JPH03236433A - 高耐食性合金 - Google Patents
高耐食性合金Info
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- JPH03236433A JPH03236433A JP3192690A JP3192690A JPH03236433A JP H03236433 A JPH03236433 A JP H03236433A JP 3192690 A JP3192690 A JP 3192690A JP 3192690 A JP3192690 A JP 3192690A JP H03236433 A JPH03236433 A JP H03236433A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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］
大発明は高耐食性合金に係り、特に高温度の塩酸、硝酸
、硫酸等に対する耐食性に優れると共に、更にカソード
分極でも水素脆性も殆どない、極めて耐食性に優れた合
金に関する。
、硫酸等に対する耐食性に優れると共に、更にカソード
分極でも水素脆性も殆どない、極めて耐食性に優れた合
金に関する。
［従来の技術］
タンタル（Ｔ ａ）は白金に次いで耐食性に優れ、高温
度の塩酸や硝酸、硫酸等に対して極めて優れた耐食性を
示す。Ｔａの耐食性は、その表面に形成される安定なＴ
ａ ２０ ｓ被膜に由来する。
度の塩酸や硝酸、硫酸等に対して極めて優れた耐食性を
示す。Ｔａの耐食性は、その表面に形成される安定なＴ
ａ ２０ ｓ被膜に由来する。
代表的な無機酸溶液に対するタンタルの耐食性は、次の
ようになっている。まず、塩酸に対しては、高温、高濃
度の場合のみ腐食される。即ち１９０℃（４６３Ｋ）以
下ではあらゆる濃度の塩酸にもＴａは侵されないが、そ
れ以上の温度になると腐食される。これは、塩酸の濃度
が増すほど激しくなる。硫酸に対しても高温高濃度の場
合しか腐食されず、ガラス、高珪素鉄とともに耐硫酸性
の最も優れた材料となっている。即ち、２３０’Ｃ（５
０３Ｋ）以下、８５％以下の硫酸濃度ではＴａは殆ど侵
されない、温度及び硫酸濃度がさらに高くなると侵され
るようになり、その程度は濃度、温度に対応する。硝酸
に対しては知られている範囲では全く侵されない 即ち
、１９０℃（４６３Ｋ）以下ではあらゆる濃度において
全く侵されない、ざらに高温のデータとして、２５％硝
酸、２５０〜３００℃（５２３〜５７３Ｋ）８５ 、７
〜ｌ Ｏ７Ｋｇ／ｃｒｒｆ（８、４０〜１０．４９ＭＰ
ａ）の条件で数箇月使用した場合においても、酸化によ
り表面が着色する程度である。
ようになっている。まず、塩酸に対しては、高温、高濃
度の場合のみ腐食される。即ち１９０℃（４６３Ｋ）以
下ではあらゆる濃度の塩酸にもＴａは侵されないが、そ
れ以上の温度になると腐食される。これは、塩酸の濃度
が増すほど激しくなる。硫酸に対しても高温高濃度の場
合しか腐食されず、ガラス、高珪素鉄とともに耐硫酸性
の最も優れた材料となっている。即ち、２３０’Ｃ（５
０３Ｋ）以下、８５％以下の硫酸濃度ではＴａは殆ど侵
されない、温度及び硫酸濃度がさらに高くなると侵され
るようになり、その程度は濃度、温度に対応する。硝酸
に対しては知られている範囲では全く侵されない 即ち
、１９０℃（４６３Ｋ）以下ではあらゆる濃度において
全く侵されない、ざらに高温のデータとして、２５％硝
酸、２５０〜３００℃（５２３〜５７３Ｋ）８５ 、７
〜ｌ Ｏ７Ｋｇ／ｃｒｒｆ（８、４０〜１０．４９ＭＰ
ａ）の条件で数箇月使用した場合においても、酸化によ
り表面が着色する程度である。
一方、チタン（Ｔｉ）も耐食性に優れる材料として知ら
れており、酸化性を有する酸に対しては高い耐食性を示
す。
れており、酸化性を有する酸に対しては高い耐食性を示
す。
［発明が解決しようとする課題］
Ｔ１は耐食性のある材料ではあるが、Ｔａに比へればそ
の耐食性は劣り、強い腐食環境下では使用できない場合
があるという欠点がある。
の耐食性は劣り、強い腐食環境下では使用できない場合
があるという欠点がある。
一方、Ｔａは耐酸性には著しく優れるものの常温におい
ても水素を吸収し易く、吸収された水素はＴａの水素化
物（Ｔａ２Ｈ（稠密六方）又はＴａＨ（面心立方））と
なって析出し、Ｔａを脆化させるという、水素脆性の問
題がある。
ても水素を吸収し易く、吸収された水素はＴａの水素化
物（Ｔａ２Ｈ（稠密六方）又はＴａＨ（面心立方））と
なって析出し、Ｔａを脆化させるという、水素脆性の問
題がある。
Ｔａが水素を吸収するのは、分子状水素あるいは発生期
の水素にさらされたときである。分子状水素の場合は１
気圧では約２５０℃（５２３Ｋ）以上にならないと水素
を吸収しないが、原子ないしイオン状の水素の場合は常
温でも吸収する。常温以上のフッ化水素酸、高温の塩酸
、硫酸アルカリ溶液中などＴａが微量でも腐食する条件
では、陰極反応として発生した水素の一部を吸収し脆化
する。従来知られているデータでは、水素脆化を起こし
たケースの最低の腐食速度はＯ，１５ｍｍ／ｙ （４，
７５Ｘ１０−”ｍ／５）（１９０’Ｃ（４６３Ｋ）、濃
塩酸９０ｈ （３２４Ｋｓ）） である。これよりさら
に小さい腐食速度の場合でもＴａが水素吸収脆化を起こ
さないとはいいきれず、Ｔａの使用を考える場合、その
耐食性以上に水素吸収、脆化が重要な検討課題とされて
いる。
の水素にさらされたときである。分子状水素の場合は１
気圧では約２５０℃（５２３Ｋ）以上にならないと水素
を吸収しないが、原子ないしイオン状の水素の場合は常
温でも吸収する。常温以上のフッ化水素酸、高温の塩酸
、硫酸アルカリ溶液中などＴａが微量でも腐食する条件
では、陰極反応として発生した水素の一部を吸収し脆化
する。従来知られているデータでは、水素脆化を起こし
たケースの最低の腐食速度はＯ，１５ｍｍ／ｙ （４，
７５Ｘ１０−”ｍ／５）（１９０’Ｃ（４６３Ｋ）、濃
塩酸９０ｈ （３２４Ｋｓ）） である。これよりさら
に小さい腐食速度の場合でもＴａが水素吸収脆化を起こ
さないとはいいきれず、Ｔａの使用を考える場合、その
耐食性以上に水素吸収、脆化が重要な検討課題とされて
いる。
このように、Ｔａの使用状況が水素を発生するカソード
分極された状態であると、水素脆化を起し易く、特にＴ
ａが箔やコーティング＠膜の形で使用される場合には、
水素脆化により破壊し、使用できなくなるという問題点
があった。従ってＴａをカソード電極として利用するこ
ともできなかった。
分極された状態であると、水素脆化を起し易く、特にＴ
ａが箔やコーティング＠膜の形で使用される場合には、
水素脆化により破壊し、使用できなくなるという問題点
があった。従ってＴａをカソード電極として利用するこ
ともできなかった。
本発明は上記従来の問題点を解決し、高温度の酸に対す
る耐食性も高く、しかもカソード分極でも水素脆化の問
題もない高耐食性合金を提供することを目的とする。
る耐食性も高く、しかもカソード分極でも水素脆化の問
題もない高耐食性合金を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の高耐食性合金は、Ｔｉを３０９子％以上８５原
子％未満含有するＴａ−Ｔｉ系合金よりなるものである
。
子％未満含有するＴａ−Ｔｉ系合金よりなるものである
。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明の高耐食性合金のＴｉ含有量が３０原子％未満で
あるとＴｉの合金化による水素脆化防止効果が十分に得
られない。一方、Ｔｉが８５原子％以上であると、Ｔｉ
か多過ぎ、Ｔａ木来の高耐食性か損なわれる。従って、
本発明においては、Ｔ１含有量は３０原子％以上、８５
原子％未満特に３５〜８０原子％とする。
あるとＴｉの合金化による水素脆化防止効果が十分に得
られない。一方、Ｔｉが８５原子％以上であると、Ｔｉ
か多過ぎ、Ｔａ木来の高耐食性か損なわれる。従って、
本発明においては、Ｔ１含有量は３０原子％以上、８５
原子％未満特に３５〜８０原子％とする。
本発明の高耐食性合金は、Ｔａ及びＴｉよりなるが、Ｆ
ｅ等の不純物が０．５重量％以下の範囲で含有されてい
ても良い。
ｅ等の不純物が０．５重量％以下の範囲で含有されてい
ても良い。
このような未発明に係るＴ ａ −Ｔ ｉ系合金を製造
する方法には特に制限はないが、Ｔｉ及びＴａが著しく
高活性であり更に高融点であることから、溶製により不
純物量の少ない合金を製造することは非常に難しい。従
って、製造にあたってはスパー・夕庄を採用するのが有
利である。スパー７り法によりＴａ−Ｔｉ合金を得るに
は、特にＴａターゲット及びＴｉターゲットを用いる複
合スパッタ法やＴａとＴｉのモザイク状ターゲットを用
いる方性が有利である。用いるスパッタリング装置等に
ついても特に制限はなく、スパッタ条件等も常法に従っ
て適宜設定することができる。
する方法には特に制限はないが、Ｔｉ及びＴａが著しく
高活性であり更に高融点であることから、溶製により不
純物量の少ない合金を製造することは非常に難しい。従
って、製造にあたってはスパー・夕庄を採用するのが有
利である。スパー７り法によりＴａ−Ｔｉ合金を得るに
は、特にＴａターゲット及びＴｉターゲットを用いる複
合スパッタ法やＴａとＴｉのモザイク状ターゲットを用
いる方性が有利である。用いるスパッタリング装置等に
ついても特に制限はなく、スパッタ条件等も常法に従っ
て適宜設定することができる。
このようにして得られる本発明の高耐食性合金は、苛酷
な腐食環境下で用いられる部材の保護被膜等として直接
当該部材にスパッタすることにより、あるいは箔状のも
のとしてこれを部材表面に取り付けるなどの方法により
使用することができる。、を発明の合金は、水素脆化し
ないので、カソード電極にも箔やコーテイング材の形で
使用できる。
な腐食環境下で用いられる部材の保護被膜等として直接
当該部材にスパッタすることにより、あるいは箔状のも
のとしてこれを部材表面に取り付けるなどの方法により
使用することができる。、を発明の合金は、水素脆化し
ないので、カソード電極にも箔やコーテイング材の形で
使用できる。
［作用］
ＴａにＴｉを３０原子％以上８５原子％未満合金化させ
ることにより、Ｔａ木来の高耐食性を損なうことなく、
水素脆化を防止することが可能とされる。
ることにより、Ｔａ木来の高耐食性を損なうことなく、
水素脆化を防止することが可能とされる。
［実施例］
以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する
。
。
実施例ｉ
純度９９．５重量％のＴａ及びＴｉを所定の合金組成と
なるようにモザイク状に配置したタゲットを用い、通常
のマグネトロン型スパンタリング装置にて、下記のスパ
ッタ条件にて第１表に示す原子割合のＴａ−Ｔｉ合金の
薄膜を５ＵＳ３０４基板上に形成した。
なるようにモザイク状に配置したタゲットを用い、通常
のマグネトロン型スパンタリング装置にて、下記のスパ
ッタ条件にて第１表に示す原子割合のＴａ−Ｔｉ合金の
薄膜を５ＵＳ３０４基板上に形成した。
スバ・・々条件
Ａｒガス圧＋２Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ
出カニ７００Ｗ
時間・１０ｍ１ｎ
得られたＴａ−Ｔｉ合金薄膜について、下記条件にて腐
食試験及びカソード分極試験を行い結果を第１表に示し
た。
食試験及びカソード分極試験を行い結果を第１表に示し
た。
４久ぶ１
、Ｔ ３０重量％ＨＣ文（沸点）中に７日間浸漬。
■ ４５重量％ＨＮＯｔ（＊点）中に７日間浸漬。
カソード 接置
３．５重量％ＮａＣ交水溶液（常温）中２〜−５■で１
０分〜１０時間カソード分極。
０分〜１０時間カソード分極。
第１表
なお、第１表において、
試験結果の評価基準は
次の通りである。
鈍」」４Ｍ
■＝腐食全く検出されず、変色もなし。
Δ：Ｒ食こぐわずかにあり、変色あり。
×：腐食若干あり。
カソード゛→
■・変化なし。
×：水素脆化による薄膜剥離や割れが発生第１表の結果
から１本発明の高耐食性合金は高温度の酸に対する耐食
性に優れ、しかもカソード分極しても水素脆化も起こし
難いことが認められる。
から１本発明の高耐食性合金は高温度の酸に対する耐食
性に優れ、しかもカソード分極しても水素脆化も起こし
難いことが認められる。
［発明の効果］
ぶ上詳述した通り、本発明の高耐食性合金は、耐食性が
著しく優れる上に水素脆化の問題も殆どない、従って、
本発明の高耐食性合金は、苛酷な腐食環境下で使用され
る各種部材の保護被膜あるいは構成材料尋として極めて
有用である。
著しく優れる上に水素脆化の問題も殆どない、従って、
本発明の高耐食性合金は、苛酷な腐食環境下で使用され
る各種部材の保護被膜あるいは構成材料尋として極めて
有用である。
Claims (1)
- （１）Ｔｉを３０原子％以上８５原子％未満、残部実質
的にＴａよりなる高耐食性合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192690A JPH03236433A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 高耐食性合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192690A JPH03236433A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 高耐食性合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03236433A true JPH03236433A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=12344581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3192690A Pending JPH03236433A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 高耐食性合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03236433A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277538A (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-16 | Teijin Ltd | 耐食性合金 |
-
1990
- 1990-02-13 JP JP3192690A patent/JPH03236433A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277538A (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-16 | Teijin Ltd | 耐食性合金 |
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