JPH04228480A - 高温安定性複合体及びその製法 - Google Patents

高温安定性複合体及びその製法

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JPH04228480A JP3178841A JP17884191A JPH04228480A JP H04228480 A JPH04228480 A JP H04228480A JP 3178841 A JP3178841 A JP 3178841A JP 17884191 A JP17884191 A JP 17884191A JP H04228480 A JPH04228480 A JP H04228480A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも一部がモリ
ブデン又はモリブデン合金からなりまた少なくとも一部
が黒鉛からなる、ジルコニウムろうにより互いに結合さ
れた高温安定性複合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温を使用する多くの分野においては高
融点金属の代わりに黒鉛と高融点金属とからなる複合材
料を使用することが一般に行われており、この場合複合
材料は特に蓄熱性が比較的良好でまた比重が比較的小さ
い点において優れている。
【０００３】黒鉛又は高融点金属からなる複合材料の有
用性にとって重要なことは、黒鉛と高融点金属との間の
耐高温性の良好な結合である。この場合十分な接着性、
及び黒鉛から金属部分に炭素が拡散するのを抑制するこ
とによって得られる十分な長期安定性も同様に重要な問
題である。高融点金属と黒鉛とを結合するろうとしては
、約１８５０℃の融点を有するジルコニウムがその良好
な湿潤特性及び価格が比較的低廉であることから多くの
用途に対して有用であることが判明している。モリブデ
ン又はモリブデン合金と黒鉛とからなる複合体を製造す
る場合、ジルコニウムろうはモリブデンと融点約１５２
０℃の共融混合物を形成する。複合体の使用温度は安全
性の観点から、ろうの融点より少なくとも１５０℃低く
なければならないため、複合体の使用は約１３５０℃ま
での温度に限定される。しかし特定の用途にとってはこ
の最大使用温度は不十分である。
【０００４】ドイツ連邦共和国特許出願公告第２１１５
８９６号明細書、米国特許第４５９７０９５号明細書、
ドイツ連邦共和国特許出願公告第１９５１３８３号並び
に同第２１１８４２５号明細書にはＸ線管の複合回転陽
極が記載されており、この場合例えばモリブデン又はモ
リブデン合金からなる部分が黒鉛からなる１個又は複数
個の部分とろう付けされる。ろう材としては例えばジル
コニウム又はジルコニウム合金が使用され、その際ろう
付けすべき部分とろう材との間には更に中間層を配置す
ることもできる。
【０００５】ドイツ連邦共和国特許出願公告第２１１５
８９６号明細書の場合、ろう付けすべき部分とろうとの
間に中間層は設けられておらず、従ってこの場合融点の
低下した共融混合物の形成に関する先に記載した問題が
生じる。
【０００６】米国特許第４５９７０９５号明細書の場合
には黒鉛部分とろう材との間に白金、パラジウム又はロ
ジウムのような炭化物を形成しない物質からなる層が配
置されている。この中間層はジルコニウムの炭化物形成
を確かに阻止するが、モリブデンとジルコニウムとの間
に共融混合物の形成を阻止し得ず、従ってこれに伴う欠
点を有する。
【０００７】ドイツ連邦共和国特許出願公告第１９５１
３８３号明細書の場合、黒鉛部分のろう面は、ろう付け
以前に選択的に炭化ジルコニウム、炭化タンタル又は炭
化ハフニウムからなる層を施されている。この実施形式
の場合もモリブデンとジルコニウムとの間に共融混合物
が生じるのを阻止することができない。
【０００８】ドイツ連邦共和国特許出願公告第２１１８
４２５号明細書の場合にはモリブデン部分とろうとの間
にタンタル及び／又はタングステンからなる中間層が配
置されている。この中間層の層厚としては０．１〜１ｍ
ｍの範囲が指摘されているが、同時にこの指摘された制
限が臨界的なものでないことも言及されている。この中
間層によってモリブデンとジルコニウムとの間の共融混
合物の形成は確かに十分に阻止される。しかしこの中間
層は、ろう付けの過程でモリブデン及び黒鉛の熱膨張率
が異なることにより生じる熱応力を減少させるのに適し
ておらず、従ってろう材中に亀裂が生じる可能性がある
。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
、明らかに１３５０℃以上に達する使用温度に適してお
り、同時にジルコニウムをろう材として使用できる、モ
リブデン又はモリブデン合金と黒鉛とからなる複合体を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、モリブデン又はモリブデン合金からなる部分とジル
コニウムろうとの間に、厚さ０．０１〜０．５ｍｍのバ
ナジウムと０．１〜０．５ｍｍのタングステン又はタン
タル又はニオブからなる二層の中間層をモリブデン又は
モリブデン合金からなる部分で始まる層の順序で配置す
ることによって解決される。
【００１１】
【作用効果】本発明による中間層の層構造によりモリブ
デン又はモリブデン合金とジルコニウムろうとの間に使
用可能の最高温度を低下させるおそれのある共融混合物
の形成は確実に阻止される。更に本発明による層構造は
ろう層を延性化し、これによりろう付け処理によって生
じる金属内の熱応力の減少は容易になり、またモリブデ
ン又はモリブデン合金と黒鉛の熱膨張率が異なることに
より生じるろう材中の亀裂形成は明らかに低減する。そ
の際中間層の個々の層の層厚を前記の層厚範囲内で互い
に調和させることも重要である。本発明による層構造に
より、中間層の個々の層及びろう材を箔の形でモリブデ
ン部分と黒鉛からなる部分との間に層状に配置すること
によって、またこの積層構造を唯一のろう付け工程でろ
う付けすることによって複合体を製造できることが達成
された。
【００１２】中間層が厚さ０．０１〜０．５ｍｍのバナ
ジウムと０．２〜０．５ｍｍのタンタルからなる場合は
特に有利であることが判明した。この種の中間層を用い
た場合複合体の使用温度は約１６００℃にまで達する。
【００１３】本発明による複合体のこの優れた実施態様
による製造方法は、中間層の個々の層及びジルコニウム
ろうを箔の形でモリブデン又はモリブデン合金からなる
部分と黒鉛部分との間に上下に順次重ね合わせて配置し
、ろう付けを高真空ろう炉中で１７４０℃〜１７９０℃
の温度で一工程で行うようにして実施するのが有利であ
る。
【００１４】本発明の他の有利な実施態様では、中間層
は厚さ０．０１〜０．５ｍｍのバナジウムと０．１〜０
．５ｍｍのタングステンからなる。この中間層により複
合体の使用温度は約１５００℃まで可能となる。中間層
のこの実施態様では、純粋なジルコニウムろうの代わり
にニオブを５〜２０重量％含有するジルコニウムろうを
使用するのが有利であることが判明した。
【００１５】この本発明による複合体を製造するには、
中間層の個々の層及びジルコニウムろうを同様に箔の形
でモリブデン又はモリブデン合金からなる部分と黒鉛部
分との間に上下に重ね合わせて配置する。ろう付けは１
６６０℃〜１７１０℃の間の温度で高真空ろう炉中にお
いて一工程で実施する。
【００１６】モリブデン合金ＴＺＭは本発明による複合
体用として特に適している。
【００１７】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき更に詳述する。
【００１８】例　　１ 本発明による複合体を製造するため、直径１００ｍｍ、
厚さ１０ｍｍの円盤状黒鉛部品を超音波浴中で洗浄した
。同じ寸法の円盤状ＴＺＭ部品を同様に超音波浴中で洗
浄した。この両部品をろう付けするため黒鉛部品をその
ろう付けすべき表面を上にして支台上に載せた。この黒
鉛部品の上にまず１０重量％のニオブを含有するジルコ
ニウムろうからなる厚さ０．２ｍｍの箔を、次に０．２
ｍｍのタングステン箔及び０．０５ｍｍのバナジウム箔
を載せた。引続きＴＺＭ部品をバナジウム箔上に載せた
。このようにして積層した構造物を高温−高真空ろう炉
に入れた。ろう炉を排気した後２０分以内で約１７００
℃の温度に上げ、５分間この温度を保持した。その後炉
を真空下で室温に冷却した。複合体を超音波により破壊
することなく検査した。ろう結合は亀裂及び空洞を全く
有していなかった。
【００１９】例　　２ 複合体を例１と同様にして製造したが、この場合複合体
は黒鉛部品から始まり厚さ０．２ｍｍのジルコニウム箔
、厚さ０．３ｍｍのタンタル箔、厚さ０．０５ｍｍのバ
ナジウム箔及び最後にＴＺＭ部品からなる点で相違した
。ろう付けは例１と同様１７６０℃のろう付け温度で行
った。
【００２０】これらの実施例は特に有利な実施態様を示
すものであり、本発明は決してこれらの実施例に限定さ
れるものではない。すなわち例えば中間層の個々の層及
び場合によってはろうもＣＶＤ法又はプラズマ噴射のよ
うな被覆法により結合すべき部分に施すことも考慮され
る。同様に上記の中間層の個々の層及びろうの層厚はよ
り広い範囲内で変更することも可能である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　少なくとも一部がモリブデン又はモリ
    ブデン合金からなりまた少なくとも一部が黒鉛からなる
    、ジルコニウムろうにより互いに結合された高温安定性
    複合体において、モリブデン又はモリブデン合金からな
    る部分とジルコニウムろうとの間に厚さ０．０１〜０．
    ５ｍｍのバナジウムと０．１〜０．５ｍｍのタングステ
    ン又はタンタル又はニオブからなる二層中間層がモリブ
    デン又はモリブデン合金からなる部分で始まる層の順序
    で配置されていることを特徴とする高温安定性複合体。
  2. 【請求項２】　　中間層が厚さ０．０１〜０．５ｍｍの
    バナジウム及び０．２〜０．５ｍｍのタンタルからなる
    ことを特徴とする請求項１記載の複合体。
  3. 【請求項３】　　中間層が厚さ０．０１〜０．５ｍｍの
    バナジウム及び０．１〜０．５ｍｍのタングステンから
    なることを特徴とする請求項１記載の複合体。
  4. 【請求項４】　　５〜２０重量％のニオブを含んでいる
    ジルコニウムろうを使用することを特徴とする請求項３
    記載の複合体。
  5. 【請求項５】　　モリブデン合金がＴＺＭであることを
    特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の複合体。
  6. 【請求項６】　　中間層の個々の層及びジルコニウムろ
    うを箔の形でモリブデン又はモリブデン合金からなる部
    分と黒鉛部分との間に上下に順次重ね合わせて配置し、
    ろう付けを高真空炉中で温度１７４０℃〜１７９０℃で
    一工程で行うことを特徴とする請求項２記載の複合体の
    製法。
  7. 【請求項７】　　中間層の個々の層及びジルコニウムろ
    うを箔の形でモリブデン又はモリブデン合金からなる部
    分と黒鉛部分との間に上下に順次重ね合わせて配置し、
    ろう付けを高真空炉中で温度１６６０℃〜１７１０℃で
    一工程で行うことを特徴とする請求項３又は４記載の複
    合体の製法。
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