WO2020071260A1 - 揮発抑制部品及びその製造方法 - Google Patents

揮発抑制部品及びその製造方法

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WO2020071260A1
WO2020071260A1 PCT/JP2019/038074 JP2019038074W WO2020071260A1 WO 2020071260 A1 WO2020071260 A1 WO 2020071260A1 JP 2019038074 W JP2019038074 W JP 2019038074W WO 2020071260 A1 WO2020071260 A1 WO 2020071260A1
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volatilization
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metal
volatilization suppressing
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PCT/JP2019/038074
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匠司 斉藤
智明 宮澤
丸子　智弘
祐一 岩本
厚 伊藤
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株式会社フルヤ金属
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    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present disclosure relates to a volatilization suppressing component and a method of manufacturing the same, for example, a volatilization suppressing component having a laminated film in which cracking that becomes a peeling of a coating layer and a crack that becomes an oxygen invasion path does not easily occur, and improving the productivity, It relates to a manufacturing method.
  • high-quality glass such as glass for liquid crystal display or optical glass, or various single crystals such as oxide single crystal or halide single crystal have been manufactured in a high temperature range of 1200 ° C. or higher.
  • the heat-resistant parts used in these manufactures are usually formed of metal or oxide.
  • the heat-resistant component is formed of a metal
  • the metal is oxidized in an atmosphere in which oxygen exists at a high temperature, and the strength is reduced due to oxidative deterioration and oxidative volatilization, thereby shortening the product life.
  • a method has been proposed in which a coating layer made of stabilized zirconia is formed on the outer surface of a high-temperature device made of a platinum group metal by thermal spraying (for example, see Patent Document 1).
  • the thickness of the coating layer is 50 to 500 ⁇ m.
  • the oxygen barrier film is a porous film, so that oxygen easily penetrates and is insufficient to suppress oxidative volatilization. Further, since the oxygen barrier film is a porous film, the contact area with the substrate is small, cracks are easily generated between the surface of the substrate and the oxygen barrier film, and the oxygen barrier film is easily peeled. When oxygen reaches the surface of the substrate due to porosity and peeling, the metal forming the surface of the substrate undergoes oxidative deterioration and oxidative volatilization, and the effect as an oxygen barrier film becomes insufficient.
  • volatilization suppressing component in which peeling of a coating layer and propagation of cracks serving as an oxygen invasion path are less likely to occur, and a method of manufacturing a volatilization suppressing component with improved productivity.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, formed a laminated film of an adhesion layer and a protective layer, and in use, the protective layer prevents propagation of cracks from the adhesion layer.
  • the inventors have found that the above problem can be solved, and have completed the present invention.
  • a volatilization suppressing component includes a metal base, a first layer formed on a part or the whole of the surface of the metal base, and a second layer formed on the first layer.
  • the first layer is an adhesion layer between the metal-based substrate and the second layer
  • the second layer is a protective layer of the first layer.
  • the first layer is more dense than the second layer. Oxygen intrusion paths are less likely to occur in the laminated film.
  • the first layer is a dense adhesive layer having an average porosity of less than 10%
  • the second layer has an average porosity of 10% or more and 50% or less.
  • the protective layer is preferably a porous protective layer. The adhesion between the metal base material and the first layer is further improved, and cracks generated in the first layer are less likely to propagate to the second layer.
  • the average particle diameter of the first layer is preferably larger than the average particle diameter of the second layer. Cracks generated in the first layer are less likely to propagate to the second layer, and deformation of the first layer is suppressed.
  • the average particle diameter of the first layer is larger than 2 ⁇ m and 20 ⁇ m or less, and the average particle diameter of the second layer is 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the adhesion between the metal base material and the first layer is further improved, and the cracks generated in the first layer are less likely to propagate to the second layer, and the deformation of the first layer is further suppressed.
  • the average thickness of the first layer is 50 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and the average thickness of the second layer is 30 ⁇ m or more and 65 ⁇ m or less. The oxygen barrier property of the laminated film is ensured, and the number of cracks is reduced.
  • the metal-based base material has an anchor in a vertical cross section indicating the thickness of the base material, and the average cross-sectional area per one anchor is 300 ⁇ m 2 or more.
  • the anchor is a concave portion formed on the outer surface of the metal-based substrate.
  • constituent particles of the first layer occupy 85% or more of a cross-sectional area of the anchor in the vertical cross section.
  • the fixing strength between the first layer and the metal base material is improved.
  • the laminated film is made of an oxide containing any one of zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium and yttrium, or a composite oxide thereof. Preferably, there is. Oxidation deterioration and oxidation volatilization of the metal forming the metal-based substrate can be further suppressed.
  • the first layer and the second layer contain the same oxide as a main component.
  • the thermal expansion coefficients of the first layer and the second layer are approximated, and the generation and peeling of cracks can be further suppressed.
  • the material of the metal base material is preferably platinum, a platinum alloy, iridium, or an iridium alloy.
  • the material of the metal base material can be selected according to the purity and quality of the target product.
  • the method for producing a volatilization-suppressing component according to the present invention is a method for producing the volatilization-suppressing component according to the present invention, and a step of forming the first layer by a thermal spraying method on a surface of the metal-based substrate, Forming a liquid layer on the surface of the first layer, and drying and solidifying the liquid layer at least once to form the second layer.
  • a colloid solution layer is formed at least once as the liquid layer.
  • the production cost is very low, and it can be easily applied to various shapes, and a second layer which is a porous protective layer can be obtained.
  • the liquid layer is formed by brush coating or spray coating. The number of cracks generated in the first layer is reduced.
  • volatilization suppressing component having a laminated film in which the peeling of the coating layer and the propagation of cracks serving as an oxygen intrusion path are less likely to occur. Further, according to the present disclosure, it is possible to provide a method of manufacturing a volatilization suppressing component with improved productivity.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a sectional structure of the volatilization suppressing component according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of an interface region B in FIG. 1. It is explanatory drawing which shows the anchor in the interface area
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-sectional structure before using the volatilization suppressing component according to the present invention.
  • FIG. 5 is a microscope image of the surface of the volatilization suppressing component obtained in Example 1 before a tensile test.
  • 7 is a scanning electron microscope (SEM) image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Example 1 before a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 5 is a microscope image of the surface of the volatilization suppressing component obtained in Example 1 after a tensile test.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Example 1 after a tensile test, observed from the x direction in FIG. 6.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Example 1 after a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 6 is a microscope image of a surface of a volatilization suppressing component obtained in Example 2 before a tensile test.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Example 2 before a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 5 is a microscope image of the surface of the volatilization suppressing component obtained in Example 2 after a tensile test.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Example 2 after a tensile test, observed from the x direction in FIG. 6.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Example 2 after a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 5 is a microscope image of a surface of a volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 1 before a tensile test.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 1 before a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 6 is a microscope image of the surface of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 1 after a tensile test.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 1 after a tensile test, observed from the x direction in FIG. 6.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 1 after a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 9 is a microscope image of a surface of a volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 2 before a tensile test.
  • 7 is a SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 2 before a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 9 is a microscope image of the surface of a volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 2 after a tensile test.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 2 after a tensile test, observed from the x direction in FIG. 6.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 2 after a tensile test observed from the y direction in FIG. 6.
  • 9 is a microscope image of a surface of a volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 3 before a tensile test.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 3 before a tensile test, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 9 is a microscope image of a surface of a volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 3 after a tensile test.
  • Example 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 3 after a tensile test, observed from the x direction in FIG. 6.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 3 after a tensile test observed from the y direction in FIG. 6.
  • 5 is a graph showing the relationship between the rate of volatilization and the average volatilization rate with respect to the cumulative time of the volatilization test (Example 3, Comparative Examples 4 to 6).
  • 9 is a microscope image of the surface of a volatilization suppressing component obtained in Example 4.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Example 4 observed from the y direction in FIG. 6.
  • 9 is a microscope image of the surface of a volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 7.
  • 7 is an SEM image of a cross section of the volatilization suppressing component obtained in Comparative Example 7, observed from the y direction in FIG. 6.
  • 5 is a graph showing the relationship between the volatilization rate and the average volatilization rate with respect to the cumulative time of the volatilization test (Example 4, Comparative Examples 7 to 8).
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a sectional structure of the volatilization suppressing component according to the present invention.
  • the volatilization suppressing component 100 according to the present embodiment is formed on a metal base material 101, a first layer 102 formed on a part or the whole of the surface of the metal base material 101, and the first layer 102.
  • the first layer 102 is an adhesion layer between the metal-based substrate 101 and the second layer 103, and the second layer 103 is a protection layer for the first layer 102.
  • Layer is a schematic sectional view showing an example of a sectional structure of the volatilization suppressing component according to the present invention.
  • the volatilization suppressing component 100 according to the present embodiment is formed on a metal base material 101, a first layer 102 formed on a part or the whole of the surface of the metal base material 101, and the first layer 102.
  • the first layer 102 is an adhesion layer between the metal-based substrate 101 and the second layer 103
  • the metal-based substrate 101 may have the shape of a crucible, a container, a stirring part used in a glass-making furnace, or an auxiliary jig of a glass-production furnace. Some or all may be exposed to oxygen, causing oxidative degradation and oxidative volatilization.
  • the material of the metal base material 101 is preferably platinum, a platinum alloy, iridium, or an iridium alloy.
  • the material of the metal base material 101 can be selected according to the purity and quality of the target product.
  • the present embodiment is not limited to the shape and use of the metal base material 101.
  • the form in which the material of the metal base material 101 is a platinum alloy or an iridium alloy may be a dispersion strengthened alloy in which an oxide or a nitride is dispersed in each metal element.
  • Each metal element is pure platinum having a purity of 99.9% or more or pure iridium having a purity of 99.9% or more.
  • the oxide is, for example, zirconium oxide, hafnium oxide, yttrium oxide, magnesium oxide, titanium oxide, or aluminum oxide.
  • the nitride is, for example, boron nitride, silicon nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, niobium nitride, hafnium nitride or yttrium nitride.
  • the oxides or nitrides may be used alone or in combination of two or more.
  • Dispersion-strengthened alloys include, for example, dispersion-strengthened alloys in which oxides are dispersed in pure platinum having a purity of 99.9% or more, dispersion-strengthened alloys in which nitrides are dispersed in pure platinum having a purity of 99.9% or more, It is a dispersion-strengthened alloy in which an oxide is dispersed in pure iridium having a purity of 99.9% or more, or a dispersion-strengthened alloy in which a nitride is dispersed in pure iridium having a purity of 99.9% or more.
  • the form in which the material of the metal-based substrate 101 is a platinum alloy or an iridium alloy is a binary or more alloy containing platinum as a main component, for example, a binary alloy or a ternary alloy, or a binary containing iridium as a main component. More than the original alloy, for example, a binary alloy or a ternary alloy may be used.
  • the phrase "having platinum as a main component" means that the platinum content (% by mass) is the largest among the metal components constituting the alloy, and more preferably the platinum content in the alloy is 50% by mass. That is all.
  • an alloy containing platinum as a main component may be referred to as “Pt-M (“ M ”indicates a metal other than the element described at the top (in this case, Pt).)”.
  • Pt-M an alloy containing platinum as a main component
  • M indicates a metal other than the element described at the top (in this case, Pt).
  • the alloy include Pt-Ir, Pt-Rh, Pt-Ru, Pt-Re, Pt-Mo, Pt-W, Pt-Pd, Pt-Au, Pt-Ir-Rh, Pt-Rh- Pd, Ir-Pt, Ir-Rh, Ir-Ru, Ir-Re, Ir-Mo, Ir-W, Ir-Pd, Ir-Zr, Ir-Hf, Ir-Pt-Pd, Ir-Rh-Pd, Ir-Pt-Au, Ir-Rh-Au and Ir-Re-Zr.
  • a dispersion strengthened alloy in which an oxide or a nitride is dispersed in each alloy may be used.
  • the thickness of the metal-based substrate 101 is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 mm, and more preferably 0.3 to 5 mm.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the interface region B in FIG.
  • the metal-based base material 101 has the anchor 106 in a vertical cross section indicating the thickness of the base material, and the average cross-sectional area per one anchor is 300 ⁇ m 2 or more. Is preferably 300 ⁇ m 2 to 1000 ⁇ m 2 , more preferably 300 ⁇ m 2 to 800 ⁇ m 2 . When the thickness is less than 300 ⁇ m 2 , the bonding strength between the first layer 102 and the metal-based substrate 101 may be reduced.
  • the anchor 106 is a concave portion formed on the surface of the metal-based substrate 101.
  • the outer surface of the metal-based substrate 101 is roughened by the anchor 106, and the coating particles enter the anchor 106 of the metal-based substrate 101, thereby improving the bonding strength between the first layer 102 and the metal-based substrate 101.
  • the average cross-sectional area per anchor may be measured by analyzing a microscopic image of the anchor 106.
  • the first layer 102 is formed on a part or the whole of the surface of the metal base material 101.
  • the form in which the first layer 102 is formed on a part of the surface of the metal-based substrate 101 is, for example, a form in which the temperature is likely to be high and only the part where oxidation deterioration and oxidation and volatilization are concerned is covered.
  • the metal-based substrate 101 is a crucible or a container
  • the first layer 102 is preferably formed on part or all of the outer surface of the crucible or the container.
  • the first layer 102 may be provided not only on the outer surface of the crucible or the container, but also on the inner surface of the crucible or the container, where the outside air comes into contact.
  • the portion of the inner surface of the crucible or container that is exposed to outside air is, for example, a portion of the inner surface of the crucible or container that does not contact the intended product or its raw material, or the vicinity of the opening on the inner surface of the crucible or container. It is.
  • the first layer 102 may be formed of an oxide mainly containing any of zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium, and yttrium, or a composite oxide thereof.
  • zirconium as a main component means that the content (% by mass) of zirconium is the largest among the metal components constituting the oxide, and more preferably, the content of zirconium in the oxide is 50%. % By mass or more.
  • the composite oxide may form a solid solution.
  • the oxides have high heat resistance, the contact between the outer surface of the metal-based substrate 101 and the outside air is efficiently suppressed, and the oxidative deterioration and oxidative volatilization of the metal forming the metal-based substrate 101 are reduced. Can be suppressed.
  • a form in which the oxide is zirconia, and a form in which the oxide is at least one oxide selected from the group consisting of yttria, magnesia, calcia, and hafnia with respect to zirconia Is a stabilized zirconia containing from 3 to 20% by mass.
  • the average particle diameter of the first layer 102 is preferably larger than 2 ⁇ m and 20 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the average particle size may be measured by a line segment method.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the anchor in the interface region B and the first layer 102 that has entered the anchor 106.
  • the region S1 of the anchor 106 is a portion surrounded by the surface auxiliary line 107 of the metal-based substrate 101 and the anchor 106, as shown in FIG.
  • the region S2 of the first layer 102 that has entered the anchor 106 is surrounded by the surface auxiliary line 107 of the metal-based substrate 101 and the indented curved portion 105 of the first layer 102.
  • the area ratio (S2 / S1) of the region S2 of the first layer 102 into the anchor 106 relative to the region S1 of the anchor 106 is preferably 85% to 100%, more preferably 90% to 100%.
  • the fixing strength between the first layer 102 and the metal-based substrate 101 may be reduced.
  • the constituent particles of the first layer 102 enter the anchor 106 and are fixed to each other to perform the function of a hook, so that the bonding strength between the first layer 102 and the metal base material 101 is improved.
  • the average porosity of the first layer 102 is preferably less than 10%, more preferably less than 5%. The lower the average porosity, the better. If it is 10% or more, cracks are likely to occur at the portion of the surface auxiliary line 107 of the metal base material 101 of the anchor 106, and the adhesion between the metal base material 101 and the first layer 102 may be deteriorated. is there.
  • the average porosity may be measured by analyzing a microscopic image of a cross section of the first layer 102.
  • the average thickness of the first layer 102 is preferably 50 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and more preferably 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. If it is less than 50 ⁇ m, the oxygen barrier properties may be insufficient. On the other hand, if the thickness exceeds 150 ⁇ m, the flexibility becomes poor, and cracks may easily occur due to a difference in thermal expansion between the material of the metal base material 101 and the material of the first layer 102.
  • the average thickness may be measured by analyzing a microscope image of a cross section of the first layer 102.
  • the first layer 102 is an adhesion layer for covering the metal-based substrate 101.
  • the metal-based substrate 101 and the first layer 102 are in close contact with each other, separation becomes difficult, and the metal portion is exposed by the separation. It prevents oxidative deterioration and oxidative volatilization occurring in the metal base material 101.
  • the second layer 103 is formed by being stacked on the first layer 102, and is preferably formed by being stacked on the entire first layer 102. By laminating on the whole, the first layer 102 can be further protected.
  • the second layer 103 may be formed of an oxide containing any of zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium, and yttrium, or a composite oxide thereof.
  • the main component is any of zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium, and yttrium.
  • the composite oxide may form a solid solution. Since these oxides have high heat resistance, the contact between the outer surface of the metal-based substrate 101 and the outside air together with the first layer 102 is efficiently suppressed, and the metal forming the metal-based substrate 101 is oxidized and degraded. Oxidation and volatilization can be further suppressed.
  • the more preferable form of the second layer 103 is the same as the more preferable form of the first layer 102.
  • the average particle diameter of the second layer 103 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less, more preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less. If the thickness exceeds 2 ⁇ m, the sliding between the particles of the second layer 103 at a high temperature is deteriorated, and the cracks generated in the first layer 102 are easily propagated to the second layer 103, and the stress on the first layer 102 is reduced. , The first layer 102 may be easily deformed, and the first layer 102 may be easily cracked.
  • the average particle size may be measured by a line segment method.
  • the average porosity of the second layer 103 is preferably 10% or more and 50% or less, more preferably 10% or more and 40% or less. If it is less than 10%, the flexibility of the second layer 103 may be insufficient, and cracks generated in the first layer 102 may be easily propagated to the second layer 103. If it exceeds 50%, the oxygen barrier property may be deteriorated.
  • the average porosity may be measured by analyzing a microscopic image of a cross section of the second layer 103.
  • the average thickness of the second layer 103 is preferably 30 ⁇ m or more and 65 ⁇ m or less, and more preferably 35 ⁇ m or more and 55 ⁇ m or less. If it is less than 30 ⁇ m, the oxygen barrier properties may be reduced. If the thickness exceeds 65 ⁇ m, flexibility may be insufficient, and cracks generated in the first layer 102 may easily propagate to the second layer 103.
  • the average thickness may be measured from a microscope image of a cross section of the second layer 103.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a sectional structure before using the volatilization suppressing component according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-sectional structure after using the volatilization suppressing component according to the present invention.
  • the second layer 103 is a protective layer that suppresses the propagation of cracks generated in the first layer 102 in a direction substantially perpendicular to the metal base material 101 by the flexibility of the second layer 103 itself.
  • the volatilization suppressing component 100 expands and contracts. After use, cracks in a direction substantially perpendicular to the metal-based substrate 101 occur in the first layer 102.
  • the laminated film 104 has at least the first layer 102 and the second layer 103.
  • One or more coating layers may be provided on the second layer 103 as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the element as the main component is the same as the element as the main component in the first layer 102 and the second layer 103, and the average porosity or the average
  • the third layer having a particle diameter different from the average porosity or the average particle diameter of the first layer 102 and the second layer 103 is provided, and the element as a main component is the first layer 102 and the second layer 103.
  • an element which is a main component refers to an element having the largest content (% by mass) of elements of a metal component constituting an oxide in each layer, and more preferably a content in an oxide. It is an element of 50% by mass or more.
  • the first layer 102 is an adhesion layer between the metal base material 101 and the second layer 103
  • the second layer 103 is a protective layer of the first layer 102.
  • peeling at the interface between the metal-based substrate and the protective layer may occur. It is easy to occur.
  • the first layer 102 is preferably denser than the second layer 103.
  • an oxygen intrusion path hardly occurs.
  • “dense” means that the average porosity is low.
  • the average porosity of the first layer 102 is larger than the average porosity of the second layer 103, the first porosity is higher than that of the second layer 103. Since the second layer 103 in which a crack is more likely to be formed than the layer 102 is stacked, an oxygen intrusion path may be easily generated in the stacked film 104.
  • the average porosity of the first layer 102 is the same as the average porosity of the second layer 103, the first layer 102 and the second layer 103 become continuous, so that the first layer There is a possibility that cracks generated in the second layer 103 may easily propagate to the second layer 103.
  • the first layer 102 is a dense adhesion layer having an average porosity of less than 10%
  • the second layer 103 has an average porosity of 10% to 50%. % Or less of the porous protective layer. Since the constituent particles of the first layer 102 penetrate into the anchor 106 of the metal-based substrate 101 in a dense state, the adhesion between the metal-based substrate 101 and the first layer 102 is further improved, and the first layer 102 and the Since the interlayer between the second layer 103 and the second layer 103 is discontinuous and the porous second layer 103 has flexibility, cracks generated in the first layer 102 are less likely to propagate to the second layer 103.
  • the average particle diameter of the first layer 102 is preferably larger than the average particle diameter of the second layer 103. Sliding between particles of the constituent particles of the second layer 103 at a high temperature is improved, and cracks generated in the first layer 102 are less likely to propagate to the second layer 103. Further, the deformation of the first layer 102 is suppressed, and the number of cracks generated in the first layer 102 can be reduced.
  • the average particle diameter of the first layer 102 is smaller than the average particle diameter of the second layer 103, the first layer 102 becomes a layer more porous than the second layer 103, and the function as an adhesion layer is reduced. There is a possibility that the one layer 102 is easily separated. When the average particle diameter of the first layer 102 is the same as the average particle diameter of the second layer 103, the deformation of the first layer 102 may not be easily suppressed.
  • the average particle diameter of the first layer 102 is larger than 2 ⁇ m and 20 ⁇ m or less, and the average particle diameter of the second layer 103 is 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less. preferable.
  • the constituent particles of the first layer 102 are more likely to enter the anchor 106, the adhesion between the metal base material 101 and the first layer 102 is further improved, and the sliding of the constituent particles of the second layer 103 between the particles at high temperature. , Cracks generated in the first layer 102 are more difficult to propagate, deformation of the first layer 102 is further suppressed, and the number of cracks generated in the first layer 102 can be further reduced.
  • the average thickness of the first layer 102 is preferably 50 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and the average thickness of the second layer 103 is preferably 30 ⁇ m or more and 65 ⁇ m or less.
  • the oxygen barrier property of the stacked film 104 is ensured, and the number of cracks caused by the lack of flexibility of the stacked film 104 itself is reduced.
  • the laminated film 104 As a preferred embodiment of the laminated film 104, a combination of oxides contained as a main component of the first layer 102 and the second layer 103 ((oxide contained as a main component of the first layer 102 / main component of the second layer 103) ),
  • the first layer 102 is selected from zirconia, silica, alumina, hafnia, calcia, magnesia, beryllia, thoria, yttria
  • the second layer 103 is zirconia, silica, alumina, hafnia.
  • an oxide contained as a main component refers to an oxide having the largest content (% by mass) of oxide components constituting each of the first layer 102 and the second layer 103, and is more preferably. Is an oxide having a content of 50% by mass or more of the oxide components constituting each of the first layer 102 and the second layer 103.
  • the zirconia is, for example, yttria-stabilized zirconia, magnesia-stabilized zirconia, calcia-stabilized zirconia, or hafnia-stabilized zirconia, that is, (yttria-stabilized zirconia / yttria-stabilized zirconia), (magnesia-stabilized zirconia / yttria-stabilized).
  • zirconia (calcia stabilized zirconia / yttria stabilized zirconia), (hafnia stabilized zirconia / yttria stabilized zirconia), (yttria stabilized zirconia / magnesia stabilized zirconia), (magnesia stabilized zirconia / magnesia stabilized zirconia) , (Calcium stabilized zirconia / Magnesia stabilized zirconia), (Hafnia stabilized zirconia / Magnesia stabilized zirconia), (Yttria stabilized zirconia / Calcia stabilized) (Luconia), (Magnesia stabilized zirconia / Calcia stabilized zirconia), (Calcia stabilized zirconia / Calcia stabilized zirconia), (Hafnia stabilized zirconia / Calcia stabilized zirconia), (Yttria stabilized zirconia),
  • Yttria-stabilized zirconia refers to zirconia containing 3 to 20% by mass of yttrium oxide as a stabilizer with respect to zirconia
  • magnesia-stabilized zirconia refers to zirconia with magnesium oxide as a stabilizer of 3 to 20%.
  • the zirconia contains 3% to 20% by mass of calcium oxide as a stabilizer with respect to zirconia.
  • the hafnia-stabilized zirconia refers to hafnium oxide with respect to zirconia. Containing zirconia as a stabilizer by 3 to 20% by mass.
  • the first layer 102 and the second layer 103 preferably contain the same oxide as a main component.
  • the thermal expansion coefficients of the first layer 102 and the second layer 103 are similar.
  • a combination of oxides contained as a main component of the first layer 102 and the second layer 103 ((oxide contained as a main component of the first layer 102 /
  • the first layer 102 and the second layer 103 are the same oxide from zirconia, silica, alumina, hafnia, calcia, magnesia, beryllia, thoria, and yttria.
  • the laminated film 104 has a form of two layers of a first layer 102 and a second layer 103, or a form of three or more layers in which one or more coating layers are provided over the second layer 103,
  • an oxide containing zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium or yttrium as a main component, or a composite oxide thereof is preferable.
  • zirconium as a main component means that the content (% by mass) of zirconium is the largest among the metal components constituting the oxide, and more preferably, the content of zirconium in the oxide is 50%. % By mass or more.
  • the composite oxide may form a solid solution. Since these oxides have high heat resistance, it is possible to further suppress oxidative deterioration and oxidative volatilization of the metal forming the metal-based substrate 101.
  • the method for manufacturing the volatilization suppressing component 100 according to the present embodiment is a method for manufacturing the volatilization suppressing component 100 according to the present embodiment, and forms the first layer 102 on the surface of the metal-based substrate 101 by a thermal spraying method. Forming a second layer 103 by forming a liquid layer on the surface of the first layer 102 and drying and solidifying the liquid layer at least once.
  • First layer forming step Since the thermal spraying forms the first layer 102 by colliding the constituent particles in a molten or nearly-melted state with the metal-based substrate 101, the first layer 102 with respect to the anchor 106 on the surface of the metal-based substrate 101 is formed. The ratio of the area occupied by the constituent particles is increased, and the formed first layer 102 becomes a dense layer having a porosity of 5% or less.
  • the thermal spraying method may be flame spraying, plasma spraying, arc spraying or cold spraying, and is preferably plasma spraying.
  • a temperature sufficiently higher than the melting point of the thermal spray material to be used can be obtained, so that thermal spraying can be performed efficiently.
  • the method of manufacturing the volatilization suppressing component 100 includes a step of forming a liquid layer on the surface of the first layer 102 and drying and solidifying the liquid layer at least once to form the second layer 103.
  • the liquid layer includes a form in which the constituent components of the second layer 103 are dispersed in a dispersion medium and a form in which the constituent components of the second layer 103 are dissolved in a solvent.
  • the step of forming the second layer 103 includes (i) forming a liquid layer on the surface of the first layer 102, and drying and solidifying the liquid layer once to form the second layer 103; (Ii) Forming a liquid layer on the surface of the first layer 102 and drying and solidifying the liquid layer twice or more to form the second layer 103; (iii) Colloid on the surface of the first layer 102 Forming a solution layer, drying and solidifying the colloid solution layer to form a coating layer, forming a solution layer on the surface of the coating layer, and drying and solidifying the solution layer to form the second layer 103; And (iv) a mode in which the steps (iii) are repeated two or more times.
  • the second layer is a layer in which the coating layer and the dried and solidified solution layer formed on the surface of the coating layer are integrated, and the second layer is a dried and solidified product of the coating layer and the solution layer. Is preferably not observed.
  • a colloid solution layer is formed at least once as a liquid layer.
  • the manufacturing cost is very low, the coating can be easily applied to various shapes, and the second layer 103 which is a porous protective layer can be obtained.
  • the colloid solution layer may be (1) a colloid solution layer containing colloidal particles of an oxide serving as a main component of the second layer 103, or (2) an oxygen compound of an oxide serving as a main component of the second layer 103.
  • Colloidal solution layer containing at least one type of colloidal particles selected from hydroxides, alkoxide compounds, carbonate compounds, chlorides, oxychloride compounds and oxynitrate compounds containing an element that binds to oxygen of the oxide that is the main component of Is more preferable.
  • the manufacturing cost is very low, the coating can be easily applied to various shapes, the second layer 103 as a porous protective layer can be formed more efficiently, and cracks as oxygen entry paths can be suppressed.
  • the main component of the second layer 103 refers to a component having the largest content (% by mass) of the components constituting the second layer 103, and more preferably the content in the second layer 103. It is a component of 50% by mass or more.
  • the liquid layer is (1) a colloid solution layer containing colloidal particles of an oxide serving as a main component of the second layer 103 include zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium, and yttrium. Of these are oxide particles of one or more elements dispersed in a dispersion medium.
  • the particles in the colloid solution may be of one type or of two or more types.
  • the dispersion medium is, for example, water.
  • a preferred embodiment of the liquid layer is a colloidal solution layer of zirconium oxide.
  • the liquid layer is composed of (2) a simple colloidal particle of an element that binds to oxygen of an oxide serving as a main component of the second layer 103 or an alloy containing an element that binds to oxygen of an oxide serving as a main component of the second layer 103.
  • the form of a colloid solution layer containing colloid particles is, for example, zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium and yttrium are dispersed in a dispersion medium by a single particle of one element.
  • the particles in the colloid solution may be of one type or of two or more types.
  • the dispersion medium is, for example, water.
  • a preferred specific example of the liquid layer is a metal zirconium colloid solution layer.
  • the liquid layer is (3) at least one type of colloid selected from hydroxides, carbonates, chlorides, oxychloride compounds, and oxynitrate compounds containing an element that binds to oxygen of the oxide that is the main component of the second layer 103.
  • the form of the colloid solution layer containing particles may be, for example, one or more of zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium, and yttrium (hereinafter, also referred to as component Z).
  • the hydroxide particles are dispersed in the dispersion medium, the alkoxide compound particles of the component Z are dispersed in the dispersion medium, and the carbonate compound particles of the component Z are dispersed in the dispersion medium.
  • the particles in the colloid solution may be of one type or of two or more types.
  • the dispersion medium is, for example, water.
  • a preferred specific example of the liquid layer is a zirconium hydroxide colloid solution layer.
  • the liquid layer is at least one selected from a hydroxide, a carbonate compound, a chloride, an oxychloride compound, and an oxynitrate compound containing an element which binds to oxygen of an oxide which is a main component of the second layer 103.
  • the form of the solution layer containing the seed is, for example, one or more of zirconium, silicon, aluminum, hafnium, calcium, magnesium, beryllium, thorium, and yttrium (hereinafter, sometimes referred to as component Z).
  • the hydroxide is dissolved in the solvent
  • the alkoxide compound of the component Z is dissolved in the solvent
  • the carbonate of the component Z is dissolved in the solvent
  • the chloride of the component Z is dissolved.
  • the form in which the oxychloride compound of the component Z is dissolved in the solvent, the oxynitrate compound of the component Z In the form dissolved in a solvent.
  • the dispersion medium is, for example, isopropanol, ethanol, n-butanol.
  • a preferred specific example of the solution layer is a solution layer of a metal alkoxide compound containing silicon alkoxide and zirconium alkoxide.
  • the liquid layer may contain various additives such as a binder as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the first layer 102 and the second layer 103 are in close contact with each other, and a high-quality laminated film 104 free from peeling or cracking can be formed.
  • the form of the liquid layer is not particularly limited, and examples thereof include brush coating, spray coating, and roller coating.
  • the form of the liquid layer is preferably formed by brushing or spraying the liquid layer. The number of cracks generated in the first layer is reduced.
  • the firing temperature of the liquid layer varies depending on the components of the liquid layer and is not particularly limited.
  • the firing temperature is preferably from 100 to 200 ° C, and preferably from 100 to 180 ° C. More preferably, there is.
  • a cross section of the interface between the metal base material and the first layer is photographed at a magnification of 2000 times using a scanning electron microscope (SEM) (model number JSM-6010PLUS / LA, manufactured by JEOL). Five images were selected. Of the anchors in each image, three anchors having the first to third largest areas, that is, a total of 15 anchors were selected as measurement areas.
  • the particle measurement-area measurement mode of the image size measurement / particle measurement software product name Quick Grain, manufactured by Inotech Co., Ltd.
  • ⁇ Average particle size for each layer Five images of the cross section of the volatilization suppressing component photographed at a magnification of 2000 times using an SEM were selected. Five line segments were randomly drawn in each layer of each image, and the average particle diameter of each layer was calculated according to the line segment method.
  • ⁇ Average porosity for each layer Five images of the cross section of the volatilization suppressing component photographed at a magnification of 2000 times using an SEM were selected. In each image, a hole portion was selected from the contrast, and the area of the hole portion was divided by the area of the entire measurement region to measure the porosity. The average porosity of each layer was measured by using the particle measurement-area measurement mode of the image size measurement / particle measurement software.
  • ⁇ Average thickness of each layer Five images of the cross section of the volatilization suppressing component photographed at a magnification of 200 times using an SEM were selected. Five measurement points of each image were selected and selected, the thickness of each layer was measured, the average value of all the measurement points was derived, and the result was divided by the magnification to calculate the average thickness of each layer.
  • the interval between cracks (including the through cracks 108 and the sealing cracks 109 in FIG. 5) generated in the first layer in a direction substantially perpendicular to the metal base material corresponds to P in FIG.
  • the interval between cracks penetrating to the surface of the stacked film corresponds to L in FIG.
  • the average value of all P in the measurement region is defined as an average distance P ave between cracks in a direction substantially perpendicular to the metal-based substrate, and the average value of all L in the measurement region is determined in a direction substantially perpendicular to the metal-based substrate.
  • a crack penetrates to the laminated film surface (through cracks 108) spacing L ave between.
  • Five images of the cross section of the volatilization suppressing component photographed at a magnification of 200 times using an SEM were selected. Image by measuring the length of 1260 to a width linked to shoot so that the 3200, interval cracks each other corresponding to the P and L in FIG. 5 in that area, P derive the average value ave And Lave were calculated. It can be said that the larger the P ave, the smaller the number of cracks (through cracks 108 or sealing cracks 109) in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • the observation direction before tensioning of the volatilization suppressing component was set to only one direction (y direction shown in FIG. 6).
  • Example 1 Metal base material made of platinum
  • Example 2 Metal base material
  • Example 3 Metal base material
  • a strip-shaped platinum-based metal-based substrate manufactured by Furuya Metal Co., Ltd. having a length of 50 mm, a width of 10 mm and a thickness of 1.3 mm was prepared.
  • Composition material As the thermal spray material, yttria-stabilized zirconia (containing 2 to 8% by mass of yttrium oxide, particle size of 10 to 75 ⁇ m) was used.
  • a dispersion of zirconium compound (Lastaff 6110, manufactured by Access Co., Ltd.) containing water as a dispersion medium and containing 70 to 80% by mass of a zirconium compound and 1 to 10% by mass of an alkali metal silicate was used as a first colloid solution. did.
  • a solution of a metal alkoxide compound (Lastaff 6120, manufactured by Access Co., Ltd.) containing isopropanol as a main component of the solvent and containing silicon alkoxide and zirconium alkoxide was used as a second solution.
  • the first layer was formed by spraying the thermal spray material on the entire surface of the metal base material using a plasma thermal spraying apparatus. After cooling the metal-based substrate on which the first layer was formed to room temperature, a 30 mm long ⁇ 10 mm wide area C in the first layer as shown in FIG. A first liquid layer was formed by applying a first colloid solution thereon. After the first liquid layer was air-dried, it was maintained at 150 ° C. for 20 minutes using an electric furnace. Thus, the first liquid layer was dried and solidified to form a coating layer. After drying and solidification, the second solution was applied on the entire surface of the coating layer by using a brush in the longitudinal direction by hand to form a second liquid layer.
  • the second layer includes a coating layer and a dried and solidified second liquid layer formed by applying the second solution. That is, the second layer contains components other than the dispersion medium of the first colloid solution and components other than the solvent of the second solution.
  • the volatilization suppressing parts were baked at 1300 ° C. for 60 minutes.
  • the electric furnace used was a SiC furnace (model number MSFT-1520, manufactured by Yamada Denki).
  • FIG. 7 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component. There was no peeling of the surface of the volatilization suppressing component.
  • FIG. 8 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the y direction in FIG.
  • the cross section observed from the y direction did not have peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and had no crack substantially perpendicular to the metal base material.
  • the average cross-sectional area per anchor was 319.37 ⁇ m 2
  • the ratio (S2 / S1) of the area occupied by the first layer that entered the anchor with respect to the anchor was 91%.
  • the first layer had an average porosity of 3.92%, an average particle size of 4.92 ⁇ m, and an average thickness of 100 ⁇ m.
  • the second layer had an average porosity of 24.56%, an average particle size of 1.24 ⁇ m, and an average thickness of 41 ⁇ m.
  • FIG. 10 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction in FIG. 6, and
  • FIG. 11 shows an image of a cross section observed from the y direction.
  • the cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction there was no peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and no crack in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • Example 2 Metal base material
  • Example 2 Metal base material
  • Example 2 Metal base material
  • Example 2 Metal base material
  • Example 2 Metal base material
  • Example 2 Metal base material
  • Example 2 Metal base material
  • Example 2 The same thermal spray material as in Example 1 was used.
  • First colloid solution and second solution The same first colloid solution and second solution as in Example 1 were used.
  • a first layer was formed in the same manner as in Example 1. After cooling the metal base material on which the first layer was formed to room temperature, using a spray coater (model number W-100, manufactured by ANEST IWATA), the length of the first layer was 30 mm ⁇ as shown in FIG.
  • the first colloid solution was applied on the region C having a width of 10 mm to form a first liquid layer.
  • the second layer includes a coating layer and a dried and solidified second liquid layer formed by applying the second solution. That is, the second layer contains components other than the dispersion medium of the first colloid solution and components other than the solvent of the second solution. Thereafter, for evaluation, baking was performed at 1300 ° C.
  • the electric furnace used was a SiC furnace (model number MSFT-1520, manufactured by Yamada Denki).
  • the temperature was raised to 1300 ° C. in 5 hours, kept at 1300 ° C. for 1 hour, and then lowered to room temperature in 5 hours and then taken out.
  • FIG. 12 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component. There was no peeling of the surface of the volatilization suppressing component.
  • Cross section observation of volatilization suppressing parts A cross section of the volatilization suppressing component was photographed using an SEM.
  • FIG. 13 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the y direction in FIG.
  • the cross section observed from the y direction did not have peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and had no crack substantially perpendicular to the metal base material.
  • the anchor and the first layer were formed as in Example 1.
  • the second layer had an average porosity of 17.69%, an average particle size of 1.13 ⁇ m, and an average thickness of 62 ⁇ m.
  • Example 1 A tensile test was performed in the same manner as in Example 1. When the tensile direction is the x direction shown in FIG. 6 and the elongation between the gauges is set to 1.4%, which is equivalent to the coefficient of thermal expansion of platinum when the temperature of the platinum is raised from room temperature to 1300 ° C., the visual peeling of the surface is reduced. Did not. (Tensile test 2) Tests were conducted with unstretched volatilization-suppressed parts with a more severe elongation between gauges of 5.1%. The tensile direction x and the y direction perpendicular to the x direction are as shown in FIG. After the tensile test, there was no visual surface peeling.
  • FIG. 14 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component. There was no peeling of the surface of the volatilization suppressing component.
  • a cross section of the volatilization suppressing component was photographed using an SEM.
  • FIG. 15 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction in FIG. 6, and
  • FIG. 16 shows an image of a cross section observed from the y direction. In the cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction, there was no peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and no crack in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • the ratio (S2 / S1) of the area occupied by the first layer entering the anchor with respect to the anchor after the tensile test (S2 / S1) was 80% as observed from the x direction, and the y direction. From the observation was 74%.
  • Example 1 Metal base material
  • a metal-based substrate was prepared.
  • Comparative Example 1 Metal base material
  • a metal-based substrate was prepared.
  • Comparative Example 1 The same thermal spray material as in Example 1 was used.
  • the first layer was formed on the entire surface of the metal-based substrate in the same manner as in Example 1, and cooled to room temperature to produce a volatilization suppressing component. Thereafter, for evaluation, the volatilization-suppressed parts were baked at 1300 ° C for 60 minutes.
  • the electric furnace used was a SiC furnace (model number MSFT-1520, manufactured by Yamada Denki). In the case of baking at 1300 ° C., the temperature was raised to 1300 ° C. in 5 hours, kept at 1300 ° C.
  • FIG. 17 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component. There was no peeling of the surface of the volatilization suppressing component.
  • FIG. 18 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the y direction in FIG.
  • FIG. 20 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction in FIG. 6, and
  • FIG. 21 shows an image of a cross section observed from the y direction.
  • the cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction there was no peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and almost no crack in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • Example 2 Metal base material
  • First colloid solution and second solution The same first colloid solution and second solution as in Example 1 were used.
  • the first colloid solution was applied on the entire surface of the metal-based substrate by using a brush in the longitudinal direction by hand to form a first liquid layer.
  • After the first liquid layer was dried by natural drying, it was dried and solidified at 150 ° C. for 20 minutes using an electric furnace to form a coating layer.
  • a second liquid layer is formed by applying a second solution over the entire surface of the coating layer using a brush in the longitudinal direction by hand, and the second liquid layer is naturally dried.
  • the mixture was dried and solidified at 100 ° C. for 20 minutes using an electric furnace to form a first layer on the entire surface of the metal-based base material, thereby producing a volatilization suppressing component.
  • the first layer includes a coating layer and a dried and solidified second liquid layer formed by applying the second solution. That is, the first layer contains components other than the dispersion medium of the first colloid solution and components other than the solvent of the second solution.
  • it was baked in the same manner as in Example 1. (Surface observation of volatile suppression components)
  • the surface of the volatilization suppressing component was photographed using a microscope.
  • FIG. 22 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component.
  • FIG. 23 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the y direction in FIG.
  • the cross section observed from the y direction did not have peeling at the interface between the metal base material and the first layer, but had a crack in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • the average distance L ave between cracks was 69 ⁇ m.
  • FIG. 25 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction in FIG. 6, and FIG. 26 shows an image of a cross section observed from the y direction in FIG.
  • the cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction there was peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and cracks in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • the volatilization suppressing component observed from the y direction there was peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and cracks in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • the average distance L ave between cracks was 77 ⁇ m.
  • the average distance L ave between cracks was 24 ⁇ m.
  • the ratio (S2 / S1) of the area occupied by the first layer entering the anchor with respect to the anchor after the tensile test was 48% when observed in the x direction and 56% when observed in the y direction. there were.
  • the first layer was inferior in adhesion because there was peeling at the interface between the metal base material and the first layer.
  • Example 3 Metal base material
  • First colloid solution and second solution The same first colloid solution and second solution as in Example 1 were used.
  • the first colloid solution was applied over the entire surface of the metal-based substrate to form a first liquid layer.
  • the first liquid layer was dried by natural drying, it was dried and solidified at 150 ° C. for 20 minutes using an electric furnace to form a coating layer.
  • the second solution was applied to the entire surface of the coating layer by hand using a brush to form a second liquid layer. After the second liquid layer is naturally dried, it is dried and solidified at 100 ° C.
  • the first layer includes a coating layer and a dried and solidified second liquid layer formed by applying the second solution. That is, the first layer contains components other than the dispersion medium of the first colloid solution and components other than the solvent of the second solution. Then, for evaluation, it was baked in the same manner as in Example 1. (Surface observation of volatile suppression components) The surface of the volatilization suppressing component was photographed using a microscope. FIG. 27 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component. There was no peeling of the surface of the volatilization suppressing component.
  • FIG. 28 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the y direction in FIG.
  • a part of the interface between the metal base and the first layer was peeled off from the cross section observed from the y direction, and the surface of the metal base was exposed.
  • the average distance L ave between the exposed portions was 71 ⁇ m.
  • FIG. 30 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction in FIG. 6, and
  • FIG. 31 shows an image of a cross section observed from the y direction.
  • the cross section of the volatilization suppressing component observed from the x direction there is peeling at the interface between the metal-based substrate and the first layer, where the surface of the metal-based substrate is exposed and where the first layer is attached. , There was a crack in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • the volatilization suppressing component observed from the y direction there is also separation at the interface between the metal base material and the first layer, where the surface of the metal base material is exposed and the first layer is attached. , There was a crack in a direction substantially perpendicular to the metal base material.
  • the average distance L ave between the exposed portions was 82 ⁇ m.
  • the average distance L ave between the exposed portions was 54 ⁇ m.
  • the ratio of the area occupied by the first layer entering the anchor to the anchor after the tensile test (S2 / S1) was 42% when observed in the x direction and 46% when observed in the y direction. there were.
  • the first layer was inferior in adhesion because there was peeling at the interface between the metal base material and the first layer.
  • the crystal structures of the laminated films of Examples 1 and 2 and the first layers of Comparative Examples 1 and 3 were analyzed by X-ray diffraction.
  • the crystal structure of the first layer of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 is a yttria-stabilized ZrO 2 tetragonal crystal, and the second layer of Example 1 and Example 2, and Comparative Example 2 and Comparative Example 3
  • the crystal structure of the first layer was Zr (SiO 4 ) tetragonal and ZrO 2 single crystal.
  • S2 / S1 of Example 1 and Example 2 was higher than S2 / S1 of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, so that a high S2 / S1 means that the metal-based material and the first It is considered to be one of the factors for improving the adhesion to the layer, that is, preventing the surface of the volatilization suppressing component from peeling off.
  • a high S2 / S1 means that the metal-based material and the first It is considered to be one of the factors for improving the adhesion to the layer, that is, preventing the surface of the volatilization suppressing component from peeling off.
  • Example 1 and Example 2 although there is a slight difference in the average number of cracks generated in the first layer in a direction substantially perpendicular to the metal-based substrate, the performance of the second layer as a protective layer depends on the coating. It became equivalent regardless of the method.
  • Comparative Example 1 since no layer was present on the first layer, the suppression of crack propagation was not good.
  • Comparative Example 2 since the first layer had poor adhesion, the surface of the volatilization suppressing component was peeled off, and no layer was present on the first layer, so that crack propagation was not sufficiently suppressed.
  • Comparative Example 3 since the first layer was inferior in adhesion, the surface of the volatilization suppressing component was peeled off, the surface of the metal-based substrate was exposed, and no layer was present on the first layer. The suppression of crack propagation was not good.
  • Example 3 Metal base material
  • a platinum-based metal base material manufactured by Furuya Metal Co., Ltd. having a length of 20 mm ⁇ a width of 20 mm ⁇ a thickness of 1.3 mm was prepared.
  • (Spray material) The same thermal spray material as in Example 1 was used.
  • (First colloid solution and second solution) The same first colloid solution and second solution as in Example 1 were used.
  • (Production of volatilization suppression parts) A first layer was formed in the same manner as in Example 2. After cooling the metal-based substrate on which the first layer was formed to room temperature, a second layer was formed in the same manner as in Example 2, except that the region C in the first layer was changed to the entire first layer. Then, a volatilization suppressing component was produced. Then, for evaluation, it was baked in the same manner as in Example 1.
  • Example 4 Metal base material
  • Example 3 Metal-based substrate as in Example 3 was prepared.
  • Example 4 The same thermal spray material as in Example 1 was used.
  • the first layer was formed on the entire surface of the metal-based substrate in the same manner as in Example 1, and cooled to room temperature to produce a volatilization suppressing component. Then, for evaluation, it was baked in the same manner as in Example 1.
  • Example 5 Metal base material
  • First colloid solution and second solution The same first colloid solution and second solution as in Example 1 were used.
  • the first colloid solution was applied over the entire surface of the metal-based substrate to form a first liquid layer.
  • the first liquid layer was dried by natural drying, it was dried and solidified at 150 ° C. for 20 minutes using an electric furnace to form a coating layer.
  • the second solution was applied to the entire surface of the coating layer by hand using a brush to form a second liquid layer. After the second liquid layer is naturally dried, it is dried and solidified at 100 ° C.
  • the first layer includes a coating layer and a dried and solidified second liquid layer formed by applying the second solution. That is, the first layer contains components other than the dispersion medium of the first colloid solution and components other than the solvent of the second solution. Then, for evaluation, it was baked in the same manner as in Example 1.
  • Example 6 Metal base material A metal-based substrate similar to that in Example 3 was prepared, and was used as a sample without a coating layer.
  • Example 3 and Comparative Examples 4 to 6 One volatilization suppressing component of each of Example 3 and Comparative Examples 4 to 6 was prepared, and the mass was measured individually.
  • the electric furnace used was a SiC furnace (model number MSFT-1520, manufactured by Yamada Denki). A volatilization test was performed in an atmosphere of the furnace. In the volatilization test, first, each of the volatilization suppressing parts of Example 3 and Comparative Examples 4 to 6 was put into a furnace, and the temperature in the furnace was raised to 1500 ° C. over 5 hours and reached 1500 ° C. The time was taken as test time zero. Thereafter, the temperature was maintained at 1500 ° C.
  • Example 3 and Comparative Examples 4 to 6 were taken out of the furnace, and the mass was measured.
  • the volatilization test on the volatilization-suppressed component for which measurement has been completed is repeatedly performed by the same procedure, and thereafter, the same measurement is repeated at the timing when the accumulated time held at 1500 ° C. becomes 300, 500, 700, 1000, and 1200 hours. After 1,200 hours, the sample was not charged into the furnace again, and the volatilization test was terminated.
  • the volatility when the accumulated time at the time when the mass was measured was n hours was calculated using the following equation (1).
  • the average volatilization rate was calculated using the following equation (2).
  • the volatilization suppressing component obtained in Example 3 suppressed the volatilization rate of the metal-based substrate of Comparative Example 6 to 100%, and the volatilization obtained in Comparative Example 4 was reduced by 62%.
  • the suppression component was suppressed by 36%, and the volatilization suppression component obtained in Comparative Example 5 was suppressed by 16%.
  • FIG. 32 shows the relationship between the volatilization rate and the average volatilization rate with respect to the volatilization test time.
  • the double coat is Example 3
  • the thermal spray coat is Comparative Example 4
  • the liquid coat is Comparative Example 5
  • the coatingless is Comparative Example 6.
  • Example 3 oxidation and volatilization were successfully suppressed.
  • Comparative Examples 4 and 5 since no layer was present on the first layer, the suppression of oxidative volatilization was not good.
  • Comparative Example 6 since no coating layer was present, the suppression of oxidative volatilization was not good.
  • Example 4 Metal base material made of iridium
  • Example 4 Metal base material
  • An iridium metal-based substrate manufactured by Furuya Metal Co., Ltd. having a length of 20 mm ⁇ a width of 20 mm ⁇ a thickness of 1 mm was prepared.
  • (Spray material) As the thermal spray material, yttria-stabilized zirconia (containing 2 to 8% by mass of yttrium oxide, particle size of 10 to 75 ⁇ m) was used.
  • a dispersion of zirconium compound (Lastaff 6110, manufactured by Access Co., Ltd.) containing water as a dispersion medium and containing 70 to 80% by mass of a zirconium compound and 1 to 10% by mass of an alkali metal silicate was used as a first colloid solution. did.
  • a solution of a metal alkoxide compound (Lastaff 6120, manufactured by Access Co., Ltd.) containing isopropanol as a main component of the solvent and containing silicon alkoxide and zirconium alkoxide was used as a second solution.
  • the first layer was formed by spraying the thermal spray material on the entire surface of the metal base material using a plasma thermal spraying apparatus.
  • the first colloid solution was applied over the entire first layer using a spray coater (model W-100, manufactured by ANEST IWATA) to form a first liquid layer.
  • a spray coater model W-100, manufactured by ANEST IWATA
  • the first liquid layer was air-dried, it was maintained at 150 ° C. for 20 minutes using an electric furnace.
  • the first liquid layer was dried and solidified to form a coating layer.
  • the second solution was applied on the entire surface of the coating layer by using a brush in the longitudinal direction by hand to form a second liquid layer. After the second liquid layer was naturally dried, it was maintained at 100 ° C. for 20 minutes using an electric furnace.
  • the second liquid layer was dried and solidified to form the second layer on the entire first layer, thereby producing a volatilization suppressing component.
  • the second layer includes a coating layer and a dried and solidified second liquid layer formed by applying the second solution. That is, the second layer contains components other than the dispersion medium of the first colloid solution and components other than the solvent of the second solution.
  • the surface of the volatilization suppressing component was photographed using a microscope (model number VHX-1000, manufactured by KEYENCE).
  • FIG. 33 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component. There was no peeling of the surface of the volatilization suppressing component.
  • FIG. 34 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the y direction in FIG.
  • the cross section observed from the y direction did not have peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and had no crack substantially perpendicular to the metal base material.
  • the average cross-sectional area per anchor was 327.90 ⁇ m 2 , and the ratio (S2 / S1) of the area occupied by the first layer into the anchor relative to the anchor (S2 / S1) was 93.5%.
  • the first layer had an average porosity of 3.65%, an average particle size of 4.84 ⁇ m, and an average thickness of 81 ⁇ m.
  • the second layer had an average porosity of 23.76%, an average particle diameter of 1.06 ⁇ m, and an average thickness of 51 ⁇ m.
  • Example 7 Metal base material
  • Example 4 a metal-based substrate was prepared.
  • Example 4 The same thermal spray material as in Example 4 was used.
  • a first layer was formed on the entire surface of the metal-based substrate in the same manner as in Example 4, and cooled to room temperature to produce a volatilization suppressing component.
  • FIG. 35 shows an image of the surface of the volatilization suppressing component. There was no peeling of the surface of the volatilization suppressing component.
  • FIG. 36 shows an image of a cross section of the volatilization suppressing component observed from the y direction in FIG.
  • the cross section observed from the y direction did not have peeling at the interface between the metal base material and the first layer, and had no crack substantially perpendicular to the metal base material.
  • the anchor and the first layer were formed as in Example 4.
  • Example 8 Metal base material A metal-based substrate similar to that in Example 4 was prepared, and was used as a sample without a coating layer.
  • Example 4 and Comparative Examples 7 and 8 were prepared, and the mass was measured individually.
  • the electric furnace used was a SiC furnace (model number MSFT-1520, manufactured by Yamada Denki).
  • a volatilization test was performed in an atmosphere of the furnace. In the volatilization test, first, the temperature in the furnace was raised to 1500 ° C. over 2 hours, and when the temperature reached 1500 ° C., one volatilization suppression component of Example 4 and Comparative Examples 7 to 8 was put into the furnace. The input time was defined as test time zero. Thereafter, the sample was kept at 1500 ° C. for an arbitrary time, taken out of the furnace, air-cooled to room temperature, and weighed.
  • the volatilization test is repeatedly performed on the volatilization-suppressed component for which measurement has been completed in the same procedure, and thereafter, the same measurement is repeated until the cumulative time held at 1500 ° C. becomes 1000 hours.
  • the volatilization test was terminated without re-charging.
  • the volatility when the accumulated time at the time when the mass was measured was n hours was calculated using the equation shown in Equation 1.
  • the average volatilization rate was calculated using the equation shown in Equation 2.
  • the volatilization-suppressing component obtained in Example 4 suppressed the volatilization rate of the metal-based substrate of Comparative Example 8 to 100%, and the volatilization obtained in Comparative Example 7 was suppressed by 93%.
  • the control parts suppressed 87%.
  • FIG. 37 shows the relationship between the volatilization rate and the average volatilization rate with respect to the volatilization test time.
  • the double coat is Example 4
  • the thermal spray coat is Comparative Example 7, and the coatingless is Comparative Example 8.
  • Example 4 oxidation and volatilization were successfully suppressed.
  • Comparative Example 7 since no layer was present on the first layer, oxidative volatilization was not sufficiently suppressed.
  • Comparative Example 8 since no coating layer was present, the suppression of oxidative volatilization was not good.
  • REFERENCE SIGNS LIST 100 volatilization suppressing component 101 metal-based substrate 102 first layer 103 second layer 104 laminated film 105 penetration curve portion 106 anchor 107 surface auxiliary line 108 through crack 109 sealing crack

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Abstract

本開示は、コーティング層の剥離及び酸素侵入経路となるクラックの伝播が発生しにくい揮発抑制部品及び生産性を改善した、揮発抑制部品の製造方法を提供することを目的とする。　本開示に係る揮発抑制部品は、金属系基材と、該金属系基材の表面の一部又は全体の上に形成された第１層及び該第１層の上に形成された第２層を少なくとも有する積層膜とを有し、前記第１層は、前記金属系基材と前記第２層との密着層であり、前記第２層は前記第１層の保護層である。

Description

揮発抑制部品及びその製造方法
　本開示は、揮発抑制部品及びその製造方法に関し、例えば、コーティング層の剥離及び酸素侵入経路となるクラックの伝播が発生しにくい積層膜を有する揮発抑制部品及び生産性を改善する、揮発抑制部品の製造方法に関する。
　従来、液晶ディスプレイ用ガラス若しくは光学ガラスなどの高品質ガラス又は酸化物単結晶若しくはハロゲン化物単結晶などの各種単結晶の製造は、１２００℃以上の高温域で製造されている。これらの製造で使用する耐熱性部品は、通常、金属又は酸化物で形成されている。
　耐熱性部品を金属で形成した場合には、高温域で酸素が存在する雰囲気下で前記金属が酸化され、酸化劣化及び酸化揮発によって強度が低下して製品寿命が短くなる。
　揮発抑制防止として、白金族金属からなる高温装置の外表面に、安定化ジルコニアからなるコーティング層を溶射によって形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。ここで、コーティング層の厚さは、５０～５００μｍである。
　また、酸化物のコロイド粒子を含有するコロイド溶液の塗布、乾燥及び焼成の各工程を経て、耐熱性部品の基体の表面に酸素バリア膜を形成することによって、揮発抑制防止をする方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。ここで、酸素バリア膜の厚さは、２０～８００ｎｍである。
　さらに、半導体分野において、イットリア溶射膜と物理気相成長法（ＰＶＤ）膜とを耐食膜として形成し、腐食防止を図る方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。
特開２０１２－１３２０７１号公報 特開２０１５－２１１４４号公報 特開２００５－２４０１７１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の方法では、昇温・降温のサイクルにおいて、耐熱性部品に相当する高温装置の外表面の金属部分とコーティング層の安定化ジルコニアの熱膨張率の違いにより部分的にコーティング層の剥離及びクラックが発生するといった問題がある。ここでブラスト、洗浄及び薬品処理などの表面処理により高温装置の外表面とコーティング層の固着強度を改善することによって、剥離発生の問題は解決できるものの、クラック発生を防止する方法は現時点で存在しない。クラックによって酸素が高温装置の外表面に達することで、高温装置を形成する金属の酸化劣化及び酸化揮発が発生し、酸素バリア層としての効果が不十分となる。
　また、特許文献２に記載の方法では、酸素バリア膜は、多孔質な膜のため、容易に酸素が侵入し、酸化揮発を抑制するには不十分である。さらに、酸素バリア膜は、多孔質な膜のため、基体との接触面積が小さく、基体の表面と酸素バリア膜の間で容易にクラックが発生し、酸素バリア膜が剥離しやすい。多孔性及び剥離によって酸素が基体の表面に達することで、基体の表面を形成する金属の酸化劣化及び酸化揮発が発生し、酸素バリア膜としての効果が不十分となる。
　上記課題を解決するには極力緻密な膜を作製しなければならない。この膜を作製する手段として、特許文献３に記載の溶射膜とＰＶＤ膜との多重層の形成技術があるが、製造コストが高く、大型製品及び特殊形状への膜作製が困難であり、製造の観点より採用が困難である。このように、コーティング層のクラック及び剥離の防止、該クラック及び剥離に伴う酸化揮発の防止、高い生産性などの課題をすべて解決する手段がなかった。
　そこで本開示は、コーティング層の剥離及び酸素侵入経路となるクラックの伝播が発生しにくい揮発抑制部品及び生産性を改善した、揮発抑制部品の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意検討した結果、密着層と保護層の積層膜を形成し、使用時において、保護層が密着層からのクラックの伝播を防止することで、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
　本発明に係る揮発抑制部品は、金属系基材と、該金属系基材の表面の一部又は全体の上に形成された第１層及び該第１層の上に形成された第２層を少なくとも有する積層膜とを有し、前記第１層は、前記金属系基材と前記第２層との密着層であり、前記第２層は前記第１層の保護層であることを特徴とする。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記第１層が前記第２層よりも緻密であることが好ましい。積層膜において、酸素侵入経路が発生しにくくなる。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記第１層は平均の空孔率が１０％未満の緻密な密着層であり、かつ、前記第２層は平均の空孔率が１０％以上５０％以下の多孔質の保護層であることが好ましい。金属系基材と第１層との密着性がさらに向上し、第１層にて生じたクラックが第２層にさらに伝播しにくくなる。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記第１層の平均粒子径が、前記第２層の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。第１層にて生じたクラックが第２層に伝播しにくくなり、第１層の変形が抑制される。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記第１層の平均粒子径が２μｍよりも大きく２０μｍ以下であり、かつ、前記第２層の平均粒子径が０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。金属系基材と第１層との密着性がさらに向上し、第１層にて生じたクラックが第２層にさらに伝播しにくくなり、第１層の変形がさらに抑制される。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記第１層の平均厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、かつ、前記第２層の平均厚さが３０μｍ以上６５μｍ以下であることが好ましい。積層膜による酸素バリア性が確保され、かつクラック発生数が低減する。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記金属系基材は、基材の厚さを示す垂直断面において、アンカーを有し、該アンカー１つあたりの平均断面積が３００μｍ２以上であることが好ましい。ここでアンカーとは、金属系基材の外表面に形成された凹部のことである。金属系基材のアンカーにコーティング粒子が入り込むことによって、第１層と金属系基材との固着強度が向上する。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記垂直断面において、前記第１層の構成粒子が前記アンカーの断面積の８５％以上を占めていることが好ましい。第１層と金属系基材との固着強度が向上する。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記積層膜は、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム若しくはイットリウムのいずれかの元素を主成分とする酸化物又はこれらの複合酸化物であることが好ましい。金属系基材を形成する金属の酸化劣化及び酸化揮発をより抑制することができる。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記第１層及び前記第２層は、同一の酸化物を主成分として含有することが好ましい。第１層及び第２層の熱膨張率が近似となり、クラックの発生や剥離をより抑制することができる。
　本発明に係る揮発抑制部品では、前記金属系基材の材質は、白金、白金合金、イリジウム又はイリジウム合金であることが好ましい。目的とする製造物の純度及び品質に応じて、金属系基材の材質を選定できる。
　本発明に係る揮発抑制部品の製造方法は、本発明に係る前記揮発抑制部品を製造する方法であって、前記金属系基材の表面に、溶射法によって前記第１層を形成する工程と、前記第１層の表面に液層を形成し、該液層を乾燥固化することを少なくとも１回行って、前記第２層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
　本発明に係る揮発抑制部品の製造方法では、前記第２層を形成する工程において、前記液層として、コロイド溶液層を少なくとも１回形成することが好ましい。製造コストが非常に安価となり、各種形状へと容易に塗布できて、多孔質な保護層である第２層が得られる。
　本発明に係る揮発抑制部品の製造方法では、前記液層を刷毛塗り又はスプレー塗布によって形成することが好ましい。第１層におけるクラック発生数が低減する。
　本開示によれば、コーティング層の剥離及び酸素侵入経路となるクラックの伝播が発生しにくい積層膜を有する揮発抑制部品を提供することができる。また、本開示によれば、生産性を改善した、揮発抑制部品の製造方法を提供することができる。
本発明に係る揮発抑制部品の断面構造の一例を示す断面概略図である。 図１における界面領域Ｂの拡大図である。 界面領域Ｂにおけるアンカーと、アンカーに入り込んだ第１層とを示す説明図であり、（ａ）は、第１層がアンカーに入り込んだ状態を示す概略図であり、（ｂ）は、アンカーに入り込んだ第１層の領域を示す説明図であり、（ｃ）は、アンカーの領域を示す説明図である。 本発明に係る揮発抑制部品の使用前における断面構造の一例を示す断面概略図である。 本発明に係る揮発抑制部品の使用後における断面構造の一例を示す断面概略図である。 本実施例に係る揮発抑制部品における各領域を示す上面概略図である。 実施例１で得た揮発抑制部品の引張試験前の表面のマイクロスコープ画像である。 実施例１で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験前の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。 実施例１で得た揮発抑制部品の引張試験後の表面のマイクロスコープ画像である。 実施例１で得た揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 実施例１で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 実施例２で得た揮発抑制部品の引張試験前の表面のマイクロスコープ画像である。 実施例２で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験前の断面のＳＥＭ画像である。 実施例２で得た揮発抑制部品の引張試験後の表面のマイクロスコープ画像である。 実施例２で得た揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 実施例２で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 比較例１で得た揮発抑制部品の引張試験前の表面のマイクロスコープ画像である。 比較例１で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験前の断面のＳＥＭ画像である。 比較例１で得た揮発抑制部品の引張試験後の表面のマイクロスコープ画像である。 比較例１で得た揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 比較例１で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 比較例２で得た揮発抑制部品の引張試験前の表面のマイクロスコープ画像である。 比較例２で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験前の断面のＳＥＭ画像である。 比較例２で得た揮発抑制部品の引張試験後の表面のマイクロスコープ画像である。 比較例２で得た揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 比較例２で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 比較例３で得た揮発抑制部品の引張試験前の表面のマイクロスコープ画像である。 比較例３で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験前の断面のＳＥＭ画像である。 比較例３で得た揮発抑制部品の引張試験後の表面のマイクロスコープ画像である。 比較例３で得た揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 比較例３で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した引張試験後の断面のＳＥＭ画像である。 揮発試験の累積時間に対する揮発率及び平均揮発速度の関係を示すグラフである（実施例３、比較例４～比較例６）。 実施例４で得た揮発抑制部品の表面のマイクロスコープ画像である。 実施例４で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面のＳＥＭ画像である。 比較例７で得た揮発抑制部品の表面のマイクロスコープ画像である。 比較例７で得た揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面のＳＥＭ画像である。 揮発試験の累積時間に対する揮発率及び平均揮発速度の関係を示すグラフである（実施例４、比較例７～比較例８）。
　以降、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
　図１は、本発明に係る揮発抑制部品の断面構造の一例を示す断面概略図である。本実施形態に係る揮発抑制部品１００は、金属系基材１０１と、金属系基材１０１の表面の一部又は全体の上に形成された第１層１０２及び第１層１０２の上に形成された第２層１０３を少なくとも有する積層膜１０４とを有し、第１層１０２は、金属系基材１０１と第２層１０３との密着層であり、第２層１０３は第１層１０２の保護層である。
　金属系基材１０１は、ルツボ、容器、ガラス製造用炉で使用される攪拌部品又はガラス製造用炉の付帯冶具の形状を有してもよく、使用時において、金属系基材１０１の表面の一部又は全体が酸素に曝されて、酸化劣化及び酸化揮発することがある。
　金属系基材１０１の材質は、白金、白金合金、イリジウム又はイリジウム合金であることが好ましい。目的とする製造物の純度及び品質に応じて、金属系基材１０１の材質を選定できる。本実施形態は、金属系基材１０１の形状及び用途に限定されない。
　金属系基材１０１の材質が、白金合金又はイリジウム合金である形態は、各金属元素に酸化物又は窒化物を分散させた分散強化型合金であってもよい。各金属元素は、純度９９．９％以上の純白金又は純度９９．９％以上の純イリジウムである。酸化物は、例えば、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化チタン又は酸化アルミニウムである。窒化物は、例えば、窒化ボロン、窒化シリコン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化ハフニウム又は窒化イットリウムである。酸化物又は窒化物は、１種だけ使用するか又は２種以上を併用してもよい。分散強化型合金は、例えば、純度９９．９％以上の純白金に酸化物を分散させた分散強化型合金、純度９９．９％以上の純白金に窒化物を分散させた分散強化型合金、純度９９．９％以上の純イリジウムに酸化物を分散させた分散強化型合金又は純度９９．９％以上の純イリジウムに窒化物を分散させた分散強化型合金である。
　あるいは、金属系基材１０１の材質が、白金合金又はイリジウム合金である形態は、白金を主成分とする二元以上の合金、例えば二元合金若しくは三元合金、又はイリジウムを主成分とする二元以上の合金、例えば二元合金若しくは三元合金であってもよい。本明細書において、白金を主成分とするとは、合金を構成する金属成分のうち白金の含有量（質量％）が最も多いことをいい、より好ましくは合金中の白金の含有量が５０質量％以上である。本明細書では、白金を主成分とする合金を「Ｐｔ－Ｍ（「「Ｍ」は先頭に記載の元素（この場合はＰｔ）以外の金属を示す。）」と表記することもある。また、イリジウムを主成分とする場合についても同様である。合金の好ましい具体例としては、Ｐｔ－Ｉｒ、Ｐｔ－Ｒｈ、Ｐｔ－Ｒｕ、Ｐｔ－Ｒｅ、Ｐｔ－Ｍｏ、Ｐｔ－Ｗ、Ｐｔ－Ｐｄ、Ｐｔ－Ａｕ、Ｐｔ－Ｉｒ－Ｒｈ、Ｐｔ－Ｒｈ－Ｐｄ、Ｉｒ－Ｐｔ、Ｉｒ－Ｒｈ、Ｉｒ－Ｒｕ、Ｉｒ－Ｒｅ、Ｉｒ－Ｍｏ、Ｉｒ－Ｗ、Ｉｒ－Ｐｄ、Ｉｒ－Ｚｒ、Ｉｒ－Ｈｆ、Ｉｒ－Ｐｔ－Ｐｄ、Ｉｒ－Ｒｈ－Ｐｄ、Ｉｒ－Ｐｔ－Ａｕ、Ｉｒ－Ｒｈ－Ａｕ、Ｉｒ－Ｒｅ－Ｚｒである。また、各合金に酸化物又は窒化物を分散させた分散強化型合金であってもよい。
　金属系基材１０１の厚さは、特に限定されないが、０．１～１０ｍｍであることが好ましく、０．３～５ｍｍであることがより好ましい。
　図２は、図１における界面領域Ｂの拡大図である。本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、金属系基材１０１は、基材の厚さを示す垂直断面において、アンカー１０６を有し、アンカー１つあたりの平均断面積が３００μｍ２以上であることが好ましく、３００μｍ２～１０００μｍ２であることがより好ましく、３００μｍ２～８００μｍ２であることがさらに好ましい。３００μｍ２未満であると、第１層１０２と金属系基材１０１との固着強度が低下する可能性がある。ここでアンカー１０６とは、金属系基材１０１の表面に形成された凹部のことである。アンカー１０６により、金属系基材１０１は、外表面が粗くなり、金属系基材１０１のアンカー１０６にコーティング粒子が入り込むことによって、第１層１０２と金属系基材１０１との固着強度が向上する。アンカー１つあたりの平均断面積は、アンカー１０６の顕微鏡画像の解析によって計測されてもよい。
　第１層１０２は、金属系基材１０１の表面の一部又は全体の上に形成される。第１層１０２が金属系基材１０１の表面の一部に形成される形態は、例えば、高温となりやすく酸化劣化及び酸化揮発が懸念される部分だけを覆う形態である。金属系基材１０１がルツボ又は容器である場合は、第１層１０２は、ルツボ又は容器の外表面の一部又は全体に形成されることが好ましい。また、第１層１０２は、ルツボ又は容器の外表面に加えて、ルツボ又は容器の内表面であって外気が触れる部分に設けてもよい。ルツボ又は容器の内表面であって外気が触れる部分は、例えば、ルツボ又は容器の内表面のうち目的とする製造物又はその原料に接しない部分、ルツボ又は容器の内表面のうち開口部の近傍である。
　第１層１０２は、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム若しくはイットリウムのいずれかの元素を主成分とする酸化物又はこれらの複合酸化物で形成されてもよい。本明細書において、ジルコニウムを主成分とするとは、酸化物を構成する金属成分のうちジルコニウムの含有量（質量％）が最も多いことをいい、より好ましくは酸化物中のジルコニウムの含有量が５０質量％以上である。シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム若しくはイットリウムのいずれかの元素を主成分とする場合についても同様である。また、複合酸化物は、固溶体を形成していてもよい。これらの酸化物は、耐熱性が高いため、金属系基材１０１の外表面と外気との接触を効率的に抑制して、金属系基材１０１を形成する金属の酸化劣化及び酸化揮発をより抑制することができる。第１層１０２のより好ましい形態としては、酸化物がジルコニアである形態、酸化物がジルコニアに対してイットリア、マグネシア、カルシア、ハフニアからなる群から選択される少なくとも１種の酸化物を安定化剤として３～２０質量％含有する安定化ジルコニアである形態である。
　第１層１０２の平均粒子径は、２μｍよりも大きく２０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。２μｍ以下であると、第１層１０２の高温での粒子間の辷りにより、剥離しやすくなる可能性がある。また、２０μｍを超えると、アンカー１０６に入り込みにくくなり、金属系基材１０１と第１層１０２との密着性が悪くなる可能性がある。平均粒子径は、線分法によって計測されてもよい。
　図３は、界面領域Ｂにおけるアンカーと、アンカー１０６に入り込んだ第１層１０２とを示す説明図である。垂直断面において、アンカー１０６の領域Ｓ１は、図３（ｃ）に示すように、金属系基材１０１の表面補助線１０７と、アンカー１０６とで囲まれた部分である。アンカー１０６に入り込んだ第１層１０２の領域Ｓ２は、図３（ｂ）に示すように、金属系基材１０１の表面補助線１０７と、第１層１０２の入り込み曲線部１０５とで囲まれた部分である。アンカー１０６に入り込んだ第１層１０２の領域Ｓ２のアンカー１０６の領域Ｓ１に対する面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）が８５％～１００％であることが好ましく、９０％～１００％であることがより好ましい。８５％未満であると、第１層１０２と金属系基材１０１との固着強度が低下する可能性がある。第１層１０２の構成粒子がアンカー１０６に入り込んで固着して、鉤の作用を果たすことにより、第１層１０２と金属系基材１０１との固着強度が向上する。
　第１層１０２の平均の空孔率は、１０％未満であることが好ましく、５％未満であることがより好ましい。平均の空孔率は、低ければ低いほど好ましい。１０％以上であると、アンカー１０６の金属系基材１０１の表面補助線１０７の部分でクラックが発生しやすくなり、金属系基材１０１と第１層１０２との密着性が悪くなる可能性がある。平均の空孔率は、第１層１０２の断面の顕微鏡画像の解析によって計測されてもよい。
　第１層１０２の平均厚さは、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。５０μｍ未満であると、酸素バリア性が不足する可能性がある。また、１５０μｍを超えると、柔軟性が悪くなり、金属系基材１０１の材質と第１層１０２の材質との熱膨張差によるクラックが生じやすくなる可能性がある。平均厚さは、第１層１０２の断面の顕微鏡画像の解析によって計測されてもよい。
　第１層１０２は、金属系基材１０１を被覆するための密着層であり、金属系基材１０１と第１層１０２とが密着することによって、剥離が困難となり、剥離により金属部分が露出した金属系基材１０１に生じる酸化劣化及び酸化揮発を防止する。
　第２層１０３は、第１層１０２の上に積層して形成され、好ましくは、第１層１０２の全体の上に積層して形成される。全体の上に積層することにより、第１層１０２をさらに保護することができる。
　第２層１０３は、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム若しくはイットリウムのいずれかの元素を主成分とする酸化物又はこれらの複合酸化物で形成されてもよい。本明細書において、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム若しくはイットリウムのいずれかの元素を主成分とするとは、第１層の場合と同様である。複合酸化物は、固溶体を形成していてもよい。これらの酸化物は、耐熱性が高いため、第１層１０２と共に金属系基材１０１の外表面と外気との接触を効率的に抑制して金属系基材１０１を形成する金属の酸化劣化及び酸化揮発をさらに抑制することができる。第２層１０３のより好ましい形態としては、第１層１０２のより好ましい形態と同様である。
　第２層１０３の平均粒子径は、０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上１．５μｍ以下であることがより好ましい。２μｍを超えると、第２層１０３の高温時での粒子間の辷りが悪くなって、第１層１０２にて生じたクラックが第２層１０３に伝播しやすくなり、また第１層１０２に応力が掛かり変形しやすくなって、第１層１０２にクラックが生じやすくなる可能性がある。平均粒子径は、線分法によって計測されてもよい。
　第２層１０３の平均の空孔率は、１０％以上５０％以下であることが好ましく、１０％以上４０％以下であることがより好ましい。１０％未満であると、第２層１０３の柔軟性が不足して、第１層１０２にて生じたクラックが第２層１０３に伝播しやすくなる可能性がある。また、５０％を超えると、酸素バリア性が悪くなる可能性がある。平均の空孔率は、第２層１０３の断面の顕微鏡画像の解析によって計測されてもよい。
　第２層１０３の平均厚さは、３０μｍ以上６５μｍ以下であることが好ましく、３５μｍ以上５５μｍ以下であることがより好ましい。３０μｍ未満であると、酸素バリア性が低下する場合がある。また、６５μｍを超えると、柔軟性が不足して、第１層１０２にて生じたクラックが第２層１０３に伝播しやすくなる場合がある。平均厚さは、第２層１０３の断面の顕微鏡画像から測定してもよい。
　図４は、本発明に係る揮発抑制部品の使用前における断面構造の一例を示す断面概略図である。図５は、本発明に係る揮発抑制部品の使用後における断面構造の一例を示す断面概略図である。第２層１０３は、第１層１０２で生じた、金属系基材１０１に対して略垂直方向のクラックの伝播を第２層１０３自体の柔軟性によって抑制する保護層である。揮発抑制部品１００を使用することにより、揮発抑制部品１００が膨張し、収縮する。使用後、金属系基材１０１に対して略垂直方向のクラックが、第１層１０２で生じる。そのうち貫通クラック１０８のように、一部のクラックが積層膜１０４の表面まで伝播するが、封孔クラック１０９のように、クラックが生じたとしても、第２層１０３が封孔して、クラックが積層膜１０４の表面まで伝播することを防ぐ。
　積層膜１０４は、第１層１０２及び第２層１０３を少なくとも有する。本発明の目的とする効果を損ねない範囲で、第２層１０３の上に、１つ又は複数のコーティング層が設けられてもよい。１つ又は複数のコーティング層が設けられる形態は、例えば、主成分とする元素が、第１層１０２及び第２層１０３の主成分とする元素と同一であり、かつ平均の空孔率又は平均粒子径が、第１層１０２及び第２層１０３の平均の空孔率又は平均粒子径と異なる第３層が設けられた形態、主成分とする元素が、第１層１０２及び第２層１０３の主成分とする元素と異なる金属元素である第３層が設けられた形態である。本明細書において、主成分とする元素とは、各層において、酸化物を構成する金属成分の元素のうち含有量（質量％）が最も多い元素をいい、より好ましくは酸化物中の含有量が５０質量％以上の元素である。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、第１層１０２は、金属系基材１０１と第２層１０３との密着層であり、第２層１０３は第１層１０２の保護層である。金属系基材の上に上記保護層を設け、さらに保護層の上に上記密着層を設けて積層の上下関係を逆にした形態では、金属系基材と保護層との界面での剥離が生じやすくなる。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、第１層１０２が第２層１０３よりも緻密であることが好ましい。積層膜１０４において、酸素侵入経路が発生しにくくなる。ここで緻密とは、平均の空孔率が低いことを意味する。第１層１０２の平均の空孔率が、第２層１０３の平均の空孔率よりも大きいと、第２層１０３よりも酸素が容易に侵入しやすい第１層１０２の上に、第１層１０２よりもクラックが生じやすい第２層１０３が積層する構造となるため、積層膜１０４において、酸素侵入経路が発生しやすくなる可能性がある。第１層１０２の平均の空孔率が、第２層１０３の平均の空孔率と同じであると、第１層１０２と第２層１０３との層間が連続になることにより、第１層１０２に生じたクラックが第２層１０３に伝播しやすくなる可能性がある。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、第１層１０２は平均の空孔率が１０％未満の緻密な密着層であり、かつ、第２層１０３は平均の空孔率が１０％以上５０％以下の多孔質の保護層であることが好ましい。第１層１０２の構成粒子が金属系基材１０１のアンカー１０６に緻密な状態で入り込むことにより、金属系基材１０１と第１層１０２との密着性がさらに向上し、第１層１０２と第２層１０３との層間が不連続であり、かつ多孔質の第２層１０３が柔軟性を有することにより、第１層１０２に生じたクラックが第２層１０３にさらに伝播しにくくなる。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、第１層１０２の平均粒子径が、第２層１０３の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。第２層１０３の構成粒子の高温での粒子間の辷りが良くなって、第１層１０２に生じたクラックが第２層１０３に伝播しにくくなる。また、第１層１０２の変形が抑制されて、第１層１０２におけるクラック発生数も低減できる。第１層１０２の平均粒子径が、第２層１０３の平均粒子径よりも小さいと、第１層１０２は第２層１０３よりも多孔質な層となり、密着層としての機能が低減し、第１層１０２が剥離しやすくなる可能性がある。第１層１０２の平均粒子径が、第２層１０３の平均粒径と同じであると、第１層１０２の変形が抑制されにくくなる可能性がある。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、第１層１０２の平均粒子径が２μｍよりも大きく２０μｍ以下であり、かつ、第２層１０３の平均粒子径が０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。第１層１０２の構成粒子がアンカー１０６にさらに入り込みやすくなり、金属系基材１０１と第１層１０２との密着性がさらに向上し、第２層１０３の構成粒子の高温での粒子間の辷りが良くなって、第１層１０２に生じたクラックがさらに伝播しにくくなり、第１層１０２の変形がさらに抑制されて、第１層１０２におけるクラック発生数もさらに低減できる。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、第１層１０２の平均厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、かつ、第２層１０３の平均厚さが３０μｍ以上６５μｍ以下であることが好ましい。積層膜１０４による酸素バリア性が確保され、かつ積層膜１０４自体の柔軟性の不足により生じるクラック発生数が低減する。
　積層膜１０４の好ましい形態としては、第１層１０２及び第２層１０３の主成分として含有する酸化物の組合せ（（第１層１０２の主成分として含有する酸化物／第２層１０３の主成分として含有する酸化物）と表記する）において、第１層１０２がジルコニア、シリカ、アルミナ、ハフニア、カルシア、マグネシア、ベリリア、トリア、イットリアから選択され、第２層１０３がジルコニア、シリカ、アルミナ、ハフニア、カルシア、マグネシア、ベリリア、トリア、イットリアから選択された形態、すなわち（ジルコニア／ジルコニア）、（ジルコニア／シリカ）、（ジルコニア／アルミナ）、（ジルコニア／ハフニア）、（ジルコニア／カルシア）、（ジルコニア／マグネシア）、（ジルコニア／ベリリア）、（ジルコニア／トリア）、（ジルコニア／イットリア）、（シリカ／ジルコニア）、（シリカ／シリカ）、（シリカ／アルミナ）、（シリカ／ハフニア）、（シリカ／カルシア）、（シリカ／マグネシア）、（シリカ／ベリリア）、（シリカ／トリア）、（シリカ／イットリア）、（アルミナ／ジルコニア）、（アルミナ／シリカ）、（アルミナ／アルミナ）、（アルミナ／ハフニア）、（アルミナ／カルシア）、（アルミナ／マグネシア）、（アルミナ／ベリリア）、（アルミナ／トリア）、（アルミナ／イットリア）、（ハフニア／ジルコニア）、（ハフニア／シリカ）、（ハフニア／アルミナ）、（ハフニア／ハフニア）、（ハフニア／カルシア）、（ハフニア／マグネシア）、（ハフニア／ベリリア）、（ハフニア／トリア）、（ハフニア／イットリア）、（カルシア／ジルコニア）、（カルシア／シリカ）、（カルシア／アルミナ）、（カルシア／ハフニア）、（カルシア／カルシア）、（カルシア／マグネシア）、（カルシア／ベリリア）、（カルシア／トリア）、（カルシア／イットリア）、（マグネシア／ジルコニア）、（マグネシア／シリカ）、（マグネシア／アルミナ）、（マグネシア／ハフニア）、（マグネシア／カルシア）、（マグネシア／マグネシア）、（マグネシア／ベリリア）、（マグネシア／トリア）、（マグネシア／イットリア）、（ベリリア／ジルコニア）、（ベリリア／シリカ）、（ベリリア／アルミナ）、（ベリリア／ハフニア）、（ベリリア／カルシア）、（ベリリア／マグネシア）、（ベリリア／ベリリア）、（ベリリア／トリア）、（ベリリア／イットリア）、（トリア／ジルコニア）、（トリア／シリカ）、（トリア／アルミナ）、（トリア／ハフニア）、（トリア／カルシア）、（トリア／マグネシア）、（トリア／ベリリア）、（トリア／トリア）、（トリア／イットリア）、（イットリア／ジルコニア）、（イットリア／シリカ）、（イットリア／アルミナ）、（イットリア／ハフニア）、（イットリア／カルシア）、（イットリア／マグネシア）、（イットリア／ベリリア）、（イットリア／トリア）及び（イットリア／イットリア）である。本明細書において、主成分として含有する酸化物とは、第１層１０２及び第２層１０３の各層を構成する酸化物成分のうち含有量（質量％）が最も多い酸化物をいい、より好ましくは第１層１０２及び第２層１０３の各層を構成する酸化物成分のうち含有量が５０質量％以上である酸化物である。また、ジルコニアが例えばイットリア安定化ジルコニア、マグネシア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニア、ハフニア安定化ジルコニアである形態、すなわち（イットリア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／シリカ）、（マグネシア安定化ジルコニア／シリカ）、（カルシア安定化ジルコニア／シリカ）、（ハフニア安定化ジルコニア／シリカ）、（イットリア安定化ジルコニア／アルミナ）、（マグネシア安定化ジルコニア／アルミナ）、（カルシア安定化ジルコニア／アルミナ）、（ハフニア安定化ジルコニア／アルミナ）、（イットリア安定化ジルコニア／ハフニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／ハフニア）、（カルシア安定化ジルコニア／ハフニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／ハフニア）、（イットリア安定化ジルコニア／カルシア）、（マグネシア安定化ジルコニア／カルシア）、（カルシア安定化ジルコニア／カルシア）、（ハフニア安定化ジルコニア／カルシア）、（イットリア安定化ジルコニア／マグネシア）、（マグネシア安定化ジルコニア／マグネシア）、（カルシア安定化ジルコニア／マグネシア）、（ハフニア安定化ジルコニア／マグネシア）、（イットリア安定化ジルコニア／ベリリア）、（マグネシア安定化ジルコニア／ベリリア）、（カルシア安定化ジルコニア／ベリリア）、（ハフニア安定化ジルコニア／ベリリア）、（イットリア安定化ジルコニア／トリア）、（マグネシア安定化ジルコニア／トリア）、（カルシア安定化ジルコニア／トリア）、（ハフニア安定化ジルコニア／トリア）、（イットリア安定化ジルコニア／イットリア）、（マグネシア安定化ジルコニア／イットリア）、（カルシア安定化ジルコニア／イットリア）、（ハフニア安定化ジルコニア／イットリア）、（ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（シリカ／イットリア安定化ジルコニア）、（シリカ／マグネシア安定化ジルコニア）、（シリカ／カルシア安定化ジルコニア）、（シリカ／ハフニア安定化ジルコニア）、（アルミナ／イットリア安定化ジルコニア）、（アルミナ／マグネシア安定化ジルコニア）、（アルミナ／カルシア安定化ジルコニア）、（アルミナ／ハフニア安定化ジルコニア）、（ハフニア／イットリア安定化ジルコニア）、（ハフニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（ハフニア／カルシア安定化ジルコニア）、（ハフニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（カルシア／イットリア安定化ジルコニア）、（カルシア／マグネシア安定化ジルコニア）、（カルシア／カルシア安定化ジルコニア）、（カルシア／ハフニア安定化ジルコニア）、（マグネシア／イットリア安定化ジルコニア）、（マグネシア／マグネシア安定化ジルコニア）、（マグネシア／カルシア安定化ジルコニア）、（マグネシア／ハフニア安定化ジルコニア）、（ベリリア／イットリア安定化ジルコニア）、（ベリリア／マグネシア安定化ジルコニア）、（ベリリア／カルシア安定化ジルコニア）、（ベリリア／ハフニア安定化ジルコニア）、（トリア／イットリア安定化ジルコニア）、（トリア／マグネシア安定化ジルコニア）、（トリア／カルシア安定化ジルコニア）、（トリア／ハフニア安定化ジルコニア）、（イットリア／イットリア安定化ジルコニア）、（イットリア／マグネシア安定化ジルコニア）、（イットリア／カルシア安定化ジルコニア）及び（イットリア／ハフニア安定化ジルコニア）も積層膜１０４の好ましい形態に含まれる。イットリア安定化ジルコニアとは、ジルコニアに対して酸化イットリウムを安定化剤として３～２０質量％含有するジルコニアをいい、マグネシア安定化ジルコニアとは、ジルコニアに対して酸化マグネシウムを安定化剤として３～２０質量％含有するジルコニアをいい、カルシア安定化ジルコニアとは、ジルコニアに対して酸化カルシウムを安定化剤として３～２０質量％含有するジルコニアをいい、ハフニア安定化ジルコニアとは、ジルコニアに対して酸化ハフニウムを安定化剤として３～２０質量％含有するジルコニアをいう。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００では、第１層１０２及び第２層１０３は、同一の酸化物を主成分として含有することが好ましい。第１層１０２及び第２層１０３の熱膨張率が近似となる。主成分として含有する同一の酸化物のより好ましい形態としては、第１層１０２及び第２層１０３の主成分として含有する酸化物の組合せ（（第１層１０２の主成分として含有する酸化物／第２層１０３の主成分として含有する酸化物）と表記する）において、第１層１０２と第２層１０３がジルコニア、シリカ、アルミナ、ハフニア、カルシア、マグネシア、ベリリア、トリア、イットリアから同一の酸化物を選択した形態、すなわち（イットリア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／イットリア安定化ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／マグネシア安定化ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／カルシア安定化ジルコニア）、（イットリア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（マグネシア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（カルシア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（ハフニア安定化ジルコニア／ハフニア安定化ジルコニア）、（ジルコニア／ジルコニア）、（シリカ／シリカ）、（アルミナ／アルミナ）、（ハフニア／ハフニア）、（カルシア／カルシア）、（マグネシア／マグネシア）、（ベリリア／ベリリア）、（トリア／トリア）及び（イットリア／イットリア）である。
　積層膜１０４は、第１層１０２と第２層１０３との２層の形態、又は第２層１０３の上に、１つ若しくは複数のコーティング層が設けられた３層以上の形態があるが、全体として、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム若しくはイットリウムのいずれかの元素を主成分とする酸化物又はこれらの複合酸化物であることが好ましい。本明細書において、ジルコニウムを主成分とするとは、酸化物を構成する金属成分のうちジルコニウムの含有量（質量％）が最も多いことをいい、より好ましくは酸化物中のジルコニウムの含有量が５０質量％以上である。シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム又はイットリウムのいずれかの元素を主成分とする場合についても同様である。複合酸化物は、固溶体を形成していてもよい。これらの酸化物は、耐熱性が高いため、金属系基材１０１を形成する金属の酸化劣化及び酸化揮発をより抑制することができる。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００の製造方法は、本実施形態に係る揮発抑制部品１００を製造する方法であって、金属系基材１０１の表面に、溶射法によって第１層１０２を形成する工程と、第１層１０２の表面に液層を形成し、液層を乾燥固化することを少なくとも１回行って、第２層１０３を形成する工程と、を有する。
（第１層形成工程）
　溶射は、溶融、又は溶融に近い状態にした構成粒子を金属系基材１０１に衝突させることで第１層１０２を形成するため、金属系基材１０１の表面上のアンカー１０６に対する第１層１０２の構成粒子の占める面積の割合を増加させ、形成された第１層１０２は、空孔率５％以下の緻密層となる。
　溶射法は、フレーム溶射、プラズマ溶射、アーク溶射又はコールドスプレーであってもよく、好ましくはプラズマ溶射である。これらの溶射法では用いる溶射材の融点を充分に超える温度が得られるので、効率よく溶射を実施することができる。
（第２層形成工程）
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００の製造方法は、第１層１０２の表面に液層を形成し、液層を乾燥固化することを少なくとも１回行って、第２層１０３を形成する工程を有する。また、液層は、第２層１０３の構成成分が分散媒に分散している形態、及び第２層１０３の構成成分が溶媒に溶解している形態を含む。例えば、第２層１０３を形成する工程は、（ｉ）第１層１０２の表面に液層を形成し、液層を乾燥固化することを１回行って、第２層１０３を形成する形態、（ｉｉ）第１層１０２の表面に液層を形成し、液層を乾燥固化することを２回以上行って、第２層１０３を形成する形態、（ｉｉｉ）第１層１０２の表面にコロイド溶液層を形成し、コロイド溶液層を乾燥固化して塗工層を形成し、塗工層の表面に溶液層を形成し、溶液層を乾燥固化して、第２層１０３を形成する形態、及び（ｉｖ）（ｉｉｉ）の工程を２回以上繰り返す形態を包含する。（ｉｉｉ）の形態において、第２層は、塗工層と、塗工層の表面に形成した溶液層の乾燥固化物とが一体化した層であり、塗工層と溶液層の乾燥固化物との境界が観察されないことが好ましい。
　本実施形態に係る揮発抑制部品１００の製造方法では、第２層１０３を形成する工程において、液層として、コロイド溶液層を少なくとも１回形成することが好ましい。製造コストが非常に安価となり、各種形状へと容易に塗布できて、多孔質な保護層である第２層１０３が得られる。
　コロイド溶液層としては、（１）第２層１０３の主成分となる酸化物のコロイド粒子を含有するコロイド溶液層であるか、（２）第２層１０３の主成分となる酸化物の酸素と結合する元素の単体のコロイド粒子若しくは第２層１０３の主成分となる酸化物の酸素と結合する元素を含む合金のコロイド粒子を含有するコロイド溶液層であるか、又は（３）第２層１０３の主成分となる酸化物の酸素と結合する元素を含む水酸化物、アルコキシド化合物、炭酸化合物、塩化物、オキシクロリド化合物及びオキシ硝酸化合物から選ばれる少なくとも１種のコロイド粒子を含有するコロイド溶液層であることがより好ましい。製造コストが非常に安価となり、各種形状へと容易に塗布できて、多孔質な保護層である第２層１０３をより効率的に形成し、酸素侵入経路であるクラックを抑制できる。本明細書において、第２層１０３の主成分とは、第２層１０３を構成する成分のうち含有量（質量％）が最も多い成分をいい、より好ましくは第２層１０３中の含有量が５０質量％以上の成分である。
　液層が（１）第２層１０３の主成分となる酸化物のコロイド粒子を含有するコロイド溶液層である形態は、例えば、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム及びイットリウムのうち１種又は２種以上の元素の酸化物の粒子が分散媒に分散している形態である。コロイド溶液中の粒子は、１種であるか、又は２種以上であってもよい。分散媒は、例えば、水である。液層の好ましい具体例は、ジルコニウムの酸化物のコロイド溶液層である。
　液層が（２）第２層１０３の主成分となる酸化物の酸素と結合する元素の単体のコロイド粒子又は第２層１０３の主成分となる酸化物の酸素と結合する元素を含む合金のコロイド粒子を含有するコロイド溶液層である形態は、例えば、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム及びイットリウムのうち１種の元素からなる単体の粒子が分散媒に分散している形態、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム及びイットリウムのうち２種以上の元素からなる合金の粒子が分散媒に分散している形態である。コロイド溶液中の粒子は、１種であるか、又は２種以上であってもよい。分散媒は、例えば、水である。液層の好ましい具体例は、金属ジルコニウムのコロイド溶液層である。
　液層が（３）第２層１０３の主成分となる酸化物の酸素と結合する元素を含む水酸化物、炭酸化合物、塩化物、オキシクロリド化合物及びオキシ硝酸化合物から選ばれる少なくとも１種のコロイド粒子を含有するコロイド溶液層である形態は、例えば、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム及びイットリウムのうち１種又は２種以上の元素（以降、構成成分Ｚということもある。）の水酸化物の粒子が分散媒に分散している形態、構成成分Ｚのアルコキシド化合物の粒子が分散媒に分散している形態、構成成分Ｚの炭酸化合物の粒子が分散媒に分散している形態、構成成分Ｚの塩化物の粒子が分散媒に分散している形態、構成成分Ｚのオキシクロリド化合物の粒子が分散媒に分散している形態、構成成分Ｚのオキシ硝酸化合物の粒子が分散媒に分散している形態である。コロイド溶液中の粒子は、１種であるか、又は２種以上であってもよい。分散媒は、例えば、水である。液層の好ましい具体例は、水酸化ジルコニウムのコロイド溶液層である。
　溶液層としては、液層が、第２層１０３の主成分となる酸化物の酸素と結合する元素を含む水酸化物、炭酸化合物、塩化物、オキシクロリド化合物及びオキシ硝酸化合物から選ばれる少なくとも１種を含有する溶液層である形態は、例えば、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム及びイットリウムのうち１種又は２種以上の元素（以降、構成成分Ｚということもある。）の水酸化物が溶媒に溶解している形態、構成成分Ｚのアルコキシド化合物が溶媒に溶解している形態、構成成分Ｚの炭酸化合物が溶媒に溶解している形態、構成成分Ｚの塩化物が溶媒に溶解している形態、構成成分Ｚのオキシクロリド化合物が溶媒に溶解している形態、構成成分Ｚのオキシ硝酸化合物が溶媒に溶解している形態である。分散媒は、例えば、イソプロパノール、エタノール、ｎ－ブタノールである。溶液層の好ましい具体例は、ケイ素アルコキシド及びジルコニウムアルコキシドを含有した、金属アルコキシド化合物の溶液層である。
　液層は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、バインダーなどの各種添加材を含有していてもよい。第１層１０２と第２層１０３が密着し、剥離やクラックが発生しない良質な積層膜１０４を施工できる。
　液層の形成の形態は、特に限定されず、例えば、刷毛塗り、スプレー塗布、ローラ塗布などである。液層の形成の形態は、液層を刷毛塗り又はスプレー塗布によって形成することが好ましい。第１層におけるクラック発生数が低減する。
　乾燥固化工程において、液層の焼成温度は、液層の成分によって異なり特に限定されないが、例えば液層の成分がジルコニウム系であるとき、１００～２００℃であることが好ましく、１００～１８０℃であることがより好ましい。液層を乾燥固化することで、第２層１０３が第１層１０２の表面に固着する。このとき、第２層１０３は、十分硬いため、通常の取り扱いが可能である。その後、さらに揮発抑制部品の使用温度近傍において空焼きしてもよい。空焼きのタイミングは、実際の初回の使用の前に行ってもよく、又は実際の初回の使用のときに行われることとなってもよい。
　以下、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。
＜アンカー１つあたりの平均断面積＞
　揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（型番ＪＳＭ－６０１０ＰＬＵＳ／ＬＡ、ＪＥＯＬ製）を用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚選出した。各画像のアンカーのうち、面積が１番目～３番目に大きいアンカーである３箇所、すなわち合計１５箇所を選択して測定領域とした。画像寸法計測・粒子計測ソフト（製品名Ｑｕｉｃｋ　Ｇｒａｉｎ、（株）イノテック製）の粒子計測‐領域測定モードを使用して、図３に示す、アンカーの断面積Ｓ１を測定し、平均値を導出した。
＜アンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合＞
　揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚選出した。各画像のアンカーのうち、面積が１番目～３番目に大きいアンカーである３箇所、すなわち合計１５箇所を選択して測定領域とした。画像寸法計測・粒子計測ソフトの粒子計測－領域測定モードを使用して、図３に示す、アンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）を測定した。
＜層ごとの平均粒子径＞
　ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した揮発抑制部品の断面の画像を５枚選出した。各画像の層ごとにおいて５本の線分をランダムに引き、線分法に従って、層ごとの平均粒子径を算出した。
＜層ごとの平均の空孔率＞
　ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した揮発抑制部品の断面の画像を５枚選出した。各画像においてコントラストから空孔部分を選択し、空孔部分の面積を測定領域全体の面積で割って空孔率を測定した。測定は画像寸法計測・粒子計測ソフトの粒子計測－領域測定モードを使用し、層ごとの平均の空孔率を測定した。
＜層ごとの平均厚さ＞
　ＳＥＭを用いて倍率２００倍で撮影した揮発抑制部品の断面の画像を５枚選出した。各画像の測定箇所を５箇所選択して選定し、各層の厚さを測定して、全測定箇所の平均値を導出し、倍率で割って層ごとの平均厚さを算出した。
＜クラック同士の平均間隔＞
　第１層に生じた、金属系基材に対して略垂直方向のクラック（図５における貫通クラック１０８と封孔クラック１０９を含む）同士の間隔は、図５におけるＰに相当する。金属系基材に対して略垂直方向のクラックのうち、積層膜表面まで貫通したクラック（図５では、貫通クラック１０８を指す）同士の間隔は、図５におけるＬに相当する。測定領域における全Ｐの平均値を、金属系基材に対して略垂直方向のクラック同士の平均間隔Ｐａｖｅとし、測定領域における全Ｌの平均値を、金属系基材に対して略垂直方向のクラックのうち、積層膜表面まで貫通したクラック（貫通クラック１０８）同士の間隔Ｌａｖｅとする。ＳＥＭを用いて倍率２００倍で撮影した揮発抑制部品の断面の画像を５枚選出した。画像は１２６０～３２００μｍの幅となるように連結して撮影し、その領域内において図５におけるＰ及びＬに相当するクラック同士の間隔の長さを測定して、平均値を導出してＰａｖｅ及びＬａｖｅを算出した。Ｐａｖｅが大きいほど、金属系基材に対して略垂直方向のクラック（貫通クラック１０８又は封孔クラック１０９）が少ないといえる。Ｌａｖｅが大きいほど、金属系基材に対して略垂直方向のクラックのうち、積層膜表面まで貫通したクラック（貫通クラック１０８）が少ないといえる。揮発抑制部品の引張前において、異方性は無いと考えられるため、揮発抑制部品の引張前の観察方向を一方向（図６に示すｙ方向）のみとした。
〔白金製の金属系基材〕
（実施例１）
（金属系基材）
　長さ５０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍの短冊状である、白金製の金属系基材（（株）フルヤ金属製）を準備した。
（溶射材）
　溶射材としては、イットリア安定化ジルコニア（酸化イットリウムを２～８質量％含有、粒径１０～７５μｍ）を用いた。
（第１コロイド溶液及び第２溶液）
　水を分散媒とし、ジルコニウム化合物７０～８０質量％及びアルカリ金属ケイ酸塩１～１０質量％を含有した、ジルコニウム化合物の分散液（ラスタッフ６１１０、（株）アクセス製）を第１コロイド溶液とした。また、イソプロパノールを溶媒の主成分とし、ケイ素アルコキシド及びジルコニウムアルコキシドを含有した、金属アルコキシド化合物の溶液（ラスタッフ６１２０、（株）アクセス製）を第２溶液とした。
（揮発抑制部品の作製）
　溶射材をプラズマ溶射装置にて金属系基材の表面全体の上に吹き付けて、第１層を形成した。第１層を形成した金属系基材を室温に冷却した後、手作業にて長手方向に刷毛を用いて、図６に示すような、第１層における長さ３０ｍｍ×幅１０ｍｍの領域Ｃの上に第１コロイド溶液を塗布して、第１液層を形成した。第１液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１５０℃で２０分維持した。こうすることによって、第１液層を乾燥固化して、塗工層を形成した。乾燥固化後、手作業にて長手方向に刷毛を用いて、塗工層の表面全体の上に第２溶液を塗布して第２液層を形成した。第２液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１００℃で２０分維持した。こうすることによって、第２液層を乾燥固化して、第１層における領域Ｃの上に第２層を形成し、揮発抑制部品を作製した。第２層は、塗工層と、第２溶液を塗布して形成した第２液層の乾燥固化物とを含んでいる。すなわち、第２層は、第１コロイド溶液の分散媒以外の成分と、第２溶液の溶媒以外の成分とを含有している。その後、評価のため、揮発抑制部品を１３００℃で６０分空焼きした。電気炉はＳｉＣ炉（型番ＭＳＦＴ－１５２０、ヤマダデンキ製）を使用した。１３００℃で空焼きするときは１３００℃まで５時間で昇温し、１３００℃で１時間保持した後、室温まで５時間で降温してから取り出しを行った。
（揮発抑制部品の表面観察）
　マイクロスコープ（型番ＶＨＸ－１０００、キーエンス製）を用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図７に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。
（揮発抑制部品の断面観察）
　ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面の画像を図８に示す。揮発抑制部品において、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがなかった。図８に示すような揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚用いて解析した結果、アンカー１つあたりの平均断面積は、３１９．３７μｍ２であり、アンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、９１％であった。第１層は、平均の空孔率が３．９２％であり、平均粒子径が４．９２μｍであり、平均厚さが１００μｍであった。第２層は、平均の空孔率が２４．５６％であり、平均粒子径が１．２４μｍであり、平均厚さが４１μｍであった。
（引張試験１）
　室温において、図６に示すような、揮発抑制部品の両端の、長さ１０ｍｍ×幅１０ｍｍの領域Ｄを、万能試験機（型番５５８１、インストロン製）のチャックに装着して固定し、引張速度を０．２ｍｍ／ｍｉｎとし、領域Ｅで示すように、標点間距離を２０ｍｍとして引張試験を実施した。引張方向を図６に示すｘ方向とし、標点間伸びを、白金を室温から１３００℃に上昇した際の白金の熱膨張率に相当する１．４％にしたとき、目視上表面の剥離がなかった。
（引張試験２）
　標点間伸びをより過酷な５．１％にして、引張試験１の揮発抑制部品を用いて試験した。ｘ方向及びｙ方向については図６に示すとおりである。引張試験後では、目視上表面の剥離がなかった。マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図９に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した断面の画像を図１０に示し、ｙ方向から観察した断面の画像を図１１に示す。揮発抑制部品の、ｘ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックもなかった。揮発抑制部品の、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離はないが、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。ｙ方向から観察したとき、クラック同士の平均間隔Ｐａｖｅは、１２９μｍであり、クラック同士の平均間隔Ｌａｖｅは、１５７μｍであった。金属系基材と第１層との界面において、剥離がないことから、第１層は、密着性が良好であった。
（実施例２）
（金属系基材）
　実施例１と同様に、金属系基材を準備した。
（溶射材）
　実施例１と同様の溶射材を用いた。
（第１コロイド溶液及び第２溶液）
　実施例１と同様の第１コロイド溶液及び第２溶液を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　実施例１と同様に、第１層を形成した。第１層を形成した金属系基材を室温に冷却した後、スプレー塗工機（型番Ｗ－１００、ＡＮＥＳＴ　ＩＷＡＴＡ製）を用いて、図６に示すような、第１層における長さ３０ｍｍ×幅１０ｍｍの領域Ｃの上に第１コロイド溶液を塗布して、第１液層を形成した。自然乾燥によって第１液層を乾燥させた後、電気炉を用いて１５０℃で２０分維持して乾燥固化して、塗工層を形成した。乾燥固化後、手作業にて刷毛を用いて、塗工層の表面全体の上に第２溶液を塗布して第２液層を形成した。第２液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１００℃で２０分維持して乾燥固化して、第１層における領域Ｃの上に、第２層を形成し、揮発抑制部品を作製した。第２層は、塗工層と、第２溶液を塗布して形成した第２液層の乾燥固化物とを含んでいる。すなわち、第２層は、第１コロイド溶液の分散媒以外の成分と、第２溶液の溶媒以外の成分とを含有している。その後、評価のため、１３００℃で６０分空焼きした。電気炉はＳｉＣ炉（型番ＭＳＦＴ－１５２０、ヤマダデンキ製）を使用した。１３００℃で空焼きするときは１３００℃まで５時間で昇温し、１３００℃で１時間保持した後、室温まで５時間で降温してから取り出しを行った。
（揮発抑制部品の表面観察）
　マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図１２に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。
（揮発抑制部品の断面観察）
　ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面の画像を図１３に示す。揮発抑制部品において、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがなかった。図１３に示すような揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚用いて解析した結果、アンカーおよび第１層は実施例１と同様に形成されていた。第２層は、平均の空孔率が１７．６９％であり、平均粒子径が１．１３μｍであり、平均厚さが６２μｍであった。
（引張試験１）
　実施例１と同様に、引張試験を実施した。引張方向を図６に示すｘ方向とし、標点間伸びを、白金を室温から１３００℃に上昇した際の白金の熱膨張率に相当する１．４％にしたとき、目視上表面の剥離がなかった。
（引張試験２）
　標点間伸びをより過酷な５．１％にして、未引張の揮発抑制部品を用いて試験した。引張方向ｘ及びｘ方向に垂直なｙ方向については図６に示すとおりである。引張試験後では、目視上表面の剥離がなかった。マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図１４に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した断面の画像を図１５に示し、ｙ方向から観察した断面の画像を図１６に示す。揮発抑制部品の、ｘ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがなかった。揮発抑制部品の、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がないが、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。ｙ方向から観察したとき、クラック同士の平均間隔Ｐａｖｅは、１０１μｍであり、クラック同士の平均間隔Ｌａｖｅは、１６７μｍであった。金属系基材と第１層との界面において、剥離がないことから、第１層は、密着性が良好であった。この結果、実施例１と実施例２において、第２層の塗布方法の違いによる保護層としての性能の違いは見られなかった。実施例２に対してさらに画像を解析した結果、引張試験後のアンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、ｘ方向から観察して８０％、ｙ方向から観察して７４％であった。
（比較例１）
（金属系基材）
　実施例１と同様に、金属系基材を準備した。
（溶射材）
　実施例１と同様の溶射材を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　実施例１と同様に金属系基材の表面全体の上に第１層を形成し、室温に冷却して揮発抑制部品を作製した。その後、評価のため、揮発抑制部品を１３００℃で６０分空焼きした。電気炉はＳｉＣ炉（型番ＭＳＦＴ－１５２０、ヤマダデンキ製）を使用した。１３００℃で空焼きするときは１３００℃まで５時間で昇温し、１３００℃で１時間保持した後、室温まで５時間で降温してから取り出しを行った。
（揮発抑制部品の表面観察）
　マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図１７に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。
（揮発抑制部品の断面観察）
　ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面の画像を図１８に示す。揮発抑制部品において、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがなかった。図１８に示すような揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚用いて解析した結果、アンカーおよび第１層は実施例１と同様に形成されていた。
（引張試験１）
　実施例１と同様に、引張試験を実施した。引張方向を図６に示すｘ方向とし、標点間伸びを、白金を室温から１３００℃に上昇した際の白金の熱膨張率に相当する１．４％にしたとき、目視上表面の剥離がなかった。
（引張試験２）
　標点間伸びをより過酷な５．３％にして、引張試験１の揮発抑制部品を用いて試験した。ｘ方向及びｙ方向については図６に示すとおりである。引張試験後では、目視上表面の剥離がなかった。マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図１９に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した断面の画像を図２０に示し、ｙ方向から観察した断面の画像を図２１に示す。揮発抑制部品の、ｘ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがほぼなかった。揮発抑制部品の、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がないが、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。ｙ方向から観察したとき、クラック同士の平均間隔Ｌａｖｅは、８９μｍであった。画像の解析の結果、引張試験後のアンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、ｘ方向から観察して８０％、ｙ方向から観察して７３％であった。金属系基材と第１層との界面において、剥離がないことから、第１層は、密着性が良好であった。
（比較例２）
（金属系基材）
　実施例１と同様に、金属系基材を準備した。
（第１コロイド溶液及び第２溶液）
　実施例１と同様の第１コロイド溶液及び第２溶液を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　手作業にて長手方向に刷毛を用いて、金属系基材の表面全体の上に第１コロイド溶液を塗布して、第１液層を形成した。自然乾燥によって第１液層を乾燥させた後、電気炉を用いて１５０℃で２０分維持して乾燥固化して、塗工層を形成した。乾燥固化後、手作業にて長手方向に刷毛を用いて、塗工層の表面全体の上に第２溶液を塗布して第２液層を形成し、第２液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１００℃で２０分維持して乾燥固化して、金属系基材の表面全体の上に、第１層を形成し、揮発抑制部品を作製した。第１層は、塗工層と、第２溶液を塗布して形成した第２液層の乾燥固化物とを含んでいる。すなわち、第１層は、第１コロイド溶液の分散媒以外の成分と、第２溶液の溶媒以外の成分とを含有している。その後、評価のため、実施例１と同様に空焼きした。
（揮発抑制部品の表面観察）
　マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図２２に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。
（揮発抑制部品の断面観察）
　ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面の画像を図２３に示す。揮発抑制部品において、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がないが、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。ｙ方向から観察したとき、クラック同士の平均間隔Ｌａｖｅは、６９μｍであった。ｙ方向から観察したとき、図２３に示すような揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚用いて解析した結果、アンカー１つあたりの平均断面積は、３８．６０μｍ２であり、アンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、８０％であった。第１層は、平均の空孔率が２４．５６％であり、平均粒子径が１．２４μｍであり、平均厚さが４０μｍであった。
（引張試験１）
　実施例１と同様に、引張試験を実施した。引張方向を図６に示すｘ方向とし、標点間伸びを、白金を室温から１３００℃に上昇した際の白金の熱膨張率に相当する１．４％にしたとき、目視上表面の一部に剥離があった。
（引張試験２）
　標点間伸びをより過酷な７．８％にして、未引張の揮発抑制部品を用いて試験した。ｘ方向及びｙ方向については図６に示すとおりである。引張試験後では、目視上表面の一部に剥離があった。マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図２４に示す。揮発抑制部品の表面の一部に剥離があった。ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した断面の画像を図２５に示し、ｙ方向から観察した断面の画像を図２６に示す。揮発抑制部品の、ｘ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離があり、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。揮発抑制部品の、ｙ方向から観察した断面にも、金属系基材と第１層との界面での剥離があり、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。ｘ方向から観察したとき、クラック同士の平均間隔Ｌａｖｅは、７７μｍであった。ｙ方向から観察したとき、クラック同士の平均間隔Ｌａｖｅは、２４μｍであった。画像の解析の結果、引張試験後のアンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、ｘ方向から観察して４８％、ｙ方向から観察して５６％であった。金属系基材と第１層との界面において、剥離があることから、第１層は、密着性に劣っていた。
（比較例３）
（金属系基材）
　実施例１と同様に、金属系基材を準備した。
（第１コロイド溶液及び第２溶液）
　実施例１と同様の第１コロイド溶液及び第２溶液を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　スプレー塗工機を用いて、金属系基材の表面全体の上に第１コロイド溶液を塗布して、第１液層を形成した。自然乾燥によって第１液層を乾燥させた後、電気炉を用いて１５０℃で２０分維持して乾燥固化して、塗工層を形成した。乾燥固化後、手作業にて刷毛を用いて、塗工層の表面全体の上に第２溶液を塗布して第２液層を形成した。第２液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１００℃で２０分維持して乾燥固化して、金属系基材の表面全体の上に、第１層を形成し、揮発抑制部品を作製した。第１層は、塗工層と、第２溶液を塗布して形成した第２液層の乾燥固化物とを含んでいる。すなわち、第１層は、第１コロイド溶液の分散媒以外の成分と、第２溶液の溶媒以外の成分とを含有している。その後、評価のため、実施例１と同様に空焼きした。
（揮発抑制部品の表面観察）
　マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図２７に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。
（揮発抑制部品の断面観察）
　ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面の画像を図２８に示す。揮発抑制部品において、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面の一部が剥離していて、金属系基材の表面が露出していた。ｙ方向から観察したとき、露出した部分同士の平均間隔Ｌａｖｅは、７１μｍであった。図２８に示すような揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚用いて解析した結果、アンカー１つあたりの平均断面積は、６６．０７μｍ２であり、アンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、５６．８８％であった。第１層は、平均の空孔率が１７．６９％であり、平均粒子径が１．１３μｍであり、平均厚さが３９μｍであった。
（引張試験１）
　実施例１と同様に、引張試験を実施した。引張方向を図６に示すｘ方向とし、標点間伸びを、白金を室温から１３００℃に上昇した際の白金の熱膨張率に相当する１．４％にしたとき、目視上表面の剥離がなかった。
（引張試験２）
　標点間伸びをより過酷な５．２％にして、引張試験１の揮発抑制部品を用いて試験した。ｘ方向及びｙ方向については図６に示すとおりである。引張試験後では、目視上表面の剥離がなかった。マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図２９に示す。揮発抑制部品の表面の一部に剥離があった。ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｘ方向から観察した断面の画像を図３０に示し、ｙ方向から観察した断面の画像を図３１に示す。揮発抑制部品の、ｘ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離があり、金属系基材の表面が露出し、第１層が付着している箇所において、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。揮発抑制部品の、ｙ方向から観察した断面にも、金属系基材と第１層との界面での剥離があり、金属系基材の表面が露出し、第１層が付着している箇所において、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがあった。ｘ方向から観察したとき、露出した部分同士の平均間隔Ｌａｖｅは、８２μｍであった。ｙ方向から観察したとき、露出した部分同士の平均間隔Ｌａｖｅは、５４μｍであった。画像の解析の結果、引張試験後のアンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、ｘ方向から観察して４２％、ｙ方向から観察して４６％であった。金属系基材と第１層との界面において、剥離があることから、第１層は、密着性に劣っていた。
（Ｘ線回折）
　実施例１～実施例２の積層膜及び比較例１～比較例３の第１層について、Ｘ線回折によって、結晶構造を解析した。実施例１、実施例２及び比較例１の第１層の結晶構造は、イットリア安定化ＺｒＯ２正方晶であり、実施例１及び実施例２の第２層、並びに比較例２及び比較例３の第１層の結晶構造は、Ｚｒ（ＳｉＯ４）正方晶とＺｒＯ２単射晶であった。
　揮発抑制部品の表面及び断面の観察の結果から、実施例１～実施例２で得られた揮発抑制部品では、揮発抑制部品の表面の剥離が、密着層である第１層によって防止され、揮発抑制部品の表面まで到達する、金属系基材に対して略垂直方向のクラックの伝播が、保護層である第２層によって良好に抑制されたことが示された。引張試験前において、実施例１及び実施例２のＳ２／Ｓ１が、比較例２及び比較例３のＳ２／Ｓ１よりも高いため、Ｓ２／Ｓ１が高いということは、金属系基材と第１層との密着性の向上、すなわち揮発抑制部品の表面の剥離の防止の要因の一つとなると考えられる。実施例１と実施例２において、第１層に生じる、金属系基材に対して略垂直方向の平均クラック数に若干の違いはあるが、第２層の保護層としての性能は、その塗布方法によらず同等となった。一方、比較例１では、第１層の上に層が一切存在しないため、クラックの伝播の抑制が良好ではなかった。比較例２では、第１層が密着性に劣るため、揮発抑制部品の表面が剥離し、また第１層の上に層が一切存在しないため、クラックの伝播の抑制が良好ではなかった。比較例３では、第１層がより密着性に劣るため、揮発抑制部品の表面が剥離して、金属系基材の表面が露出し、また第１層の上に層が一切存在しないため、クラックの伝播の抑制が良好ではなかった。
（実施例３）
（金属系基材）
　長さ２０ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍの白金製の金属系基材（（株）フルヤ金属製）を準備した。
（溶射材）
　実施例１と同様の溶射材を用いた。
（第１コロイド溶液及び第２溶液）
　実施例１と同様の第１コロイド溶液及び第２溶液を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　実施例２と同様に、第１層を形成した。第１層を形成した金属系基材を室温に冷却した後、第１層における領域Ｃの上を、第１層全体の上に変更した以外は実施例２と同様に第２層を形成し、揮発抑制部品を作製した。その後、評価のため、実施例１と同様に空焼きした。
（比較例４）
（金属系基材）
　実施例３と同様の金属系基材を準備した。
（溶射材）
　実施例１と同様の溶射材を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　実施例１と同様に金属系基材の表面全体の上に第１層を形成し、室温に冷却して揮発抑制部品を作製した。その後、評価のため、実施例１と同様に空焼きした。
（比較例５）
（金属系基材）
　実施例３と同様の金属系基材を準備した。
（第１コロイド溶液及び第２溶液）
　実施例１と同様の第１コロイド溶液及び第２溶液を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　スプレー塗工機を用いて、金属系基材の表面全体の上に第１コロイド溶液を塗布して、第１液層を形成した。自然乾燥によって第１液層を乾燥させた後、電気炉を用いて１５０℃で２０分維持して乾燥固化して、塗工層を形成した。乾燥固化後、手作業にて刷毛を用いて、塗工層の表面全体の上に第２溶液を塗布して第２液層を形成した。第２液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１００℃で２０分維持して乾燥固化して、金属系基材の表面全体の上に、第１層を形成し、揮発抑制部品を作製した。第１層は、塗工層と、第２溶液を塗布して形成した第２液層の乾燥固化物とを含んでいる。すなわち、第１層は、第１コロイド溶液の分散媒以外の成分と、第２溶液の溶媒以外の成分とを含有している。その後、評価のため、実施例１と同様に空焼きした。
（比較例６）
（金属系基材）
　実施例３と同様の金属系基材を準備し、コーティング層がない試料とした。
（揮発試験）
　実施例３及び比較例４～比較例６の揮発抑制部品を各１個準備し、個別に質量を測定した。電気炉はＳｉＣ炉（型番ＭＳＦＴ－１５２０、ヤマダデンキ製）を使用した。炉内は大気雰囲気にして揮発試験を実施した。揮発試験は、まず炉内に実施例３及び比較例４～比較例６の揮発抑制部品を各１個投入し、炉内温度を１５００℃まで５時間かけて昇温し、１５００℃に到達した時間を試験時間ゼロとした。その後１５００℃で１００時間保持した後に室温まで５時間かけて降温して実施例３及び比較例４～比較例６の揮発抑制部品を炉内から取り出し、質量を測定した。測定が終了した揮発抑制部品は同様の手順で繰り返し揮発試験を実施し、以降、１５００℃で保持している累積時間が３００、５００、７００、１０００及び１２００時間となるタイミングで同様の測定を繰り返し、１２００時間後のサンプルは炉内に再投入せずにそのまま揮発試験を終了した。質量を測定した時点の累積時間がｎ時間であるときの揮発率を、以下の数１に示す式を用いて算出した。平均揮発速度は、以下の数２に示す式を用いて算出した。１２００時間後において、比較例６の金属系基材の揮発率を１００％とした場合に対し、実施例３で得られた揮発抑制部品は、６２％抑制し、比較例４で得られた揮発抑制部品は、３６％抑制し、比較例５で得られた揮発抑制部品は、１６％抑制した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　揮発試験時間に対する揮発率及び平均揮発速度の関係を図３２に示した。図３２において、２重コートは実施例３であり、溶射コートのみは比較例４であり、液コートのみは比較例５であり、コーティングレスは比較例６である。図３２の結果より明らかなように、実施例３では、酸化揮発が良好に抑制された。一方、比較例４及び比較例５では、第１層の上に層が一切存在しないため、酸化揮発の抑制が良好ではなかった。比較例６では、コーティング層が一切存在しないため、酸化揮発の抑制が良好ではなかった。
〔イリジウム製の金属系基材〕
（実施例４）
（金属系基材）
　長さ２０ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ１ｍｍのイリジウム製の金属系基材（（株）フルヤ金属製）を準備した。
（溶射材）
　溶射材としては、イットリア安定化ジルコニア（酸化イットリウムを２～８質量％含有、粒径１０～７５μｍ）を用いた。
（第１コロイド溶液及び第２溶液）
　水を分散媒とし、ジルコニウム化合物７０～８０質量％及びアルカリ金属ケイ酸塩１～１０質量％を含有した、ジルコニウム化合物の分散液（ラスタッフ６１１０、（株）アクセス製）を第１コロイド溶液とした。また、イソプロパノールを溶媒の主成分とし、ケイ素アルコキシド及びジルコニウムアルコキシドを含有した、金属アルコキシド化合物の溶液（ラスタッフ６１２０、（株）アクセス製）を第２溶液とした。
（揮発抑制部品の作製）
　溶射材をプラズマ溶射装置にて金属系基材の表面全体の上に吹き付けて、第１層を形成した。スプレー塗工機（型番Ｗ－１００、ＡＮＥＳＴ　ＩＷＡＴＡ製）を用いて、第１層全体の上に第１コロイド溶液を塗布して、第１液層を形成した。第１液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１５０℃で２０分維持した。こうすることによって、第１液層を乾燥固化して、塗工層を形成した。乾燥固化後、手作業にて長手方向に刷毛を用いて、塗工層の表面全体の上に第２溶液を塗布して第２液層を形成した。第２液層を自然乾燥させた後、電気炉を用いて１００℃で２０分維持した。こうすることによって、第２液層を乾燥固化して、第１層全体の上に第２層を形成し、揮発抑制部品を作製した。第２層は、塗工層と、第２溶液を塗布して形成した第２液層の乾燥固化物とを含んでいる。すなわち、第２層は、第１コロイド溶液の分散媒以外の成分と、第２溶液の溶媒以外の成分とを含有している。
（揮発抑制部品の表面観察）
　マイクロスコープ（型番ＶＨＸ－１０００、キーエンス製）を用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図３３に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。
（揮発抑制部品の断面観察）
　ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面の画像を図３４に示す。揮発抑制部品において、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがなかった。図３４に示すような揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚用いて解析した結果、アンカー１つあたりの平均断面積は、３２７．９０μｍ２であり、アンカーに対する、アンカーに入り込んだ第１層が占める面積の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、９３．５％であった。第１層は、平均の空孔率が３．６５％であり、平均粒子径が４．８４μｍであり、平均厚さが８１μｍであった。第２層は、平均の空孔率が２３．７６％であり、平均粒子径が１．０６μｍであり、平均厚さが５１μｍであった。
（比較例７）
（金属系基材）
　実施例４と同様に、金属系基材を準備した。
（溶射材）
　実施例４と同様の溶射材を用いた。
（揮発抑制部品の作製）
　実施例４と同様に金属系基材の表面全体の上に第１層を形成し、室温に冷却して揮発抑制部品を作製した。
（揮発抑制部品の表面観察）
　マイクロスコープを用いて、揮発抑制部品の表面を撮影した。揮発抑制部品の表面の画像を図３５に示す。揮発抑制部品の表面の剥離はなかった。
（揮発抑制部品の断面観察）
　ＳＥＭを用いて、揮発抑制部品の断面を撮影した。揮発抑制部品の、図６におけるｙ方向から観察した断面の画像を図３６に示す。揮発抑制部品において、ｙ方向から観察した断面には、金属系基材と第１層との界面での剥離がなく、金属系基材に対して略垂直方向のクラックがなかった。図３６に示すような揮発抑制部品の断面のうち、金属系基材と第１層との境界面の断面を、ＳＥＭを用いて倍率２０００倍で撮影した画像を５枚用いて解析した結果、アンカーおよび第１層は実施例４と同様に形成されていた。
（比較例８）
（金属系基材）
　実施例４と同様の金属系基材を準備し、コーティング層がない試料とした。
（揮発試験）
　実施例４及び比較例７～比較例８の揮発抑制部品を各１個準備し、個別に質量を測定した。電気炉はＳｉＣ炉（型番ＭＳＦＴ－１５２０、ヤマダデンキ製）を使用した。炉内は大気雰囲気にして揮発試験を実施した。揮発試験は、まず炉内温度を１５００℃まで２時間かけて昇温し、１５００℃に到達したところで、炉内に実施例４及び比較例７～比較例８の揮発抑制部品を各１個投入し、その投入した時間を試験時間ゼロとした。その後１５００℃で任意の時間保持した後に炉内から取り出し、室温まで空冷し、質量を測定した。測定が終了した揮発抑制部品は同様の手順で繰り返し揮発試験を実施し、以降、１５００℃で保持している累積時間が１０００時間となるまで同様の測定を繰り返し、１０００時間後のサンプルは炉内に再投入せずにそのまま揮発試験を終了した。質量を測定した時点の累積時間がｎ時間であるときの揮発率を、数１に示す式を用いて算出した。平均揮発速度は、数２に示す式を用いて算出した。１０００時間後において、比較例８の金属系基材の揮発率を１００％とした場合に対し、実施例４で得られた揮発抑制部品は、９３％抑制し、比較例７で得られた揮発抑制部品は、８７％抑制した。
　揮発試験時間に対する揮発率及び平均揮発速度の関係を図３７に示した。図３７において、２重コートは実施例４であり、溶射コートのみは比較例７であり、コーティングレスは比較例８である。図３７の結果より明らかなように、実施例４では、酸化揮発が良好に抑制された。一方、比較例７では、第１層の上に層が一切存在しないため、酸化揮発の抑制が十分ではなかった。比較例８では、コーティング層が一切存在しないため、酸化揮発の抑制が良好ではなかった。
１００　揮発抑制部品
１０１　金属系基材
１０２　第１層
１０３　第２層
１０４　積層膜
１０５　入り込み曲線部
１０６　アンカー
１０７　表面補助線
１０８　貫通クラック
１０９　封孔クラック

 

Claims (14)

  1. 　金属系基材と、該金属系基材の表面の一部又は全体の上に形成された第１層及び該第１層の上に形成された第２層を少なくとも有する積層膜とを有し、前記第１層は、前記金属系基材と前記第２層との密着層であり、前記第２層は前記第１層の保護層であることを特徴とする揮発抑制部品。
  2. 　前記第１層が前記第２層よりも緻密であることを特徴とする請求項１に記載の揮発抑制部品。
  3. 　前記第１層は平均の空孔率が１０％未満の緻密な密着層であり、かつ、前記第２層は平均の空孔率が１０％以上５０％以下の多孔質の保護層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の揮発抑制部品。
  4. 　前記第１層の平均粒子径が、前記第２層の平均粒子径よりも大きいことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の揮発抑制部品。
  5. 　前記第１層の平均粒子径が２μｍよりも大きく２０μｍ以下であり、かつ、前記第２層の平均粒子径が０．５μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の揮発抑制部品。
  6. 　前記第１層の平均厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、かつ、前記第２層の平均厚さが３０μｍ以上６５μｍ以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の揮発抑制部品。
  7. 　前記金属系基材は、基材の厚さを示す垂直断面において、アンカーを有し、該アンカー１つあたりの平均断面積が３００μｍ２以上であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の揮発抑制部品。
  8. 　前記垂直断面において、前記第１層の構成粒子が前記アンカーの断面積の８５％以上を占めていることを特徴とする請求項７に記載の揮発抑制部品。
  9. 　前記積層膜は、ジルコニウム、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、トリウム若しくはイットリウムのいずれかの元素を主成分とする酸化物又はこれらの複合酸化物であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載の揮発抑制部品。
  10. 　前記第１層及び前記第２層は、同一の酸化物を主成分として含有することを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載の揮発抑制部品。
  11. 　前記金属系基材の材質は、白金、白金合金、イリジウム又はイリジウム合金であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一つに記載の揮発抑制部品。
  12. 　請求項１～１１のいずれか一つに記載の揮発抑制部品を製造する方法であって、
    　前記金属系基材の表面に、溶射法によって前記第１層を形成する工程と、
    　前記第１層の表面に液層を形成し、該液層を乾燥固化することを少なくとも１回行って、前記第２層を形成する工程と、を有することを特徴とする揮発抑制部品の製造方法。
  13. 　前記第２層を形成する工程において、前記液層として、コロイド溶液層を少なくとも１回形成することを特徴とする請求項１２に記載の揮発抑制部品の製造方法。
  14. 　前記液層を刷毛塗り又はスプレー塗布によって形成することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の揮発抑制部品の製造方法。

     
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