、更に作業
性も低下するので、膜厚は５〜50μとするのが望
ましい。 このような原子炉用構造材は大気中および真空
中において約1500℃に加熱された場合でも、酸化
したり蒸発したりすることがく、極めて耐熱性の
高いものとなる。 また、Mo又はMo合金は、中性子照射による
損傷が少なく、特に原子力関連の高温炉用構造材
として好適である。 次に実施例により本発明を詳細に説明する。 実施例 １ 平均粒径２〜4μのMo金属粉末を１〜2ton／cm2
の圧力で加圧成型し、これはH2雰囲気中で1800
℃×５時間加熱焼結し、次いでこれを鍛造した後
圧延加工して得られた幅20mm、長さ300mm、厚さ
１mmのMo金属から成る構造材の表面にSiCから
成る膜厚約10μの薄層を気相めつき法により形成
し原子炉用構造材を得た。 なお、気相めつき法は、次式 aSiCl4＋bCH4＋cH2→dSiC＋eHCl で表わされる熱反応を利用して、図に示すよう
に、約1800〜2000℃の高温雰囲気とされた気相め
つき炉１内にMo金属から成る構造材２を載置
し、この気相めつき炉１内にSiCl4、CH4、H2と
から成る混合ガス３を流しながら約５時間挿通す
ることにより行なわれた。 図において４はこのようにして形成された薄層
を示している。 こうして得られた原子炉用構造材を大気中1400
℃で１時間および真空（５×10-4mmHg）中140℃
で10時間加熱した後の加熱減量はそれぞれ第２表
の通りであつた。 なお第１表中比較例は、SiCを被覆しない点を
除いて実施例と同一方法で製造した同一寸法の構
造材を実施例と同一条件で加熱したときの加熱減
量であつて比較のために示したものである。
表面に、耐熱性に極めて優れているSiC又はB4C
から成る薄層を被覆した原子炉用構造材に関す
る。 Mo又はMo合金から成る構造材は、優れた耐
熱性と耐熱衝撃性を有し、かつ、脆性が小さいと
ころから高温用構造材、高温用炉材として原子力
利用開発、航空機工業、宇宙開発、海洋開発等の
種々の分野において多用されている。 しかし、このようなMo又はMo合金から成る
耐熱性に極めて優れた構造材においても例えば高
温炉用に用い、600℃以上に大気中で加熱された
場合には表層から除々に酸化して、表層はMo酸
化物となり、表層から除々に脱落して構造材がや
せ細るという欠点があつた。 また、真空中においても高温下で表層から除々
に蒸発して構造材がやせ細るため、寿命上の問題
もあつた。 本発明はかかるMo又はMo合金から成る構造
材の耐熱性をさらに向上すべくなされたもので、
Mo又はMo合金から成る構造材の表面に、SiCま
たはB4Cから選ばれた１種又は２種以上の炭素又
は炭化物から成る薄層が被覆され、かつ薄層の厚
さは５〜50μであることを特徴とする原子炉用構
造材を提供しようとするものである。 本発明の対象となるMo又はMo合金としては、
Mo金属粉末又はMo金属粉末と他の金属もしく
は非金属元素の粉末、例えばTi、Zr、Ｂ、Ｖ、
Re、Ｗ等との混合粉末を圧縮成形し非酸化性雰
囲気中で加熱焼結されて得られたもの、あるいは
Mo金属又はMo合金の溶解鋳造もしくは機械加
工により得られたものを使用することができる。 以下本発明の詳細を説明する。 本発明における原子炉用構造材は、Mo又は
Mo合金から成る構造材の表面に通常5μから50μ
の厚さのSiC又はB4Cから成る薄層が被覆されて
構成されている。 SiC又はB4Cから成る層はプラズマ溶射法、電
気めつき法、気相めつき法等の方法により構造材
上に被覆することができるが、気相メツキ法によ
る場合には、他の方法による場合に比較して、よ
り組織の緻密な、かつ、構造材との密着性の高い
薄層を得ることができる。 なお、SiC又はB4Cはそれぞれ単独で構造材上
へ被覆してもよいが、２種以上を併用しても差支
えない。 また、薄層の膜厚は5μ以下の場合には、耐熱
性の向上効果が小さく、逆に50μ以上の場合に
は、薄層が構造材から剥離し易くなり、更に作業
性も低下するので、膜厚は５〜50μとするのが望
ましい。 このような原子炉用構造材は大気中および真空
中において約1500℃に加熱された場合でも、酸化
したり蒸発したりすることがく、極めて耐熱性の
高いものとなる。 また、Mo又はMo合金は、中性子照射による
損傷が少なく、特に原子力関連の高温炉用構造材
として好適である。 次に実施例により本発明を詳細に説明する。 実施例 １ 平均粒径２〜4μのMo金属粉末を１〜2ton／cm2
の圧力で加圧成型し、これはH2雰囲気中で1800
℃×５時間加熱焼結し、次いでこれを鍛造した後
圧延加工して得られた幅20mm、長さ300mm、厚さ
１mmのMo金属から成る構造材の表面にSiCから
成る膜厚約10μの薄層を気相めつき法により形成
し原子炉用構造材を得た。 なお、気相めつき法は、次式 aSiCl4＋bCH4＋cH2→dSiC＋eHCl で表わされる熱反応を利用して、図に示すよう
に、約1800〜2000℃の高温雰囲気とされた気相め
つき炉１内にMo金属から成る構造材２を載置
し、この気相めつき炉１内にSiCl4、CH4、H2と
から成る混合ガス３を流しながら約５時間挿通す
ることにより行なわれた。 図において４はこのようにして形成された薄層
を示している。 こうして得られた原子炉用構造材を大気中1400
℃で１時間および真空（５×10-4mmHg）中140℃
で10時間加熱した後の加熱減量はそれぞれ第２表
の通りであつた。 なお第１表中比較例は、SiCを被覆しない点を
除いて実施例と同一方法で製造した同一寸法の構
造材を実施例と同一条件で加熱したときの加熱減
量であつて比較のために示したものである。
【表】
実施例 ２
平均粒径２〜4μのMo金属粉末を１〜2ton／cm2
の圧力で加圧成型し、これはH2雰囲気中で1800
℃×５時間加熱焼結し、次いでこれを鍛造した後
圧延加工して得られた幅20mm、長さ300mm、厚さ
１mmのMo金属から成る構造材の表面にB4Cから
成る膜厚約10μの薄層を気相めつき法により形成
し原子炉用構造材を得た。 なお、気相めつき法は、次式 aBCl3＋dC6H5CH3→cB4C＋dHCl で表わされる熱反応を利用して、 図に示すように、約800〜1200℃の高温雰囲気
とされた気相めつき炉１内にMo金属から成る構
造材２を載置し、この気相メツキ炉１内に、
BCl3、C6H5CH3とから成る混合ガス３を流しな
がら約５〜10時間挿通することにより行なわれ
た。 図において４はこのようにして形成された薄層
を示している。 こうして得られた原子炉用構造材を大気中1400
℃で１時間および真空（５×10-4mmHg）中140℃
で10時間加熱した後の加熱減量はそれぞれ第４表
の通りであつた。 なお第２表中比較例は、B4Cを被覆しない点を
除いて実施例と同一方法で製造した同一寸法の構
造材を実施例と同一条件で加熱したときの加熱減
量であつて比較のために示したものである。
の圧力で加圧成型し、これはH2雰囲気中で1800
℃×５時間加熱焼結し、次いでこれを鍛造した後
圧延加工して得られた幅20mm、長さ300mm、厚さ
１mmのMo金属から成る構造材の表面にB4Cから
成る膜厚約10μの薄層を気相めつき法により形成
し原子炉用構造材を得た。 なお、気相めつき法は、次式 aBCl3＋dC6H5CH3→cB4C＋dHCl で表わされる熱反応を利用して、 図に示すように、約800〜1200℃の高温雰囲気
とされた気相めつき炉１内にMo金属から成る構
造材２を載置し、この気相メツキ炉１内に、
BCl3、C6H5CH3とから成る混合ガス３を流しな
がら約５〜10時間挿通することにより行なわれ
た。 図において４はこのようにして形成された薄層
を示している。 こうして得られた原子炉用構造材を大気中1400
℃で１時間および真空（５×10-4mmHg）中140℃
で10時間加熱した後の加熱減量はそれぞれ第４表
の通りであつた。 なお第２表中比較例は、B4Cを被覆しない点を
除いて実施例と同一方法で製造した同一寸法の構
造材を実施例と同一条件で加熱したときの加熱減
量であつて比較のために示したものである。
図は、本発明の一実施例において用いられる気
相めつき法を説明するための概略説明図である。 １……気相めつき炉、２……構造材、３……混
合ガス。
相めつき法を説明するための概略説明図である。 １……気相めつき炉、２……構造材、３……混
合ガス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Mo又はMo合金から成る構造材の表面に、
SiCおよびB4Cから選ばれた１種又は２種以上の
炭化物から成る薄層が被覆され、かつこの薄層の
膜厚は５〜50μであることを特徴とする原子炉用
構造材。 ２ 薄層は気相めつき法により形成されて成るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子
炉用構造材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6052080A JPS56156770A (en) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | Structural material for high temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6052080A JPS56156770A (en) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | Structural material for high temperature |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59246266A Division JPS60187679A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 高温炉用構造材 |
| JP24626784A Division JPS60187677A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 高温炉用構造材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56156770A JPS56156770A (en) | 1981-12-03 |
| JPS643947B2 true JPS643947B2 (ja) | 1989-01-24 |
Family
ID=13144669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6052080A Granted JPS56156770A (en) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | Structural material for high temperature |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56156770A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4724169A (en) * | 1984-10-09 | 1988-02-09 | Ovonic Synthetic Materials Company, Inc. | Method of producing multilayer coatings on a substrate |
| CN106637037B (zh) * | 2016-09-14 | 2019-07-23 | 西安交通大学 | 超低压气氛下的高能高速等离子射流沉积SiC涂层及其制备方法和应用 |
-
1980
- 1980-05-09 JP JP6052080A patent/JPS56156770A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56156770A (en) | 1981-12-03 |
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