JPH04103751A - TiB↓2皮膜形成方法及びTiB↓2皮膜 - Google Patents
TiB↓2皮膜形成方法及びTiB↓2皮膜Info
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- JPH04103751A JPH04103751A JP2219497A JP21949790A JPH04103751A JP H04103751 A JPH04103751 A JP H04103751A JP 2219497 A JP2219497 A JP 2219497A JP 21949790 A JP21949790 A JP 21949790A JP H04103751 A JPH04103751 A JP H04103751A
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、成型しにくかったTiB2(ホウ化チタン)
を材料として利用すべく皮膜として得るだめのTiB2
皮膜形成方法、及び特にアルミニウム又はアルミニウム
合金(以下、総称してアルミニウムと呼ぶ)からなる基
体表面に形成されたT i B 2皮膜に関するもので
ある。
を材料として利用すべく皮膜として得るだめのTiB2
皮膜形成方法、及び特にアルミニウム又はアルミニウム
合金(以下、総称してアルミニウムと呼ぶ)からなる基
体表面に形成されたT i B 2皮膜に関するもので
ある。
(従来技術及びその問題点)
金属ホウ化物の一種であるT I B 2は、高融点で
電気伝導性を有し、硬く、耐酸化性に優れている。その
ため耐摩耗性材料、電極材料、耐食材料、耐熱材料等と
して利用しようとする要望が強かった。
電気伝導性を有し、硬く、耐酸化性に優れている。その
ため耐摩耗性材料、電極材料、耐食材料、耐熱材料等と
して利用しようとする要望が強かった。
しかしT IB 2は焼結では緻密な成型体が得られに
<<、材料としては充分に利用されていなかった。
<<、材料としては充分に利用されていなかった。
(発明の目的)
本発明は、T s B 2を種々の機能材料として利用
すべく皮膜として得ることのできるT i B 2皮膜
形成方法、及び特にアルミニウムからなる基体表面に形
成されたT I B 2皮膜を提供することを目的とす
る。
すべく皮膜として得ることのできるT i B 2皮膜
形成方法、及び特にアルミニウムからなる基体表面に形
成されたT I B 2皮膜を提供することを目的とす
る。
(目的を達成するための手段)
本発明のT i B 2皮膜形成方法は、Ti粉末1モ
ルに対しB粉末を1.1〜2モルの割合で用い、両粉末
を混合し、不活性雰囲気中にて上記混合粉を基体表面に
プラズマ溶射して基体表面にTiB2皮膜を形成するこ
とを特徴とするものであり、更には基体としてアルミニ
ウムを用いるものである。また本発明のT iB 2皮
膜は、アルミニウムからなる基体表面に形成されたT
iB 2皮膜であって、基体と皮膜との界面が混じり合
っていることを特徴とするものである。
ルに対しB粉末を1.1〜2モルの割合で用い、両粉末
を混合し、不活性雰囲気中にて上記混合粉を基体表面に
プラズマ溶射して基体表面にTiB2皮膜を形成するこ
とを特徴とするものであり、更には基体としてアルミニ
ウムを用いるものである。また本発明のT iB 2皮
膜は、アルミニウムからなる基体表面に形成されたT
iB 2皮膜であって、基体と皮膜との界面が混じり合
っていることを特徴とするものである。
第1図は本発明において用いるプラズマ溶射装置の一例
を示す概略図である。図において、10はプラズマ溶射
を行なう装置本体、20は排気装置、30は冷却装置、
40は粉末供給装置、50はガス制御装置、60は電源
である。装置本体10において、壁が二重構造となって
いるチャンバ11内には、プラズマを発生するガン12
と、基板13と、基板13を保持するホルダー14とが
設置されており、またチャンバー11には真空計15が
取付けられている。排気装置20は、チャンバー11に
一端が連通し他端が大気に開放された管21に、チャン
バー11側から順に排気冷却装置22、ダストフィルタ
23、ボールバルブ24、ビラニー真空計25及びリー
ク弁26、油回転真空ポンプ27、オイルミストトラッ
プ28が介設されて構成されている。冷却装置30にお
いて、冷却水を保持するタンク31には冷却水を送給す
る通路が連結されており、その通路はガン12に冷却水
を送る第1通路32、チャンバー11の二重壁の間に冷
却水を送る第2通路33、基板13を冷却するためホル
ダー14に冷却水を送る第3通路34、排気冷却装置2
2に冷却水を送る第4通路35で構成されている。粉末
供給装置40において、Ti粉末とB粉末とが貯められ
るタンク41には、タンク41内を減圧するための小型
真空ポンプ42と真空計43とが連結されている。また
タンク41からは粉末供給通路44か延びており、その
先端はガン12のプラズマ発射部近傍に位置している。
を示す概略図である。図において、10はプラズマ溶射
を行なう装置本体、20は排気装置、30は冷却装置、
40は粉末供給装置、50はガス制御装置、60は電源
である。装置本体10において、壁が二重構造となって
いるチャンバ11内には、プラズマを発生するガン12
と、基板13と、基板13を保持するホルダー14とが
設置されており、またチャンバー11には真空計15が
取付けられている。排気装置20は、チャンバー11に
一端が連通し他端が大気に開放された管21に、チャン
バー11側から順に排気冷却装置22、ダストフィルタ
23、ボールバルブ24、ビラニー真空計25及びリー
ク弁26、油回転真空ポンプ27、オイルミストトラッ
プ28が介設されて構成されている。冷却装置30にお
いて、冷却水を保持するタンク31には冷却水を送給す
る通路が連結されており、その通路はガン12に冷却水
を送る第1通路32、チャンバー11の二重壁の間に冷
却水を送る第2通路33、基板13を冷却するためホル
ダー14に冷却水を送る第3通路34、排気冷却装置2
2に冷却水を送る第4通路35で構成されている。粉末
供給装置40において、Ti粉末とB粉末とが貯められ
るタンク41には、タンク41内を減圧するための小型
真空ポンプ42と真空計43とが連結されている。また
タンク41からは粉末供給通路44か延びており、その
先端はガン12のプラズマ発射部近傍に位置している。
ガス制御装置50は、タンク41内のTi及びBの粉末
を通路44を通して供給するための不活性ガスを送給す
る第1制御部51、プラズマガスとして用いられる不活
性ガスを送給する第2制御部52、及びチャンバー11
内を不活性雰囲気とするための不活性ガスを送給する第
3制御部53を備えている。電源60はガン12に接続
されている。
を通路44を通して供給するための不活性ガスを送給す
る第1制御部51、プラズマガスとして用いられる不活
性ガスを送給する第2制御部52、及びチャンバー11
内を不活性雰囲気とするための不活性ガスを送給する第
3制御部53を備えている。電源60はガン12に接続
されている。
上記装置を用いた基板13表面へのT IB 2皮膜の
形成は次のように行なう。まずTi粉末とB粉末を、混
合した後に粉末供給装置40のタンク41内に投入する
。この混合は単に混ぜるだけでもよいが、第2図に示す
写真及びその写真を模式的に示す第3図に示すように、
ホソカワミクロン株式会社のメカノフュージョン処理に
よってTi粉末工の凹凸のある表面1aにB粉末2を入
り込ませ、更にTi粉末1をB粉末2で被覆させるよう
に混合するのが好ましい。次に排気装置20のポンプ2
7によりチャンバー11内を1 torr以下とした後
、第3制御部53によりチャンバー11内に不活性ガス
を供給してチャンバー11内をプラズマ溶射に適した圧
に戻す。一般には100〜760 torrとする。一
方、粉末供給装置40においても、タンク41内をポン
プ42により減圧した後、第1制御部51によりタンク
41内に不活性ガスを供給して充満させる。電源60を
オンし且つ第2制御部52によりプラズマガスを供給し
てガン12から基板13にプラズマを照射すると同時に
、タンク41から通路44を通してTiとBの混合粉末
をプラズマ内に供給する。
形成は次のように行なう。まずTi粉末とB粉末を、混
合した後に粉末供給装置40のタンク41内に投入する
。この混合は単に混ぜるだけでもよいが、第2図に示す
写真及びその写真を模式的に示す第3図に示すように、
ホソカワミクロン株式会社のメカノフュージョン処理に
よってTi粉末工の凹凸のある表面1aにB粉末2を入
り込ませ、更にTi粉末1をB粉末2で被覆させるよう
に混合するのが好ましい。次に排気装置20のポンプ2
7によりチャンバー11内を1 torr以下とした後
、第3制御部53によりチャンバー11内に不活性ガス
を供給してチャンバー11内をプラズマ溶射に適した圧
に戻す。一般には100〜760 torrとする。一
方、粉末供給装置40においても、タンク41内をポン
プ42により減圧した後、第1制御部51によりタンク
41内に不活性ガスを供給して充満させる。電源60を
オンし且つ第2制御部52によりプラズマガスを供給し
てガン12から基板13にプラズマを照射すると同時に
、タンク41から通路44を通してTiとBの混合粉末
をプラズマ内に供給する。
なお不活性ガスとしては例えばアルゴンガスを用いるこ
とができる。またプラズマ照射の対象物としては基板1
3のような板に限らず、その他の形状のものでもよく、
対象物の材質としては例えばアルミニウム、鋼、チタン
等を用いることができる。
とができる。またプラズマ照射の対象物としては基板1
3のような板に限らず、その他の形状のものでもよく、
対象物の材質としては例えばアルミニウム、鋼、チタン
等を用いることができる。
(作用)
プラズマ溶射される際、T1とBは次式に示すように自
己発熱反応を起してT I B 2へと変化し、基体表
面にはT iB 2皮膜が形成される。
己発熱反応を起してT I B 2へと変化し、基体表
面にはT iB 2皮膜が形成される。
Ti+B −一→T I B 2 + 539 K
J基体としてアルミニウムを用いた場合には、ブラズマ
溶射の際に生じた熱によりアルミニウム表面が溶ける。
J基体としてアルミニウムを用いた場合には、ブラズマ
溶射の際に生じた熱によりアルミニウム表面が溶ける。
このため、形成されたTiBっ皮膜とアルミニウム基体
との界面は混じり合うこととなり、T I B 2皮膜
はアルミニウム基体に対して大きな機械的強度でもって
接合する。
との界面は混じり合うこととなり、T I B 2皮膜
はアルミニウム基体に対して大きな機械的強度でもって
接合する。
(発明の効果)
本発明のT I B 2皮膜形成方法によれば、基体表
面にT r B 2皮膜を形成することができる。従っ
てT i B 2を皮膜材料として用いることによって
TiB2の特質を生かした製品を得ることができる。特
にT IB 2は高強度材料としては比重が最も小さい
部類に属するので、基体としてアルミニウムを用いるこ
とにより、比強度の高い機能性複合材料を形成すること
ができる。このような材料は周知の如く、航空機、自動
車、ロボット等の産業機械の分野で待望されているもの
である。
面にT r B 2皮膜を形成することができる。従っ
てT i B 2を皮膜材料として用いることによって
TiB2の特質を生かした製品を得ることができる。特
にT IB 2は高強度材料としては比重が最も小さい
部類に属するので、基体としてアルミニウムを用いるこ
とにより、比強度の高い機能性複合材料を形成すること
ができる。このような材料は周知の如く、航空機、自動
車、ロボット等の産業機械の分野で待望されているもの
である。
また本発明のT iB 2皮膜によれば、T I B
2皮膜とアルミニウム基体表面との界面が混じり合って
いるので、T I B 2皮膜はアルミニウム基体に大
きな機械的強度でもって接合している。
2皮膜とアルミニウム基体表面との界面が混じり合って
いるので、T I B 2皮膜はアルミニウム基体に大
きな機械的強度でもって接合している。
(実施例)
第]実施例
粒径38〜44μmのTi粉末1モルに対して平均粒径
0.85μmのB粉末を1.14モルの割合で用い、ホ
ソカワミクロン株式会社のメカノフュージョン処理装置
によって両粉末を第2図及び第3図に示すように混合し
た。この混合粉末を第1図に示すプラズマ溶射装置によ
りアルミニウムからなる基板表面にプラズマ溶射した。
0.85μmのB粉末を1.14モルの割合で用い、ホ
ソカワミクロン株式会社のメカノフュージョン処理装置
によって両粉末を第2図及び第3図に示すように混合し
た。この混合粉末を第1図に示すプラズマ溶射装置によ
りアルミニウムからなる基板表面にプラズマ溶射した。
プラズマ溶射の条件としては、プラズマガスにアルゴン
を用い、ガス流量35g/min、電流800 A、電
圧28V、溶射距離70mmとした。
を用い、ガス流量35g/min、電流800 A、電
圧28V、溶射距離70mmとした。
これにより第4図(写真)に示す断面のTiB膜、13
aはアルミニウムからなる基板であり、矢印A側は皮膜
表面を示す。第5図はT r、 B 2皮膜5のX線回
折図である。第5図において、aはT i B 2を示
すピーク、bはTiを示すピークである。第5図から明
らかなように、本実施例で得られた皮膜はTiB2を含
有したTiB”皮膜である。また第7図(写真)ないし
第9図(写真)は第6図(第4図の一部拡大図(写真)
)に示す部分のX線マイクロアナライザによる分析図で
あり、第7図はBの分布を示し、第8図はTiの分布を
示し、第9図はA、9の分布を示す。なお各分布は白い
点で示されている。これからは、Bは皮膜表面側に多く
存在し、Tiはその逆であることがわかる。従ってこの
T iB 2皮膜5は傾斜組成のものである。第11図
(写真)及び第12図(写真)は第10図(第4図の一
部拡大図(写真))に示す部分を白線の部分でEP分析
した分布図である。第11図はTiとBとが界面Cで混
じり合っていることを示しており、これから第12図に
おいて、Ti及びBが界面CでAI!と混じり合ってい
ることがわかる。第13図(写真)は第10図のT i
B 2皮膜5とアルミニウム基板13a表面との界面
を拡大して示す図であり、第14図(写真)ないし第1
6図(写真)は第13図に示ス部分のX線マイクロアナ
ライザによる分析図であり、第14図はBの分布を示し
、第15図はTiの分布を示し、第16図はA、Qの分
布を示す。
aはアルミニウムからなる基板であり、矢印A側は皮膜
表面を示す。第5図はT r、 B 2皮膜5のX線回
折図である。第5図において、aはT i B 2を示
すピーク、bはTiを示すピークである。第5図から明
らかなように、本実施例で得られた皮膜はTiB2を含
有したTiB”皮膜である。また第7図(写真)ないし
第9図(写真)は第6図(第4図の一部拡大図(写真)
)に示す部分のX線マイクロアナライザによる分析図で
あり、第7図はBの分布を示し、第8図はTiの分布を
示し、第9図はA、9の分布を示す。なお各分布は白い
点で示されている。これからは、Bは皮膜表面側に多く
存在し、Tiはその逆であることがわかる。従ってこの
T iB 2皮膜5は傾斜組成のものである。第11図
(写真)及び第12図(写真)は第10図(第4図の一
部拡大図(写真))に示す部分を白線の部分でEP分析
した分布図である。第11図はTiとBとが界面Cで混
じり合っていることを示しており、これから第12図に
おいて、Ti及びBが界面CでAI!と混じり合ってい
ることがわかる。第13図(写真)は第10図のT i
B 2皮膜5とアルミニウム基板13a表面との界面
を拡大して示す図であり、第14図(写真)ないし第1
6図(写真)は第13図に示ス部分のX線マイクロアナ
ライザによる分析図であり、第14図はBの分布を示し
、第15図はTiの分布を示し、第16図はA、Qの分
布を示す。
なお各分布は白い点で示されている。これからもTi及
びBか界面でAjllと混じり合っていることがわかる
。
びBか界面でAjllと混じり合っていることがわかる
。
以上のように本実施例によれば、Ti粉末とB粉末とを
第2図及び第3図のように混合してプラズマ溶射したの
で、気泡のない緻密な構造のTlB2皮膜5を得ること
かできた。しかもアルミニウムからなる基板13a表面
に溶射したので、基板13aと強く接合したT iB
2皮膜5を得ることができた。
第2図及び第3図のように混合してプラズマ溶射したの
で、気泡のない緻密な構造のTlB2皮膜5を得ること
かできた。しかもアルミニウムからなる基板13a表面
に溶射したので、基板13aと強く接合したT iB
2皮膜5を得ることができた。
第2実施例
粒径10〜44μmのTi粉末1モルに対して粒径5〜
200μmのB粉末を2モルの割合で用い、両粉末を単
に混ぜるだけで混合した。この混合粉末を第1図に示す
プラズマ溶射装置により鋼製の基板表面にプラズマ溶射
した。プラズマ溶射の条件としては、プラズマガスにア
ルゴンを用い、ガス流量35N /win 、電流60
0−80OA。
200μmのB粉末を2モルの割合で用い、両粉末を単
に混ぜるだけで混合した。この混合粉末を第1図に示す
プラズマ溶射装置により鋼製の基板表面にプラズマ溶射
した。プラズマ溶射の条件としては、プラズマガスにア
ルゴンを用い、ガス流量35N /win 、電流60
0−80OA。
電圧28V1溶射距離70mmとした。
これにより第17図(写真)に示す断面のTiB2皮膜
か得られた。第17図において、5aはT I B 2
皮膜、13bは鋼製の基板である。第18図はT IB
2皮膜5aのX線回折図である。第】8図において、
aはT r B 2を示すピーク、bはTiを示すピー
クである。第18図から明らかなように、本実施例で得
られた皮膜はT iB 2を含有したT I B 2皮
膜である。
か得られた。第17図において、5aはT I B 2
皮膜、13bは鋼製の基板である。第18図はT IB
2皮膜5aのX線回折図である。第】8図において、
aはT r B 2を示すピーク、bはTiを示すピー
クである。第18図から明らかなように、本実施例で得
られた皮膜はT iB 2を含有したT I B 2皮
膜である。
第1図は本発明のT iB 2皮膜形成方法で用いるプ
ラズマ溶射装置の一例を示す概略図、第2図はT1粉末
とB粉末との混合状態を示すための図面に代わる写真、
第3図は第2図を模式的に示した図、第4図は第1実施
例で得られたTiB2皮膜の断面を示す図面に代わる写
真、第5図は第4図のT i B 2皮膜のX線回折図
、第6図は第4図を一部拡大して示す図面に代わる写真
、第7図ないし第9図は第6図に示す部分のX線マイク
ロアナライザによる分析図に代わる写真であり、第7図
はBの分布、第8図はT1の分布、第9図はAgの分布
を示す。第10図は第4図を一部拡大して示す図面に代
わる写真、第11図及び第12図は第10図に示す部分
を白線の部分でEP分析して得た分布図に代わる写真、
第13図は第10図のTi8つ皮膜とアルミニウム基板
との界面を拡大して示す図面に代わる写真、第14図な
いし第16図は第13図に示す部分のX線マイクロアナ
ライザによる分析図に代わる写真であり、第14図はB
の分布、第15図はTiの分布、第16図はAgの分布
を示す。第17図は第2実施例で得られたT i B
2皮膜の断面を示す図面に代わる写真、第18図は第1
7図のT iB 2皮膜のX線回折図である。]−・・
・Ti粉末、2・・・B粉末、5.5a・・・T I
B 2皮膜、13a・・・アルミニウム基板、13b・
・・鋼製基板 特許出願人 日本アルミニウム工業株式会社工業技術院 第2図 第5図 a TiB2 Tl 第6図 −〇、rウノ 第 3図 第ト■l 第1− 1スI 第;i、 1ツ1 手続補正書(方式) 平成 2年12月12日
ラズマ溶射装置の一例を示す概略図、第2図はT1粉末
とB粉末との混合状態を示すための図面に代わる写真、
第3図は第2図を模式的に示した図、第4図は第1実施
例で得られたTiB2皮膜の断面を示す図面に代わる写
真、第5図は第4図のT i B 2皮膜のX線回折図
、第6図は第4図を一部拡大して示す図面に代わる写真
、第7図ないし第9図は第6図に示す部分のX線マイク
ロアナライザによる分析図に代わる写真であり、第7図
はBの分布、第8図はT1の分布、第9図はAgの分布
を示す。第10図は第4図を一部拡大して示す図面に代
わる写真、第11図及び第12図は第10図に示す部分
を白線の部分でEP分析して得た分布図に代わる写真、
第13図は第10図のTi8つ皮膜とアルミニウム基板
との界面を拡大して示す図面に代わる写真、第14図な
いし第16図は第13図に示す部分のX線マイクロアナ
ライザによる分析図に代わる写真であり、第14図はB
の分布、第15図はTiの分布、第16図はAgの分布
を示す。第17図は第2実施例で得られたT i B
2皮膜の断面を示す図面に代わる写真、第18図は第1
7図のT iB 2皮膜のX線回折図である。]−・・
・Ti粉末、2・・・B粉末、5.5a・・・T I
B 2皮膜、13a・・・アルミニウム基板、13b・
・・鋼製基板 特許出願人 日本アルミニウム工業株式会社工業技術院 第2図 第5図 a TiB2 Tl 第6図 −〇、rウノ 第 3図 第ト■l 第1− 1スI 第;i、 1ツ1 手続補正書(方式) 平成 2年12月12日
Claims (3)
- (1)Ti粉末1モルに対しB粉末を1.1〜2モルの
割合で用い、両粉末を混合し、不活性雰囲気中にて上記
混合粉を基体表面にプラズマ溶射して基体表面にTiB
_2皮膜を形成することを特徴とするTiB_2皮膜形
成方法。 - (2)基体としてアルミニウム又はアルミニウム合金を
用いる特許請求の範囲第1項記載のTiB_2皮膜形成
方法。 - (3)アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基体
表面に形成されたTiB_2皮膜であって、基体と皮膜
との界面が混じり合っていることを特徴とするTiB_
2皮膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2219497A JPH0730434B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | TiB▲下2▼皮膜形成方法及びTiB▲下2▼皮膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2219497A JPH0730434B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | TiB▲下2▼皮膜形成方法及びTiB▲下2▼皮膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04103751A true JPH04103751A (ja) | 1992-04-06 |
| JPH0730434B2 JPH0730434B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=16736381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2219497A Expired - Lifetime JPH0730434B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | TiB▲下2▼皮膜形成方法及びTiB▲下2▼皮膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730434B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998045498A1 (de) * | 1997-04-08 | 1998-10-15 | Aventis Research & Technologies Gmbh & Co Kg | Trägerkörper mit einer schutzbeschichtung |
| JP2005305376A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | National Maritime Research Institute | マーキング方法 |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2219497A patent/JPH0730434B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998045498A1 (de) * | 1997-04-08 | 1998-10-15 | Aventis Research & Technologies Gmbh & Co Kg | Trägerkörper mit einer schutzbeschichtung |
| AU740009B2 (en) * | 1997-04-08 | 2001-10-25 | Sgl Carbon Ag | Support body with a protective coating |
| US6428885B1 (en) | 1997-04-08 | 2002-08-06 | Aventis Research & Technologies Gmbh & Co Kg | Substrate body with a protective coating |
| JP2005305376A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | National Maritime Research Institute | マーキング方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0730434B2 (ja) | 1995-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |