JPH07500874A - 坩堝及びその使用方法 - Google Patents

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】 坩堝及びその使用方法 被覆を形成すへき物品に非常に近つけて簡単に保持した比較的高温度のアルミニ ウム溶融物を使用する一方、融点の低い例えばプラスチ・ノク製の各個のＣＤデ ィスク及び同様物品に金属被覆を形成する又はメ・ツキすることはスウェーデン 特許出願第９１００３７２−３号により知られている。この方法は、不適当な箇 所の金属付着を最少限にして物品に迅速に被覆形成又はメ・ツキすることを可能 にする。

アルミニウム溶融物を蒸発源として使用する時に生しる問題の１つは、実際に坩 堝を完全状態で維持することにある。蒸発源のアルミニウム溶融物は鋳造作業及 び同様作業（例えば８００゜Ｃ）で使用されるより格段に高い温度（例えば１２ ００°を超える温度）に加熱される。このことは、実際のアルミニウム溶融物は 格段に反応性か高く、腐食性の酸のように振る舞うことを意味する。多くのこと の中で、この前述方法を実施する時は溶融物及び坩堝の交換か必要となる前に１ ００時間程度又はそれ以上の長期の使用を達成することか望まれることから、坩 堝に課せられる要求はこれまで知られている技術の応用時に管理できる坩堝より も高い。

或る問題の多い環境は真空内での坩堝の使用であり、即ち発生した々Ｉ１何なる 小さなアルミニウムの漏れも坩堝外面」一にてアルミニウムの酸化で自動的にシ ールされることかない。大気条件で自己シールされる坩堝はこのようにして真空 条件では発汗即ち漏れ続けることになり、これは受入れ難い。

換言すれば、溶融アルミニウム及びその合金又は化合物用に意図されＩこ坩堝に は、高温度管理及び真空条件での不透過性の維持か必要である。この必要性は、 本発明によって坩堝を例えばホーリン・ウント株式会社の「ウル１ーラキャスｌ −ＢＳＲＪ　（８４％ＡＩ２　０３　、ｏ．５９６ＣａＯ、０，９％Ｆｅ２ｅｓ 及び残部の石英）のようないｔｙゆる極低セメント（ｃｅｍｅｎＤ化合物で、又 は同等材料で構成することにより満たされる。この種類の材料による利点は、誘 導加熱処理に於でその材料か僅かな量のエネルギーを奪った（ジてあり、又は全 くエネルギーを奪わず、それ故に坩堝か溶融物によって間接的に加熱されるだけ ということである。坩堝の熱負荷はそれ故に以前の場合よりも低く、例えばスウ ェーデン特許出願第９１００３７２−３号で教示された方法の実施時に避けられ ない坩堝からの熱放射を最少限にする。

本発明の池の見地によれは、作られた坩堝は連続的に高温度で焼かれて更に処理 され、その最終温度は坩堝か使用されることになる温度と一般に同レベル、換言 すれは約ｌ２００゜Ｃとされる。実験によれば、この理解できる焼きは坩堝の温 度ショックに対する抵抗を改善し、それと共に加熱処理時に熱ショックの生じる 危険性を格段に低減し、叉坩堝からの漏れの危険性も低減することを示している 。

坩堝は比較的長時間にわたって且つ連続的に高温度で焼かれねはならないと考え られる。坩堝かやがて受けるであろうその作動条件の下で、坩堝を真空中ででき るだけ長時間わたって焼くことも適当と考えられる。

前述した坩堝は、例えばｌ２００゜Ｃの高温度で数日の連続使用に耐えることか できる。残念なから、アルミニウムを蒸発させる時には付着層か時間の経過後に 黄ばんだ茶色に変色することも見出されている。この結果、本発明はこの坩堝の 使用時に生しるこの不都合を防止する方法を更に開発することにも関する。

これはイ・発明により例えは黒鉛としての炭素を溶融物に添加し、又チタンも添 加することて達成される。実際の試験は、ｕ下に変色と称するアルミニウム被覆 の前述した色の変化はこのようにして全体的に達成できることを示した。

或る少ない割合（例えば３〜６％）のチタン及び或る少ないプロミル（ｐｒｏｍ ｉ　ｌ　ｌｅ）即ち割合の黒鉛かこの目的を満たす。添加された黒鉛か少なすぎ 、又チタンか少なずぎると、変色か生じる。他方、過大量か添加された時にマイ ナスの影響は全く観察されておらず、このυｊ合はアルミニウムか蒸発される速 度に影響しないように低く与えられた。

黒鉛及びチタンの添加か蒸着層をきれいにすることの正確なことは知られておら ず、前述した黒鉛及びチタンの量かアルミニウムの存在する量に関係していたと しても、これらの量かこの代わりに蒸発面又は坩堝の溶融物との接触面の寸法に よって支配されることはあり得る。

「添加Ｊの用語は本発明の概念の範囲内で広義に理解されるべきてあり、即ちこ の添加は何れのシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）に於ても固体又は溶融した液体 の両方の形態でなされ得る。換言すれば、アルミニウム、チタン及び黒鉛のかた まりが坩堝の中に置かれ、しかる後に溶融され（アルミニウム）、分解される（ チタン及び黒鉛）ことができる。

本発明は添付図面に示したその代表的な実施例を参照して更に詳細に説明される 。

図面は、環状の溶融物受入れ空間２を含む坩堝の横断面図である。この空ＴＵＴ ２は外壁３により外端部を定められており、又中央の坩堝突起４及び底部５を含 んている。坩堝は誘導加熱処理に使用することを意図されているので、例えば坩 堝下方に配置される誘導コイルと溶融物との間には僅かな距離か望まれる。底部 ５はそれ故に薄い。図面で見られるように、環状の溶融物受入れ空間２は底部か ５で示すように波形即ちセレーション（ｓｅｒｒａｔ　１ｏｎ）を形成されてい る。この波形又はセレーションは同芯円の形状であることが適当てあり、そうて なけれは底部５はできるだけ薄く作られるようにてきる。坩堝材料内の如何なる 気泡も通常の方法で上方へ浮かび上がる。このことは気泡か波形底部のりッジ（ ｒｉｄｇｅｓ）で上昇することを意味する。これは気泡かできるだけ薄く作られ た底部に付着する危険性を低減し、またそれと共に坩堝材料内に気泡か存在する ことて生しる漏れの危険性も制限される。

）　発明された坩堝は、対応する例えばシリコーンゴムて構成された工具て坩堝 を成形して製造される。数時間から約１昼夜に及ぶこの極低セメント化合物の凝 固又は硬化の後、坩堝はモールＦ型から取出され、次に約１２００°Ｃの温度て 炉内で焼かれる。これにより坩堝は使用に備えられ、実施される試験による耐高 温度ショック性を有する。換言すれば、加熱されると、この坩堝はそれか受ける 温度変化の結果として亀裂を生しることはない。この坩堝は高い不透過性も有し 、又坩堝底部か例えば５〜６ｍｍの厚さを有しているという事実にも拘かわらず に、使用時に蒸気のジェットか坩堝壁を通ることを許さない。この薄い壁厚に鑑 み、使用される原料は過大な粒子即ち粒径を有さないことか好ましい。

技術的な見地から見た場合に本発明の坩堝は、現在市場で入手できる各種の坩堝 より優れているだけでなく、製造か格段に安価にてきる。

この結果、本発明の坩堝は坩堝の簡単さに拘かわらずに、費用の、及び蒸発技術 に伴う問題点の革命的な低減を与える。

蒸着層における若干の黄ばんだ茶色の変色か受入れられるならば（これか望まし いのであるか）、坩堝は更に他の段階を経ずに使用できる。しかしなからより厳 密に「自然１色となることを要求されるならば、黒鉛及びチタンか溶融物に添加 される。これは例えば黒鉛バンドを坩堝内に置かれるアルミニウム本体の廻りに 配置することで実施てき、このアルミニウム本体は蒸気浴を形成するように溶融 される。満足てきる結果は黒鉛ディスクをアルミニウムの下側に置く時に得られ た。

実際に行った試験の場合は、チタンはチタンワイヤー片として添加され、又は溶 融するアルミニウム本体の下側に置かれたチタンプレートとして添加され、成る 実施例てはチタンは黒鉛プレートの頂部に置かれた。

溶融すべきアルミニウム本体の下側のディスク又は該アルミニウム本体の廻りの リングとして黒鉛又はチタンを配置することは電気的に安定した連結を形成し、 この連結は溶融時に於てアルミニウム本体か不均等に加熱された時及び誘導加熱 により本体を溶融する時にアルミニウムか跳ね飛ぶ傾向を阻止する。

本発明の概念の範囲に於て炭素及びチタン以外の材料を使用して望ましい結果を 達成することも考えられる。例えば、炭素と同様な材料例えばボロンか使用でき 、成る種の他の金属もチタンの代わりに使用できる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成　６　年　４　月 　２８−

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．溶融処理に於て真空中で蒸発源として使用される金属溶融物特にアルミニウ ム溶融物のための坩堝であって、坩堝が結合剤の含有量の低いセメント化合物で 構成されたことを特徴とする坩堝。
2. ２．セメント化合物が酸化カルシウム及び（又は）鉄酸化物を結合剤として含有 し、任意に石英を充填材として含有する酸化アルミニウムセメントであることを 特徴とする請求項１に記載の坩堝。
3. ３．坩堝底部が内面を波形状にされて、坩堝の製造に於て捕捉されている全ての 気泡が波形頂部に上昇し、実際の底部の気孔を低減するようにされたことを特徴 とする前掲請求項の何れか１項に記載の坩堝。
4. ４．極低セメント化合物で構成された坩堝を使用することを特徴とする真空中で 蒸発させて金属被覆を形成する方法。
5. ５．誘導加熱により坩堝を加熱することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. ６．結合剤の含有量が低いセメント化合物で構成された坩堝を使用することを特 徴とする真空中で蒸発させて金属被覆を形成する方法。
7. ７．誘導加熱で坩堝を加熱することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. ８．アルミニウム又はその合金を蒸発させる時にその被覆の変色を防止するため に溶融物に黒鉛及びチタンを添加することを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. ９．アルミニウム重量に関係して計算された約３〜６％チタンを添加することを 特徴とする請求項８に記載の方法。
10. １０．アルミニウム重量に関係して計算された約１％迄の或る割合に対応する量 の黒鉛を添加することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の方法。
11. １１．溶融されるアルミニウム本体の廻りに黒鉛バンドを配置し、又はアルミニ ウム本体の下側に黒鉛ディスクを配置して黒鉛を添加することを特徴とする請求 項６から請求項８迄の何れか１項に記載の方法。
12. １２．アルミニウムを溶融する前にアルミニウムの直ぐ下側、頂部の上又は側方 にワイヤー、バンド又はプレートの形態をしたチタンを配置してチタンを添加す ることを特徴とする請求項６から請求項９迄の何れか１項に記載の方法。