JPH06108207A

JPH06108207A - 耐高温腐食性アモルファス合金

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Publication number: JPH06108207A
Application number: JP8552992A
Authority: JP
Inventors: Koji Hashimoto; 功二橋本; Hiroki Habasaki; 浩樹幅崎; Sutanisurafu Murobetsu; スタニスラフムロベツ; Maretsuku Danierefusukii; マレックダニエレフスキー
Original assignee: YKK Corp; Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1994-04-19
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JP2948410B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高温の硫化雰囲気および酸化雰囲気に共に耐
える耐高温腐食性に優れ、化学プラントをはじめ産業お
よび民生上の種々の分野に利用可能な新しいアモルファ
ス合金に関する。【構成】Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種を７〜５０ａｔ％
と残Ａｌよりなる耐高温腐食性アモルファス合金をはじ
め、他にＴａ，Ｎｂの少なくとも１種、Ｚｒ，Ｔｉの少
なくとも１種、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１
種並びにＣｒとの適宜の組合せよりなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温の硫化雰囲気およ
び酸化雰囲気に共に耐える耐高温腐食性に優れ、化学プ
ラントをはじめ産業および民生上の種々の分野に利用可
能な新しいアモルファス合金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者らは、これまで、高温の濃厚な
酸中など結晶質合金では耐え得えない激しい腐食性環境
において、高耐食性を示す各種アモルファス合金を見い
だしてきた。これらのアモルファス合金は、金属−半金
属合金および金属−金属合金に大別される。金属−半金
属は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの鉄族元素とアモルファス
化に必要な１０−２５原子％程度のＰ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉな
どの半金属元素からなり、水溶液中における高耐食性
は、Ｃｒを添加することによって実現されている。これ
に対し、金属−金属系合金は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ
などの元素とＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉなどIVa族およびV
a族のバルブメタルとからなるものである。この場合、
水溶液中における耐食性はアモルファス合金を構成する
バルブメタルによるものであって、なかでも、Va族のＴ
ａあるいはＮｂを含む合金の耐食性がきわめて高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高温の酸化生気体環境
において、最も安定な酸化物スケールを形成する合金元
素は、アルミニウムであり、ついでクロムであるため、
これらを含む合金が耐高温酸化性合金として用いられて
きた。しかし、これらの元素の高温硫化に対する耐食性
は高くない。一方、高温の硫化性環境において優れた保
護性を備えた硫化物スケールを形成する合金元素は、モ
リブデン、タングステン、ニオブ、タンタルなどであ
る。しかし、耐硫化性の高い元素は酸化性環境では、モ
リブデン、タングステンのように酸化物が昇華したり、
ニオブ、タンタルのように金属よりはるかに大きな体積
の酸化物が昇華したり、ニオブ、タンタルのように金属
よりはるかに大きな体積の酸化物が生じて割れて保護能
力がないため、硫化性と酸化性が共存する高温気体の環
境で用い得る金属材料は見いだされていない。

【０００４】しかし、実際の高温腐食環境では、硫黄と
酸素の分圧は大きく変動する。従って、高温の硫化性お
よび酸化性環境にともに耐える金属材料の出現は切望さ
れている。

【０００５】本発明は単相固溶体を形成するアモルファ
ス合金の特性とスパッター法によるアモルファス化が合
金化に溶融を必要としないことを活用して、低沸点の耐
酸化性金属と高融点の耐硫化性金属からなる耐高温腐食
性アモルファス合金を提供するものである。

【０００６】

【問題を解決するための手段】通常、合金は固体状態で
は結晶化しているが合金組成を限定して溶融状態から超
急冷凝固させたり、所定のターゲットを用いてスパッタ
ーデポジットさせるなど、固体形成の過程で原子配列に
長周期的規則性を形成させない方法を適用すると、結晶
構造を持たず、液体に類似したアモルファス構造が得ら
れ、このような合金をアモルファス合金という。アモル
ファス合金は、過飽和固溶体の均一な単相合金であっ
て、従来の実用金属に比べて著しく高い強度を保有し、
かつ組成に応じて異常に高い耐食性をはじめ種々の特性
を示す。

【０００７】本発明者らは、新しいアモルファス合金を
創製し、その性質に関する研究を広く行った結果、合金
生成過程で溶融を必要としないスパッター法を用いるこ
とによって、低融点金属と高融点金属とのアモルファス
合金を製作し得ることを見いだし、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｍｏ，ＷなどのIVa族、Va族元素とＣｕ，Ａｌな
どのIb族およびIIIb族とからなるアモルファス合金を作
製することに成功した。これらの１部は、特願昭６２−
１０３２９６号、特願昭６３−５１５６７号、特願昭６
３−５１５６８号および特願昭６３−２６００２０号と
して出願した。これらの研究をさらに継続し、周期律表
における近接族間の元素からなる高耐食金属−金属系ア
モルファス合金の作製を試みた結果、IVa族元素のＴ
ｉ，ＺｒとVIa族元素のＣｒとからなるアモルファス合
金およびＶａ族元素のＴａ，ＮｂとVIａ族元素のＣｒと
からなるアモルファス合金の作製に成功し、さきに特願
平３−１３８５７５号および特願平３−２６７５４２号
として、それぞれ出願した。本発明者らは、さらにこれ
らの研究を継続し、合金生成条件などを検討した結果、
低融点軽元素であるＡｌとＣｒからなる高耐食アモルフ
ァスアルミニウム合金およびこれにさらに耐食性を向上
させる種々の元素を含むアモルファスアルミニウム合金
の作製に成功し、特願平４−２９３６２および特願平４
−２９３６５として出願した。

【０００８】本発明者らは、さらにこのようにして作製
した合金の特性を研究した結果、これまで実現しなかっ
た高温における酸化と硫化の両方に耐える耐高温腐食性
アモルファス合金を見いだし、本発明を達成した。

【０００９】本発明は、特許請求の範囲第１項ないし第
２４項に示す２４の発明からなるものであるが、次の表
１に本発明の構成元素および含有率を示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】

【表２】

【００１２】（＊１）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種（＊２）Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種（＊３）Ｚｒ，Ｔｉの少なくとも１種（＊４）Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種（＊５）実質的残部（＊６）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種５０原子％以下とＴ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種との合計（＊７）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種７−５０原子％とＺ
ｒ，Ｔｉの少なくとも１種との合計（＊８）Ｎｂ，Ｔａの少なくとも１種７原子％以上とＺ
ｒ，Ｔｉの少なくとも１種との合計（＊９）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種５０原子％以下とＴ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種との合計で７原子％以上とＴ
ｉ，Ｚｒの少なくとも１種との合計（＊１０）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種７原子％以上とＣ
ｒとの合計（＊１１）Ｎｂ，Ｔｉの少なくとも１種７原子％以上と
Ｃｒとの合計（＊１２）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＣｒとの合計（＊１３）Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種とＭｏ，Ｗの少
なくとも１種との合計７原子％以上とＣｒとの合計、た
だし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＣｒとの合計は５０
原子％以下（＊１４）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種７原子％以上とＣ
ｒとの合計で５０原子％以下とＴｉ，Ｚｒの少なくとも
１種との合計（＊１５）Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種７原子％以上と
Ｚｒ，Ｔｉの少なくとも１種と５０原子％以下のＣｒと
の合計（＊１６）Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴａ，Ｎｂの少
なくとも１種との合計で７原子％以上とＺｒ，Ｔｉの少
なくとも１種とＣｒとの合計、ただし、Ｍｏ，Ｗの少な
くとも１種とＣｒとの合計は、５０原子％以下スパッター法はアモルファス合金を作る一つの方法であ
って、作製しようとするアモルファス合金と平均組成が
等しいが単相ではない複数の結晶相からなるターゲット
を焼結や溶融によって作製して用いたり、作製しようと
するアモルファス合金の主成分からなる金属板に合金化
しようとする元素を載せたり埋め込んだりしたものを用
いたりしてアモルファス合金は作られる。

【００１３】本発明は、この方法を活用ならびに改良し
たものであって以下の通りである。Ａｌ−Ｍｏ合金ター
ゲットを溶融法などで作製することは容易ではないが、
Ａｌ板にＭｏ塊を載せたり埋め込んだりしたターゲット
を用いるスパッター法によって、高耐高温腐食性を備え
たアモルファスＡｌ−Ｍｏ合金を得ることができる。こ
の場合、生成するアモルファス合金に場所による不均一
性の発生を避けるために、例えば図１に示すように、ス
パッター装置チャンバー６内で複数のサブストレイト２
をチャンバーの中心軸１の回りに回転させる公転と共に
サブスレトレイト自体も自転させることが望ましい。更
に、生成するアモルファス合金の組成を広い範囲で変化
させることが望ましい。更に、生成するアモルファス合
金の組成を広い範囲で変化させるために、例えば図２に
示すように、一つのターゲット４はＭｏ板とし、もう一
つのターゲット５はＡｌ板として、これら２つのターゲ
ットを互いに傾斜させて２つのターゲットの垂線の交わ
る付近にサブストレイト２を置くように設置し、これら
２つのターゲットを２つの電源で出力を互いに制御しな
がら同時に作動させる。この方法によって、生成するア
モルファス合金中の合金元素の濃度を自由に代えたり、
更にこのバリエーションとしてＡｌ板にＴａ、Ｎｂ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＭｏおよびＷを埋
め込んだターゲットを用いるなどいろいろなターゲット
と方法を組み合わせることによって、種々の高耐高温腐
食アモルファス合金が得られる。２つのターゲットを用
いる方法においては、均一なアモルファス合金を作成す
るために特にサブストレイトの公転と自転が必要であ
る。

【００１４】スパッター法で作成した本発明の組成の合
金は、前記各元素が均一に固溶した単相のアモルファス
合金である。均一固溶体である本発明のアモルファス合
金には、きわめて均一で高耐食性を保証する保護皮膜が
形成される。環境の硫化性と酸化性が変化するような環
境で金属材料を使用するためには、安定な硫化物あるい
は酸化物皮膜を形成する能力を金属材料に付与する必要
がある。これは、有効元素を必要量含む合金を作ること
によって実現される。しかし結晶質金属の場合、多種多
量の合金元素を添加すると、しばしば化学的性質の異な
る多相構造となり、高耐高温腐食性を保証する保護皮膜
が均一には生成せず、所定の耐食性が実現し得ないこと
がある。また、化学的不均一性の発生はむしろ耐食性に
有害である。

【００１５】これに対し、本発明のアモルファス合金は
均一固溶体であり、安定な保護皮膜を形成させ得る所要
量の有効元素を均一に含むものであるため、このような
アモルファス合金には、均一な保護皮膜が生じ、十分に
高い耐食性を発揮する。すなわち、激しい腐食性環境に
耐える金属材料が備えるべき条件は、それぞれの腐食環
境に応じた安定な保護皮膜が材料に均一に生じる高い保
護皮膜形成能力を持つことである。これは、本発明の合
金組成で実現され、また合金がアモルファス構造を有す
ることは、複雑な組成の合金を単相固溶体として作成す
ることを可能にし、均一な保護皮膜形成を保証するもの
である。

【００１６】次に、本発明における各成分組成を限定す
る理由を述べる。

【００１７】Ａｌは酸化性雰囲気において安定な保護ス
ケールを形成する元素であるため、本発明において、合
金の実質的残部として、２５原子％以上含まなければな
らない。耐硫化性は、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂとの合金化
によって保証される。したがって、本発明の合金は、Ｍ
ｏ，Ｗ，ＴａおよびＮｂの少なくとも１種を含まなけれ
ばならない。

【００１８】Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃｒ
はＡｌと共存するとアモルファス構造を形成する元素で
ある。この場合、ＭｏおよびＷは多すぎても少なすぎて
もアモルファス構造にならないため、本発明の第１項に
おけるＭｏおよびＷの少なくとも１種とＡｌとの合金で
は、ＭｏおよびＷの少なくとも１種を７−５０原子％と
する必要がある。また、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少な
くとも１種を添加する本発明の第７項において、Ｍｏお
よびＷの少なくとも１種を７原子％以上５０原子％未満
とする必要がある。同様に、本発明の第２項におけるＴ
ａおよびＮｂの少なくとも１種とＡｌとの合金では、ア
モルファス構造にするためには、ＴａおよびＮｂの少な
くとも１種を７−７５原子％とする必要がある。また、
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本
発明の第８項において、ＴａおよびＮｂの少なくとも１
種を７原子％以上７５原子％未満とする必要がある。本
発明の第３項における合金がＭｏおよびＷの少なくとも
１種とＴａおよびＮｂの少なくとも１種とを共に含む場
合には、アモルファス化のためには、ＭｏおよびＷの少
なくとも１種を５０原子％以下とし、ＭｏおよびＷの少
なくとも１種とＴａおよびＮｂの少なくとも１種との合
計を７−７５原子％にする必要がある。また、Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第
９項において、アモルファス化のためには、Ｍｏおよび
Ｗの少なくとも１種を５０原子％以下とし、Ｍｏおよび
Ｗの少なくとも１種とＴａおよびＮｂの少なくとも１種
との合計を７原子％以上７５原子％未満とする必要があ
る。

【００１９】これらのＡｌ−高融点金属合金において
は、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂの一部をＴｉ，Ｚｒ，Ｃｒで
置換することが可能である。しかし、高い耐硫化性を保
証するためには、Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１
種を７原子％以上含まなければならない。これが本発明
の第４項、第７項、第１０項、第１３項、第１６項、第
１９項、第２２項においてＭｏおよびＷの少なくとも１
種を７原子％以上とし、第５項、第８項、第１１項、第
１４項、第１７項、第２０項、第２３項においてＴａお
よびＮｂの少なくとも１種を７原子％以上とし、第６
項、第９項、第１２項、第１５項、第１８項、第２１
項、第２４項においてＭｏおよびＷの少なくとも１種と
ＴａおよびＮｂの少なくとも１種の合計を７原子％以上
とする理由である。

【００２０】また、Ｃｒのアモルファス化に及ぼす効果
は、Ｍｏ，Ｗと同様であるため、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの総量
でアモルファス化し得る組成は決定される。したがって
本発明の第１４項、第１７項、第２０項、第２３項にお
いては、Ｃｒを５０原子％以下にとどめる必要があり、
また、本発明の第１３項、第１５項、第１６項、第１８
項、第１９項、第２１項、第２２項、第２４項において
は、ＭｏおよびＷの少なくとも１種とＣｒとの合計を５
０原子％以下にとどめる必要がある。本発明の第１４項
において、アモルファス化のためには、Ｃｒを５０原子
％以下とし、ＴａおよびＮｂの少なくとも１種とＣｒと
の合計を７５原子％以下にする必要があり、また、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発
明の第２０項において、Ｃｒを５０原子％以下とし、Ｔ
ａおよびＮｂの少なくとも１種とＣｒとの合計を７５原
子％未満にする必要がある。さらに、本発明の第１５項
において、ＭｏおよびＷの少なくとも１種とＣｒとの合
計を５０原子％以下とし、ＴａおよびＮｂの少なくとも
１種とＭｏおよびＷの少なくとも１種とＣｒとの合計を
７５原子％以下にする必要があり、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第２１項にお
いて、ＭｏおよびＷの少なくとも１種とＣｒとの合計を
５０原子％以下とし、ＴａおよびＮｂの少なくとも１種
とＭｏおよびＷの少なくとも１種とＣｒとの合計を７５
原子％未満にする必要がある。

【００２１】これに対し、Ｔｉ，Ｚｒのアモルファス化
に及ぼす作用は、Ｔａ，Ｎｂの作用と変わらない。した
がって、本発明の第５項においては、Ｔａ，Ｎｂの少な
くとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１種との合計を７
５原子％以下とする必要があり、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕの少なくとも１種を添加する本発明の第１１項におい
て、Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なく
とも１種との合計を７５原子％未満とする必要がある。
また、Ｃｒを添加する本発明の第１７項において、アモ
ルファス化のためには、Ｃｒを５０原子％以下とし、Ｔ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１
種とＣｒとの合計を７５原子％以下とする必要があり、
さらにこれに、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１
種を添加する本発明の第２３項において、Ｃｒを５０原
子％以下とし、Ｔａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚ
ｒの少なくとも１種とＣｒとの合計を７５原子％未満と
する必要がある。

【００２２】同様に、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種を添加
する本発明の第４項においては、アモルファス構造の形
成のために、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種を５０原子％以
下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少な
くとも１種との合計を７５原子％以下とする必要があ
る。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加す
る本発明の第１０項においては、アモルファス構造の形
成のために、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種を５０原子％以
下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少な
くとも１種との合計を７５原子％未満とする必要があ
り、本発明の第１６項においては、Ｍｏ，Ｗの少なくと
も１種とＣｒの合計で５０原子％以下とし、Ｔｉ，Ｚｒ
の少なくとも１種とＭｏ，Ｗの少なくとも１種とＣｒと
の合計を７５原子％以下とする必要があり、Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第
２２項においては、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＣｒの
合計で５０原子％以下とし、Ｔｉ，Ｚｒの少なくとも１
種とＭｏ，Ｗの少なくとも１種とＣｒとの合計を７５原
子％未満とする必要がある。

【００２３】Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴａ，Ｎｂの
少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１種とを添加
する本発明の第６項においては、Ｍｏ，Ｗの少なくとも
１種を５０原子％以下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種
とＴａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なくと
も１種との合計を７５原子％以下とする必要があり、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発
明の第１２項においては、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種を
５０原子％以下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１
種との合計を７５原子％未満とする必要がある。さらに
これにＣｒを添加する本発明の第１８項においては、Ｍ
ｏ，Ｗの少なくとも１種とＣｒとの合計を５０原子％以
下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴａ，Ｎｂの少な
くとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１種とＣｒとの合
計を７５原子％以下とする必要があり、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕの少なくとも１種を添加する本発明の第２４項
においては、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＣｒとの合計
を５０原子％以下とし、Ｍｏ，Ｗの少なくとも１種とＴ
ａ，Ｎｂの少なくとも１種とＴｉ，Ｚｒの少なくとも１
種とＣｒとの合計を７５原子％未満とする必要がある。

【００２４】一方、高融点金属の一部をＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕの少なくとも１種で置換することもできる。し
かし、これらの元素の多量添加は、耐硫化性を低下させ
るので、本発明の第７項、第８項、第９項、第１０項、
第１１項、第１２項、第１９項、第２０項、第２１項、
第２２項、第２３項、第２４項においてＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕから選ばれる１種以上の元素は、２０原子％以
下としなければならない。

【００２５】本発明の合金は、スパッター法で作られ
る。通常、スパッター法には、焼結あるいは合金化した
多相からなるターゲットが用いられる。しかし、本発明
の合金のように、低沸点のＡｌと高融点金属の合金を溶
融を含む通常の方法で作成するとはきわめて困難であ
る。これに対し、本発明者らはさきに、アモルファス合
金を構成する元素の板上に、合金化用の元素の小片を載
せたターゲットを用いることによって、アモルファス合
金が得られることを見いだしている。

【００２６】

【実施例】次に本発明を実施例によって説明する。

【００２７】実施例１直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍのＡｌ円板上の中心から半
径２９ｍｍの円周上に、直径２０ｍｍ厚さ１．５ｍｍの
Ｍｏ円板を４個載せたものをターゲットとし、図１に示
した装置を用い、Ａｒを５ｍｌ／ｍｉｎの速度で流しな
がら１ｘ１０^-3Ｔｏｒｒの真空に保ち、自転ならびに公
転しているステンレス鋼および石英板のサブストレイト
に約６４０Ｗの出力でスパッターデボジションを行っ
た。Ｘ線回折の結果、生じた合金はアモルファスである
ことが確認され、またＸ線マイクロアナライザーを用い
た分析によつてその組成はＡｌ−３４原子％Ｍｏ合金で
あることが明らかになった。この合金を７５０℃の大気
中に曝した際の重量変化は放物線則に従い、緻密な酸化
物スケールが生じていることを示した。酸化速度常数
は、３×１０^-15ｇ²ｃｍ^-4ｓ^-1ときわめて小さく、耐酸
化性が著しく高いことが判明した。この合金を９５０℃
１０^-2気圧の硫黄蒸気に曝した際の重量変化は放物線則
に従い、緻密な酸化物スケールが生じていることを示し
た。硫化速度常数は、１×１０^-11ｇ²ｃｍ^-4ｓ^-1ときわ
めて小さく、耐酸化性が著しく高いことが判明した。し
たがって、本アモルファス合金は、きわめて高い耐高温
腐食性を備えていることが判明した。

【００２８】実施例２直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍのＮｂ板とＡｌ円板をター
ゲットとし、図２に示した装置に取り付け、Ａｒを５ｍ
ｌ／ｍｉｎの速度で流しながら１×１０^-3Ｔｏｒｒの真
空に保ち、自転ならびに公転しているステンレス鋼およ
び石英板のサブストレイトにスパッターデボジションを
行った。Ｘ線回折の結果、生じた合金はアモルファスで
あることが確認された。Ｘ線マイクロアナライザーを用
いた分析の結果、この合金はＡｌ−４０Ｎｂ合金である
ことが判明した。この合金を９５０℃の大気中に曝した
際の重量変化は放物線則に従い、緻密な酸化物スケール
が生じていることを示した。酸化速度常数は、５ｘ１０
^-13ｇ²ｃｍ^-4ｓ^-1ときわめて小さく、耐酸化性が著しく
高いことが判明した。この合金を９５０℃１０^-2気圧の
硫黄蒸気に曝した際の重量変化は放物線則に従い、緻密
な酸化物スケールが生じていることを示した。硫化速度
常数は、３ｘ１０^-11ｇ²ｃｍ^-4ｓ^-1ときわめて小さく、
耐酸化性が著しく高いことが判明した。したがって、本
アモルファス合金はきわめて高い耐高温腐食性を備えて
いることが判明した。

【００２９】実施例３実施例１と同様に図１の装置を用い、種々の組合せのタ
ーゲットを取り付けステンレス鋼および石英板のサブス
トレイトにスパッターデボジションを行った。Ｘ線回折
の結果、生じた合金はアモルファスであることが確認さ
れ、またＸ線マイクロアナライザーを用いた分析によっ
て求められた組成は表２および表３の通りである。これ
らの合金は、いずれもきわめて高い耐高温腐食性を備え
ていることが判明した。

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】

【表５】

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明のアモルフ
ァス合金は、スパッター法で容易に作製されるＡｌおよ
び高融点金属を必須元素として含むアモルファス合金で
あって、Ａｌには酸化性環境で保護性の優れた酸化物ス
ケールを形成し、高融点金属は硫化性環境で保護性の優
れた硫化物スケールを形成し、耐高温腐食性がきわめて
高い合金である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明アモルファス合金を作製するスパッター
装置の一例を示す概略図である。

【図２】本発明アモルファス合金を作製するスパッター
装置の一例を示す概略図である。１サブストレイトの公転軸２自転するサブストレイト３，４，５ターゲット６スパッターチャンバー

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【手続補正書】

【提出日】平成５年２月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２２

【補正方法】変更

【補正内容】

フロントページの続き (72)発明者ムロベツスタニスラフポーランドクラクフクロレフスカウーリッツァ66−７ (72)発明者ダニエレフスキーマレックポーランドクラクフファファリーウーリッツァ２−６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を７〜５０原子％含み、残部は実質的にＡ
ｌからなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項２】ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７〜７５原子％含み、残部は実質的に
Ａｌからなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項３】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を５０原子％以下と、ＴａおよびＮｂの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７〜７５
原子％含み、残部は実質的にＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。
【請求項４】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を７〜５０原子％と、ＴｉおよびＺｒの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子
％以下含み、残部は実質的にＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。
【請求項５】ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上と、ＴｉおよびＺｒの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子
％以下含み、残部は実質的にＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。
【請求項６】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を５０原子％以下と、ＴａおよびＮｂの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子
％未満含み、さらにこれらとＴｉおよびＺｒの群から選
ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子％以下
含み、残部は実質的にＡｌからなる耐高温腐食性アモル
ファス合金。
【請求項７】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を７原子％以上５０原子％未満含み、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ばれる少なくとも
１種の元素を２０原子％以下含み、残部は実質的にＡｌ
からなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項８】ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上７５原子％未満含み、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ばれる少なくとも
１種の元素を２０原子％以下含み、残部は実質的に２５
原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性アモルファス合
金。
【請求項９】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なくと
も１種の元素を５０原子％以下と、ＴａおよびＮｂの群
から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子
％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部
は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。
【請求項１０】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７〜５０原子％と、ＴｉおよびＺｒの
群から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原
子％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選
ばれる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残
部は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食
性アモルファス合金。
【請求項１１】ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素を７原子％以上と、ＴｉおよびＺｒの
群から選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原
子％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選
ばれる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残
部は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食
性アモルファス合金。
【請求項１２】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を５０原子％以下と、ＴａおよびＮｂの
群から選ばれる少なくとも１種の元素を７原子％以上
と、ＴｉおよびＺｒの群から選ばれる少なくとも１種の
元素との合計で７５原子％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
およびＣｕの群から選ばれる少なくとも１種の元素を２
０原子％以下含み、残部は実質的に２５原子％以上のＡ
ｌからなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項１３】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上とＣｒとの合計で５０原
子％以下を含み、残部は実質的にＡｌからなる耐高温腐
食性アモルファス合金。
【請求項１４】５０原子％以下のＣｕと７原子％以上
のＴａおよびＮｂの群から選ばれる少なくとも１種の元
素との合計で７５原子％以下含み、残部は実質的にＡｌ
からなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項１５】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素とＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素との合計で７原子％以上とＣｒとの合
計で７５原子％以下含むが、ＭｏおよびＷの群から選ば
れる少なくとも１種の元素とＣｒとの合計は５０原子％
以下とし、残部は実質的にＡｌからなる耐高温腐食性ア
モルファス合金。
【請求項１６】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上とＣｕとの合計で５０原
子％以下を含み、さらにこれらとＴｉおよびＺｒの群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子％
以下含み、残部は実質的にＡｌからなる耐高温腐食性ア
モルファス合金。
【請求項１７】ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素７原子％以上とＴｉ，Ｚｒの群から選
ばれる少なくとも１種の元素と５０原子％以下のＣｒと
の合計で７５原子％以下を含み、残部は実質的にＡｌか
らなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項１８】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素とＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素との合計で７原子％以上とＴｉおよび
Ｚｒの群から選ばれる少なくとも１種の元素とＣｕとの
合計は５０原子％以下とし、残部は実質的にＡｌからな
る耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項１９】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上とＣｕとの合計で５０原
子％以下と、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部
は実質的にＡｌからなる耐高温腐食性アモルファス合
金。
【請求項２０】ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素７原子％以上と５０原子％以下のＣｕ
との合計で７５原子％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉおよ
びＣｕの群から選ばれる少なくとも１種の元素を２０原
子％以下含み、残部は実質的に２５原子％以上のＡｌか
らなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項２１】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素とＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素との合計で７原子％以上とＣｒとの合
計で７５原子％未満含むが、ＭｏおよびＷの群から選ば
れる少なくとも１種の元素とＣｒとの合計では５０原子
％以下とし、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部
は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。
【請求項２２】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素を７原子％以上とＣｒとの合計では５０
原子％以下と、さらにこれらとＴｉおよびＺｒの群から
選ばれる少なくとも１種の元素との合計で７５原子％以
下含み、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ばれる
少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部は実
質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性アモ
ルファス合金。
【請求項２３】ＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素７原子％以上とＴｉおよびＺｒの群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素と５０原子％以下のＣ
ｒとの合計で７５原子％未満含み、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉお
よびＣｕの群から選ばれる少なくとも１種の元素を２０
原子％以下含み、残部は実質的に２５原子％以上のＡｌ
からなる耐高温腐食性アモルファス合金。
【請求項２４】ＭｏおよびＷの群から選ばれる少なく
とも１種の元素とＴａおよびＮｂの群から選ばれる少な
くとも１種の元素との合計で７原子％以上とＴｉおよび
Ｚｒの群から選ばれる少なくとも１種の元素とＣｒとの
合計で７５原子％未満含むが、ＭｏおよびＷの群から選
ばれる少なくとも１種の元素とＣｒとの合計は５０原子
％以下とし、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を２０原子％以下含み、残部
は実質的に２５原子％以上のＡｌからなる耐高温腐食性
アモルファス合金。