JPH1025532A - アルミニウム−クロム系合金及びその製造方法、用途 - Google Patents
アルミニウム−クロム系合金及びその製造方法、用途Info
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- JPH1025532A JPH1025532A JP9065860A JP6586097A JPH1025532A JP H1025532 A JPH1025532 A JP H1025532A JP 9065860 A JP9065860 A JP 9065860A JP 6586097 A JP6586097 A JP 6586097A JP H1025532 A JPH1025532 A JP H1025532A
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Landscapes
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高温酸化雰囲気下においても表面酸化が進行せ
ず、良好な導電性を有する耐熱性導電材料、特に電極を
提供すること。繰り返しの熱履歴を受けてもセラミック
スとの剥離、割れのない耐熱衝撃性に優れた複合材料、
特にセラミックスヒータ、ＤＰＦを提供すること。 【解決手段】クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であり、しかも空気中、温度９００℃
で２００時間熱処理後の室温比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とするアルミニウム−クロムを含む合
金。クロムに対するアルミニウムの原子比が０．２〜１
０．９であるクロム及びアルミニウムを含む混合粉末又
は合金粉末を溶射することを特徴とするアルミニウム−
クロムを含む合金の製造方法。上記アルミニウム−クロ
ムを含む合金とセラミックスとが一体化されてなること
を特徴とする複合材料。上記合金で構成されてなる電
極。上記複合材料で構成されてなるセラミックスヒータ
又はディーゼルパティキュレートフィルタ。
ず、良好な導電性を有する耐熱性導電材料、特に電極を
提供すること。繰り返しの熱履歴を受けてもセラミック
スとの剥離、割れのない耐熱衝撃性に優れた複合材料、
特にセラミックスヒータ、ＤＰＦを提供すること。 【解決手段】クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であり、しかも空気中、温度９００℃
で２００時間熱処理後の室温比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とするアルミニウム−クロムを含む合
金。クロムに対するアルミニウムの原子比が０．２〜１
０．９であるクロム及びアルミニウムを含む混合粉末又
は合金粉末を溶射することを特徴とするアルミニウム−
クロムを含む合金の製造方法。上記アルミニウム−クロ
ムを含む合金とセラミックスとが一体化されてなること
を特徴とする複合材料。上記合金で構成されてなる電
極。上記複合材料で構成されてなるセラミックスヒータ
又はディーゼルパティキュレートフィルタ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に電極、回路等
を形成するのに好適なアルミニウム−クロム系合金及び
その製造方法、並びにその用途である電極、複合材料特
にセラミックスヒータ、ディーゼルパティキュレートフ
ィルタに関する。
を形成するのに好適なアルミニウム−クロム系合金及び
その製造方法、並びにその用途である電極、複合材料特
にセラミックスヒータ、ディーゼルパティキュレートフ
ィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気ヒータ等はその発熱体の両
端に電源端子を接続し通電を行って発熱部を発熱させ
る。従って、セラミックスヒータにおいては電源端子を
接続するための電極をセラミックスに形成することが不
可欠となる。従来、炭化珪素、二珪化モリブデン等のセ
ラミックスヒータの電極としては、アルミニウム、ニッ
ケル、銅、これらの合金等の導電材料が使用されている
が、これらは高温酸化雰囲気下で容易に酸化されるとい
う問題がある。例えば、セラミックスにこれらの導電材
料で電極を形成し、それと電源端子を圧接してセラミッ
クスに通電を行うと、電極表面が酸化され、接触抵抗が
増大して局部発熱や通電阻害等の問題を生じる。そこ
で、従来は、電極部の使用温度が４００℃以下となるよ
うに、断熱材を用いて電極部を発熱部から隔離して空冷
しなければならないので、ヒータの使用形態に著しい制
約があった。
端に電源端子を接続し通電を行って発熱部を発熱させ
る。従って、セラミックスヒータにおいては電源端子を
接続するための電極をセラミックスに形成することが不
可欠となる。従来、炭化珪素、二珪化モリブデン等のセ
ラミックスヒータの電極としては、アルミニウム、ニッ
ケル、銅、これらの合金等の導電材料が使用されている
が、これらは高温酸化雰囲気下で容易に酸化されるとい
う問題がある。例えば、セラミックスにこれらの導電材
料で電極を形成し、それと電源端子を圧接してセラミッ
クスに通電を行うと、電極表面が酸化され、接触抵抗が
増大して局部発熱や通電阻害等の問題を生じる。そこ
で、従来は、電極部の使用温度が４００℃以下となるよ
うに、断熱材を用いて電極部を発熱部から隔離して空冷
しなければならないので、ヒータの使用形態に著しい制
約があった。
【０００３】セラミックスに電極が形成された複合材料
の一用途として、通電加熱型ディーゼルパティキュレー
トフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という。）がある。ＤＰ
Ｆにおいては、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれ
る可燃性微粒子がＤＰＦの多孔質壁に捕集されると圧力
損失が増大し、捕集効率が低下するので、定期的に捕集
・堆積された可燃性微粒子を除去してＤＰＦを再生する
必要がある。再生には、ＤＰＦ自体をヒータとして通電
加熱し可燃性微粒子の焼却除去が行われる。
の一用途として、通電加熱型ディーゼルパティキュレー
トフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という。）がある。ＤＰ
Ｆにおいては、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれ
る可燃性微粒子がＤＰＦの多孔質壁に捕集されると圧力
損失が増大し、捕集効率が低下するので、定期的に捕集
・堆積された可燃性微粒子を除去してＤＰＦを再生する
必要がある。再生には、ＤＰＦ自体をヒータとして通電
加熱し可燃性微粒子の焼却除去が行われる。
【０００４】ＤＰＦは、電極を形成した部分を含めその
全体が断熱缶体内に置かれるので、可燃性微粒子の捕集
時には高温の排気ガスに曝されるばかりでなく、再生時
の可燃性微粒子の燃焼によりＤＰＦの内温は９００℃以
上になることがある。従って、ＤＰＦに形成される電極
としては、９００℃以上の酸化雰囲気下において耐久性
が大なることが要求される。更に、捕集・再生の繰り返
しに伴う熱履歴を受けるため、電極には耐熱衝撃性にも
優れていることが要求される。
全体が断熱缶体内に置かれるので、可燃性微粒子の捕集
時には高温の排気ガスに曝されるばかりでなく、再生時
の可燃性微粒子の燃焼によりＤＰＦの内温は９００℃以
上になることがある。従って、ＤＰＦに形成される電極
としては、９００℃以上の酸化雰囲気下において耐久性
が大なることが要求される。更に、捕集・再生の繰り返
しに伴う熱履歴を受けるため、電極には耐熱衝撃性にも
優れていることが要求される。
【０００５】従来、導電性を有する耐熱材料としては、
例えばＳＵＳ−３１０に代表される耐熱鋼、ニッケル基
耐熱性合金、コバルト基耐熱性合金、Ｍ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金（Ｍ＝Ｆｅ、Ｎｉ）〔特開昭５４−７４８１１号公
報〕や、Ｍ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系合金（Ｍ＝Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｏ、Ｎｉ−Ｃｏ）〔特開昭６１−１０６７６３号公
報〕等が知られている。これらは、構造材料の観点か
ら、主に表面に酸化物層を形成させ、それを酸化進行防
止の保護膜として機能させスケールの剥離や高温強度の
低下等を改善している。しかしながら、これらは、６０
０〜８００℃程度の温度で酸化し表層部が絶縁化される
のでＤＰＦの電極としては使用することができない。
例えばＳＵＳ−３１０に代表される耐熱鋼、ニッケル基
耐熱性合金、コバルト基耐熱性合金、Ｍ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金（Ｍ＝Ｆｅ、Ｎｉ）〔特開昭５４−７４８１１号公
報〕や、Ｍ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系合金（Ｍ＝Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｏ、Ｎｉ−Ｃｏ）〔特開昭６１−１０６７６３号公
報〕等が知られている。これらは、構造材料の観点か
ら、主に表面に酸化物層を形成させ、それを酸化進行防
止の保護膜として機能させスケールの剥離や高温強度の
低下等を改善している。しかしながら、これらは、６０
０〜８００℃程度の温度で酸化し表層部が絶縁化される
のでＤＰＦの電極としては使用することができない。
【０００６】これに対し、ＴｉＡｌ金属間化合物は比重
が小さく、高温強度、耐酸化性に優れているため、耐熱
材料として注目されているが、実用温度は７００℃以下
である。そこで、ＴｉＡｌ表面にＴｉＡｌ3 被覆層を形
成させ耐酸化性を改善することの提案がある（特開平１
−１１１８５８号公報）。この場合においても、温度８
００℃程度以上では表面層の酸化は無視できず、十分な
耐酸化性を有するとは言えない。また、ＴｉＡｌ、Ｔｉ
Ａｌ3 は通常の金属や合金と比較して脆く、延性に乏し
いため、セラミックスとの複合化においては耐熱衝撃性
の点においても問題がある。更には、これらは難加工性
であり、またチタンは非常に活性であるため、その形成
方法としては減圧中や非酸化性雰囲気中で溶射する方法
が採用されているが、この方法では気孔の少ない金属間
化合物が安定的に形成できるという利点がある反面、減
圧操作等の工数の増加やチャンバー等の設備を必要とす
るためコストが高くなるという欠点がある。
が小さく、高温強度、耐酸化性に優れているため、耐熱
材料として注目されているが、実用温度は７００℃以下
である。そこで、ＴｉＡｌ表面にＴｉＡｌ3 被覆層を形
成させ耐酸化性を改善することの提案がある（特開平１
−１１１８５８号公報）。この場合においても、温度８
００℃程度以上では表面層の酸化は無視できず、十分な
耐酸化性を有するとは言えない。また、ＴｉＡｌ、Ｔｉ
Ａｌ3 は通常の金属や合金と比較して脆く、延性に乏し
いため、セラミックスとの複合化においては耐熱衝撃性
の点においても問題がある。更には、これらは難加工性
であり、またチタンは非常に活性であるため、その形成
方法としては減圧中や非酸化性雰囲気中で溶射する方法
が採用されているが、この方法では気孔の少ない金属間
化合物が安定的に形成できるという利点がある反面、減
圧操作等の工数の増加やチャンバー等の設備を必要とす
るためコストが高くなるという欠点がある。
【０００７】また、銀、金においては、９００℃程度の
使用温度では問題は少ないが、１０００℃の高温下にな
ると耐熱性が不十分となる。延性を有し耐酸化性の点で
最も信頼性のある白金、白金合金では極めて高価であ
り、工業的に多量に使用することはコスト面で大きな問
題である。
使用温度では問題は少ないが、１０００℃の高温下にな
ると耐熱性が不十分となる。延性を有し耐酸化性の点で
最も信頼性のある白金、白金合金では極めて高価であ
り、工業的に多量に使用することはコスト面で大きな問
題である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
に鑑み、高温酸化雰囲気下、特に温度９００〜１０００
℃の環境下においても表面酸化が進行せず、良好な導電
性を有する耐熱性導電材料特に電極を提供することであ
る。本発明の他の目的は、繰り返しの熱履歴を受けても
セラミックスとの剥離、割れのない耐熱衝撃性に優れた
複合材料、特にヒータ、ＤＰＦを提供することを目的と
するものである。
に鑑み、高温酸化雰囲気下、特に温度９００〜１０００
℃の環境下においても表面酸化が進行せず、良好な導電
性を有する耐熱性導電材料特に電極を提供することであ
る。本発明の他の目的は、繰り返しの熱履歴を受けても
セラミックスとの剥離、割れのない耐熱衝撃性に優れた
複合材料、特にヒータ、ＤＰＦを提供することを目的と
するものである。
【０００９】本発明の目的は、クロムに対するアルミニ
ウムの原子比が０．２〜１０．９であるクロム及びアル
ミニウムを含む混合原料粉末ないしは合金粉末を、溶射
してアルミニウム−クロム系合金を製造することによっ
て達成することができる。
ウムの原子比が０．２〜１０．９であるクロム及びアル
ミニウムを含む混合原料粉末ないしは合金粉末を、溶射
してアルミニウム−クロム系合金を製造することによっ
て達成することができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、以
下を要旨とするものである。 （請求項１）クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であり、しかも空気中、温度９００℃
で２００時間熱処理後の室温比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とするアルミニウム−クロム系合金。 （請求項２）六ホウ化ランタン、チタン、マンガン及び
ニッケルから選ばれた少なくとも１種の成分を更に５０
重量％以下（０を含まず）を含んでなることを特徴とす
る請求項１記載のアルミニウム−クロム系合金。 （請求項３）クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であるクロム及びアルミニウムの混合
粉末ないしは合金粉末、又は更に六ホウ化ランタン、チ
タン、マンガン及びニッケルから選ばれた少なくとも１
種の成分を５０重量％以下（０を含まず）を含んでなる
混合粉末ないしは合金粉末を溶射することを特徴とする
アルミニウム−クロム系合金の製造方法。 （請求項４）請求項１又は２記載のアルミニウム−クロ
ム系合金からなることを特徴とする電極。 （請求項５）請求項１又は２記載のアルミニウム−クロ
ム系合金とセラミックスとが一体化されてなることを特
徴とする複合材料。 （請求項６）請求項５記載の複合材料からなることを特
徴とするセラミックスヒータ。 （請求項７）請求項６記載のヒータを備えてなることを
特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。
下を要旨とするものである。 （請求項１）クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であり、しかも空気中、温度９００℃
で２００時間熱処理後の室温比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とするアルミニウム−クロム系合金。 （請求項２）六ホウ化ランタン、チタン、マンガン及び
ニッケルから選ばれた少なくとも１種の成分を更に５０
重量％以下（０を含まず）を含んでなることを特徴とす
る請求項１記載のアルミニウム−クロム系合金。 （請求項３）クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であるクロム及びアルミニウムの混合
粉末ないしは合金粉末、又は更に六ホウ化ランタン、チ
タン、マンガン及びニッケルから選ばれた少なくとも１
種の成分を５０重量％以下（０を含まず）を含んでなる
混合粉末ないしは合金粉末を溶射することを特徴とする
アルミニウム−クロム系合金の製造方法。 （請求項４）請求項１又は２記載のアルミニウム−クロ
ム系合金からなることを特徴とする電極。 （請求項５）請求項１又は２記載のアルミニウム−クロ
ム系合金とセラミックスとが一体化されてなることを特
徴とする複合材料。 （請求項６）請求項５記載の複合材料からなることを特
徴とするセラミックスヒータ。 （請求項７）請求項６記載のヒータを備えてなることを
特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
【００１２】本発明のアルミニウム−クロム系合金（以
下、「Ａｌ−Ｃｒ系合金」という。）は、クロムに対す
るアルミニウムの原子比が０．２〜１０．９好ましくは
０．６〜６．８である。この原子比が１０．９をこえる
と高温酸化雰囲気下に曝された際、溶融し電極等として
機能しなくなり、また０．２未満では表面酸化が進行し
導電性が低下する。本発明の原子比を持つＡｌ−Ｃｒ系
合金は、アルミニウムの融点である６６０℃以上でも溶
融して球状化することはない。
下、「Ａｌ−Ｃｒ系合金」という。）は、クロムに対す
るアルミニウムの原子比が０．２〜１０．９好ましくは
０．６〜６．８である。この原子比が１０．９をこえる
と高温酸化雰囲気下に曝された際、溶融し電極等として
機能しなくなり、また０．２未満では表面酸化が進行し
導電性が低下する。本発明の原子比を持つＡｌ−Ｃｒ系
合金は、アルミニウムの融点である６６０℃以上でも溶
融して球状化することはない。
【００１３】次に、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金が備えな
ければならない第２の条件は、高温の熱履歴を受けても
室温比抵抗値がセラミックスのそれよりも小さいことで
ある。すなわち、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金は、空気
中、温度９００℃で２００時間加熱し室温に戻したとき
の室温比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下であることが必要であ
る。ここで、室温比抵抗値は表面酸化による接触抵抗も
含めたものである。
ければならない第２の条件は、高温の熱履歴を受けても
室温比抵抗値がセラミックスのそれよりも小さいことで
ある。すなわち、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金は、空気
中、温度９００℃で２００時間加熱し室温に戻したとき
の室温比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下であることが必要であ
る。ここで、室温比抵抗値は表面酸化による接触抵抗も
含めたものである。
【００１４】本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金には、上記室温
比抵抗値の特性を損なわせない限りにおいて第三成分を
含ませることができる。その第三成分としては、六ホウ
化ランタン、チタン、マンガン及びニッケルから選ばれ
た少なくとも１種である。これらの第三成分の添加によ
って、更に導電性が向上する。第三成分の含有量の合計
は５０重量％以下（０を含まず）であり、中でも、六ホ
ウ化ランタンの含有量は４６重量％以下特に３６重量％
以下、チタンの含有量は１５重量％以下、マンガン又は
ニッケルの含有量は３０重量％以下であることが好まし
い。本発明に好適な第三成分は六ホウ化ランタンであ
る。本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金には、更に酸素を１０重
量％以内で含ませることもできる。この場合、酸素は主
として酸化クロムとなって存在する。
比抵抗値の特性を損なわせない限りにおいて第三成分を
含ませることができる。その第三成分としては、六ホウ
化ランタン、チタン、マンガン及びニッケルから選ばれ
た少なくとも１種である。これらの第三成分の添加によ
って、更に導電性が向上する。第三成分の含有量の合計
は５０重量％以下（０を含まず）であり、中でも、六ホ
ウ化ランタンの含有量は４６重量％以下特に３６重量％
以下、チタンの含有量は１５重量％以下、マンガン又は
ニッケルの含有量は３０重量％以下であることが好まし
い。本発明に好適な第三成分は六ホウ化ランタンであ
る。本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金には、更に酸素を１０重
量％以内で含ませることもできる。この場合、酸素は主
として酸化クロムとなって存在する。
【００１５】次に、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金の製造方
法について説明する。本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金は、ク
ロムに対するアルミニウムの原子比を０．２〜１０．９
好ましくは０．６〜６．８としてアルミニウムとクロム
をＰＶＤ、ＣＶＤ等によって基板に蒸着する方法、アル
ミニウムとクロムの混合粉末又はその混合粉末を加熱溶
融して製造された合金粉末を溶射する方法等によって製
造することができる。特に、アルミニウムとクロムの融
点はそれぞれ６６０℃と２１６３℃であり極端な温度差
があり、取扱いには十分な配慮が必要となるので、溶射
法が簡便で好ましい。上記第三成分を含むＡｌ−Ｃｒ系
合金は、その第三成分を含んだ上記アルミニウムとクロ
ムの混合粉末ないしは合金粉末を溶射することによって
製造することができる。
法について説明する。本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金は、ク
ロムに対するアルミニウムの原子比を０．２〜１０．９
好ましくは０．６〜６．８としてアルミニウムとクロム
をＰＶＤ、ＣＶＤ等によって基板に蒸着する方法、アル
ミニウムとクロムの混合粉末又はその混合粉末を加熱溶
融して製造された合金粉末を溶射する方法等によって製
造することができる。特に、アルミニウムとクロムの融
点はそれぞれ６６０℃と２１６３℃であり極端な温度差
があり、取扱いには十分な配慮が必要となるので、溶射
法が簡便で好ましい。上記第三成分を含むＡｌ−Ｃｒ系
合金は、その第三成分を含んだ上記アルミニウムとクロ
ムの混合粉末ないしは合金粉末を溶射することによって
製造することができる。
【００１６】以下、本発明で使用される溶射法について
説明する。溶射方法としては、プラズマ溶射、アーク溶
射、フレーム溶射等が利用できるが、原料の選択自由
度、ランニングコストの点でプラズマ溶射が好ましい。
溶射を実施する雰囲気条件については制限はないが、常
圧の大気中は雰囲気チャンバー等を必要としないので、
生産性、コストの面で好ましい。常圧の大気中での溶射
は、わずかに酸化クロムの生成が認められるが、酸化ア
ルミニウムの生成はほとんど認められず、導電性の低下
も極めて小さく良好なＡｌ−Ｃｒ系合金を製造すること
ができる。この場合、溶射される基材の温度を特に５０
０℃以上とすることによって、ＡｌＣｒ金属間化合物が
形成する。
説明する。溶射方法としては、プラズマ溶射、アーク溶
射、フレーム溶射等が利用できるが、原料の選択自由
度、ランニングコストの点でプラズマ溶射が好ましい。
溶射を実施する雰囲気条件については制限はないが、常
圧の大気中は雰囲気チャンバー等を必要としないので、
生産性、コストの面で好ましい。常圧の大気中での溶射
は、わずかに酸化クロムの生成が認められるが、酸化ア
ルミニウムの生成はほとんど認められず、導電性の低下
も極めて小さく良好なＡｌ−Ｃｒ系合金を製造すること
ができる。この場合、溶射される基材の温度を特に５０
０℃以上とすることによって、ＡｌＣｒ金属間化合物が
形成する。
【００１７】溶射原料は、所望する合金特性に応じ、ク
ロムに対するアルミニウムの原子比が０．２〜１０．９
の範囲内で選択される。この場合、溶射原料は、アルミ
ニウムとクロムを含む混合粉末であってもよく、また予
めその混合粉末を加熱溶融して製造された合金の粉末で
あってもよい。更に、上記第三成分を含ませる場合は、
その第三成分は、上記アルミニウムとクロムを含む混合
粉末又は合金粉末に混合してもよく、また第三成分がア
ルミニウムとクロムの合金で被覆された粉末であっても
よい。
ロムに対するアルミニウムの原子比が０．２〜１０．９
の範囲内で選択される。この場合、溶射原料は、アルミ
ニウムとクロムを含む混合粉末であってもよく、また予
めその混合粉末を加熱溶融して製造された合金の粉末で
あってもよい。更に、上記第三成分を含ませる場合は、
その第三成分は、上記アルミニウムとクロムを含む混合
粉末又は合金粉末に混合してもよく、また第三成分がア
ルミニウムとクロムの合金で被覆された粉末であっても
よい。
【００１８】本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金の用途として
は、それ自体を電極とすることができるし、またセラミ
ックスと一体化させて複合材料となし、それを回路基
板、セラミックスヒータ、ＤＰＦ等として使用すること
ができる。
は、それ自体を電極とすることができるし、またセラミ
ックスと一体化させて複合材料となし、それを回路基
板、セラミックスヒータ、ＤＰＦ等として使用すること
ができる。
【００１９】本発明の複合材料について説明する。本発
明の複合材料は、目的、用途に応じて種々の形状ないし
はセラミックスが選択される。本発明の複合材料を構成
するセラミックスとしては、耐熱性を有するものが好ま
しく、アルミナ、ジルコニア等の酸化物系セラミック
ス、炭化珪素、窒化珪素、二珪化モリブデン等の非酸化
物系セラミックスを使用することができる。中でも、炭
化珪素、二珪化モリブデンは、電気的特性及び耐熱性の
双方の点に優れているので、セラミックスヒータとして
好適である。
明の複合材料は、目的、用途に応じて種々の形状ないし
はセラミックスが選択される。本発明の複合材料を構成
するセラミックスとしては、耐熱性を有するものが好ま
しく、アルミナ、ジルコニア等の酸化物系セラミック
ス、炭化珪素、窒化珪素、二珪化モリブデン等の非酸化
物系セラミックスを使用することができる。中でも、炭
化珪素、二珪化モリブデンは、電気的特性及び耐熱性の
双方の点に優れているので、セラミックスヒータとして
好適である。
【００２０】セラミックスとＡｌ−Ｃｒ系合金とを一体
化するには上記溶射法が好適である。Ａｌ−Ｃｒ系合金
の形状、大きさ、形成位置は、目的、用途に応じて自由
に選択することができる。本発明の複合材料の用途がＤ
ＰＦである場合、セラミックスとしては、高導電性、高
耐熱性を有する炭化珪素又は二珪化モリブデンを主体と
する多孔質壁からなるハニカム構造体であることが好ま
しいので、Ａｌ−Ｃｒ系合金の厚みは１０〜３００μｍ
程度が好ましい。厚みが１０μｍ未満では耐熱・導電性
の効果が不十分となり、抵抗の増大、通電時の局部発熱
等の問題が生じる。また、厚みが３００μｍをこえると
加熱・冷却の熱サイクルによって発生する熱応力を緩和
しきれず、セラミックスからの剥離ないしはセラミック
スの割れが発生する。
化するには上記溶射法が好適である。Ａｌ−Ｃｒ系合金
の形状、大きさ、形成位置は、目的、用途に応じて自由
に選択することができる。本発明の複合材料の用途がＤ
ＰＦである場合、セラミックスとしては、高導電性、高
耐熱性を有する炭化珪素又は二珪化モリブデンを主体と
する多孔質壁からなるハニカム構造体であることが好ま
しいので、Ａｌ−Ｃｒ系合金の厚みは１０〜３００μｍ
程度が好ましい。厚みが１０μｍ未満では耐熱・導電性
の効果が不十分となり、抵抗の増大、通電時の局部発熱
等の問題が生じる。また、厚みが３００μｍをこえると
加熱・冷却の熱サイクルによって発生する熱応力を緩和
しきれず、セラミックスからの剥離ないしはセラミック
スの割れが発生する。
【００２１】ＤＰＦについて更に説明すると、ハニカム
構造体の形状は、例えば軸方向長さが２０〜５００ｍ
ｍ、多孔質壁の厚みが０．１〜１．０ｍｍ、貫通孔セル
ピッチが１．１４〜３．５９ｍｍ、貫通孔セル密度が１
平方インチあたり５０〜５００個である。
構造体の形状は、例えば軸方向長さが２０〜５００ｍ
ｍ、多孔質壁の厚みが０．１〜１．０ｍｍ、貫通孔セル
ピッチが１．１４〜３．５９ｍｍ、貫通孔セル密度が１
平方インチあたり５０〜５００個である。
【００２２】
【実施例】以下、実施例、比較例をあげて更に具体的に
本発明を説明する。
本発明を説明する。
【００２３】実施例１〜１７ 比較例１〜４ 炭化珪素（ＳｉＣ）質又は二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ
2 ）質からなる、端面寸法□１００ｍｍ、軸方向長さ１
００ｍｍ、壁厚０．４３ｍｍ、貫通孔セルピッチ２．５
４ｍｍ、貫通孔セル密度１００個／平方インチのハニカ
ム構造体上に、市販のアルミニウム粉末（純度９９％以
上、粒径１２５μｍ下）とクロム粉末（純度９８％以
上、粒径７５μｍ下）との混合粉末を大気中でプラズマ
溶射し、Ａｌ−Ｃｒ系合金膜を種々形成させた。なお、
Ａｌ−Ｃｒ系合金膜は、ハニカム構造体の端面から１０
ｍｍ幅の外周面全面と端面とに形成させた。
2 ）質からなる、端面寸法□１００ｍｍ、軸方向長さ１
００ｍｍ、壁厚０．４３ｍｍ、貫通孔セルピッチ２．５
４ｍｍ、貫通孔セル密度１００個／平方インチのハニカ
ム構造体上に、市販のアルミニウム粉末（純度９９％以
上、粒径１２５μｍ下）とクロム粉末（純度９８％以
上、粒径７５μｍ下）との混合粉末を大気中でプラズマ
溶射し、Ａｌ−Ｃｒ系合金膜を種々形成させた。なお、
Ａｌ−Ｃｒ系合金膜は、ハニカム構造体の端面から１０
ｍｍ幅の外周面全面と端面とに形成させた。
【００２４】溶射条件の一例を示すと、プラズマ電力３
５ｋｗ、プラズマガスＡｒ−Ｈ2 、原料供給量４０ｇ／
分、溶射距離１５０ｍｍである。
５ｋｗ、プラズマガスＡｒ−Ｈ2 、原料供給量４０ｇ／
分、溶射距離１５０ｍｍである。
【００２５】形成されたＡｌ−Ｃｒ系合金膜のＡｌ／Ｃ
ｒ原子比を蛍光Ｘ線分析装置（理学電機工業社製「ＲＩ
Ｘ−３０００」）を用い、酸素含有量をＯ／Ｎ分析装置
（堀場製作所社製「ＥＭＧＡ−２８００」）を用い、ま
た合金膜厚をマイクロメーターを用いてそれぞれ測定し
た。それらの結果を表１に示す。
ｒ原子比を蛍光Ｘ線分析装置（理学電機工業社製「ＲＩ
Ｘ−３０００」）を用い、酸素含有量をＯ／Ｎ分析装置
（堀場製作所社製「ＥＭＧＡ−２８００」）を用い、ま
た合金膜厚をマイクロメーターを用いてそれぞれ測定し
た。それらの結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】次に、ハニカム構造体の端面より２０ｍｍ
幅の位置で切断して試料を得、以下に従う耐熱衝撃性試
験を行った。また、ハニカム構造体の任意の一面に１０
ｍｍ幅×１００ｍｍ長さのＡｌ−Ｃｒ系合金膜を別途形
成させ、以下に従う耐酸化性試験を行った。
幅の位置で切断して試料を得、以下に従う耐熱衝撃性試
験を行った。また、ハニカム構造体の任意の一面に１０
ｍｍ幅×１００ｍｍ長さのＡｌ−Ｃｒ系合金膜を別途形
成させ、以下に従う耐酸化性試験を行った。
【００２８】（１）耐酸化性 空気中、９００℃×２００時間及び１０００℃×２００
時間の熱処理を行い、熱処理前後の室温比抵抗を測定し
た。比抵抗は、Ａｌ−Ｃｒ系合金膜上に８０ｍｍ間隔で
接点を設けて測定したので、測定値には表面酸化による
接触抵抗をも加味されている。
時間の熱処理を行い、熱処理前後の室温比抵抗を測定し
た。比抵抗は、Ａｌ−Ｃｒ系合金膜上に８０ｍｍ間隔で
接点を設けて測定したので、測定値には表面酸化による
接触抵抗をも加味されている。
【００２９】（２）耐熱衝撃性 空気中、室温から直ちに９００℃の炉内に入れ１０分間
保持した後直ちに室温放冷を１０分間行う。この操作を
１サイクルとし、試料外観を観察しながら２００サイク
ルまで試験を行い、試料に剥離や割れが発生したサイク
ル数を測定した。
保持した後直ちに室温放冷を１０分間行う。この操作を
１サイクルとし、試料外観を観察しながら２００サイク
ルまで試験を行い、試料に剥離や割れが発生したサイク
ル数を測定した。
【００３０】
【表２】
【００３１】表１〜２より、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金
膜で電極を形成させたＤＰＦは、優れた耐熱衝撃性と耐
酸化性を有することが示された。
膜で電極を形成させたＤＰＦは、優れた耐熱衝撃性と耐
酸化性を有することが示された。
【００３２】実施例１７〜３０ 炭化珪素質からなるハニカム構造体（比抵抗：２．８Ω
・ｃｍ）上に、アルミニウム粉末（純度９９％以上、粒
径１２５μｍ下）と、クロム粉末（純度９８％以上、粒
径７５μｍ下）と、第三成分としての六ホウ化ランタン
粉末（純度９８％以上、粒径１０６μｍ下）、チタン粉
末（純度９９％以上、粒径１５０μｍ下）、マンガン粉
末（純度９９％以上、粒径７５μｍ下）又はニッケル粉
末（純度９９％以上、粒径７５μｍ下）とからなる混合
粉末をプラズマ溶射したこと以外は、実施例１と同様に
してＤＰＦを製造した。Ａｌ−Ｃｒ系合金膜の物性を表
３に、またＤＰＦの特性を表４に示す。
・ｃｍ）上に、アルミニウム粉末（純度９９％以上、粒
径１２５μｍ下）と、クロム粉末（純度９８％以上、粒
径７５μｍ下）と、第三成分としての六ホウ化ランタン
粉末（純度９８％以上、粒径１０６μｍ下）、チタン粉
末（純度９９％以上、粒径１５０μｍ下）、マンガン粉
末（純度９９％以上、粒径７５μｍ下）又はニッケル粉
末（純度９９％以上、粒径７５μｍ下）とからなる混合
粉末をプラズマ溶射したこと以外は、実施例１と同様に
してＤＰＦを製造した。Ａｌ−Ｃｒ系合金膜の物性を表
３に、またＤＰＦの特性を表４に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】表３〜４より、第三成分として、六ホウ化
ランタン、チタン、マンガン、ニッケルを更に含ませた
本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金膜で電極を形成させたＤＰＦ
は、一段と導電性が向上することが示された。
ランタン、チタン、マンガン、ニッケルを更に含ませた
本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金膜で電極を形成させたＤＰＦ
は、一段と導電性が向上することが示された。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、温度９００〜１０００
℃の酸化雰囲気下においても表面酸化が進行せず優れた
導電性を示し、しかも繰り返しの熱履歴を受けてもセラ
ミックスから剥離したり割れたりすることのない耐熱衝
撃性に優れた、Ａｌ−Ｃｒ系合金を提供することができ
る。
℃の酸化雰囲気下においても表面酸化が進行せず優れた
導電性を示し、しかも繰り返しの熱履歴を受けてもセラ
ミックスから剥離したり割れたりすることのない耐熱衝
撃性に優れた、Ａｌ−Ｃｒ系合金を提供することができ
る。
【００３７】従って、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金は、高
温酸化雰囲気下で使用される電極、回路等として使用す
ることができる。また、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金とセ
ラミックスとが一体化された複合材料は、各種ヒータ、
回路基板、ＤＰＦとして使用することができる。
温酸化雰囲気下で使用される電極、回路等として使用す
ることができる。また、本発明のＡｌ−Ｃｒ系合金とセ
ラミックスとが一体化された複合材料は、各種ヒータ、
回路基板、ＤＰＦとして使用することができる。
Claims (7)
- 【請求項１】 クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であり、しかも空気中、温度９００℃
で２００時間熱処理後の室温比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とするアルミニウム−クロム系合金。 - 【請求項２】 六ホウ化ランタン、チタン、マンガン及
びニッケルから選ばれた少なくとも１種の成分を更に５
０重量％以下（０を含まず）を含んでなることを特徴と
する請求項１記載のアルミニウム−クロム系合金。 - 【請求項３】 クロムに対するアルミニウムの原子比が
０．２〜１０．９であるクロム及びアルミニウムの混合
粉末ないしは合金粉末、又は更に六ホウ化ランタン、チ
タン、マンガン及びニッケルから選ばれた少なくとも１
種の成分を５０重量％以下（０を含まず）を含んでなる
混合粉末ないしは合金粉末を溶射することを特徴とする
アルミニウム−クロム系合金の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載のアルミニウム−ク
ロム系合金からなることを特徴とする電極。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載のアルミニウム−ク
ロム系合金とセラミックスとが一体化されてなることを
特徴とする複合材料。 - 【請求項６】 請求項５記載の複合材料からなることを
特徴とするセラミックスヒータ。 - 【請求項７】 請求項６記載のヒータを備えてなること
を特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9065860A JPH1025532A (ja) | 1996-05-08 | 1997-03-19 | アルミニウム−クロム系合金及びその製造方法、用途 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-113704 | 1996-05-08 | ||
| JP11370496 | 1996-05-08 | ||
| JP9065860A JPH1025532A (ja) | 1996-05-08 | 1997-03-19 | アルミニウム−クロム系合金及びその製造方法、用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1025532A true JPH1025532A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=26407023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9065860A Pending JPH1025532A (ja) | 1996-05-08 | 1997-03-19 | アルミニウム−クロム系合金及びその製造方法、用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1025532A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115627440A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-01-20 | 中南大学 | 一种LaB6增强铝铬硅固体粉末渗铝剂及渗铝方法 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9065860A patent/JPH1025532A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115627440A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-01-20 | 中南大学 | 一种LaB6增强铝铬硅固体粉末渗铝剂及渗铝方法 |
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