WO2021192554A1 - 耐酸化合金及び耐酸化合金の製造方法 - Google Patents

耐酸化合金及び耐酸化合金の製造方法 Download PDF

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WO2021192554A1
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信太郎 蘇武
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an oxidation-resistant alloy and a method for producing an oxidation-resistant alloy.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a molybdenum alloy having oxidation resistance by adding a borosilicate of molybdenum or a molybdenum alloy.
  • Patent Document 2 discloses a technique for coating with a molybdenum-silicon-boron (Mo-Si-B) alloy using a plasma spraying method.
  • Patent Document 3 discloses a technique for coating with a molybdenum-silicon-boron (Mo-Si-B) alloy using sputtering.
  • one of the purposes is to provide an oxidation-resistant alloy having oxidation resistance.
  • Other objectives can be understood from the following description and description of embodiments.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to one embodiment for achieving the above object is to produce a first molding material obtained by compression molding a metal powder and a first molding material covered with an alloy powder different from the metal powder. Includes compression molding. Further, the oxidation resistance of the main component of the alloy powder is higher than the oxidation resistance of the main component of the metal powder.
  • the oxidation-resistant alloy according to the embodiment for achieving the above object includes an internal structure containing a first metal as a main component and an external structure containing an element forming a compound of the first metal and covering the internal structure. ..
  • the distribution of the elements forming the compound of the first metal in the thickness direction of the external structure is uniform.
  • the proportion of the first metal compound in the outer structure is different from the proportion of the first metal compound in the inner structure.
  • the external structure has a plurality of holes having an aspect ratio of 1.3 or less.
  • an oxidation resistant alloy having oxidation resistance can be produced.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing an oxidation-resistant alloy according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of the second molding material in one embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the oxidation resistant alloy according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of the oxidation-resistant alloy in one embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a part of the method for producing an oxidation-resistant alloy in one embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic view of the piece material in one embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a manufacturing process of the oxidation-resistant alloy in one embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a manufacturing process of the oxidation-resistant alloy in one embodiment.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing an oxidation-resistant alloy according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of the second molding material in one embodiment.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 9 is a schematic view of the second molding material in one embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a part of the method for producing an oxidation-resistant alloy in one embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the third molding material according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the oxidation resistant alloy according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a part of the method for producing an oxidation-resistant alloy in one embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic view of the surface piece material in one embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a manufacturing process of the oxidation-resistant alloy in one embodiment.
  • FIG. 16 is a perspective sectional view of the second molding material according to the embodiment.
  • the oxidation-resistant alloy can be inexpensively produced by the production method 1 shown in FIG.
  • the first molding material 100 obtained by compression molding the metal powder is produced.
  • the main component of the metal powder includes any metal such as molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten (W), metal-silicon alloy, metal-boron alloy and the like.
  • the metal of the metal-silicon alloy and the metal of the metal-boron alloy may contain molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten (W) and the like.
  • the metal-silicon-boron alloy may be included in both the metal-silicon alloy and the metal-boron alloy.
  • the metal-silicon alloy includes, for example, Mo 5 Si 3 , Mo 3 Si, and the like
  • the metal-boron alloy includes, for example, Mo B, Mo 2 B, and the like.
  • the metal-silicon-boron alloy may contain Mo 5 SiB 2 and the like.
  • the main component of the powder may include a material having the largest proportion, for example, mass percent, which constitutes the powder.
  • the first molding material 100 may be produced by compression molding without melting the metal powder.
  • the first molding material 100 may be formed by using a cold isostatic pressing method (CIP).
  • CIP cold isostatic pressing method
  • the first molding material 100 may be formed by using mold molding in which compression molding is performed with a mold in one direction, for example, in the vertical direction. As a result, the first molding material 100 can be molded as an unsintered unsintered body.
  • the oxidation resistant alloy 300 is produced by compression molding the first molding material 100 covered with the alloy powder.
  • the alloy powder is different from the metal powder contained in the first molding material 100.
  • the main components of the alloy powder include an alloy having oxidation resistance, for example, a metal-silicon-boron alloy.
  • the metal of the metal-silicon-boron alloy may contain molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten (W), etc., and the metal-silicon-boron alloy may contain Mo 5 SiB 2 , Mo 5 Si 3 , Mo 3 Si, MoB, may also include such Mo 2 B.
  • the main component of the alloy powder may have higher oxidation resistance than the main component of the metal powder contained in the first molding material 100.
  • Oxidation resistance is the thickness of the oxide produced from the surface or the thickness of the wall thinned when the substance is placed in a space at a desired temperature (for example, 1095 ° C.) for a desired time (for example, 2 hours). For example, it may be represented by an amount in which the thickness of the base material is reduced by sublimation of the surface. The oxidation resistance is higher as the thickness of the oxide or the thickness of the thinned wall is thinner.
  • the second molding material 200 may be produced by compression molding without melting the alloy powder.
  • the first molding material 100 is covered with an alloy powder.
  • the first molding material 100 covered with the alloy powder is compression molded to produce the second molding material 200.
  • the second molding material 200 covers the first molding material 100 and has an outer layer 210 formed of an alloy powder.
  • the entire circumference of the first molding material 100 may be covered with the alloy powder.
  • the second molding material 200 may be produced from the first molding material 100 covered with an alloy powder by using a cold isotropic pressurization method or mold molding.
  • the mold used in the compression molding in step S200 may be different from the mold used in the compression molding in step S100.
  • the oxidation-resistant alloy 300 may be produced by sintering the second molding material 200.
  • the second molding material 200 may be sintered by any method, for example, discharge plasma sintering (SPS), millimeter wave sintering, or the like.
  • SPS discharge plasma sintering
  • the second molding material 200 may be sintered in a reducing atmosphere, for example hydrogen.
  • the second molding material 200 is removed from the mold used in, for example, compression molding and sintered.
  • the second molding material 200 is removed from the mold used in compression molding and placed on a floor plate jig.
  • the floor plate jig is made of a metal corresponding to the main component of the alloy powder.
  • the floor plate jig is formed of molybdenum or a molybdenum-based compound.
  • a support jig is arranged according to the shape of the second molding material 200. The support jig suppresses deformation of the second molding material 200 during sintering, for example, deformation due to gravity.
  • the oxidation-resistant alloy 300 includes an internal structure 310 and an external structure 320.
  • the internal structure 310 has components corresponding to the components of the metal powder contained in the first molding material 100.
  • the main component of the internal structure 310 is the same as the component of the metal powder contained in the first molding material 100.
  • the external structure 320 also has a component corresponding to the component of the alloy powder covering the first molding material 100.
  • the main component of the external structure 320 is the same as the component of the alloy powder covering the first molding material 100.
  • the surface of the oxidation resistant alloy 300 has high oxidation resistance.
  • the surface of the oxidation resistant alloy 300 is formed by an external structure.
  • the main component of the outer structure 320 includes an alloy having oxidation resistance, which is the main component of the alloy powder. Therefore, the oxidation-resistant alloy 300 has high oxidation resistance. Further, since the main component of the metal powder has ductility, the oxidation-resistant alloy 300 may also have ductility.
  • the main component of the alloy for example, the main component of the external structure 320 may contain a material having the largest proportion, for example, a mass percent, or may contain five materials from the largest proportion.
  • the manufacturing cost can be reduced.
  • an oxidation-resistant alloy is produced by coating, the surface is cleaned before coating. Since the coating process and the cleaning process are performed, the production cost is higher than that of the production method 1.
  • the cleaning treatment may include a surface treatment step of covering the internal structure with an alloy powder, such as removal of a surface-modified layer. In the manufacturing method 1, this cleaning process can be omitted. Further, since the oxidation-resistant alloy 300 having a near-net shape similar to the product shape can be manufactured, the manufacturing cost can be further reduced.
  • the first molding material 100 may be covered so that the distribution of the elements contained in the main component of the alloy powder becomes uniform.
  • the distribution of the elements contained in the main component of the outer structure 320 can be uniform.
  • the distribution of the elements contained in the main component of the outer structure 320 in the thickness direction of the outer structure 320 can be uniform without changing according to the distance from the surface.
  • the elements contained in the main component of the internal structure 310 can be uniformly distributed.
  • the outer structure 320 may have a substantially spherical shape, for example, a plurality of holes 322 having an aspect ratio of 1.3 or less.
  • the holes 322, 80% or more of the holes 322 have an aspect ratio of 1.3 or less.
  • the internal structure 310 may also have a plurality of holes 312 having a substantially spherical shape, for example, an aspect ratio of 1.3 or less.
  • the density of the external structure 320 may be 90% or more.
  • the density of the internal structure 310 may be 90% or more.
  • the oxidation resistant alloy 300 produced by this method can be distinguished from the alloy produced by using the coating treatment.
  • the uniform distribution may mean that the ratio of the elements does not fluctuate by 10% or more.
  • the ratio of elements may be measured using an electron probe microanalyzer (EPMA).
  • EPMA electron probe microanalyzer
  • elemental components are measured using an electron probe microanalyzer in a plurality of cross sections of the internal structure 310 or the external structure 320. Thereby, the distribution of the elemental components can be measured.
  • the shape of the holes 312 and 222, such as the aspect ratio, can be measured by imaging the cross section of the internal structure 310 or the external structure 320.
  • the main component of the alloy powder may contain a compound of the main component of the metal powder.
  • the metal that is the main component of the outer structure 320 can be the same as the metal that is the main component of the internal structure 310. Therefore, the coupling force between the outer structure 320 and the inner structure 310 is increased.
  • step S200 compression molding and sintering may be performed at the same time.
  • the first molding material 100 covered with the alloy powder may be compression-molded by a hot isostatic pressing method (HIP) to produce an oxidation-resistant alloy 300.
  • HIP hot isostatic pressing method
  • step S200 the method shown in FIG. 5 may be executed.
  • step S210 the piece material 220 obtained by compression molding the alloy powder is produced.
  • the piece material 220 has a plurality of contact surfaces 225 that can come into contact with the first molded material 100, and at the corners of the first molded material 100, for example, at the apex when the first molded material 100 is a rectangular parallelepiped. It is configured so that it can be placed.
  • the thickness L1 of the piece material 220 may be thinner than the thickness of the outer layer 210.
  • the thickness L1 of the piece material 220 may be 90% or less of the thickness of the outer layer 210, or 80% or less of the thickness of the outer layer 210.
  • the piece material 220 may be produced by compression molding without melting the alloy powder.
  • the piece material 220 may be formed by using a cold isostatic pressing method (CIP) or mold molding.
  • CIP cold isostatic pressing method
  • step S220 the piece material 220 is arranged so that the first molding material 100 is supported by the piece material 220.
  • the piece material 220 is arranged at at least a part of the corners of the first molding material 100.
  • the piece material 220 may be arranged at the apex of the first molding material 100.
  • the piece material 220 may be arranged along the boundary between two planes or curved surfaces, for example, along a side in a rectangular parallelepiped.
  • the oxidation resistant alloy 300 is produced by covering the first molding material 100 with the alloy powder and compression molding the first molding material 100 covered with the alloy powder.
  • the first molding material 100 is covered with the alloy powder while being supported by the piece material 220.
  • the first molding material 100 covered with the alloy powder is compression molded.
  • the second molding material 200 may be produced by compression molding without melting the alloy powder.
  • the first molding material 100 includes the piece material 220 which is the alloy powder and the outside. Covered with layer 210.
  • the second molding material 200 may be produced by using a cold isotropic pressure pressurization method or mold molding.
  • the oxidation-resistant alloy 300 is then produced by sintering the second molding material 200 by an arbitrary method.
  • the oxidation-resistant alloy 300 can be manufactured using the piece material 220.
  • the outer structure 320 of the oxidation resistant alloy 300 can have a uniform thickness. This manufacturing method can reduce the exposure of the internal structure 310 of the oxidation-resistant alloy 300 to the surface of the oxidation-resistant alloy 300.
  • step S230 compression molding and sintering may be performed at the same time.
  • the first molding material 100 covered with the alloy powder may be compression molded by a hot isotropic heating method.
  • step S200 the method shown in FIG. 10 may be performed.
  • step S250 the first molding material 100 covered with the alloy powder is compression-molded to generate the second molding material 200.
  • the first molding material 100 is covered with an alloy powder.
  • the second molding material 200 is produced by compression molding the first molding material 100 covered with the alloy powder.
  • the second molding material 200 may be produced by compression molding without melting the alloy powder.
  • the second molding material 200 may be produced from the first molding material 100 covered with an alloy powder by using a cold isotropic pressurization method or mold molding.
  • the second molding material 200 covered with the oxide powder is compression-molded to produce the oxidation-resistant alloy 300.
  • the second molding material 200 is covered with an oxide powder.
  • Oxide powders include, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), ytria stabilized zirconia (YSZ), magnesium oxide. It may contain a part such as (MgO) and hafonium oxide (HfO 2).
  • the oxide powder may be compression-molded without melting to produce the third molding material 250.
  • the first molding material 100 is formed by an outer layer 210 which is an alloy powder. Be covered.
  • the second molding material 200 for example, the outer layer 210, is covered with an oxide layer 260 formed of the oxide powder.
  • the entire circumference of the second molding material 200 may be covered with the oxide powder.
  • the third molding material 250 may be produced by using a cold isotropic pressurization method or mold molding.
  • the oxidation-resistant alloy 300 is then produced by sintering the third molding material 250 by an arbitrary method.
  • the manufactured oxidation-resistant alloy 300 includes an internal structure 310, an external structure 320, and a surface layer 330. Since the surface layer 330 is formed of an oxide, the oxidation-resistant alloy 300 has high oxidation resistance. Since the internal structure 310 and the external structure 320 are the same as the oxidation-resistant alloy 300 shown in FIG. 3, description thereof will be omitted. Further, since the oxidation-resistant alloy 300 can be produced by one sintering, the production cost can be suppressed.
  • step S260 compression molding and sintering may be performed at the same time.
  • the second molding material 200 covered with the oxide powder may be compression-molded by a hot isotropic heating method.
  • step S230 shown in FIG. 5 the process shown in FIG. 10 may be executed.
  • step S250 the first molding material 100 supported by the piece material 220 is covered with the alloy powder, and the first molding material 100 covered with the synthetic alloy is compression-molded to generate the second molding material 200.
  • NS Since the subsequent processing is the same as that of the third embodiment, the description thereof will be omitted.
  • step S260 shown in FIG. 10 the process shown in FIG. 13 may be executed.
  • step S261 as shown in FIG. 14, a surface piece material 420 obtained by compression molding an oxide powder is produced.
  • the surface piece material 420 has a plurality of contact surfaces 425 that can come into contact with the second molding material 200, and is configured so that it can be arranged at the corners of the second molding material 200.
  • the thickness L2 of the surface piece material 420 may be thinner than the thickness of the oxide layer 260.
  • the thickness L2 of the surface piece material 420 may be 90% or less of the thickness of the oxide layer 260, or 80% or less of the thickness of the oxide layer 260.
  • the surface piece material 420 may be produced by compression molding without dissolving the oxide powder.
  • the surface piece material 420 may be formed by using a cold isostatic pressing method (CIP) or mold molding.
  • the surface piece material 420 is arranged so that the second molding material 200 is supported by the surface piece material 420.
  • the surface piece material 420 is arranged at at least a part of the corners of the second molding material 200.
  • the surface piece material 420 may be arranged at the apex of the second molding material 200.
  • step S263 the second molding material 200 is covered with the oxide powder, and the second molding material 200 covered with the oxide powder is compression-molded to produce the oxidation-resistant alloy 300.
  • the second molding material 200 is covered with the oxide powder while being supported by the surface piece material 420.
  • the second molding material 200 covered with the oxide powder is compression molded.
  • the third molding material 250 may be produced by compression molding without melting the oxide powder.
  • the second molding material 200 is covered with the surface piece material 420 which is an oxide powder and the oxide powder.
  • the third molding material 250 may be produced by using a cold isotropic pressurization method or mold molding.
  • the oxidation-resistant alloy 300 is then produced by sintering the third molding material 250 by an arbitrary method.
  • the oxidation-resistant alloy 300 can be produced by using the surface piece material 420.
  • the surface layer 330 of the oxidation resistant alloy 300 can have a uniform thickness.
  • this manufacturing method it is possible to reduce the exposure of the outer structure 320 and the inner structure 310 of the oxidation-resistant alloy 300 to the surface of the oxidation-resistant alloy 300.
  • step S263 compression molding and sintering may be performed at the same time.
  • the second molding material 200 covered with the oxide powder may be compression-molded by a hot isotropic heating method.
  • the oxidation resistant alloy 300 can be manufactured in any shape that can be compression molded.
  • a conical oxidation resistant alloy 300 may be produced.
  • the piece material 220 may be arranged at the corner of the first molding material 100, for example, at the apex of the cone and at a position along the boundary between the bottom surface and the side surface.
  • the oxidation-resistant alloy 300 may include an external structure 320 formed in a plurality of layers.
  • the outer structure 320 may be configured so that the oxidation resistance of each layer increases as it approaches the surface of the oxidation-resistant alloy 300.
  • the oxidation-resistant alloy 300 can be produced by repeating step S200 of FIG. 1 a plurality of times.
  • the sintering process may be performed after all the layers have been compression molded.
  • each layer is compression molded without melting the alloy powder.
  • the sintering process is performed after all the layers are compression-molded without melting the alloy powder.
  • the layered outer structure 320 may be more brittle and more fragile than the inner structure 310.
  • the metal powder may contain elements that can reinforce the first metal by addition, such as titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), tungsten (W), tantalum (Ta), carbon (C) and the like. ..
  • elements that can reinforce the first metal such as titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), tungsten (W), tantalum (Ta), carbon (C) and the like. ..
  • the oxidation-resistant alloy 300 can have high strength.
  • the metal powder may contain the main component of the alloy powder that covers the first molding material 100. This makes it easier for the internal structure 310 to join the external structure 320.
  • the alloy powder or oxide powder is an element that is more likely to bind to oxygen than the main component of the first molding material 100, for example, the element having the highest mass percent density of the first molding material 100, such as aluminum (Al), magnesium (Mg), and calcium. (Ca), niobium (Nb), chromium (Cr), titanium (Ti), rare earth elements and the like may be contained. As a result, the oxidation-resistant alloy 300 can have high oxidation resistance.
  • the surface layer 330 may be made of ceramics.
  • the second molding material 200 covered with the powder of the ceramic-based precursor is compression-molded to produce the oxidation-resistant alloy 300. Since the same is true of the third to fourth embodiments except that the oxide powder replaces the ceramic precursor powder, the description thereof will be omitted.
  • the surface piece material 420 obtained by compression molding the powder of the ceramic precursor may be produced. Since it is the same as that of the fifth embodiment except that the oxide powder replaces the ceramic precursor powder, the description thereof will be omitted.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the first aspect is to produce a first molding material (100) obtained by compression molding a metal powder (S100), and a first molding material covered with an alloy powder different from the metal powder. (100) is compression-molded (S200). Further, the oxidation resistance of the main component of the alloy powder is higher than the oxidation resistance of the main component of the metal powder.
  • the oxidation-resistant alloy (300) produced includes an internal structure (310) and an external structure (320) that covers the internal structure (310), and the oxidation resistance of the external structure (320) is that of the internal structure (310). Higher than oxidation resistance. Therefore, the produced oxidation-resistant alloy (300) has high oxidation resistance.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the second aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the first aspect, and the production of the first molding material (100) is a metal without melting the metal powder. It is configured to include compression molding of the powder.
  • the first molded material (100) is an unsintered body molded without sintering, the manufacturing cost can be suppressed.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the third aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the first aspect, in which the first molding material (100) is compression-molded (S200) to produce an alloy powder. It is configured to include compression molding the alloy powder without melting to produce a second molding material (200) and sintering the second molding material.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the fourth aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the first aspect, in which the first molding material (100) is compression-molded (S200) to produce an alloy powder. It is configured to include producing a compression-molded piece material (220) (S210) and supporting the first molded material (100) with the piece material (220) (S220). Further, compression molding (S200) of the first molding material (100) includes covering the first molding material (100) with alloy powder (S230).
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to a fifth aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to a fourth aspect, and supporting the first molding material (100) (S220) is the first molding material. It is configured to include placing the piece material (220) at the corner of (100).
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the sixth aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the fourth aspect, in which the piece material (220) can be produced without melting the alloy powder. Is configured to include compression molding.
  • the piece material (220) is formed without sintering, the manufacturing cost can be suppressed.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the seventh aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the first aspect, wherein the main component of the metal powder contains the first metal and the main component of the alloy powder is the first. It is configured to contain metal compounds.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the eighth aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the first aspect, and the metal powder is configured to contain the main component of the alloy powder.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to a ninth aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to a first aspect, in which the first molding material (100) is compression-molded (S200). It is configured to include covering everything around the material (100) with alloy powder.
  • the method for producing an oxidation-resistant alloy according to a tenth aspect is the method for producing an oxidation-resistant alloy according to the first aspect, wherein the first molding material (100) is compression-molded (S200) with an alloy powder.
  • the covered first molding material (100) is compression-molded to produce the second molding material (200) (S250), and the second molding material covered with an oxide powder or a ceramic precursor powder (S250). 200) is configured to include compression molding (S260).
  • the produced oxidation-resistant alloy (300) includes a surface layer (330). Since the surface layer (330) having high oxidation resistance covers the outer structure (320), the oxidation resistant alloy (300) can have high oxidation resistance.
  • the oxidation-resistant alloy of each embodiment is grasped as follows, for example.
  • the oxidation-resistant alloy according to the eleventh embodiment includes an internal structure (310) containing a first metal as a main component and an external structure (320) containing an element forming a compound of the first metal and covering the internal structure. ..
  • the distribution of the elements forming the compound of the first metal in the thickness direction of the outer structure (320) is uniform.
  • the proportion of the first metal compound in the outer structure (320) is different from the proportion of the first metal compound in the inner structure (310).
  • the external structure (320) has a plurality of holes (322) having an aspect ratio of 1.3 or less.
  • an oxidation-resistant alloy (300) having such a structure is manufactured.
  • the produced oxidation-resistant alloy (300) has high oxidation resistance.

Abstract

耐酸化合金の製造方法は、金属粉末を圧縮成形した第１成形材を生成することと、金属粉末と異なる合金粉末で覆われた第１成形材を圧縮成形することとを含む。また、合金粉末の主成分の耐酸化性は、金属粉末の主成分の耐酸化性より高い。第１成形材を生成することが金属粉末を融解することなく金属粉末を圧縮成形することを含んでもよい。第１成形材を圧縮成形することは、合金粉末を融解することなく合金粉末を圧縮成形して第２成形材を生成することと、第２成形材を焼結することとを含んでもよい。

Description

耐酸化合金及び耐酸化合金の製造方法
　本発明は、耐酸化合金及び耐酸化合金の製造方法に関するものである。
　耐酸化性の高い合金の研究がなされている。例えば、特許文献１には、モリブデンまたはモリブデン合金のホウケイ化物を添加して、耐酸化性を有するモリブデン合金を製造する方法が開示されている。
　特許文献２には、プラズマ溶射法を用いてモリブデン‐シリコン‐ボロン（Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ）系合金でコーティングを行う技術が開示されている。
　特許文献３には、スパッタリングを用いてモリブデン‐シリコン‐ボロン（Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ）系合金でコーティングを行う技術が開示されている。
特表平１０－５１２３２９号公報 特開２００４－１１５８３３号公報 特表２０１７－５２４８０５号公報
　上記の状況に鑑み、耐酸化性を有する耐酸化合金を提供することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。
　上記目的を達成するための一実施の形態による耐酸化合金の製造方法は、金属粉末を圧縮成形した第１成形材を生成することと、金属粉末と異なる合金粉末で覆われた第１成形材を圧縮成形することとを含む。また、合金粉末の主成分の耐酸化性は、金属粉末の主成分の耐酸化性より高い。
　上記目的を達成するための一実施の形態による耐酸化合金は、第１金属を主成分とする内部構造と、第１金属の化合物を形成する元素を含み、内部構造を覆う外部構造とを備える。外部構造において、第１金属の化合物を形成する元素の、外部構造の厚さ方向における分布は均一である。外部構造における第１金属の化合物の割合は、内部構造における第１金属の化合物の割合と異なる。外部構造は、アスペクト比が１．３以下の複数の孔を有する。
　上記の形態によれば、耐酸化性を有する耐酸化合金を製造することができる。
図１は、一実施の形態における耐酸化合金の製造方法を表すフローチャートである。 図２は、一実施の形態における第２成形材の概略図である。 図３は、一実施の形態における耐酸化合金の断面図である。 図４は、一実施の形態における耐酸化合金の構造を説明するための図である。 図５は、一実施の形態における耐酸化合金の製造方法の一部を表すフローチャートである。 図６は、一実施の形態におけるピース材の概略図である。 図７は、一実施の形態における耐酸化合金の製造過程を説明するための図である。 図８は、一実施の形態における耐酸化合金の製造過程を説明するための図である。 図９は、一実施の形態における第２成形材の概略図である。 図１０は、一実施の形態における耐酸化合金の製造方法の一部を表すフローチャートである。 図１１は、一実施の形態における第３成形材の断面図である。 図１２は、一実施の形態における耐酸化合金の断面図である。 図１３は、一実施の形態における耐酸化合金の製造方法の一部を表すフローチャートである。 図１４は、一実施の形態における表面ピース材の概略図である。 図１５は、一実施の形態における耐酸化合金の製造過程を説明するための図である。 図１６は、一実施の形態における第２成形材の斜視断面図である。
（実施の形態１）
　図１に示す製造方法１により、安価に耐酸化合金を製造することができる。ステップＳ１００において、金属粉末を圧縮成形した第１成形材１００が生成される。金属粉末の主成分は、任意の金属、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、金属‐シリコン系合金、金属‐ボロン系合金などを含む。金属‐シリコン系合金の金属と、金属‐ボロン系合金の金属はモリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）などを含んでもよい。金属‐シリコン‐ボロン系合金は、金属‐シリコン系合金と金属‐ボロン系合金の両方に含まれてもよい。金属‐シリコン系合金は、例えばＭｏ５Ｓｉ３、Ｍｏ３Ｓｉなどを含み、金属‐ボロン系合金は、例えばＭｏＢ、Ｍｏ２Ｂなどを含む。金属‐シリコン‐ボロン系合金はＭｏ５ＳｉＢ２などを含んでもよい。ここで、粉末の主成分は、粉末を構成する割合、例えば質量パーセントが最も大きい材料を含んでもよい。
　第１成形材１００は、金属粉末を溶解することなく圧縮成形することで生成されてもよい。例えば、第１成形材１００は、冷間等方圧加圧法（Cold　Isostatic　Pressing；ＣＩＰ）を用いて形成されてもよい。また、第１成形材１００は、一方向、例えば上下方向に金型で圧縮成形を行う金型成形を用いて形成されてもよい。これにより、第１成形材１００は焼結されていない未焼結体として成形され得る。
　ステップＳ２００において、合金粉末で覆われた第１成形材１００を圧縮成形することで、耐酸化合金３００が生成される。合金粉末は第１成形材１００に含まれる金属粉末と異なる。合金粉末の主成分は、耐酸化性を有する合金、例えば金属‐シリコン‐ボロン系合金を含む。金属‐シリコン‐ボロン系合金の金属はモリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）などを含んでもよく、金属‐シリコン‐ボロン系合金はＭｏ５ＳｉＢ２、Ｍｏ５Ｓｉ３、Ｍｏ３Ｓｉ、ＭｏＢ、Ｍｏ２Ｂなども含んでもよい。合金粉末の主成分は、第１成形材１００に含まれる金属粉末の主成分より耐酸化性が高くてもよい。
　耐酸化性は、所望の温度（例えば１０９５℃）の空間に、所望の時間（例えば２時間）だけ物質を置いたときに、生成された酸化物の表面からの厚さ、または減肉の厚さ、例えば表面の昇華により母材の厚さが減少した量により表されてもよい。耐酸化性は、酸化物の厚さまたは減肉の厚さが薄いほど高い。
　ステップＳ２００において、図２に示すように、合金粉末を融解することなく圧縮成形して第２成形材２００が生成されてもよい。例えば、第１成形材１００は、合金粉末で覆われる。合金粉末で覆われた第１成形材１００は圧縮成形され、第２成形材２００が生成される。第２成形材２００は、第１成形材１００を覆い、合金粉末で形成された外部層２１０を有する。例えば、第１成形材１００の周囲すべてが合金粉末で覆われてもよい。第２成形材２００は、冷間等方圧加圧法または金型成形を用いて、合金粉末で覆われた第１成形材１００から生成されてもよい。なお、ステップＳ２００の圧縮成形で使用する型は、ステップＳ１００の圧縮成形で使用した型と異なってもよい。
　耐酸化合金３００は、第２成形材２００を焼結することで生成されてもよい。第２成形材２００は、任意の方法、例えば放電プラズマ焼結（Spark　Plasma　Sintering；ＳＰＳ）、ミリ波焼結などにより焼結されてもよい。例えば、第２成形材２００は還元雰囲気、例えば水素中で焼結してもよい。
　第２成形材２００は、例えば圧縮成形で使用した型から外されて焼結される。第２成形材２００は、圧縮成形で使用した型から外され、敷板治具の上に置かれる。敷板治具は、合金粉末の主成分に応じた金属で形成されている。例えば、合金粉末の主成分がモリブデン系化合物のとき、敷板治具はモリブデン又はモリブデン系化合物で形成されている。また、第２成形材２００の形状に応じて、支持治具が配置される。支持治具は、焼結中における第２成形材２００の変形、例えば重力による変形を抑制する。
　耐酸化合金３００は、図３に示すように、内部構造３１０と外部構造３２０とを備える。内部構造３１０は、第１成形材１００に含まれる金属粉末の成分に応じた成分を有する。例えば、内部構造３１０の主成分は、第１成形材１００に含まれる金属粉末の成分と同じである。また、外部構造３２０も、第１成形材１００を覆った合金粉末の成分に応じた成分を有する。例えば、外部構造３２０の主成分は、第１成形材１００を覆った合金粉末の成分と同じである。
　耐酸化合金３００の表面は高い耐酸化性を有する。耐酸化合金３００の表面は外部構造で形成されている。外部構造３２０の主成分は、合金粉末の主成分である耐酸化性を有する合金を含む。このため、耐酸化合金３００は高い耐酸化性を有する。また、金属粉末の主成分が延性を有することで、耐酸化合金３００は延性も有し得る。ここで合金の主成分、例えば外部構造３２０の主成分は、合金を占める割合、例えば質量パーセントが最も大きい材料を含んでもよく、割合が大きい方から５つの材料を含んでもよい。
　このように、一度の焼結で耐酸化合金３００は製造され得るため、製造コストを低減することができる。コーティングにより耐酸化合金を製造するとき、コーティングを行う前に表面の洗浄が行われる。コーティングの処理と、洗浄処理とが行われるため、製造方法１よりも製造コストが高くなる。洗浄処理には、内部構造を合金粉末で覆う際の表面処理工程、例えば表面変性層の除去が含まれ得る。製造方法１では、この洗浄処理を省略することができる。また、製品形状に類似するニアネット形状を有する耐酸化合金３００を製造することができるため、さらに製造コストを低減することができる。
　ステップＳ２００において、合金粉末の主成分に含まれる元素の分布が均一になるように、第１成形材１００を覆ってもよい。この場合、この方法で製造される耐酸化合金３００の外部構造３２０において、外部構造３２０の主成分に含まれる元素の分布は均一になり得る。例えば、表面からの距離に応じて変化せず、外部構造３２０の主成分に含まれる元素の、外部構造３２０の厚さ方向における分布は均一になり得る。内部構造３１０においても同様に、内部構造３１０の主成分に含まれる元素は均一に分布され得る。
　さらに、図４に示すように、合金粉末を圧縮成形し焼結するため、外部構造３２０は略球状、例えばアスペクト比が１．３以下の複数の孔３２２を有し得る。例えば、孔３２２のうち、８０％以上の孔３２２は１．３以下のアスペクト比を有する。内部構造３１０も略球状、例えばアスペクト比が１．３以下の複数の孔３１２を有し得る。例えば、孔３１２のうち、８０％以上の孔３１２が１．３以下のアスペクト比を有する。また、外部構造３２０の密度が９０％以上でもよい。内部構造３１０の密度が９０％以上でもよい。
　このような構造により、この方法で製造された耐酸化合金３００は、コーティング処理を用いて製造された合金と区別され得る。ここで、分布が均一とは、元素の割合が１０％以上変動しないことを表してもよい。
　元素の割合は、電子線マイクロアナライザ（Electron　Probe　Micro　Analyzer；ＥＰＭＡ）を用いて測定してもよい。例えば、内部構造３１０または外部構造３２０の複数の断面において、電子線マイクロアナライザを用いて元素成分が測定される。これにより、元素成分の分布が測定され得る。孔３１２、３２２の形状、例えばアスペクト比は、内部構造３１０または外部構造３２０の断面を撮像することで測定することができる。
　合金粉末の主成分は、金属粉末の主成分の化合物を含んでもよい。この場合、外部構造３２０の主成分となる金属が、内部構造３１０の主成分となる金属と同じになり得る。このため、外部構造３２０と内部構造３１０との結合力が高くなる。
　ステップＳ２００において、圧縮成形と焼結とが同時に行われてもよい。例えば、合金粉末で覆われた第１成形材１００を、熱間等方圧加熱法（Hot　Isostatic　Pressing；ＨＩＰ）により、圧縮成形して、耐酸化合金３００が生成されてもよい。
（実施の形態２）
　ステップＳ２００において、図５に示す方法が実行されてもよい。ステップＳ２１０において、合金粉末を圧縮成形したピース材２２０が生成される。ピース材２２０は、図６に示すように、第１成形材１００に接触し得る複数の接触面２２５を有し、第１成形材１００の角、例えば第１成形材１００が直方体のとき頂点に配置できるように構成されている。ピース材２２０の厚さＬ１は、外部層２１０の厚さより薄くてもよい。例えば、ピース材２２０の厚さＬ１は、外部層２１０の厚さの９０％以下でもよく、外部層２１０の厚さの８０％以下でもよい。
　ピース材２２０は、合金粉末を溶解することなく圧縮成形することで生成されてもよい。例えば、ピース材２２０は、冷間等方圧加圧法（Cold　Isostatic　Pressing；ＣＩＰ）または金型成形を用いて形成されてもよい。
　ステップＳ２２０において、図７に示すように、第１成形材１００がピース材２２０に支持されるように、ピース材２２０が配置される。例えば、ピース材２２０は、第１成形材１００の少なくとも一部の角に配置される。ピース材２２０は第１成形材１００の頂点に配置されてもよい。ピース材２２０は、図８に示すように、２つの平面または曲面の境界、例えば直方体における辺に沿って配置されてもよい。
　ステップＳ２３０において、第１成形材１００を合金粉末で覆い、合金粉末で覆われた第１成形材１００を圧縮成形することで、耐酸化合金３００が生成される。第１成形材１００は、ピース材２２０に支持された状態で、合金粉末に覆われる。合金粉末で覆われた第１成形材１００が圧縮成形される。
　ステップＳ２３０において、図９に示すように、合金粉末を融解することなく圧縮成形して第２成形材２００を生成してもよい、第１成形材１００は、合金粉末であるピース材２２０と外部層２１０とで覆われる。第２成形材２００は、冷間等方圧加圧法または金型成形を用いて生成されてもよい。耐酸化合金３００は、その後、第２成形材２００を任意の方法で焼結することで生成される。
　このように、ピース材２２０を用いて、耐酸化合金３００は製造され得る。ピース材２２０を用いて第１成形材１００を支持することで、耐酸化合金３００の外部構造３２０は均一な厚さを有し得る。この製造方法は、耐酸化合金３００の内部構造３１０が耐酸化合金３００の表面に露出することを低減することができる。
　ステップＳ２３０において、圧縮成形と焼結とが同時に行われてもよい。例えば、合金粉末で覆われた第１成形材１００は、熱間等方圧加熱法により、圧縮成形されてもよい。
（実施の形態３）
　ステップＳ２００において、図１０に示す方法が実行されてもよい。ステップＳ２５０において、合金粉末で覆われた第１成形材１００を圧縮成形して、第２成形材２００が生成される。例えば、第１成形材１００は合金粉末で覆われる。合金粉末で覆われた第１成形材１００を圧縮成形することで、第２成形材２００が生成される。
　第２成形材２００は、合金粉末を融解することなく圧縮成形して生成されてもよい。例えば、第２成形材２００は、冷間等方圧加圧法または金型成形を用いて、合金粉末で覆われた第１成形材１００から生成されてもよい。
　ステップＳ２６０において、酸化物粉末で覆われた第２成形材２００を圧縮成形して、耐酸化合金３００が生成される。例えば、第２成形材２００は酸化物粉末で覆われる。酸化物粉末は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）などの一部を含んでもよい。
　ステップＳ２６０において、図１１に示すように、酸化物粉末を融解することなく圧縮成形して第３成形材２５０を生成してもよい、第１成形材１００は、合金粉末である外部層２１０で覆われる。第２成形材２００、例えば外部層２１０は、酸化物粉末で形成される酸化物層２６０で覆われる。第２成形材２００の周囲すべてが酸化物粉末で覆われてもよい。第３成形材２５０は、冷間等方圧加圧法または金型成形を用いて生成されてもよい。耐酸化合金３００は、その後、第３成形材２５０を任意の方法で焼結することで生成される。
　製造された耐酸化合金３００は、図１２に示すように、内部構造３１０と、外部構造３２０と、表面層３３０とを備える。表面層３３０が酸化物で形成されているため、耐酸化合金３００は高い耐酸化性を有する。内部構造３１０と、外部構造３２０とは、図３に示す耐酸化合金３００と同様であるため、説明を省略する。また、一度の焼結で耐酸化合金３００を製造できるため、製造コストが抑制される。
　ステップＳ２６０において、圧縮成形と焼結とが同時に行われてもよい。例えば、酸化物粉末で覆われた第２成形材２００は、熱間等方圧加熱法により、圧縮成形されてもよい。
（実施の形態４）
　図５に示すステップＳ２３０において、図１０に示す処理が実行されてもよい。この場合、ステップＳ２５０において、ピース材２２０に支持された第１成形材１００を合金粉末で覆い、合成合金で覆われた第１成形材１００を圧縮成形して、第２成形材２００が生成される。その後の処理は、実施の形態３と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態５）
　図１０に示すステップＳ２６０において、図１３に示す処理が実行されてもよい。ステップＳ２６１において、図１４に示すように、酸化物粉末を圧縮成形した表面ピース材４２０が生成される。表面ピース材４２０は、第２成形材２００に接触し得る複数の接触面４２５を有し、第２成形材２００の角に配置できるように構成されている。表面ピース材４２０の厚さＬ２は、酸化物層２６０の厚さより薄くてもよい。例えば、表面ピース材４２０の厚さＬ２は、酸化物層２６０の厚さの９０％以下でもよく、酸化物層２６０の厚さの８０％以下でもよい。
　表面ピース材４２０は、酸化物粉末を溶解することなく圧縮成形することで生成されてもよい。例えば、表面ピース材４２０は、冷間等方圧加圧法（Cold　Isostatic　Pressing；ＣＩＰ）または金型成形を用いて形成されてもよい。
　ステップＳ２６２において、図１５に示すように、第２成形材２００が表面ピース材４２０に支持されるように、表面ピース材４２０が配置される。例えば、表面ピース材４２０は、第２成形材２００の少なくとも一部の角に配置される。表面ピース材４２０は第２成形材２００の頂点に配置されてもよい。
　ステップＳ２６３において、第２成形材２００を酸化物粉末で覆い、酸化物粉末で覆われた第２成形材２００を圧縮成形することで、耐酸化合金３００が生成される。第２成形材２００は、表面ピース材４２０に支持された状態で、酸化物粉末に覆われる。酸化物粉末で覆われた第２成形材２００が圧縮成形される。
　ステップＳ２６３において、酸化物粉末を融解することなく圧縮成形して第３成形材２５０が生成されてもよい。第２成形材２００は、酸化物粉末である表面ピース材４２０と酸化物粉末とで覆われる。第３成形材２５０は、冷間等方圧加圧法または金型成形を用いて生成されてもよい。耐酸化合金３００は、その後、第３成形材２５０を任意の方法で焼結することで生成される。
　このように、表面ピース材４２０を用いて、耐酸化合金３００は製造され得る。表面ピース材４２０を用いて第２成形材２００を支持することで、耐酸化合金３００の表面層３３０は均一な厚さを有し得る。この製造方法により、耐酸化合金３００の外部構造３２０と内部構造３１０とが耐酸化合金３００の表面に露出することを低減することができる。
　ステップＳ２６３において、圧縮成形と焼結とが同時に行われてもよい。例えば、酸化物粉末で覆われた第２成形材２００は、熱間等方圧加熱法により、圧縮成形されてもよい。
（変形例）
　耐酸化合金３００は、圧縮成形し得る任意の形状で製造し得る。例えば、円錐形の耐酸化合金３００が製造されてもよい。この場合、ピース材２２０は、図１６に示すように、第１成形材１００の角、例えば円錐の頂点と、底面と側面との境界に沿った位置とに配置されてもよい。
　耐酸化合金３００は、複数の層状に形成された外部構造３２０を備えてもよい。例えば、外部構造３２０は、耐酸化合金３００の表面に近づくほど各層の耐酸化性が高くなるように構成されてもよい。この耐酸化合金３００は、図１のステップＳ２００を複数回繰り返すことで製造され得る。この場合、焼結処理はすべての層を圧縮成形した後に行われてもよい。例えば、合金粉末が融解されることなく各層が圧縮成形される。合金粉末が融解されることなくすべての層を圧縮成形したあとに焼結処理が行われる。焼結と圧縮成形とを繰り返す場合に、層状の外部構造３２０は、内部構造３１０に比べて脆く、壊れやすい場合がある。層状の外部構造３２０を圧縮成形したあとに、焼結処理を行うことで、層状の構造を壊すことなく耐酸化合金３００を製造することが可能である。
　金属粉末は、添加により第１金属を強化可能な元素、例えばチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、炭素（Ｃ）などを含んでもよい。これにより、耐酸化合金３００は、高い強度を有することができる。
　金属粉末は、第１成形材１００を覆う合金粉末の主成分を含んでもよい。これにより、内部構造３１０は外部構造３２０に接合しやすくなる。
　合金粉末または酸化物粉末は、第１成形材１００の主成分、例えば第１成形材１００の質量パーセント密度が最も大きい元素より酸素と結びつきやすい元素、例えばアルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素などを含んでもよい。これにより、耐酸化合金３００は高い耐酸化性を有することができる。
　表面層３３０はセラミックスで形成されてもよい。この場合、図１０のステップＳ２６０において、セラミックス系前駆体の粉末で覆われた第２成形材２００を圧縮成形して耐酸化合金３００が生成される。酸化物粉末がセラミックス系前駆体の粉末に代わることを除き、実施の形態３～４と同様のため、説明を省略する。また、図１３のステップＳ２６１において、セラミックス系前駆体の粉末を圧縮成形した表面ピース材４２０が生成されてもよい。酸化物粉末がセラミックス系前駆体の粉末に代わることを除き、実施の形態５と同様のため、説明を省略する。
　以上において説明した実施の形態および変形例は一例であり、機能を阻害しない範囲で変更してもよい。また、各実施の形態および変形例で説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよく、または／および、任意に組み合わせてもよい。
　各実施の形態に記載の耐酸化合金の製造方法は、例えば以下のように把握される。
　第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、金属粉末を圧縮成形した第１成形材（１００）を生成すること（Ｓ１００）と、金属粉末と異なる合金粉末で覆われた第１成形材（１００）を圧縮成形すること（Ｓ２００）とを含む。また、合金粉末の主成分の耐酸化性は、金属粉末の主成分の耐酸化性より高い。
　製造される耐酸化合金（３００）は、内部構造（３１０）と、内部構造（３１０）を覆う外部構造（３２０）とを備え、外部構造（３２０）の耐酸化性が内部構造（３１０）の耐酸化性より高い。このため、製造された耐酸化合金（３００）は、高い耐酸化性を有する。
　第２の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、第１成形材（１００）を生成することが金属粉末を融解することなく金属粉末を圧縮成形することを含むように構成されている。
　第１成形材（１００）が焼結することなく成形された未焼結体であるため、製造コストを抑制することができる。
　第３の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、第１成形材（１００）を圧縮成形すること（Ｓ２００）が、合金粉末を融解することなく合金粉末を圧縮成形して第２成形材（２００）を生成することと、第２成形材を焼結することとを含むように構成されている。
　第４の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、第１成形材（１００）を圧縮成形すること（Ｓ２００）が、合金粉末を圧縮成形したピース材（２２０）を生成すること（Ｓ２１０）と、ピース材（２２０）で第１成形材（１００）を支持すること（Ｓ２２０）とを含むように構成されている。さらに、第１成形材（１００）を圧縮成形すること（Ｓ２００）が、合金粉末で第１成形材（１００）を覆うこと（Ｓ２３０）を含む。
　第５の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第４の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、第１成形材（１００）を支持すること（Ｓ２２０）が、第１成形材（１００）の角にピース材（２２０）を配置することを含むように構成されている。
　これにより、外部構造（３２０）は均一な厚さを有し得る。これにより、内部構造（３１０）が耐酸化合金（３００）の表面に露出することを低減することができる。
　第６の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第４の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、ピース材（２２０）を生成することが、合金粉末を融解することなく合金粉末を圧縮成形することを含むように構成されている。
　ピース材（２２０）が焼結することなく形成されるため、製造コストを抑制することができる。
　第７の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、金属粉末の主成分が第１金属を含み、合金粉末の主成分が第１金属の化合物を含むように構成されている。
　第８の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、金属粉末が合金粉末の主成分を含むように構成されている。
　これにより、第１構造（３１０）と第２構造（３２０）との結合力が高くなる。
　第９の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、第１成形材（１００）を圧縮成形すること（Ｓ２００）が、第１成形材（１００）の周囲のすべてを合金粉末で覆うことを含むように構成されている。
　第１０の態様に係る耐酸化合金の製造方法は、第１の態様に係る耐酸化合金の製造方法であって、第１成形材（１００）を圧縮成形すること（Ｓ２００）が、合金粉末で覆われた第１成形材（１００）を圧縮成形して第２成形材（２００）を生成すること（Ｓ２５０）と、酸化物粉末またはセラミックス系前駆体の粉末で覆われた第２成形材（２００）を圧縮成形すること（Ｓ２６０）とを含むように構成されている。
　製造される耐酸化合金（３００）は、表面層（３３０）を備える。耐酸化性の高い表面層（３３０）が外部構造（３２０）を覆うため、耐酸化合金（３００）は高い耐酸化性を有することができる。
　各実施の形態の耐酸化合金は、例えば以下のように把握される。
　第１１の形態に係る耐酸化合金は、第１金属を主成分とする内部構造（３１０）と、第１金属の化合物を形成する元素を含み、内部構造を覆う外部構造（３２０）とを備える。外部構造（３２０）において、第１金属の化合物を形成する元素の、外部構造（３２０）の厚さ方向における分布は均一である。外部構造（３２０）における第１金属の化合物の割合は、内部構造（３１０）における第１金属の化合物の割合と異なる。外部構造（３２０）は、アスペクト比が１．３以下の複数の孔（３２２）を有する。
　前述の製造方法により形成されると、このような構造を有する耐酸化合金（３００）が製造される。製造された耐酸化合金（３００）は高い耐酸化性を有する。
　本出願は、２０２０年３月２７日に出願された日本国特許出願２０２０－０５７４１３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (11)

  1. 　金属粉末を圧縮成形した第１成形材を生成することと、
    　前記金属粉末と異なる合金粉末で覆われた前記第１成形材を圧縮成形することと、
    　を含み、
    　前記合金粉末の主成分の耐酸化性は、前記金属粉末の主成分の耐酸化性より高い
    　耐酸化合金の製造方法。
  2. 　前記第１成形材を生成することは、前記金属粉末を融解することなく前記金属粉末を圧縮成形することを含む
    　請求項１に記載の耐酸化合金の製造方法。
  3. 　前記第１成形材を圧縮成形することは、
    　　前記合金粉末を融解することなく前記合金粉末を圧縮成形して第２成形材を生成することと、
    　　前記第２成形材を焼結することと、
    　を含む
    　請求項１または２に記載の耐酸化合金の製造方法。
  4. 　前記第１成形材を圧縮成形することは、
    　　前記合金粉末を圧縮成形したピース材を生成することと、
    　　前記ピース材で前記第１成形材を支持することと、
    　　前記合金粉末で前記第１成形材を覆うことと、
    　を含む
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の耐酸化合金の製造方法。
  5. 　前記第１成形材を支持することは、前記第１成形材の角に前記ピース材を配置することを含む
    　請求項４に記載の耐酸化合金の製造方法。
  6. 　前記ピース材を生成することは、前記合金粉末を融解することなく前記合金粉末を圧縮成形することを含む
    　請求項４または５に記載の耐酸化合金の製造方法。
  7. 　前記金属粉末の主成分は第１金属を含み、
    　前記合金粉末の主成分は前記第１金属の化合物を含む
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の耐酸化合金の製造方法。
  8. 　前記金属粉末は、前記合金粉末の主成分を含む
    　請求項１から７のいずれか１項に記載の耐酸化合金の製造方法。
  9. 　前記第１成形材を圧縮成形することは、前記第１成形材の周囲のすべてを前記合金粉末で覆うことを含む
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の耐酸化合金の製造方法。
  10. 　前記第１成形材を圧縮成形することは、
    　　前記合金粉末で覆われた前記第１成形材を圧縮成形して第２成形材を生成することと、
    　　酸化物粉末またはセラミックス系前駆体の粉末で覆われた前記第２成形材を圧縮成形することを含む
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の耐酸化合金の製造方法。
  11. 　第１金属を主成分とする内部構造と、
    　前記第１金属の化合物を形成する元素を含み、前記内部構造を覆う外部構造と、
    　を備え、
    　前記外部構造において、前記第１金属の化合物を形成する元素の、前記外部構造の厚さ方向における分布は均一であり、
    　前記外部構造における前記第１金属の化合物を形成する元素の割合は、前記内部構造における前記第１金属の化合物を形成する元素の割合と異なり、
    　前記外部構造は、アスペクト比が１．３以下の複数の孔を有する
    　耐酸化合金。
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