JPH02200766A - モリブデントレイおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は原子炉燃料等の焼結に使用されるモリブデント
レイに関する。

［従来の技術］ 原子炉用燃料であるツユ酸化ウランや二酸化プルトニウ
ム等のベレットの焼結は、耐熱性にすぐれたモリブデン
トレイにベレットを載せたものを褐数枚積み重ねて加熱
炉に入れ加熱することにより行なわれている。この場合
、べＬノットを直接トＬｌイに載せることもあるが、モ
リブデン又はモリブデン基合金の敷板をトレイに載せ、
そのトにベレットを載せることが多い。

［発明が解決しようとする課″ｉ］ 上記涼イ炉燃料の焼結温度は＋７００　＝１７５０℃と
きわめて高を品であり、しかも積み屯ねられたトレイの
総ｉ！Ｘ、ｉは３０〜４０ｋｇ＆：も達するため、モリ
ブデン基し、イや敷板その他の部品が互いに接着し、引
剥し時じ損傷するという問題があった。

これを防止するため、トレイや敷板等の部品のηいに接
触する部分にホーニング処理を施こし表面粗さを粗くし
て接着を防止する方法がとられＣいるが、この方法は初
めのうちは接着が起こりいくいが数回の使用で効果がな
くなるという問題があった。

本発明は上記従来のモリブデントレイにおける接着の問
題を解決ケることを目的どしでいる。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明は次のようブイモリブ
デントレイとその製法を提供する。

すなわち、本発明ｋかかるモリブデントレイは、モリブ
デン又はモリブデン基合金を基材と−４るトレイであっ
て、その表面に（リブデンと耐熱性セラミックスからな
るコーデイング層が１［お戊されていることを特徴とし
ている。

また、本発明にかかるモリブデン基し／イの製法は、ト
レイな形成１“るモリブデン又はモリブデン基合金の基
材の表面にプラズマ溶射法によりそリブデンに富む下地
層を形成し、さらにそのｌ二からプラズマ溶射法により
耐熱性セラミックスに富む表面層を形成したのち、１５
００℃以［の高温で焼成することを特徴としている。

以ド、具体例を挙げつつ詳細に説明する。

先ず、モリブデントレイの基材としては純モリブデン又
はモリブデン基台金の板材がイナ用される。モリブデン
基台金どしては例えばモリブデン＆：５ｉ０２．に２０
．　ＡｈＯ：＋等を添加したものであり、適度の加工性
と耐熱性を有するものであればよい。

使用ト不都合を生じない範囲であれば少ら１の他の元素
を含有してもよい。モリブデン又はモリブデン基合金の
板材は通常の粉末冶金法によって製造することかできる
。また、トレイの形状は、被加熱材を載せることができ
るものであればよく、例えば中なる！Ｆ板板のものであ
ってもよく、箱状のものであってもよい。

この基材の表面にコーデイング層を形成するが、このコ
ーデイング層は接着を防止するためのものであるから、
基材の全表面に形成する必要はなく、少なくとも使用時
に他のトレイその他の物品に接触する部分のみに形成し
ておけばよい。

コーティング層は大別してモリブデンに富んだ下地層と
実質的に耐熱性セラミックスからなる表面層からなる。

Ｊわら上地層と表面層とは明確に境界づけられる必要は
なく、理想的には最下部すなわち基材に松４る部分が純
モリブデン（又はモリブデン基台金）で、表層になるほ
ど耐熱性セラミックスの濃度が高くなるよう濃度勾配が
あり、最上層部が実質的に耐熱性セラミックスの層とな
っているのが望ましい。耐熱性セラミックスとしては１
例えばアルミナ、マグネシャ、ジルコニヤ等の酸化物が
最もＮ通であるが、他に゛窒化物や硼化物等公知の耐熱
性セラミックスを使用することができる。

このようなコーティング層は、例えばプラズマ溶射法に
よ・ノて１１′３成することがでさるにの場合、例えば
平均粒度３〜５ミクロン程度のモリブデン粉末を用い、
流動性を改良するため例えばポリビニール系の造粒剤を
用いてｌＯ〜１００ミクロン程度、より好ましくは３０
〜８０ミクロン程度の球状の顆粒に造粒し゛て使用する
。また、耐熱性セラミックスも例えば）０〜４０ミクロ
ン程度の粒状のものを使用する。ζわらを市販のプラズ
マ溶射機に入れ、両者の配合比を調節しながら基材表面
に吹き付けてゆりばよい。なお、密着性を向上させるた
め板材表面は−ｔめ３０〜６０ミクロンの表面粗さに荒
らしておくのが好ましい。プラズマ溶射により所望のコ
ーデイング層を形成したら、千の密４性を向−［するた
め、例えば水素気流中又は小活性雰囲気中で１５００〜
＋ａＯＯ℃に加熱して焼成を行なう。

これにより接合強度の４ぐれたコーティング層が形成さ
れるのである。

［実施例１ 通常の粉末冶金法によって製造した純モリブデン板５！
トレイの表面にプラズマ溶射法によりそリブデンとアル
ミナの複合層を形成した。その手順は次の通りであ−）
た。

先ず、平均粒度３．５ミクロンの純モリブデン粉末をγ
均粒度約５０ミクロンの顆粒に造粒しノご。また、アル
ミナ粒としでは純度９９．Ｇ％以トで粒度約３０ミクロ
ンの市販のアルミナ粉末を使用した。これら両原料粒を
プラズマ溶射機の２つのボットに別々に入れ、両原料の
配合比を変化させながら首記ｌ・レイの表面に溶射を行
ない、第１表に示すようなコーディング槽を形成した。

同表において、実施例１は（リブデン５０％（重量％、
以下同じ）とアルミナ５０％の混合物からなる覆合層−
層のみを形成したものである。実施例２は基材表面に先
ずモリブデン１００％の下地層を形成し、その十からモ
リブデン５０％とアルミナ５０％の複合層を形成した概
略二層構造のものである。また実施例３は、先ずモリブ
デン１００％の下地層を形成し、モのトにモリブデン５
０％とアルミナ５０％の複合層を形成したのち、さらに
その上にアルミナ　１００％の表面層を形成したもので
ある。この構造を模式的に表わせば第１図のようになる
。図中Ａはモリブデン基材、Ｂはコーティング層で、Ｂ
１は純モリブデン下地層、Ｂ２はモリブデンとアルミナ
の複合層、Ｂ３は純アルミナ表面層である。プラズマ溶
射によるコーティング層の厚みはｌＯ口〜１．５０ミク
ロンとした。このうち、実施例２．３のモリブデン１．
００％の下地層の厚さは１０〜５０ミクロン、好ましく
は３０〜５０ミクロンであった。焼成温度は１５００〜
１８００℃であり、雰囲気は水素気流中、保持時間は３
〜５時間であった。なお、第１表には比較例として基材
表面にアルミナ層のみを２００ミクロンの厚みで形成し
たものを併記している。

上記各実施例と比較例についてコーティング層の剥離強
度を調べた結果は第１表に示す通りであった。この剥離
強度は、コーティング層の表面に接着剤で鋼材を接合し
、引張り荷重を負荷してコーデイング層が剥離する荷重
を調べたものである。同表かられかる通り、実施例のも
のは比較例のものに較べ４〜５倍の強度をイＪし、長時
間の使用に充分耐えるものであった。また、これら実施
例の構造を４１するモリブデントレイを実際に原−ｆ炉
燃料の焼結に使用した結果、いずれも問題となる接着現
象は生じなかった。

［９，明の効果１ 以１゜の説明から明らかなように、本発明によりば高温
で長詩間使用し”Ｃも問題となる接着現象が生じない′
４“ぐれた千リブプントレイを得ることが１１丁能とな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造を模式的にあられす断
面図であ、る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）モリブデン又はモリブデン基合金を基材とするト
   レイであって、その表面にモリブデンと耐熱性セラミッ
   クスからなるコーティング層が形成されていることを特
   徴とするモリブデントレイ。
2. （２）トレイを形成するモリブデン又はモリブデン基合
   金の基材の表面にプラズマ溶射法によりそリブデンに富
   む下地層を形成し、さらにその上からプラズマ溶射法に
   より耐熱性セラミックスに富む表面層を形成したのち、
   １５００℃以上の高温で焼成することを特徴とするモリ
   ブデントレイの製法。