JP6118151B2 - Metal or alloy evaporation container and method of use - Google Patents
Metal or alloy evaporation container and method of use Download PDFInfo
- Publication number
- JP6118151B2 JP6118151B2 JP2013059398A JP2013059398A JP6118151B2 JP 6118151 B2 JP6118151 B2 JP 6118151B2 JP 2013059398 A JP2013059398 A JP 2013059398A JP 2013059398 A JP2013059398 A JP 2013059398A JP 6118151 B2 JP6118151 B2 JP 6118151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- alloy
- evaporation
- container
- evaporation container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
金属や合金を高温にて蒸発する際に使用する、溶融金属を保持する蒸発用容器に関する。
The present invention relates to an evaporation container for holding molten metal, which is used when a metal or an alloy is evaporated at a high temperature.
金属や合金を高温に昇温すると、一定温度を超えると溶融状態になり、溶融した金属や合金を保持するための凹部を有する容器が必要となる。 When the temperature of the metal or alloy is increased to a high temperature, the container is in a molten state when a certain temperature is exceeded, and a container having a recess for holding the molten metal or alloy is required.
高温保持容器は一般に、高温で溶融や変形をせず、溶融物である金属や合金と反応し難い材質が用いられる。 The high temperature holding container is generally made of a material that does not melt or deform at a high temperature and does not easily react with a molten metal or alloy.
たとえば、特許文献１は歯科補綴物（例えばチタンなどの金属）を鋳造するための成形材として、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＷＣ、ＮｂＣなどの導電性セラミックスを用いる技術を開示している。この用途は、金属やセラミックなどを溶融状態まで昇温するのに必要な溶融物用容器である。 For example, Patent Document 1 discloses a technique using conductive ceramics such as SiC, TiC, WC, and NbC as a molding material for casting a dental prosthesis (for example, a metal such as titanium). This application is a container for a melt necessary for raising the temperature of a metal or ceramic to a molten state.
特許文献２はセラミックである窒化アルミニウム単結晶を昇華法にて製造するための坩堝、蓋材などに黒鉛、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、炭化タングステンなどを用いる方法を開示している。窒化アルミのようなセラミックス質の材料は、酸化物として極めて安定に存在するために、窒化アルミが溶融や蒸発してもセラミックスはもちろん、金属との反応も極めて起こりにくい。よって、坩堝や蓋材は軟化や溶融に強く、高融点の材料を選択すればよい。 Patent Document 2 discloses a method in which graphite, boron nitride, aluminum nitride, gallium nitride, tungsten carbide, or the like is used for a crucible, a lid, or the like for producing a ceramic aluminum nitride single crystal by a sublimation method. Since a ceramic material such as aluminum nitride exists extremely stably as an oxide, even when aluminum nitride melts or evaporates, it hardly reacts with ceramics as well as ceramics. Therefore, the crucible and the lid material are resistant to softening and melting, and a material having a high melting point may be selected.
特許文献３は真空中で金属を蒸発させる際に用いる高温耐食性焼結体として、窒化ホウ素とアルミニウムとホウ化チタンを混合して焼結して得られる材料を開示している。金属を蒸発させ、金属などに蒸着する用途に用いられる。
この文献に記載されている用途は、金属を溶融し、さらに一部を蒸発状態とまでする必要がある。そのために、蒸発用容器には、高温で溶融せず、変形しない上に、溶融する材料に対してきわめて反応性が低いという特性が必要となる。
The application described in this document requires melting the metal and further evaporating part of it. For this reason, the evaporation container is required not only to be melted at a high temperature, not to be deformed, and to be extremely low in reactivity with the material to be melted.
本発明は、金属や合金の蒸発用に用いる蒸発用容器である。金属や合金の溶融、蒸発の際に、容器が溶融、変形せずに、溶融状態の金属や合金と極めて反応し難い蒸発用容器を提案する。
The present invention is an evaporation container used for evaporation of metals and alloys. The present invention proposes an evaporation container that hardly reacts with a molten metal or alloy without melting or deforming the container when the metal or alloy is melted or evaporated.
通常、金属単体は特に高温で反応性が高く、２種以上の金属が高温で接すると多くは合金化し、また固溶する。蒸発用容器との合金化や固溶は、蒸発用容器の破損に繋がるために、溶融容器を金属や合金にて製造するのは適当でない。とくに、金属や合金を溶融させさらに一定の蒸発量を得るためには、通常、融点よりも高い温度が必要であり、蒸発効率を上げようとするほど高温での処理が必要となる。このため、確かにＭｏ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｒなどの金属は高融点であるが、蒸発させる対象が金属の場合は両者での反応が起こりやすい。そのために、金属や合金を蒸発させる蒸発用容器を考慮する場合は、引用文献２のようなセラミックス質を蒸発させることよりも、「金属と蒸発用容器との反応」を主に検討する必要がある。 Usually, a single metal is highly reactive particularly at a high temperature, and when two or more metals come into contact with each other at a high temperature, many of them are alloyed and dissolved. Since alloying or solid solution with the evaporation container leads to breakage of the evaporation container, it is not appropriate to manufacture the melting container with metal or alloy. In particular, in order to melt a metal or alloy and obtain a certain amount of evaporation, a temperature higher than the melting point is usually required, and processing at a higher temperature is required as the evaporation efficiency is increased. For this reason, metals such as Mo, Ir, Nb, Rh, Ta, Ti, W, and Zr have a high melting point. However, when the object to be evaporated is a metal, a reaction between both tends to occur. Therefore, when considering an evaporation container for evaporating a metal or an alloy, it is necessary to mainly examine “reaction between metal and evaporation container” rather than evaporating ceramics as in the cited document 2. is there.
本発明は、金属または合金を蒸発させるための容器の材料をセラミックスである炭化タングステンとし、２０００℃程度では溶融、変形せず、多くの金属や合金と殆ど反応しない金属蒸発用容器を提供する。なお、この炭化タングステンの最も一般的な組成はＷＣであるが、たとえばＷ２ＣなどのＷとＣの比が異なる炭化タングステンが一部または全部であってもよい。 The present invention provides a metal evaporation container that is made of tungsten carbide, which is ceramic, as a material for a container for evaporating a metal or alloy, and that does not melt or deform at about 2000 ° C. and hardly reacts with many metals and alloys. Although the most common composition of tungsten carbide is WC, for example, tungsten carbide having a different ratio of W and C, such as W 2 C, may be part or all.
炭化タングステン（ＷＣ）の融点は２９００℃程度であり、多くの金属の蒸気圧が十分高くなる温度（すなわち、使用温度）よりも著しく高い。そのために、溶融はもちろん変形も殆ど起こらない。 The melting point of tungsten carbide (WC) is about 2900 ° C., which is significantly higher than the temperature at which the vapor pressure of many metals becomes sufficiently high (that is, the use temperature). Therefore, almost no deformation occurs as well as melting.
蒸発用容器で蒸発させる金属としては、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ｂａ（バリウム）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｃｅ（セリウム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｕ（銅）、Ｆｅ（鉄）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｔｉ（チタン）、Ｕ（ウラン）、Ｙ（イットリウム）などが挙げられる。これらの金属は、融点が６６０〜１７５０℃程度であり、蒸気圧が１０−２（ｔｏｒｒ）となる温度が高くとも１９００℃である。炭化タングステンの融点や、軟化や変形する温度は１９００℃よりも高く、蒸発用容器として十分に使用できる。また、蒸発させる金属は、前述の金属単体に限らず、それらの合金や混合物でも使用できる。 As the metal evaporated in the evaporation container, Ag (silver), Al (aluminum), Au (gold), Ba (barium), Be (beryllium), Ce (cerium), Co (cobalt), Cr (chromium), Cu (copper), Fe (iron), Ge (germanium), In (indium), La (lanthanum), Mn (manganese), Ni (nickel), Pd (palladium), Sc (scandium), Sn (tin), Ti (titanium), U (uranium), Y (yttrium), etc. are mentioned. These metals have a melting point of about 660 to 1750 ° C. and a temperature at which the vapor pressure becomes 10 −2 (torr) at most is 1900 ° C. The melting point of tungsten carbide and the temperature at which it softens or deforms is higher than 1900 ° C. and can be sufficiently used as an evaporation container. Further, the metal to be evaporated is not limited to the above-mentioned simple metal, but can be used also in an alloy or a mixture thereof.
蒸発用容器の材料としての炭化タングステンは単体でもよいし、炭化タングステンに４族、５族、Ｗを除く６族金属（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ）の炭化物、窒化物、炭窒化物のうちいずれか１種または２種以上が固溶した材料でもよい。特に好ましいのはＣｒ、Ｖ、Ｎｂを含むことである。これらは蒸発用容器の１０質量％以下含有しても構わない。
Tungsten carbide as a material for the evaporation container may be a single substance or a carbide of a
炭化タングステンは鉄族金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）と反応しやすいが、鉄族金属に限らずに金属成分はなるべく少ないほうがよい。これは、まず、金属が含まれていることにより、高温で容器からの金属が蒸発する恐れがあるからである。容器から金属が蒸発すると、溶融物の蒸発に混入することになり形成される膜などの品質が悪化する。また、蒸発用容器中の金属は、溶融物との反応を起こす恐れがある。反応が起これば容器が破損するために、やはり使用できない。これを踏まえて、本発明の金属蒸発用容器が含む金属成分は０に近いほどよく、最大でも質量で１００ｐｐｍである。これを超えると、前述の不具合の原因となる。 Tungsten carbide easily reacts with iron group metals (Fe, Co, Ni), but it is not limited to iron group metals. This is because the metal from the container may evaporate at a high temperature due to the inclusion of the metal. When the metal evaporates from the container, it is mixed with the evaporation of the melt, and the quality of the formed film is deteriorated. Further, the metal in the evaporation container may cause a reaction with the melt. If the reaction occurs, the container will be damaged, so it cannot be used. Based on this, the metal component contained in the metal evaporation container of the present invention is preferably as close to 0 as possible, and the mass is 100 ppm at the maximum. Exceeding this will cause the aforementioned problems.
本発明の金属または合金の蒸発用容器は、形状については特に限定されない。蒸発させる金属または合金を保持できる凹部を有していれば十分である。通常はコップ状、皿状、盃状の形状のいずれかとすればよい。
The shape of the metal or alloy evaporation container of the present invention is not particularly limited. It is sufficient to have a recess that can hold the metal or alloy to be evaporated. Usually, it may be in the shape of a cup, dish or bowl.
本発明の蒸発用容器は、真空雰囲気中、窒素雰囲気中、水素ガス雰囲気中、不活性ガス（希ガスやＣＯ２ガスなど）雰囲気中などで使用できる。酸素含有雰囲気は、炭化タングステンを酸化させる恐れがあり、望ましくない。これに加えて、蒸発させる金属や合金成分と酸化物を生成する危険が高い。また、雰囲気の圧力は低いほど、金属または合金の蒸発速度は速くなるために、生産性は向上する。そのために、減圧または真空雰囲気を用いることが多い。 The evaporation container of the present invention can be used in a vacuum atmosphere, a nitrogen atmosphere, a hydrogen gas atmosphere, an inert gas (such as a rare gas or CO 2 gas) atmosphere, or the like. An oxygen-containing atmosphere is undesirable because it can oxidize tungsten carbide. In addition, there is a high risk of generating metal and alloy components and oxides to be evaporated. Further, the lower the pressure of the atmosphere, the faster the evaporation rate of the metal or alloy, and thus the productivity is improved. Therefore, a reduced pressure or vacuum atmosphere is often used.
炭化タングステンは炭化物や窒化物の中でも６０〜７０（Ｗ／ｍ・Ｋ）と、比較的熱伝導率が高い。そのために、蒸発用容器を加熱してその熱を金属または合金に伝導する形態の加熱方法であっても、蒸発用容器に金属または合金の温度が追従しやすい。このため、金属または合金の温度制御が容易であり、温度的な追従しやすく、生産性を高くできる。これは、例えば、蒸発用容器として酸化アルミニウム（熱伝導２８〜３０Ｗ／ｍ・Ｋ）、酸化ジルコニウム（同３程度）、炭化ケイ素（同４５程度）や窒化珪素（同２３〜２８）を用いた場合よりも温度制御、生産性ともに優れることを指す。 Tungsten carbide has a relatively high thermal conductivity of 60 to 70 (W / m · K) among carbides and nitrides. Therefore, even in a heating method in which the evaporation container is heated and the heat is conducted to the metal or alloy, the temperature of the metal or alloy easily follows the evaporation container. For this reason, temperature control of a metal or an alloy is easy, it is easy to follow temperature, and productivity can be made high. For example, aluminum oxide (heat conduction 28 to 30 W / m · K), zirconium oxide (about 3), silicon carbide (about 45) or silicon nitride (23 to 28) was used as an evaporation container. It means that temperature control and productivity are better than the case.
また、本発明の蒸発用容器の使用温度は６００〜２０００℃程度と幅広く用いることができる。そのために１０００℃以下と比較的低融点であるＡｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａなどに用いられるのはもちろん、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｙなどの融点が１５００℃以上の金属にも使用が可能である。
Moreover, the use temperature of the evaporation container of the present invention can be widely used as about 600 to 2000 ° C. For this reason, it is used for Ag, Al, Ba, Ce, La, etc., which have a relatively low melting point of 1000 ° C. or lower, as well as for metals with melting points of 1500 ° C. or higher, such as Mn, Ni, Pd, Ti, Y, etc. Is possible.
本発明の蒸発容器を用いることで、金属や合金の蒸発を、容器の変形や溶融、金属や合金との反応を起こすことなく容易に、生産性高く行なうことができる。
By using the evaporation container of the present invention, the evaporation of the metal or alloy can be easily performed with high productivity without causing deformation or melting of the container or reaction with the metal or alloy.
本発明の蒸発容器は以下の方法にて得られる。 The evaporation container of the present invention is obtained by the following method.
ＷＣなどの炭化タングステン粉末を準備する。粒子径は０．３〜１０μｍ程度と入手しやすいものを用いればよく、特に問わない。一方、成分についてはＺｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｒなどの遷移金属の炭化物、窒化物、炭窒化物は１０質量％以下であれば含んでいてよい。また、炭化タングステンはＷＣはもとより、一部は全部がＷ２Ｃなどの価数違いの炭化タングステンでも構わない。 Prepare tungsten carbide powder such as WC. What is necessary is just to use what is easy to acquire as a particle diameter about 0.3-10 micrometers, and it does not ask | require especially. On the other hand, the components may contain carbides, nitrides, and carbonitrides of transition metals such as Zr, V, Mo, and Cr as long as they are 10% by mass or less. Further, tungsten carbide may be tungsten carbide having a different valence such as W 2 C as well as WC.
炭化タングステン以外の成分として、４族〜６族の炭化物、窒化物、炭窒化物の１種以上またはそれらの固溶体は、一定量加えることにより、炭化タングステンの強度や靱性を上げることもできる。これらは炭化タングステン焼結時の粒子の成長を抑制し、結晶粒子を粗大化させない働きがある。粗大となった炭化タングステン結晶は強度や靱性が大きく低下する。特に望ましいのはＶ、Ｃｒ、Ｎｂのうち１種または２種以上を炭化物換算の質量分率で０．０１〜２質量％となるように添加することである。添加はＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２のような炭化物でもよいし、金属Ｎｂや金属Ｃｒとグラファイトを添加するなど炭化物以外で添加する方法もある。いずれにしても、焼結後の炭化タングステン中で炭化物、窒化物、炭窒化物またはこれらの固溶体となっていればよい。
As a component other than tungsten carbide, one or more of Group 4 to
一方、ＣｏやＮｉをはじめとする金属成分は極力含有しないほうがよい。金属成分は単体で存在している場合は、蒸発させようとする金属や合金とともに蒸発して、混入の恐れがある。また、ＣｏやＮｉのように高温で炭化タングステンを溶解するような金属は、高温で軟化、溶融や反応する生成物を作る恐れがある。そのために、許容できる金属は質量分率１００ｐｐｍ以下で、特に０に近いほど蒸発容器として望ましい。可能であれば０が最もよい。 On the other hand, it is better not to contain metal components such as Co and Ni as much as possible. When the metal component exists alone, it may evaporate together with the metal or alloy to be evaporated and may be mixed. In addition, metals that dissolve tungsten carbide at high temperatures such as Co and Ni may soften, melt, and react with products at high temperatures. Therefore, an acceptable metal has a mass fraction of 100 ppm or less, and the closer to 0, the more desirable as an evaporation container. 0 is best if possible.
以上に述べた炭化タングステン粉末、またはこれに添加物を加えた粉末を、２０〜２００ＭＰａ程度でプレス成形し、還元雰囲気炉中で１７００〜２２００℃程度で焼結することにより、炭化タングステンの焼結体を得る。 Tungsten carbide powder is sintered by pressing the above-described tungsten carbide powder or powder obtained by adding an additive thereto at about 20 to 200 MPa and sintering in a reducing atmosphere furnace at about 1700 to 2200 ° C. Get the body.
また、プレス成形ではなく、鋳込み成形、射出成形などでもよく、同様に焼結して炭化タングステン焼結体を得る。射出成形の場合は還元雰囲気中で脱脂処理を焼結前に行なう。 Further, instead of press molding, casting molding, injection molding, or the like may be used, and sintering is performed similarly to obtain a tungsten carbide sintered body. In the case of injection molding, degreasing is performed in a reducing atmosphere before sintering.
いずれの成形の場合も、焼結前に最終形状に近い形状とすることで、製造費用を下げることができる。 In any case, the manufacturing cost can be reduced by making the shape close to the final shape before sintering.
焼結後に必要であれば機械加工、電気加工を行い、溶融した金属や合金を保持できる形状とする。形状は様々考えられるが、熱伝導率と強度を考慮すると、金属や合金を保持する面から外周面までの厚さが０．５〜３ｍｍ程度が最適である。厚さが０．５ｍｍより小さければ衝撃で破損しやすく、３ｍｍより厚ければ温度追従性が低くなり、生産性に制約が生じることがある。 If necessary after sintering, machining and electrical processing are performed to form a shape that can hold the molten metal or alloy. Various shapes are conceivable, but considering the thermal conductivity and strength, the optimal thickness from the surface holding the metal or alloy to the outer peripheral surface is about 0.5 to 3 mm. If the thickness is smaller than 0.5 mm, it is easily damaged by impact, and if it is thicker than 3 mm, the temperature followability is lowered, and the productivity may be restricted.
以上のようにして得られた、溶融した金属または合金を保持する凹部を有する蒸発用容器に、固体状態の金属または合金を凹部に設置し、蒸発用炉に投入する。 The metal or alloy in the solid state is placed in the recess in the evaporation container having the recess for holding the molten metal or alloy obtained as described above, and charged into the evaporation furnace.
次に、蒸発用容器を加熱する、または、金属または合金を加熱する。これら両方を同時に過熱しても構わない。加熱の方法は公知の方法を用いればよいが、大きくは高周波誘導加熱のように直接は蒸発用容器を加熱して金属や合金に伝導する方法と、マイクロ波過熱のように直接金属や合金を加熱する方法に分けられる。本発明の蒸発用容器はいずれの方法にも用いることができる。具体例としては、高周波誘導過熱、カーボンやＭｏなどのヒーターによる過熱、電子ビーム加熱、レーザー加熱、マイクロ波加熱、蒸発用容器への通電過熱、アーク放電過熱などから選択できる。 Next, the evaporation container is heated, or the metal or alloy is heated. Both of them may be simultaneously heated. As a heating method, a known method may be used.In general, a method of directly heating an evaporation container such as high-frequency induction heating and conducting it to a metal or alloy, and a method of directly using a metal or alloy such as microwave overheating, are used. It can be divided into heating methods. The evaporation container of the present invention can be used in any method. Specific examples include high frequency induction overheating, overheating with a heater such as carbon and Mo, electron beam heating, laser heating, microwave heating, energization overheating to the evaporation vessel, arc discharge overheating, and the like.
また、加熱の際の雰囲気は
（１）蒸発する金属または合金と反応しない
（２）蒸発用容器と反応しない
（３）蒸発量を一定以上に上げられる
という特性がいずれも必要となる。
In addition, the atmosphere during heating (1) does not react with the evaporating metal or alloy, (2) does not react with the evaporating container, and (3) the characteristic that the evaporation amount can be increased to a certain level or more is required.
最も適しているのは真空雰囲気である。蒸発量は温度と雰囲気に依存するために、真空雰囲気とすることが、蒸発の効率が最も高い。また、希ガスなどの不活性ガスを一定量流すことにより、蒸発量を調整することも可能である。一方、酸素を含む雰囲気は、炭化タングステンを主成分とする蒸発用容器や、蒸発させる金属と反応して酸化物を生成するために望ましくない。その他、窒素などのガスは、蒸発させる金属と反応生成物を作らない場合は使用して構わない。
Most suitable is a vacuum atmosphere. Since the evaporation amount depends on the temperature and the atmosphere, it is most efficient to use a vacuum atmosphere. It is also possible to adjust the evaporation amount by flowing a certain amount of an inert gas such as a rare gas. On the other hand, an atmosphere containing oxygen is not desirable because it generates an oxide by reacting with an evaporation container mainly composed of tungsten carbide or a metal to be evaporated. In addition, a gas such as nitrogen may be used when a reaction product is not formed with the metal to be evaporated.
（実施例１）
平均粒子径が０．８μｍ、純度が９９．８％以上で金属不純物割合が１ｐｐｍ以下のＷＣ（炭化タングステン）粉末を蒸発用容器の出発原料とした。
Example 1
WC (tungsten carbide) powder having an average particle diameter of 0.8 μm, a purity of 99.8% or more and a metal impurity ratio of 1 ppm or less was used as a starting material for the evaporation container.
ＷＣ粉末と、ＷＣ粉末に対して１質量％の成形用バインダのパラフィンとをアルコールを溶媒として加えて、らいかい機にて混合した。らいかい機でＷＣ粉末と接する部分は、酸化ジルコニウム材とした。混合後に溶媒を気化させ、♯１００のメッシュ篩にて篩い造粒し、混合粉末を得た。 WC powder and 1% by weight of a molding binder paraffin with respect to the WC powder were added as an alcohol solvent and mixed in a rough machine. The portion in contact with the WC powder with a rough machine was made of a zirconium oxide material. After mixing, the solvent was evaporated, and sieve granulation was performed with a # 100 mesh sieve to obtain a mixed powder.
混合粉末を１００ＭＰａにて金型成形し、円柱状のプレス体を得た。続いて得られたプレス体の一方の端面中心部にフライス盤にて止まり穴をあけた。 The mixed powder was molded at 100 MPa to obtain a cylindrical press body. Subsequently, a blind hole was drilled with a milling machine in the center of one end face of the obtained pressed body.
続いて、真空脱脂炉８００℃にてパラフィンを分解して脱脂した。 Subsequently, the paraffin was decomposed and degreased in a vacuum degreasing furnace at 800 ° C.
脱脂後に焼結炉に投入し、Ａｒガスフロー中、最高温度２１００℃にて１８０分保持の条件で焼結した。 After degreasing, it was put into a sintering furnace and sintered under the condition of holding at a maximum temperature of 2100 ° C. for 180 minutes in an Ar gas flow.
得られた焼結体を円筒研削盤、内面研削盤を使用して断面がＵ字型でＷＣ製の蒸発用容器１を得た。この蒸発用容器を試料Ｎｏ．１とする。この蒸発用容器の厚さは約２ｍｍであった。 Using the obtained sintered body, a cylindrical grinder and an internal grinder were used to obtain a WC evaporation container 1 having a U-shaped cross section. This evaporation container was designated as Sample No. Set to 1. The thickness of the evaporation container was about 2 mm.
得られた蒸発用容器１を高周波誘導過熱式の蒸発用炉１０に止まり穴を上にして設置した。この蒸発用炉は真空雰囲気とするための真空ポンプ２を備えており、蒸発用容器の上部には、蒸発した金属や合金によって被膜を形成する製膜対象３を備えている。高周波誘導はコイル４にて行なう。
The obtained evaporation container 1 was placed in a high-frequency induction superheating
蒸発用容器の止まり穴内に、Ｔｉ（チタン）の粉末を投入し、真空ポンプを稼動させた後に、高周波誘導過熱方式にて昇温した。 Ti (titanium) powder was put into the blind hole of the evaporation container, and after operating the vacuum pump, the temperature was raised by a high frequency induction superheating method.
Ｔｉの融点は１７３０℃程度であり、融点付近では十分に蒸気圧を上げることができる。溶融したＴｉは図中の５である。図示しない温度センサーにより、溶融Ｔｉの温度を測り、１７８０℃で定温保持となるように設定した。結果として製膜対象３にはＴｉの膜が十分な速度で形成でき、また、形成された膜からはＴｉ以外の成分は検出されなかった。
（実施例２）
蒸発用容器の材質を、ＷＣを主成分として添加物を加えたものとし、実施例１と同様の試験を行った。
The melting point of Ti is about 1730 ° C., and the vapor pressure can be sufficiently increased near the melting point. Molten Ti is 5 in the figure. The temperature of the molten Ti was measured by a temperature sensor (not shown) and set to be kept at 1780 ° C. at a constant temperature. As a result, a Ti film can be formed at a sufficient speed on the
(Example 2)
The same test as in Example 1 was performed with the evaporation vessel made of WC as a main component and an additive added.
実施例１から変更した事項は １．蒸発用容器の組成 ２．蒸発する金属または合金 ３．定温保持時の温度設定 の３項目である。それぞれに試料Ｎｏ．２以降とし、組成と条件を表１に示す。表１の蒸発用容器の組成は、出発原料の重量比を示した。 The matters changed from Example 1 are: Composition of evaporation container 2. Evaporating metal or alloy There are 3 items of temperature setting when keeping constant temperature. Sample No. Table 1 shows the composition and conditions. The composition of the evaporation vessel in Table 1 indicated the weight ratio of the starting materials.
*表１中「*」印の試料は本発明の範囲外の比較試料である
試料Ｎｏ．５は、ＷＣとＣｒ３Ｃ２との混合時に超硬合金（ＷＣ−１０質量％Ｃｏ）のメディアを使ったために、金属Ｃｏ成分が１００ｐｐｍ混入した試料である。
* Samples marked with “*” in Table 1 are comparative samples outside the scope of the present invention.
Sample No. 5 is a sample in which 100 ppm of a metallic Co component is mixed because a cemented carbide (WC-10 mass% Co) medium is used when WC and Cr 3 C 2 are mixed.
試料Ｎｏ．５〜１０の試料は、ＷＣと炭化物、窒化物、炭窒化物およびそれらの固溶体を形成していた。 Sample No. Samples 5 to 10 formed WC and carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions thereof.
試料Ｎｏ．１〜１０は、いずれも蒸発用容器に変形、溶融は起こらなかった。また、蒸発する金属および合金と反応せずに、製膜対象３に形成された膜はいずれも純粋な金属および合金であり、蒸発用容器の成分は検出されなかった。
Sample No. In all of Nos. 1 to 10, deformation or melting occurred in the evaporation container. In addition, the films formed on the film-forming
一方、*比較試料Ｎｏ．２１〜２３は本発明の範囲外の比較試料である。これらは一般に超硬合金と呼ばれる、ＷＣと金属バインダ（Ｃｏ、Ｎｉなど）からなる材料である。これらは、いずれも蒸発する金属（Ｚｒ、Ａｌ、Ｔｉ）と金属バインダ成分とが反応を起こし、金属間化合物を形成しており、蒸発用容器の一部が溶出していた。長期間使用すれば、蒸発用容器は破損すると考える。
On the other hand, * comparative sample No. 21 to 23 are comparative samples outside the scope of the present invention. These are materials made of WC and a metal binder (Co, Ni, etc.) generally called cemented carbide. In any of these, the evaporating metals (Zr, Al, Ti) and the metal binder component reacted to form an intermetallic compound, and a part of the evaporation container was eluted. If used for a long time, the evaporation container will be damaged.
１ 蒸発用容器
２ 真空ポンプ
３ 製膜対象
４ 発熱用コイル
５ 金属または合金
６ ガス供給部
１０ 蒸発用炉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Evaporation container 2
Claims (4)
金属成分を含まないか、０ｐｐｍ超１００ｐｐｍ以下含有する炭化タングステン焼結体からなる、金属または合金の蒸発用容器。 Have a recess for retaining the dissolved metal or alloy,
A container for evaporation of metal or alloy, which is made of a tungsten carbide sintered body containing no metal component or containing more than 0 ppm and not more than 100 ppm .
それぞれを炭化物換算した際に合計で０．０１〜１０質量％である４族元素、５族元素、Ｗを除く６族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物の１種または２種以上およびそれらの固溶体とを有し、Carbide, nitride, carbonitride of one or more of group 4 elements, group 5 elements, and group 6 elements excluding W, which are 0.01 to 10% by mass in total when converted to carbides, and those A solid solution of
金属成分を含まないか、０ｐｐｍ超１００ｐｐｍ以下含有する焼結体からなり、It consists of a sintered body containing no metal component or containing more than 0 ppm and not more than 100 ppm,
溶解した金属または合金を保持する凹部を有する、金属または合金の蒸発用容器。A container for evaporating a metal or alloy having a recess for holding a dissolved metal or alloy.
加熱装置にて蒸発用容器または、金属または合金を加熱し、
金属または合金の溶融物を１５００℃以上に保ち、
前記溶融物から金属または合金の蒸発物を発生させる
請求項１から請求項３のいずれかに記載の蒸発用容器の使用方法。 In a vacuum or vacuum atmosphere,
Heat the evaporation container or metal or alloy with a heating device,
Keep the melt of metal or alloy above 1500 ° C,
The method for using the evaporation container according to any one of claims 1 to 3 , wherein a metal or alloy evaporate is generated from the melt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013059398A JP6118151B2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Metal or alloy evaporation container and method of use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013059398A JP6118151B2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Metal or alloy evaporation container and method of use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014185354A JP2014185354A (en) | 2014-10-02 |
| JP6118151B2 true JP6118151B2 (en) | 2017-04-19 |
Family
ID=51833199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013059398A Active JP6118151B2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Metal or alloy evaporation container and method of use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6118151B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000339679A (en) * | 1999-05-24 | 2000-12-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacturing device and manufacture of magnetic recording medium |
| JP2014209045A (en) * | 2013-03-22 | 2014-11-06 | 日本タングステン株式会社 | Tungsten crucible for metal evaporation, method of manufacturing the same, and method of using the same |
-
2013
- 2013-03-22 JP JP2013059398A patent/JP6118151B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014185354A (en) | 2014-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5431535B2 (en) | Method for producing ruthenium-tantalum alloy sintered compact target | |
| JP5051168B2 (en) | Nitride-dispersed Ti-Al target and method for producing the same | |
| JP3717525B2 (en) | Hard sintered alloy | |
| CN113373363B (en) | Refractory high-entropy composite material and preparation method thereof | |
| SE420508B (en) | SINTRAD HARD METAL CONTAINING MOLYBDEN-VOLFRAM CARBON NITRIDE | |
| JP4731347B2 (en) | Method for producing composite copper fine powder | |
| US20040079191A1 (en) | Hard alloy and W-based composite carbide powder used as starting material | |
| JP6597620B2 (en) | Sintered body, tool using the sintered body, and method for manufacturing the sintered body | |
| JP5851826B2 (en) | WC-based cemented carbide for cutting tools having excellent plastic deformation resistance at high temperatures, coated cutting tools, and methods for producing the same | |
| Matsuda et al. | Synthesis of titanium carbonitride nano-powder by carbothermal reduction of TiO2 | |
| JP6118151B2 (en) | Metal or alloy evaporation container and method of use | |
| JP2014209045A (en) | Tungsten crucible for metal evaporation, method of manufacturing the same, and method of using the same | |
| JP2015040692A (en) | Molybdenum crucible for metal evaporation and manufacturing method and use method thereof | |
| JP2580168B2 (en) | Nitrogen-containing tungsten carbide based sintered alloy | |
| KR102477415B1 (en) | Multi-nano-phase separation-based high-entropy refractory metal-oxide composite and manufacturing method thereof | |
| US6598656B1 (en) | Method for fabricating high-melting, wear-resistant ceramics and ceramic composites at low temperatures | |
| JPH0333771B2 (en) | ||
| JP2004339591A (en) | W-Ti-C TYPE COMPOSITE BODY AND ITS MANUFACTURING METHOD | |
| JP5274603B2 (en) | Composite copper fine powder | |
| JP4409067B2 (en) | Molten metal member having excellent corrosion resistance against molten metal and method for producing the same | |
| JPS63199843A (en) | Composite molded body of molybdenum or its alloy and zirconia and its production | |
| JPH06271901A (en) | Ti-al intermetallic compound powder having excellent sinterability and sintered compact thereof | |
| CN117024147B (en) | (Ta, nb, hf) x ) 2 C medium entropy alloyed carbide ceramic and preparation method thereof | |
| JP3092887B2 (en) | Surface-finished sintered alloy and method for producing the same | |
| JP2002179485A (en) | Graphite tray for sintering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160212 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161025 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161122 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161209 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170321 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170324 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6118151 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |