JPH0633238A - アルミナイド被膜の化学蒸着 - Google Patents
アルミナイド被膜の化学蒸着Info
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- JPH0633238A JPH0633238A JP11938293A JP11938293A JPH0633238A JP H0633238 A JPH0633238 A JP H0633238A JP 11938293 A JP11938293 A JP 11938293A JP 11938293 A JP11938293 A JP 11938293A JP H0633238 A JPH0633238 A JP H0633238A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/08—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
- C23C16/12—Deposition of aluminium only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4488—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by in situ generation of reactive gas by chemical or electrochemical reaction
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 航空機用ガスタービンエンジン等のＮｉ／Ｃ
ｏ基合金部品に対し迅速／効率的／経済的にアルミナイ
ド（ＮｉＡｌ；ＣｏＡｌ）被膜を形成する。 【構成】 第１温度[T1 ] で作動する発生器[16]内で、
ＡｌＣｌ（アルミニウムモノクロライド）ガスに富んだ
塩化アルミニウム混合ガス[20]（AlCl2 , AlCl3も含
有）を発生させ、該混合ガス[20]を、第２温度[T2 ] で
作動する反応器[26]内に供給し、製品[12]をアルミニウ
ムで被覆する。第１温度[T1 ] は第２温度[T 2 ] より
も、２５°Ｆ〜１５０°Ｆだけ高い。混合ガス[20]は、
（溶融）アルミニウム中に三塩化アルミニウムガス [Al
Cl3 ] を流し[Fig.1] 、或いは、アルミニウムペレット
に塩化水素[HCl] ガスを流し[Fig.2] 、発生させる。以
上により、好適な量のＡｌＣｌが発生されてＣＶＤ速度
が増大される。
ｏ基合金部品に対し迅速／効率的／経済的にアルミナイ
ド（ＮｉＡｌ；ＣｏＡｌ）被膜を形成する。 【構成】 第１温度[T1 ] で作動する発生器[16]内で、
ＡｌＣｌ（アルミニウムモノクロライド）ガスに富んだ
塩化アルミニウム混合ガス[20]（AlCl2 , AlCl3も含
有）を発生させ、該混合ガス[20]を、第２温度[T2 ] で
作動する反応器[26]内に供給し、製品[12]をアルミニウ
ムで被覆する。第１温度[T1 ] は第２温度[T 2 ] より
も、２５°Ｆ〜１５０°Ｆだけ高い。混合ガス[20]は、
（溶融）アルミニウム中に三塩化アルミニウムガス [Al
Cl3 ] を流し[Fig.1] 、或いは、アルミニウムペレット
に塩化水素[HCl] ガスを流し[Fig.2] 、発生させる。以
上により、好適な量のＡｌＣｌが発生されてＣＶＤ速度
が増大される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属製品上にアルミナイ
ド被膜を蒸着する技術に関するものである。更に詳しく
言えば本発明は、ニッケル基合金上にＮｉＡｌ被膜を形
成し、またコバルト基合金上にＣｏＡｌ被膜を形成する
ための方法に関する。
ド被膜を蒸着する技術に関するものである。更に詳しく
言えば本発明は、ニッケル基合金上にＮｉＡｌ被膜を形
成し、またコバルト基合金上にＣｏＡｌ被膜を形成する
ための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】部品上に金属被膜を蒸着する技術は、航
空機用ガスタービンエンジンをはじめとする多くの分野
において公知である。通例、耐摩耗性および高温かつ腐
食性の環境中における耐酸化性を改善するため、ニッケ
ル基合金およびコバルト基合金から成る部品や部材は化
学蒸着法（ＣＶＤ法）によってアルミナイド被膜で被覆
される。
空機用ガスタービンエンジンをはじめとする多くの分野
において公知である。通例、耐摩耗性および高温かつ腐
食性の環境中における耐酸化性を改善するため、ニッケ
ル基合金およびコバルト基合金から成る部品や部材は化
学蒸着法（ＣＶＤ法）によってアルミナイド被膜で被覆
される。
【０００３】アルミナイド被膜を化学蒸着するための代
表的な方法は、通常のパックアルミナイジング法に従っ
てハロゲン化活性剤をアルミニウム含有粉末と反応させ
るというものである。もう１つの代表的な方法は、反応
器内において溶融アルミニウムプール中に塩化アルミニ
ウムガスを流してアルミニウム含有蒸気を発生させ、次
いでかかる蒸気から部品上にアルミニウムを析出させる
というものである。この場合、単一の反応器内において
アルミニウムを析出させかつ拡散させる結果としてアル
ミナイド被膜が形成されるのである。
表的な方法は、通常のパックアルミナイジング法に従っ
てハロゲン化活性剤をアルミニウム含有粉末と反応させ
るというものである。もう１つの代表的な方法は、反応
器内において溶融アルミニウムプール中に塩化アルミニ
ウムガスを流してアルミニウム含有蒸気を発生させ、次
いでかかる蒸気から部品上にアルミニウムを析出させる
というものである。この場合、単一の反応器内において
アルミニウムを析出させかつ拡散させる結果としてアル
ミナイド被膜が形成されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】パックアルミナイジン
グ法は、ＣＶＤ被覆方法に比べて粉末の取扱い、処分お
よび補給が非常に面倒で経費がかかるという制約を有し
ている。また、独立した発生器内において被覆用蒸気を
発生させれば、単一の反応器内において同じ温度下で被
覆用蒸気を発生させかつ析出させる場合よりも被膜の組
成および厚さを一層良好に制御することができるはずで
ある。
グ法は、ＣＶＤ被覆方法に比べて粉末の取扱い、処分お
よび補給が非常に面倒で経費がかかるという制約を有し
ている。また、独立した発生器内において被覆用蒸気を
発生させれば、単一の反応器内において同じ温度下で被
覆用蒸気を発生させかつ析出させる場合よりも被膜の組
成および厚さを一層良好に制御することができるはずで
ある。
【０００５】このようなわけで、本発明の主たる目的は
より厚くかつより一様な被膜を提供することにある。ま
た、ＣＶＤ法は割合に時間および経費のかかるものであ
るから、ニッケル基合金上におけるＮｉＡｌ被膜の形成
およびコバルト基合金上におけるＣｏＡｌ被膜の形成を
迅速、効率的かつ経済的に達成するための方法および装
置を提供することが本発明のもう１つの目的である。
より厚くかつより一様な被膜を提供することにある。ま
た、ＣＶＤ法は割合に時間および経費のかかるものであ
るから、ニッケル基合金上におけるＮｉＡｌ被膜の形成
およびコバルト基合金上におけるＣｏＡｌ被膜の形成を
迅速、効率的かつ経済的に達成するための方法および装
置を提供することが本発明のもう１つの目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ニッケ
ル基合金製品をＮｉＡｌ被膜で被覆し、またコバルト基
合金製品をＣｏＡｌ被膜で被覆するための方法および装
置が提供される。かかる目的は、第１の温度Ｔ1 で動作
する発生器内においてＡｌＣｌ（一塩化アルミニウム、
即ち、アルミニウムモノクロライド）の濃度の増加した
塩化アルミニウム混合ガスを発生させ、次いで第２の温
度Ｔ2 で動作する反応器内に配置された被覆すべき製品
の表面に沿って上記の塩化アルミニウム混合ガスを流す
ことによって達成される。この場合、第１の温度Ｔ1 は
第２の温度Ｔ2 よりも実質的に高く維持されるのであっ
て、両者間の温度差は少なくとも２５°Ｆ好ましくは約
１５０°Ｆである。
ル基合金製品をＮｉＡｌ被膜で被覆し、またコバルト基
合金製品をＣｏＡｌ被膜で被覆するための方法および装
置が提供される。かかる目的は、第１の温度Ｔ1 で動作
する発生器内においてＡｌＣｌ（一塩化アルミニウム、
即ち、アルミニウムモノクロライド）の濃度の増加した
塩化アルミニウム混合ガスを発生させ、次いで第２の温
度Ｔ2 で動作する反応器内に配置された被覆すべき製品
の表面に沿って上記の塩化アルミニウム混合ガスを流す
ことによって達成される。この場合、第１の温度Ｔ1 は
第２の温度Ｔ2 よりも実質的に高く維持されるのであっ
て、両者間の温度差は少なくとも２５°Ｆ好ましくは約
１５０°Ｆである。
【０００７】好適な実施の態様に従ってＡｌＣｌに富む
塩化アルミニウム混合ガスを発生させるためには、アル
ミニウムペレットを含みかつ好ましくは約５００°Ｆの
温度を有する予備発生器内に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを
流すことによって三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）ガ
スおよび水素ガスが生成される。次いで、かかるガスが
発生器に供給される。遥かに高い温度を有する発生器に
おいては、反応器の温度よりも実質的に高い温度の下で
アルミニウム含有ペレットまたは溶融アルミニウム中に
三塩化アルミニウムガスを流すことによって一塩化アル
ミニウム（ＡｌＣｌ）が生成される。かかる操作の結
果、一塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ）およびそれよりも
低級の塩化アルミニウム［すなわち、二塩化アルミニウ
ム（ＡｌＣｌ2 ）や三塩化アルミニウム（ＡｌＣ
ｌ3 ）］を含有するような混合ガス（ＡｌＣｌx ）が得
られるのが通例である。本明細書中においては、かかる
混合ガスは「塩化アルミニウム混合ガス」と呼ばれ、ま
たそれの個々の成分は一塩化アルミニウム即ちＡｌＣ
ｌ、二塩化アルミニウム即ちＡｌＣｌ2 、および三塩化
アルミニウム即ちＡｌＣｌ3 と呼ばれる。
塩化アルミニウム混合ガスを発生させるためには、アル
ミニウムペレットを含みかつ好ましくは約５００°Ｆの
温度を有する予備発生器内に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを
流すことによって三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）ガ
スおよび水素ガスが生成される。次いで、かかるガスが
発生器に供給される。遥かに高い温度を有する発生器に
おいては、反応器の温度よりも実質的に高い温度の下で
アルミニウム含有ペレットまたは溶融アルミニウム中に
三塩化アルミニウムガスを流すことによって一塩化アル
ミニウム（ＡｌＣｌ）が生成される。かかる操作の結
果、一塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ）およびそれよりも
低級の塩化アルミニウム［すなわち、二塩化アルミニウ
ム（ＡｌＣｌ2 ）や三塩化アルミニウム（ＡｌＣ
ｌ3 ）］を含有するような混合ガス（ＡｌＣｌx ）が得
られるのが通例である。本明細書中においては、かかる
混合ガスは「塩化アルミニウム混合ガス」と呼ばれ、ま
たそれの個々の成分は一塩化アルミニウム即ちＡｌＣ
ｌ、二塩化アルミニウム即ちＡｌＣｌ2 、および三塩化
アルミニウム即ちＡｌＣｌ3 と呼ばれる。
【０００８】本発明によれば、一塩化アルミニウム（Ａ
ｌＣｌ）を高い濃度で生成させることによってＡｌＣｌ
に富む塩化アルミニウム混合ガスを発生させるための手
段が提供される。実施の一態様に従えば、発生器と反応
器との温度差を上記に規定されたレベルに維持しながら
溶融アルミニウム中に三塩化アルミニウムガスを流すこ
とによってＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガスが
発生される。別の実施の態様に従えば、発生器の温度に
おいて融解しないアルミニウム合金ペレット中に塩化水
素ガスまたは三塩化アルミニウムガスを流すことによっ
てＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガスが発生され
る。次いで、こうして得られたＡｌＣｌに富む塩化アル
ミニウム混合ガスが、被覆すべき製品の表面に沿って流
される。
ｌＣｌ）を高い濃度で生成させることによってＡｌＣｌ
に富む塩化アルミニウム混合ガスを発生させるための手
段が提供される。実施の一態様に従えば、発生器と反応
器との温度差を上記に規定されたレベルに維持しながら
溶融アルミニウム中に三塩化アルミニウムガスを流すこ
とによってＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガスが
発生される。別の実施の態様に従えば、発生器の温度に
おいて融解しないアルミニウム合金ペレット中に塩化水
素ガスまたは三塩化アルミニウムガスを流すことによっ
てＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガスが発生され
る。次いで、こうして得られたＡｌＣｌに富む塩化アル
ミニウム混合ガスが、被覆すべき製品の表面に沿って流
される。
【０００９】本発明がもたらす利点の１つは、コバルト
（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎｉ）を含む金属群から選ば
れた金属を基材とする合金で作製された製品を、従来よ
りも厚いアルミニウムの被膜でより迅速、効率的かつ経
済的に被覆し得ることである。本発明の方法において析
出したアルミニウムは合金中のＮｉまたはＣｏと化合
し、それによって製品の露出面上に金属間化合物の被膜
を形成する。被覆する必要のない製品部分には、蒸気と
の接触を防止するためにマスキングが施される。かかる
金属間化合物は一般にＮｉＡｌまたはＣｏＡｌの形態を
有するが、その他の化学量論的な金属間化合物（たとえ
ば、ＮｉＡｌ3 ）が生成されることもある。
（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎｉ）を含む金属群から選ば
れた金属を基材とする合金で作製された製品を、従来よ
りも厚いアルミニウムの被膜でより迅速、効率的かつ経
済的に被覆し得ることである。本発明の方法において析
出したアルミニウムは合金中のＮｉまたはＣｏと化合
し、それによって製品の露出面上に金属間化合物の被膜
を形成する。被覆する必要のない製品部分には、蒸気と
の接触を防止するためにマスキングが施される。かかる
金属間化合物は一般にＮｉＡｌまたはＣｏＡｌの形態を
有するが、その他の化学量論的な金属間化合物（たとえ
ば、ＮｉＡｌ3 ）が生成されることもある。
【００１０】本発明がもたらすもう１つの利点は、発生
器および反応器の温度を独立に制御することにより、被
覆作業を一層綿密に制御し得ることである。本発明にお
いては、より高い温度の下でＡｌＣｌに富む塩化アルミ
ニウム混合ガスが生成される一方、製品はより低い温度
の下で被覆され、それによって従来の被覆方法よりも早
い蒸着速度が達成されるのである。
器および反応器の温度を独立に制御することにより、被
覆作業を一層綿密に制御し得ることである。本発明にお
いては、より高い温度の下でＡｌＣｌに富む塩化アルミ
ニウム混合ガスが生成される一方、製品はより低い温度
の下で被覆され、それによって従来の被覆方法よりも早
い蒸着速度が達成されるのである。
【００１１】本発明の上記およびその他の特徴は、添付
の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによ
って一層明確に理解されよう。
の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによ
って一層明確に理解されよう。
【００１２】
【実施例】本発明の好適な実施の態様に従えば、外部の
発生器を使用することによって化学蒸着操作を促進する
ような被覆方法が提供される。本発明のＣＶＤ被覆方法
は下記のごとき反応に基づいている。 (1) ＡｌＣｌ3 ＋２Ａｌ→３ＡｌＣｌ(g) (2) ２Ｎｉ＋Ｈ2 ＋２ＡｌＣｌ→２ＮｉＡｌ＋２ＨＣｌ (3) ２Ｎｉ＋３ＡｌＣｌ→２ＮｉＡｌ＋ＡｌＣｌ3 一塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ）ガスを生成する上記の
反応(1) により、一塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ）およ
びそれよりも低級の塩化アルミニウム［すなわち、二塩
化アルミニウム（ＡｌＣｌ2 ）や三塩化アルミニウム
（ＡｌＣｌ3 ）］を含有する塩化アルミニウム混合ガス
（ＡｌＣｌx ）が生成される。ＣＶＤ操作を最適化する
ためには、熱力学的に可能な限り多くのＡｌＣｌを生成
させることが必要である。一般に、この反応(1) にとっ
ては温度が高い方が有利である。次いで、反応(2) また
は(3) に従い、ニッケル基合金上にＮｉＡｌ被膜が形成
されるか、あるいはコバルト基合金上にＣｏＡｌ被膜が
形成される。これらの反応は外部の発生器の使用によっ
て促進することができる。すなわち、独立した高温の発
生器において反応(1) を行わせ、次いでより低い温度を
有する独立した反応器において反応(2) または(3) を行
わせることにより、好ましい量のＡｌＣｌが生成される
結果として化学蒸着速度を増大させることができるので
ある。
発生器を使用することによって化学蒸着操作を促進する
ような被覆方法が提供される。本発明のＣＶＤ被覆方法
は下記のごとき反応に基づいている。 (1) ＡｌＣｌ3 ＋２Ａｌ→３ＡｌＣｌ(g) (2) ２Ｎｉ＋Ｈ2 ＋２ＡｌＣｌ→２ＮｉＡｌ＋２ＨＣｌ (3) ２Ｎｉ＋３ＡｌＣｌ→２ＮｉＡｌ＋ＡｌＣｌ3 一塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ）ガスを生成する上記の
反応(1) により、一塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ）およ
びそれよりも低級の塩化アルミニウム［すなわち、二塩
化アルミニウム（ＡｌＣｌ2 ）や三塩化アルミニウム
（ＡｌＣｌ3 ）］を含有する塩化アルミニウム混合ガス
（ＡｌＣｌx ）が生成される。ＣＶＤ操作を最適化する
ためには、熱力学的に可能な限り多くのＡｌＣｌを生成
させることが必要である。一般に、この反応(1) にとっ
ては温度が高い方が有利である。次いで、反応(2) また
は(3) に従い、ニッケル基合金上にＮｉＡｌ被膜が形成
されるか、あるいはコバルト基合金上にＣｏＡｌ被膜が
形成される。これらの反応は外部の発生器の使用によっ
て促進することができる。すなわち、独立した高温の発
生器において反応(1) を行わせ、次いでより低い温度を
有する独立した反応器において反応(2) または(3) を行
わせることにより、好ましい量のＡｌＣｌが生成される
結果として化学蒸着速度を増大させることができるので
ある。
【００１３】図１は、コバルト（Ｃｏ）およびニッケル
（Ｎｉ）を含む金属群から選ばれた金属を基材とする合
金で作製された（ガスタービンエンジン羽根のごとき）
製品１２の表面上にアルミニウムの被膜を設置するため
の化学蒸着（ＣＶＤ）被覆方法およびＣＶＤ装置１０を
示す略図である。ＣＶＤ装置１０の重要な特徴の１つ
は、ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を発
生させるための発生器１６が設けられていることであ
る。すなわち、発生器１６内に三塩化アルミニウム（Ａ
ｌＣｌ3 ）ガスを連続的に流すことにより、一塩化アル
ミニウム（ＡｌＣｌ）ガス、二塩化アルミニウム（Ａｌ
Ｃｌ2 ）ガスおよび三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）
ガスを含有するが特にＡｌＣｌ成分に富むような塩化ア
ルミニウム混合ガス（ＡｌＣｌx ）が生成される。
（Ｎｉ）を含む金属群から選ばれた金属を基材とする合
金で作製された（ガスタービンエンジン羽根のごとき）
製品１２の表面上にアルミニウムの被膜を設置するため
の化学蒸着（ＣＶＤ）被覆方法およびＣＶＤ装置１０を
示す略図である。ＣＶＤ装置１０の重要な特徴の１つ
は、ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を発
生させるための発生器１６が設けられていることであ
る。すなわち、発生器１６内に三塩化アルミニウム（Ａ
ｌＣｌ3 ）ガスを連続的に流すことにより、一塩化アル
ミニウム（ＡｌＣｌ）ガス、二塩化アルミニウム（Ａｌ
Ｃｌ2 ）ガスおよび三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）
ガスを含有するが特にＡｌＣｌ成分に富むような塩化ア
ルミニウム混合ガス（ＡｌＣｌx ）が生成される。
【００１４】あるいはまた、図２に略示されるごとく、
発生器１６内に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを連続的に流す
こともできる。上記のごとき塩化アルミニウムガスは、
ＡｌＣｌ3 またはＨＣｌが発生室１８内のアルミニウム
と接触することによって生成される。かかるアルミニウ
ムは溶融アルミニウムから成っていてもよいし、あるい
は発生器１６の動作温度において融解しない（アルミニ
ウム合金ペレットのごとき）アルミニウム含有ペレット
から成っていてもよい。アルミニウム含有ペレットとし
ては、アルミニウム−クロム合金（ＡｌＣｒ）ペレット
が通例使用される。
発生器１６内に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを連続的に流す
こともできる。上記のごとき塩化アルミニウムガスは、
ＡｌＣｌ3 またはＨＣｌが発生室１８内のアルミニウム
と接触することによって生成される。かかるアルミニウ
ムは溶融アルミニウムから成っていてもよいし、あるい
は発生器１６の動作温度において融解しない（アルミニ
ウム合金ペレットのごとき）アルミニウム含有ペレット
から成っていてもよい。アルミニウム含有ペレットとし
ては、アルミニウム−クロム合金（ＡｌＣｒ）ペレット
が通例使用される。
【００１５】図１に示された実施の態様に従ってＡｌＣ
ｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を生成させるた
めの方法は、バブリング法と呼ばれる。この場合、発生
器１６には溶融アルミニウム（Ａｌ）で満たされた反応
室１８が組込まれていると共に、ＡｌＣｌに富む塩化ア
ルミニウム混合ガス２０を生成させるため溶融アルミニ
ウム中に加圧された三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）
ガスを供給するための手段が設けられている。かかる発
生器１６は、好ましくはそれの直下に配置されかつＡｌ
Ｃｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を受入れるこ
とができるように構成された反応器２６と連通してい
る。反応器２６の内部には製品１２が含まれているが、
かかる製品１２はＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合
ガス２０をそれらの露出面に沿って流すことによって該
露出面上にアルミナイド被膜を形成し得るように配置さ
れている。なお、発生室１８内のアルミニウム（Ａｌ）
はペレット状のものであってもよい。
ｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を生成させるた
めの方法は、バブリング法と呼ばれる。この場合、発生
器１６には溶融アルミニウム（Ａｌ）で満たされた反応
室１８が組込まれていると共に、ＡｌＣｌに富む塩化ア
ルミニウム混合ガス２０を生成させるため溶融アルミニ
ウム中に加圧された三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）
ガスを供給するための手段が設けられている。かかる発
生器１６は、好ましくはそれの直下に配置されかつＡｌ
Ｃｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を受入れるこ
とができるように構成された反応器２６と連通してい
る。反応器２６の内部には製品１２が含まれているが、
かかる製品１２はＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合
ガス２０をそれらの露出面に沿って流すことによって該
露出面上にアルミナイド被膜を形成し得るように配置さ
れている。なお、発生室１８内のアルミニウム（Ａｌ）
はペレット状のものであってもよい。
【００１６】次の図２には、別の実施の態様に従ってＡ
ｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を生成させ
るための方法が示されている。図２の実施の態様におい
ては、好ましくはペレット状のアルミニウム（Ａｌ）を
含む発生室１８内に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを供給する
ことにより、予備発生器を使用することなくＡｌＣｌに
富む塩化アルミニウム混合ガス２０が生成される。
ｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガス２０を生成させ
るための方法が示されている。図２の実施の態様におい
ては、好ましくはペレット状のアルミニウム（Ａｌ）を
含む発生室１８内に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを供給する
ことにより、予備発生器を使用することなくＡｌＣｌに
富む塩化アルミニウム混合ガス２０が生成される。
【００１７】部品の周囲に充填された粉末を使用する従
来のパック式ＣＶＤ法は、粉末の取扱い、処分および補
給に関して制約がある。それらの操作は、本発明におい
て使用されるような高温の発生器に対するアルミニウム
粉末およびペレットの装入および補充に比べると非常に
面倒で経費のかかるものである。図１および２に示され
たような方法および装置においては、ＡｌＣｌに富む塩
化アルミニウム混合ガス２０中におけるＡｌＣｌの濃度
を適正に維持することが重要である。そのためには、被
覆作業の反応工程に際して発生器１６における第１の温
度Ｔ1 が反応器２６における第２の温度Ｔ2 よりも実質
的に高くなるように維持すればよい。Ｔ1 とＴ2 との温
度差は少なくとも２５°Ｆあれば十分であるが、約１５
０°Ｆの温度差が存在すれば好ましいことが判明してい
る。更にまた、第１の温度Ｔ1 は約１８００〜約２３０
０°Ｆの範囲内に維持されることが好ましく、また第２
の温度Ｔ2 は約１５００〜約２２００°Ｆの範囲内に維
持されることが好ましい。
来のパック式ＣＶＤ法は、粉末の取扱い、処分および補
給に関して制約がある。それらの操作は、本発明におい
て使用されるような高温の発生器に対するアルミニウム
粉末およびペレットの装入および補充に比べると非常に
面倒で経費のかかるものである。図１および２に示され
たような方法および装置においては、ＡｌＣｌに富む塩
化アルミニウム混合ガス２０中におけるＡｌＣｌの濃度
を適正に維持することが重要である。そのためには、被
覆作業の反応工程に際して発生器１６における第１の温
度Ｔ1 が反応器２６における第２の温度Ｔ2 よりも実質
的に高くなるように維持すればよい。Ｔ1 とＴ2 との温
度差は少なくとも２５°Ｆあれば十分であるが、約１５
０°Ｆの温度差が存在すれば好ましいことが判明してい
る。更にまた、第１の温度Ｔ1 は約１８００〜約２３０
０°Ｆの範囲内に維持されることが好ましく、また第２
の温度Ｔ2 は約１５００〜約２２００°Ｆの範囲内に維
持されることが好ましい。
【００１８】図１および２の実施の態様においては、所
望の温度レベルおよび温度差を維持するため、発生器１
６は第１の温度Ｔ1 を維持するために有効な（電気炉の
ごとき）第１の加熱手段３０によって包囲されており、
また反応器２６は第２の温度Ｔ2 を維持するために有効
な第２の加熱手段３４によって包囲されている。更にま
た、反応済みのガスを反応器２６からスクラッバー（sc
rubber）（図示せず）に導くための排気手段３６も設け
られている。
望の温度レベルおよび温度差を維持するため、発生器１
６は第１の温度Ｔ1 を維持するために有効な（電気炉の
ごとき）第１の加熱手段３０によって包囲されており、
また反応器２６は第２の温度Ｔ2 を維持するために有効
な第２の加熱手段３４によって包囲されている。更にま
た、反応済みのガスを反応器２６からスクラッバー（sc
rubber）（図示せず）に導くための排気手段３６も設け
られている。
【００１９】本発明の好適な実施の態様におけるもう１
つの特徴は、被覆作業を連続的に監視しかつ制御すると
共に、電気炉を動作させて所望の温度レベルおよび温度
差を維持するために役立つ制御手段が設けられているこ
とである。かかる制御手段は、発生器１６における第１
の温度Ｔ1 を測定しかつそれを表わす第１の信号を発生
する第１の温度感知手段（すなわち、第１の熱電対４
０）、および反応器２６における第２の温度Ｔ2 を測定
しかつそれを表わす第２の信号を発生する第２の温度感
知手段（すなわち、第２の熱電対４２）を含んでいる。
第１および第２の温度信号は、図１に示された信号線路
を通してプログラマブル計算機手段３８に送信される。
第１および第２の温度信号を受信した計算機手段３８
は、第１の加熱手段３０および第２の加熱手段３４を制
御することにより、本発明の要求条件および被覆作業に
関連したその他の基準に従って所定の温度条件を維持す
るように動作する。
つの特徴は、被覆作業を連続的に監視しかつ制御すると
共に、電気炉を動作させて所望の温度レベルおよび温度
差を維持するために役立つ制御手段が設けられているこ
とである。かかる制御手段は、発生器１６における第１
の温度Ｔ1 を測定しかつそれを表わす第１の信号を発生
する第１の温度感知手段（すなわち、第１の熱電対４
０）、および反応器２６における第２の温度Ｔ2 を測定
しかつそれを表わす第２の信号を発生する第２の温度感
知手段（すなわち、第２の熱電対４２）を含んでいる。
第１および第２の温度信号は、図１に示された信号線路
を通してプログラマブル計算機手段３８に送信される。
第１および第２の温度信号を受信した計算機手段３８
は、第１の加熱手段３０および第２の加熱手段３４を制
御することにより、本発明の要求条件および被覆作業に
関連したその他の基準に従って所定の温度条件を維持す
るように動作する。
【００２０】本発明の好適な実施の態様に従えばまた、
比較的低い温度Ｔ3 （好ましくは約５００°Ｆの温度）
を有する予備発生器５０内に含まれるアルミニウム粉末
またはアルミニウムペレット中にＨＣｌガスを流すこと
によって低温の三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）ガス
が発生される。こうして得られた三塩化アルミニウム
（ＡｌＣｌ3 ）ガスが発生器１６に供給される。かかる
低温の予備発生器５０を使用すれば、被覆作業のこの工
程を低温下で実施するために役立つ原価効率の良い方法
が得られることになる。また、塩化アルミニウム混合ガ
スの温度を効率良くかつ比較的安価に上昇させるために
予熱器４６が設けられている。かかる予熱器４６は、電
気よりも安価な熱源を使用し得る熱交換器から成ること
が好ましい。第１の加熱手段３０および第２の加熱手段
３４としては、運転経費が高くても電気炉が使用され
る。なぜなら、電気炉は制御が容易であり、従ってＴ1
とＴ2との間の温度差を維持しながら所望の温度レベル
を維持するために必要な最少限の熱量を供給するために
役立つからである。
比較的低い温度Ｔ3 （好ましくは約５００°Ｆの温度）
を有する予備発生器５０内に含まれるアルミニウム粉末
またはアルミニウムペレット中にＨＣｌガスを流すこと
によって低温の三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）ガス
が発生される。こうして得られた三塩化アルミニウム
（ＡｌＣｌ3 ）ガスが発生器１６に供給される。かかる
低温の予備発生器５０を使用すれば、被覆作業のこの工
程を低温下で実施するために役立つ原価効率の良い方法
が得られることになる。また、塩化アルミニウム混合ガ
スの温度を効率良くかつ比較的安価に上昇させるために
予熱器４６が設けられている。かかる予熱器４６は、電
気よりも安価な熱源を使用し得る熱交換器から成ること
が好ましい。第１の加熱手段３０および第２の加熱手段
３４としては、運転経費が高くても電気炉が使用され
る。なぜなら、電気炉は制御が容易であり、従ってＴ1
とＴ2との間の温度差を維持しながら所望の温度レベル
を維持するために必要な最少限の熱量を供給するために
役立つからである。
【００２１】以上、好適な実施の態様に関連して本発明
の原理を詳しく説明したが、前記特許請求の範囲によっ
て規定される本発明の範囲から逸脱することなしに様々
な変更態様が可能であることは言うまでもない。
の原理を詳しく説明したが、前記特許請求の範囲によっ
て規定される本発明の範囲から逸脱することなしに様々
な変更態様が可能であることは言うまでもない。
【図１】本発明の好適な実施の態様に従って特定の金属
製品をアルミニウムで被覆するための方法および装置を
示す略図である。
製品をアルミニウムで被覆するための方法および装置を
示す略図である。
【図２】本発明の別の実施の態様に従って特定の金属製
品をアルミニウムで被覆するための方法および装置を示
す略図である。
品をアルミニウムで被覆するための方法および装置を示
す略図である。
１０ 化学蒸着装置 １２ 製品 １６ 塩化アルミニウム混合ガス発生器 １８ 発生室 ２０ ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガス ２６ 反応器 ３０ 第１の加熱手段としての電気炉 ３４ 第２の加熱手段としての電気炉 ３６ 排気手段 ３８ 計算機手段 ４０ 温度感知手段としての第１の熱電対 ４２ 温度感知手段としての第２の熱電対 ４６ 予熱器 ５０ 予備反応器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲイリー・リー・フランドニ アメリカ合衆国、オハイオ州、ウエスト・ チェスター、エッジリッジ・ドライブ、 8773番 (72)発明者 ヒマンシュ・バチュバイ・ヴァキル アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、ワシントン・アベニュー、15番
Claims (12)
- 【請求項１】 コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎ
ｉ）を含む金属群から選ばれた金属を基材とする合金で
作製された製品をアルミニウムで被覆するための方法に
おいて、 (a) 第１の温度Ｔ1 で動作している発生器内において一
塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ）に富む塩化アルミニウム
混合ガスを連続的に発生させ、 (b) 前記塩化アルミニウム混合ガスを反応器内に連続的
に供給し、 (c) 第２の温度Ｔ2 で連続的に動作している前記反応器
内に配置された少なくとも１個の被覆すべき製品の表面
に沿って前記発生器からの前記塩化アルミニウム混合ガ
スを流すことにより、前記製品の前記表面上において前
記塩化アルミニウム混合ガスを反応させ、 (d) 反応済みのガスを前記反応器から連続的に排出し、
かつ (e) 前記第１の温度Ｔ1 を前記第２の温度Ｔ2 よりも実
質的に高く維持しながら連続的に被覆作業を行う、 諸工程から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記第１の温度Ｔ1 が前記第２の温度Ｔ
2 より少なくとも２５°Ｆだけ高い請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガ
スを連続的に発生させる前記工程が、前記発生器内に配
置されたアルミニウム中に三塩化アルミニウムガスを流
すことから成る請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガ
スを連続的に発生させる前記工程が、前記発生器内に配
置された溶融アルミニウム中に三塩化アルミニウムガス
を流すことから成る請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガ
スを連続的に発生させる前記工程が、前記発生器内に配
置されたアルミニウム含有物質中に塩化水素ガスを流す
ことから成る請求項２記載の方法。 - 【請求項６】 コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎ
ｉ）を含む金属群から選ばれた金属を基材とする合金で
作製された製品において、請求項１記載の方法に従って
形成された少なくとも１つの被膜で被覆された表面を有
することを特徴とする製品。 - 【請求項７】 コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎ
ｉ）から成る群より選ばれた金属を基材とする合金で作
製された製品の表面をアルミニウムで被覆するための装
置において、 (a) 第１の温度Ｔ1 の下で一塩化アルミニウム（ＡｌＣ
ｌ）に富む塩化アルミニウム混合ガスを発生させるため
の発生器、 (b) 前記発生器と連通した状態で配置されていて、前記
発生器からの前記塩化アルミニウム混合ガスを受入れ、
そして第２の温度Ｔ2 の下で製品の表面に沿って前記塩
化アルミニウム混合ガスを流す流すことにより、前記製
品の前記表面上において前記塩化アルミニウム混合ガス
を反応させるために役立つ反応器、 (c) 反応済みのガスを前記反応器から連続的に排出する
ための排気手段、並びに (d) 被覆作業の反応工程において前記第１の温度Ｔ1 を
前記第２の温度Ｔ2 よりも実質的に高く維持し続けるた
めの制御手段、 の諸要素から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 前記制御手段が前記発生器の前記第１の
温度Ｔ1 を前記反応器の前記第２の温度Ｔ2 より少なく
とも約２５°Ｆだけ高く維持し続けるように動作する請
求項７記載の装置。 - 【請求項９】 ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合ガ
スを発生させるための前記発生器が、アルミニウムを含
む前記発生器の反応室内に三塩化アルミニウムガスを連
続的に流すための手段から成る請求項７記載の装置。 - 【請求項１０】 ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合
ガスを発生させるための前記発生器が、前記反応室内に
配置された溶融アルミニウム中に三塩化アルミニウムガ
スを流すための手段から成る請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 ＡｌＣｌに富む塩化アルミニウム混合
ガスを発生させるための前記発生器が、アルミニウム源
を含む前記発生器の反応室内に塩化水素ガスを連続的に
流すための手段から成る請求項７記載の装置。 - 【請求項１２】 三塩化アルミニウムガスを生成させる
ための予備発生器が追加包含されていて、前記予備発生
器は前記発生器と連通した状態で配置されており、前記
予備発生器は前記発生器の前記第１の温度Ｔ1 よりも低
い第３の温度Ｔ3 において三塩化アルミニウムガスを生
成するために役立ち、かつ前記予備発生器はその内部に
配置されたアルミニウム中に塩化水素ガスを流すことに
よって三塩化アルミニウムガスを生成する前請求項７記
載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US88796992A | 1992-05-26 | 1992-05-26 | |
| US887969 | 1992-05-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633238A true JPH0633238A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=25392248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11938293A Pending JPH0633238A (ja) | 1992-05-26 | 1993-05-21 | アルミナイド被膜の化学蒸着 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0572150A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0633238A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091228A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-04-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | シリコンの製造方法 |
| CN111850439A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 西安热工研究院有限公司 | 一种Nimonic 80A合金材质的螺栓热处理工艺 |
| CN111850438A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 西安热工研究院有限公司 | 一种in783合金材质的螺栓热处理工艺 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5358901A (en) * | 1993-03-01 | 1994-10-25 | Motorola, Inc. | Process for forming an intermetallic layer |
| RU2168558C2 (ru) * | 1995-07-25 | 2001-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Изделие с металлическим основным телом и способ его изготовления |
| DE19852325C1 (de) * | 1998-11-12 | 2000-05-11 | Siemens Ag | Verfahren zum Erzeugen eines kontinuierlichen Dampfstromes enthaltend eine Verbindung, in der Gallium in einwertiger Form vorliegt, Verdampfungstiegel zum Verdampfen einer Substanz sowie Verwendung des Verdampfungstiegels in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung |
| US20030047141A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-13 | Warnes Bruce M. | Coating gas generator and method |
| US6793966B2 (en) | 2001-09-10 | 2004-09-21 | Howmet Research Corporation | Chemical vapor deposition apparatus and method |
| DE102008034330A1 (de) * | 2008-07-23 | 2010-01-28 | Ionbond Ag Olten | CVD-Reaktor zur Abscheidung von Schichten aus einem Reaktionsgasgemisch auf Werkstücken |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5948952A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | Sony Corp | 抵抗体の製法 |
| JPH01159376A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-22 | Hitachi Ltd | 耐熱部材内部のアルミニウム被覆方法およびその装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2643959A (en) * | 1950-05-29 | 1953-06-30 | Manufacturers Chemical Corp | Process for the protective treatment of iron |
| DE2805370A1 (de) * | 1978-02-09 | 1979-08-23 | Erich Prof Dr Fitzer | Alitierschicht fuer innenbohrungen in turbinenschaufeln |
| JPS605029A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 光学ガラス製造用気化原料供給方法 |
-
1993
- 1993-05-17 EP EP19930303799 patent/EP0572150A3/en not_active Withdrawn
- 1993-05-21 JP JP11938293A patent/JPH0633238A/ja active Pending
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| CN111850439A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 西安热工研究院有限公司 | 一种Nimonic 80A合金材质的螺栓热处理工艺 |
| CN111850438A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 西安热工研究院有限公司 | 一种in783合金材质的螺栓热处理工艺 |
| CN111850438B (zh) * | 2020-07-30 | 2021-11-09 | 西安热工研究院有限公司 | 一种in783合金材质的螺栓热处理工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0572150A2 (en) | 1993-12-01 |
| EP0572150A3 (en) | 1993-12-29 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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