JP2008248322A - 耐熱性Ir基合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Alを0.05〜1.5%を含有し残部がIrである合金。さらにRhを0.1〜49.95%、あるいはCr、Fe、Co、Niの少なくとの一種を0.1〜10%、あるいはPt、Ru、Ta、Nb、W、Re、Ti、Hf、Zr、Y、希土類元素の少なくとも一種を0.1〜20.0%含有した合金。
【選択図】なし
Description
用途としてはガラス溶解用器具や単結晶育成用ルツボ等や、高温で使用される構造材料またはヒーター線、熱電対等の導電材料や車載等のスパークプラグに代表される電極がある。またタービンブレード等の基体を保護するための被覆材として用いられている。
このような用途には、さらに融点が高いIrやIr系合金が使用される。
ただしIrの場合、真空雰囲気や不活性ガス中雰囲気での使用には問題ないが、大気等の酸素含有雰囲気下では酸化揮発が激しく、重量減少が激しい欠点がある。
また粒界が酸化揮発した場合でも、粒界近傍でAl濃度が濃くなる、またはAlが酸化し、粒界からの酸化揮発の進行を抑え、結晶粒の欠落を抑える。
さらにIrにAlおよびRhを添加すると酸化揮発自体を抑制したうえで、粒界からの選択酸化も抑制することを見出した。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
酸化揮発試験として、表1の組成の試料を使用し、試験前の重量および表面積および厚み、表面積周囲長を測定後、アルミナ基板上に試料を置き、大気中1200℃および1500℃×20時間熱処理した後、再度重量を測定、アルミナ基板に接していない試験前の表面積から単位面積当りの酸化揮発重量を算出した。
式1:ΔW(g/mm2) [単位面積当りの酸化揮発重量 =(試験後の重量−試験前の重量)/ (アルミナ基板に接していない試験前の表面積)]
酸化揮発試験後の表面の生成物をX線回折試験にて調査した。
アルミナ基板に接していない面を測定面としている。
比較例1については、1200℃の試験ではIr,IrO2のピークが確認されたが、1500℃の試験ではIrのみ確認できた。
比較例2では、両温度ともIrのみのピークが確認され、Rhの酸化物については確認できなかった。
比較例3は1200℃では酸化Crのピークが確認できたが、1500℃の試験では、Ir,IrO2のみ確認でき、酸化Crのピークは確認できなかった。
一方、比較例1〜2は、1500℃の試験ではIrO2が確認できず、酸化揮発を妨げる形成物は確認できなかった。
図1Aおよび図1Bに、それぞれ実施例1〜3および比較例1〜3の試験後の粒界近傍の表面SEM観察結果を示す。
図2Aおよび図2Bに、それぞれ実施例1〜3および比較例1〜3の試験後の表面近傍の断面のSEM観察結果を示す。
また比較例2では、粒界からの酸化揮発らしき跡が見られ、また表面近傍が再結晶化している。また1500℃×20hrでは、結晶粒の欠落と思われる跡が見られた。
比較例3では、1200℃×20hrで内部でも酸化揮発らしき跡が顕著に見られ、1500℃×20hrではIrと同じようなポーラスな状態となっており、Cr単体では酸化揮発を抑える効果が無いことが分かった。
図3に1200℃×20hr後の、図4に1500℃×20hr後の実施例1のEPMAによる面分析結果を示す。
図5に1200℃×20hr後の、図6に1500℃×20hr後の実施例2のEPMAによる面分析結果を示す。
また図3および図4と比較して、AlおよびCrの層がより顕著に確認され、さらに粒界からの選択酸化も特に顕著な物は確認されなかった。
図7に1200℃×20hr後の、図8に1500℃×20hr後の実施例3のEPMAによる面分析結果を示す。
また、特に顕著な粒界からの選択酸化は確認されなかった。
図9に1200℃×20hr後の、図10に1500℃×20hr後の比較例1のEPMAによる面分析結果を示す。
図11に1200℃×20hr後の、図12に1500℃×20hr後の比較例2のEPMAによる面分析結果を示す。
図13に1200℃×20hr後の、図14に1500℃×20hr後の比較例3のEPMAによる面分析結果を示す。
Claims (11)
- Alを0.05〜1.5mass%を含有し残部がIrとする合金。
- Alを0.05〜1.5mass%含有し、Rhを0.1〜49.95mass%含有し、Irを50mass%以上とする合金。
- Alを0.05〜1.5mass%含有し、Cr,Fe,Co,Niの少なくとも一種を0.1〜10mass%含有し、残部をIrとする合金。
- Alを0.05〜1.5mass%含有し、Cr,Fe,Co,Niの少なくとも一種を0.1〜10mass%を含有し、Rhを0.1〜49.85mass%含有し、Irを50mass%以上とする合金。
- Alを0.05〜1.5mass%を含有し、Pt,Ru,Ta,Nb,W,Re,Ti,Hf,Zr,Y,希土類元素の少なくとも一種を0.1〜20.0mass%含有し、残部がIrとする合金。
- Alを0.05〜1.5mass%含有し、Rhを0.1〜49.85mass%含有し、Pt,Ru,Re,Ta,Nb,W,Ti,Hf,Zr,Y,希土類元素の少なくとも一種を0.1〜20.0mass%含有し、Irを50mass%以上とする合金。
- Alを0.05〜1.5mass%含有し、Cr,Fe,Co,Niの少なくとも一種を0.1〜10mass%含有し、Pt,Ru,Ta,Nb,W,Re,Ti,Hf,Zr,Y,希土類元素の少なくとも一種を0.1〜20.0mass%含有し、残部をIrとする合金。
- Alを0.05〜1.5mass%含有し、Cr,Fe,Co,Niを0.1〜10mass%を含有し、Rhを0.1〜49.75mass%含有し、Pt,Ru,Ta,Nb,W,Re,Ti,Hf,Zr,Y,希土類元素の少なくとも一種を0.1〜20.0mass%含有し、Irを50mass%以上とする合金。
- 請求項1〜8のいずれか記載の合金からなる構造材料。
- 請求項1〜8のいずれか記載の合金からなる導電性材料またはスパークプラグ等に使用される電極材料。
- 請求項1〜8のいずれか記載の合金からなるタービンブレード等高温で使用される基体を被覆する材料。
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