JPH1053854A - 酸化保護膜 - Google Patents
酸化保護膜Info
- Publication number
- JPH1053854A JPH1053854A JP9088793A JP8879397A JPH1053854A JP H1053854 A JPH1053854 A JP H1053854A JP 9088793 A JP9088793 A JP 9088793A JP 8879397 A JP8879397 A JP 8879397A JP H1053854 A JPH1053854 A JP H1053854A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- coating
- protective film
- weight
- protection film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 229910008423 Si—B Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 2
- -1 CVD methods Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229910004534 SiMn Inorganic materials 0.000 description 1
- CFOAUMXQOCBWNJ-UHFFFAOYSA-N [B].[Si] Chemical compound [B].[Si] CFOAUMXQOCBWNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12576—Boride, carbide or nitride component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12597—Noncrystalline silica or noncrystalline plural-oxide component [e.g., glass, etc.]
- Y10T428/12604—Film [e.g., glaze, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12625—Free carbon containing component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
- Y10T428/12819—Group VB metal-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
- Y10T428/12826—Group VIB metal-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
- Y10T428/12826—Group VIB metal-base component
- Y10T428/1284—W-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ
の族及びそれらの合金からなる高温溶融金属に対する酸
化保護膜であって、従来公知の酸化保護膜に対して密着
性、均一性及び密度が改善され、従って明らかに酸化保
護が改善されたものを提供する。 【解決手段】酸化保護膜は１乃至１４重量％のホウ素、
０．１乃至４重量％の炭素及び残りシリコンからなる。
の族及びそれらの合金からなる高温溶融金属に対する酸
化保護膜であって、従来公知の酸化保護膜に対して密着
性、均一性及び密度が改善され、従って明らかに酸化保
護が改善されたものを提供する。 【解決手段】酸化保護膜は１乃至１４重量％のホウ素、
０．１乃至４重量％の炭素及び残りシリコンからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モリブデン、タ
ングステン、タンタル、ニオブの族及びそれらの合金も
しくはそれらの複合材料からなる基板上に形成され、主
としてシリコン並びに１乃至１４重量％のホウ素からな
る酸化保護膜に関する。
ングステン、タンタル、ニオブの族及びそれらの合金も
しくはそれらの複合材料からなる基板上に形成され、主
としてシリコン並びに１乃至１４重量％のホウ素からな
る酸化保護膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温溶融金属は、最高温度に至るまでそ
の強度を維持する性質を持っている。しかしながら、こ
れらの金属及び合金は、４００℃以上の高温において空
気或いは他の酸化性媒体に曝されるときに、酸化に対す
る抵抗力が小さいということが問題である。
の強度を維持する性質を持っている。しかしながら、こ
れらの金属及び合金は、４００℃以上の高温において空
気或いは他の酸化性媒体に曝されるときに、酸化に対す
る抵抗力が小さいということが問題である。
【０００３】この酸化に対して著しく抵抗力がないこと
を改善するために、高温溶融金属の表面に適当な保護膜
を設けることは公知である。特に、拡散加熱処理により
高温溶融金属と適当なケイ化物を形成するシリコンベー
スの膜を形成することはこの目的のために屡々適用され
てきた。このように被膜された高温溶融金属が高温にお
いて酸素を含む雰囲気に曝されると、ケイ化物の表面に
酸化膜が形成され、これがそれ以上の酸化に対して保護
膜として作用する。高温溶融金属の上に純粋なシリコン
の膜が形成される場合、ケイ化物の上の酸化膜はＳｉＯ
2 である。しかしながら純粋なＳｉＯ2 は、比較的ゆっ
くり形成され、高い溶融点を持っているので、このよう
な膜は特に１２００℃以下の高温溶融金属の使用温度で
は亀裂を塞ぐ性質が弱く、従って屡々不満足な酸化膜と
なる。
を改善するために、高温溶融金属の表面に適当な保護膜
を設けることは公知である。特に、拡散加熱処理により
高温溶融金属と適当なケイ化物を形成するシリコンベー
スの膜を形成することはこの目的のために屡々適用され
てきた。このように被膜された高温溶融金属が高温にお
いて酸素を含む雰囲気に曝されると、ケイ化物の表面に
酸化膜が形成され、これがそれ以上の酸化に対して保護
膜として作用する。高温溶融金属の上に純粋なシリコン
の膜が形成される場合、ケイ化物の上の酸化膜はＳｉＯ
2 である。しかしながら純粋なＳｉＯ2 は、比較的ゆっ
くり形成され、高い溶融点を持っているので、このよう
な膜は特に１２００℃以下の高温溶融金属の使用温度で
は亀裂を塞ぐ性質が弱く、従って屡々不満足な酸化膜と
なる。
【０００４】それ故、例えばＳｉＣ、ＳｉＢ、ＳｉＧ
ｅ、ＳｉＭｎ、ＳｉＴｉ、ＳｉＣｒのような特に二元物
質ベースの、しかしまた例えばＳｉＣｒＡｌ、ＳｉＴｉ
Ａｌ、ＳｉＣｒＢ、ＳｉＣｒＴｉやＳｉＣｒＦｅのよう
な三元物質ベースの改良された被膜の使用が実際に行わ
れてきた。シリコンベースのこのような被膜を使用する
と、ケイ化物の膜には純粋なＳｉＯ2 に比較して低温溶
融の混合酸化物が形成されるので、このような保護膜は
亀裂を塞ぐ性質が良好で、高温溶融金属の表面を広い温
度範囲にわたって保護するという利点がある。酸化保護
膜の形成は、プラズマ溶射、電気泳動、溶融液の電気分
解、溶融液への浸漬、ＣＶＤ或いはＰＶＤ法により、所
望の混合粉末のスラリを高温溶融金属の表面に吹きつけ
る（スラリ被膜）ことにより、或いは高温溶融金属を適
当な混合粉末中に活性剤と共に放置すること（粉末被
膜）することにより行われる。これに続いて低温被膜の
場合には、１２００℃乃至１６００℃の間の温度で拡散
加熱処理を保護ガス或いは高真空で行い、ケイ化物の膜
を形成する。高温被膜（溶融液の電気分解、溶融液への
浸漬、ＣＶＤ法、粉末被膜及び通常はまたプラズマ溶
射）では充分に密度の高い膜が析出されるので、ケイ化
物の膜が酸化の間に形成され、大量の酸素が侵入するこ
とはない。
ｅ、ＳｉＭｎ、ＳｉＴｉ、ＳｉＣｒのような特に二元物
質ベースの、しかしまた例えばＳｉＣｒＡｌ、ＳｉＴｉ
Ａｌ、ＳｉＣｒＢ、ＳｉＣｒＴｉやＳｉＣｒＦｅのよう
な三元物質ベースの改良された被膜の使用が実際に行わ
れてきた。シリコンベースのこのような被膜を使用する
と、ケイ化物の膜には純粋なＳｉＯ2 に比較して低温溶
融の混合酸化物が形成されるので、このような保護膜は
亀裂を塞ぐ性質が良好で、高温溶融金属の表面を広い温
度範囲にわたって保護するという利点がある。酸化保護
膜の形成は、プラズマ溶射、電気泳動、溶融液の電気分
解、溶融液への浸漬、ＣＶＤ或いはＰＶＤ法により、所
望の混合粉末のスラリを高温溶融金属の表面に吹きつけ
る（スラリ被膜）ことにより、或いは高温溶融金属を適
当な混合粉末中に活性剤と共に放置すること（粉末被
膜）することにより行われる。これに続いて低温被膜の
場合には、１２００℃乃至１６００℃の間の温度で拡散
加熱処理を保護ガス或いは高真空で行い、ケイ化物の膜
を形成する。高温被膜（溶融液の電気分解、溶融液への
浸漬、ＣＶＤ法、粉末被膜及び通常はまたプラズマ溶
射）では充分に密度の高い膜が析出されるので、ケイ化
物の膜が酸化の間に形成され、大量の酸素が侵入するこ
とはない。
【０００５】この公知の酸化保護膜においては、しかし
ながら、屡々密着性が悪く、ある程度の多孔性と不均一
性とがあるという欠点がある。
ながら、屡々密着性が悪く、ある程度の多孔性と不均一
性とがあるという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、そ
れ故、高温溶融金属に対する酸化保護膜であって、膜の
密着性、均一性及び密度が改善され、従って従来公知の
酸化保護膜に対して明らかに酸化保護性能が改善された
ものを提供することにある。
れ故、高温溶融金属に対する酸化保護膜であって、膜の
密着性、均一性及び密度が改善され、従って従来公知の
酸化保護膜に対して明らかに酸化保護性能が改善された
ものを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、この発明に
よれば、酸化保護膜がホウ素及びシリコンの他に０．１
乃至４重量％の炭素を含むことによって解決される。
よれば、酸化保護膜がホウ素及びシリコンの他に０．１
乃至４重量％の炭素を含むことによって解決される。
【０００８】特に、その場合、例えば５乃至１２重量％
のホウ素、０．５乃至３重量％の炭素、残りがシリコン
からなる酸化保護膜が優れていることが実証されてい
る。
のホウ素、０．５乃至３重量％の炭素、残りがシリコン
からなる酸化保護膜が優れていることが実証されてい
る。
【０００９】この発明による酸化保護膜は高温溶融金属
の中実の基板に対してもまたこのような物質からなる中
間層に対しても卓越していることが実証されている。酸
化保護膜にこのような僅かの炭素成分を含むだけで、純
粋なホウ素・シリコン膜に対してある使用条件では２倍
にまで達するような酸化抵抗力の改善が得られたことは
全く驚異的なことであり、またこのような程度は全く予
期されなかったことである。保護膜の製造のために添加
される炭素は合金元素としてだけでなく、高温被膜の
際、熱処理の際或いはまた酸化性雰囲気における使用の
初期において拡散を阻害する酸素をＣＯ或いはＣＯ2 の
形で除去する活性剤として作用することは明らかであ
る。このことは、炭素含有量が熱処理されたもしくは既
に短時間高い温度で使用された酸化保護膜において、最
初に添加された炭素の量に対して１０分の１まで少ない
ことからも確認できる。この最初に減少された炭素成分
はその後安定化し、酸化保護膜の機能を失うまで殆ど一
定である。
の中実の基板に対してもまたこのような物質からなる中
間層に対しても卓越していることが実証されている。酸
化保護膜にこのような僅かの炭素成分を含むだけで、純
粋なホウ素・シリコン膜に対してある使用条件では２倍
にまで達するような酸化抵抗力の改善が得られたことは
全く驚異的なことであり、またこのような程度は全く予
期されなかったことである。保護膜の製造のために添加
される炭素は合金元素としてだけでなく、高温被膜の
際、熱処理の際或いはまた酸化性雰囲気における使用の
初期において拡散を阻害する酸素をＣＯ或いはＣＯ2 の
形で除去する活性剤として作用することは明らかであ
る。このことは、炭素含有量が熱処理されたもしくは既
に短時間高い温度で使用された酸化保護膜において、最
初に添加された炭素の量に対して１０分の１まで少ない
ことからも確認できる。この最初に減少された炭素成分
はその後安定化し、酸化保護膜の機能を失うまで殆ど一
定である。
【００１０】炭素のこの特殊な酸化改善作用は、専門家
にとっては炭素によって先ず第一に基板材料の炭化が行
われるものと考えられていたから決して予見されないも
のであった。この発明による酸化保護膜の実際に重要な
膜厚は５０μｍ乃至５００μｍの間の範囲にある。特に
好ましい酸化保護膜の実施形態において膜厚は１００乃
至２００μｍである。
にとっては炭素によって先ず第一に基板材料の炭化が行
われるものと考えられていたから決して予見されないも
のであった。この発明による酸化保護膜の実際に重要な
膜厚は５０μｍ乃至５００μｍの間の範囲にある。特に
好ましい酸化保護膜の実施形態において膜厚は１００乃
至２００μｍである。
【００１１】この発明による酸化保護膜の製造は原理的
には全ての公知の被膜方法で可能である。しかしなが
ら、大気中のプラズマ溶射及びスラリ被膜法が特に有効
な被膜方法として実証されている。
には全ての公知の被膜方法で可能である。しかしなが
ら、大気中のプラズマ溶射及びスラリ被膜法が特に有効
な被膜方法として実証されている。
【００１２】
【実施例】以下にこの発明を製造の実施例を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１３】例１ １０乃至２５ｍｍの直径と５０乃至２５０ｍｍの長さを
持つ円筒状の試料の表面をサンドブラストし、鋭いエッ
ジを全て丸くした。８８０ｇのシリコン粉末、１００ｇ
のホウ素粉末及び２０ｇの炭素粉末からなる混合粉末を
非対称運動ミキサで３０分間混合した。次に、無色のニ
トロセルロースラッカー５６０ｍｌを１４０ｍｌのニト
ロ希釈液に溶解して加えて、この混合物をミキサーで４
時間均質化処理することによりスラリを作った。試料を
このスラリの吹きつけにより被膜し、２時間空気乾燥の
後この試料を１３７０℃で保護ガス加熱（Ｈ2 、１バー
ル）に２４時間曝した。これによりスラリのラッカー成
分を完全に除去した。次いで試料から密着性の悪いスラ
リの残りを取り除き、例えば亀裂或いは剥離等の膜の欠
陥を光学的に検査し、必要な場合には新たに被膜した。
このように被膜された試料は５０乃至１００μｍの範囲
の膜厚を示した。耐酸化性を検討するために被膜された
試料を１２００℃で空気中で加熱した。その際酸化保護
膜がなくなるまでに平均して３０００時間の耐久時間が
確認された。比較のために試料を同様に同一組成でしか
し炭素成分を含まないスラリで被膜して、１２００℃で
空気中でテストした。このように被膜された試料では平
均して約２０００時間の耐久時間が確認された。
持つ円筒状の試料の表面をサンドブラストし、鋭いエッ
ジを全て丸くした。８８０ｇのシリコン粉末、１００ｇ
のホウ素粉末及び２０ｇの炭素粉末からなる混合粉末を
非対称運動ミキサで３０分間混合した。次に、無色のニ
トロセルロースラッカー５６０ｍｌを１４０ｍｌのニト
ロ希釈液に溶解して加えて、この混合物をミキサーで４
時間均質化処理することによりスラリを作った。試料を
このスラリの吹きつけにより被膜し、２時間空気乾燥の
後この試料を１３７０℃で保護ガス加熱（Ｈ2 、１バー
ル）に２４時間曝した。これによりスラリのラッカー成
分を完全に除去した。次いで試料から密着性の悪いスラ
リの残りを取り除き、例えば亀裂或いは剥離等の膜の欠
陥を光学的に検査し、必要な場合には新たに被膜した。
このように被膜された試料は５０乃至１００μｍの範囲
の膜厚を示した。耐酸化性を検討するために被膜された
試料を１２００℃で空気中で加熱した。その際酸化保護
膜がなくなるまでに平均して３０００時間の耐久時間が
確認された。比較のために試料を同様に同一組成でしか
し炭素成分を含まないスラリで被膜して、１２００℃で
空気中でテストした。このように被膜された試料では平
均して約２０００時間の耐久時間が確認された。
【００１４】例２ ３００ｍｍ×２００ｍｍ×６ｍｍの寸法のモリブデンか
らなる板状の試料の表面をサンドブラストし、角及びエ
ッジを全て丸めた。次いで試料を大気中でプラズマ溶射
により被膜した。使用された溶射粉末はこの場合次のよ
うに作られた。即ち、８．８ｋｇのシリコン粉末、１．
０ｋｇのホウ素粉末及び０．２ｋｇの炭素粉末を混ぜ、
次いで水素の下で１３５０乃至１３８０℃で３．５時間
焼結し、それから３６乃至１２０μｍの間の粒径の範囲
を持つ粉末分子を取り除いた。プラズマ溶射自体は普通
の調整で行われ、２５０乃至３００μｍの間の膜厚に多
数回の溶射工程で被膜された。この試料を１４００℃で
空気中で加熱した際３００時間の平均耐久時間が得られ
た。
らなる板状の試料の表面をサンドブラストし、角及びエ
ッジを全て丸めた。次いで試料を大気中でプラズマ溶射
により被膜した。使用された溶射粉末はこの場合次のよ
うに作られた。即ち、８．８ｋｇのシリコン粉末、１．
０ｋｇのホウ素粉末及び０．２ｋｇの炭素粉末を混ぜ、
次いで水素の下で１３５０乃至１３８０℃で３．５時間
焼結し、それから３６乃至１２０μｍの間の粒径の範囲
を持つ粉末分子を取り除いた。プラズマ溶射自体は普通
の調整で行われ、２５０乃至３００μｍの間の膜厚に多
数回の溶射工程で被膜された。この試料を１４００℃で
空気中で加熱した際３００時間の平均耐久時間が得られ
た。
【００１５】例３ 例２と同様な寸法で但しタングステンからなる板状の試
料に例２と同様な溶射粉末と条件で被膜した。このよう
に被膜された試料を１４００℃で空気中で加熱したとこ
ろ２００時間の平均耐久時間が得られた。
料に例２と同様な溶射粉末と条件で被膜した。このよう
に被膜された試料を１４００℃で空気中で加熱したとこ
ろ２００時間の平均耐久時間が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレート ズリーク オーストリア国 6600 ロイツテ エーレ ンベルクシユトラーセ 49
Claims (5)
- 【請求項１】モリブデン、タングステン、タンタル、ニ
オブの族及びそれらの合金もしくはそれらの複合材料か
らなる基板上に形成され、主としてシリコン並びに１乃
至１４重量％のホウ素からなり、さらに０．１乃至４重
量％の炭素を含むことを特徴とする酸化保護膜。 - 【請求項２】５乃至１２重量％のホウ素、０．５乃至３
重量％の炭素、残りシリコンからなることを特徴とする
請求項１記載の酸化保護膜。 - 【請求項３】１００乃至３００μｍの間の膜厚を持って
いることを特徴とする請求項１又は２記載の酸化保護
膜。 - 【請求項４】大気中のプラズマ溶射により作られている
ことを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の酸化保
護膜。 - 【請求項５】スラリ被膜により作られていることを特徴
とする請求項１乃至３の１つに記載の酸化保護膜。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0017096U AT1251U1 (de) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Oxidationsschutzschicht |
| AT170/96 | 1996-03-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053854A true JPH1053854A (ja) | 1998-02-24 |
| JP4064490B2 JP4064490B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=3483437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08879397A Expired - Lifetime JP4064490B2 (ja) | 1996-03-27 | 1997-03-24 | 酸化保護膜 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5776550A (ja) |
| EP (1) | EP0798402B1 (ja) |
| JP (1) | JP4064490B2 (ja) |
| AT (1) | AT1251U1 (ja) |
| DE (1) | DE59700159D1 (ja) |
| ES (1) | ES2135281T3 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2732338B1 (fr) * | 1995-03-28 | 1997-06-13 | Europ Propulsion | Materiau composite protege contre l'oxydation par matrice auto-cicatrisante et son procede de fabrication |
| US5958605A (en) * | 1997-11-10 | 1999-09-28 | Regents Of The University Of California | Passivating overcoat bilayer for multilayer reflective coatings for extreme ultraviolet lithography |
| US6485791B1 (en) | 2000-04-06 | 2002-11-26 | Bangalore A. Nagaraj | Method for improving the performance of oxidizable ceramic materials in oxidizing environments |
| US6607852B2 (en) | 2001-06-27 | 2003-08-19 | General Electric Company | Environmental/thermal barrier coating system with silica diffusion barrier layer |
| US6643353B2 (en) | 2002-01-10 | 2003-11-04 | Osmic, Inc. | Protective layer for multilayers exposed to x-rays |
| US20070231595A1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Siemens Power Generation, Inc. | Coatings for molybdenum-based substrates |
| DE102007016411B4 (de) * | 2007-04-02 | 2015-11-19 | Gfe Fremat Gmbh | Halbzeug aus Molybdän, welches mit einer Schutzschicht versehen ist, und Verfahren zu dessen Herstellung |
| WO2009010086A1 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Peter Jeney | Coated susceptor for a high-temperature furnace and furnace comprising such a susceptor |
| DE102007037592B3 (de) * | 2007-08-06 | 2009-03-19 | Gfe Fremat Gmbh | Halbzeug aus Refraktärmetallen, insbesondere aus Molybdän oder Titan, welches mit einer Schutzschicht versehen ist und Verfahren zur Herstellung der Schutzschicht |
| EP2198068A1 (en) * | 2007-10-05 | 2010-06-23 | Johnson Matthey Public Limited Company | Improved metal protection |
| DE102009010109A1 (de) * | 2009-02-21 | 2010-09-23 | Mtu Aero Engines Gmbh | Herstellung einer Turbinenblisk mit einer Oxikations- bzw. Korrosionsschutzschicht |
| US8887839B2 (en) * | 2009-06-25 | 2014-11-18 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit for use in drilling subterranean formations |
| US8757299B2 (en) * | 2009-07-08 | 2014-06-24 | Baker Hughes Incorporated | Cutting element and method of forming thereof |
| US8978788B2 (en) | 2009-07-08 | 2015-03-17 | Baker Hughes Incorporated | Cutting element for a drill bit used in drilling subterranean formations |
| EP2479003A3 (en) | 2009-07-27 | 2013-10-02 | Baker Hughes Incorporated | Abrasive article |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3690686A (en) * | 1969-08-11 | 1972-09-12 | Ramsey Corp | Piston with seal having high strength molybdenum alloy facing |
| BE788747A (fr) * | 1971-09-16 | 1973-03-13 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | Formation de couches de borures metalliques |
| FR2382509A1 (fr) * | 1976-12-21 | 1978-09-29 | Eutectic Corp | Application a la flamme d'un revetement metallique sur un organe de forme cylindrique, notamment rouleau secheur |
| US4701356A (en) * | 1981-07-22 | 1987-10-20 | Allied Corporation | Method of facing using homogeneous, ductile nickel based hardfacing foils |
| US4655851A (en) * | 1985-06-11 | 1987-04-07 | Hughes Tool Company-Usa | Simultaneous carburizing and boronizing of earth boring drill bits |
| FR2668477B1 (fr) * | 1990-10-26 | 1993-10-22 | Propulsion Ste Europeenne | Materiau composite refractaire protege contre la corrosion, et procede pour son elaboration. |
| CH684196A5 (de) * | 1991-05-30 | 1994-07-29 | Castolin Sa | Verschleissfeste Schicht auf einem Bauteil sowie Verfahren zu deren Herstellung. |
| US5455068A (en) * | 1994-04-28 | 1995-10-03 | Aves, Jr.; William L. | Method for treating continuous extended lengths of tubular member interiors |
-
1996
- 1996-03-27 AT AT0017096U patent/AT1251U1/de not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-03-13 US US08/816,985 patent/US5776550A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-24 EP EP97200888A patent/EP0798402B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-24 ES ES97200888T patent/ES2135281T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-24 DE DE59700159T patent/DE59700159D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-24 JP JP08879397A patent/JP4064490B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4064490B2 (ja) | 2008-03-19 |
| EP0798402B1 (de) | 1999-05-12 |
| AT1251U1 (de) | 1997-01-27 |
| US5776550A (en) | 1998-07-07 |
| DE59700159D1 (de) | 1999-06-17 |
| EP0798402A1 (de) | 1997-10-01 |
| ES2135281T3 (es) | 1999-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1053854A (ja) | 酸化保護膜 | |
| US3542530A (en) | Nickel or cobalt base with a coating containing iron chromium and aluminum | |
| US4086391A (en) | Alumina forming coatings containing hafnium for high temperature applications | |
| JP5265073B2 (ja) | 環境バリア皮膜 | |
| US5035957A (en) | Coated metal product and precursor for forming same | |
| US4535035A (en) | Oxidation resistant slurry coating for carbon-based materials | |
| US20090297866A1 (en) | Components and methods of forming protective coating systems on components | |
| JP2004068157A (ja) | オーバレイコーティング | |
| US6861164B2 (en) | Environmental and thermal barrier coating for ceramic components | |
| US2763921A (en) | Corrosion and impact resistant article and method of making same | |
| US4935073A (en) | Process for applying coatings of zirconium and/or titantuim and a less noble metal to metal substrates and for converting the zirconium and/or titanium to an oxide, nitride, carbide, boride or silicide | |
| CN1330790C (zh) | 表面改性的不锈钢 | |
| CN1113725C (zh) | 钴－铬－钯基钎焊合金 | |
| JPH09509221A (ja) | チタン合金のための耐酸化性コーティング | |
| JPH0645863B2 (ja) | 高温耐摩耗・耐ビルドアップ性に優れた溶射材料およびその被覆物品 | |
| JP3129383B2 (ja) | 酸化物被覆炭化珪素材とその製法 | |
| US4715902A (en) | Process for applying thermal barrier coatings to metals and resulting product | |
| JPH0693412A (ja) | 耐熱性Ｔｉ系合金 | |
| RU2462535C1 (ru) | Способ химико-термической обработки деталей из никелевых сплавов | |
| WO2022018088A1 (fr) | Revetement a base d'une ceramique de silicium pour la protection d'un substrat | |
| Pérez et al. | Oxidation behaviour of Al-alloyed ZrSi2 at 700 C | |
| JP2767972B2 (ja) | ＴｉＡｌ系金属間化合物層の製造方法 | |
| CN120350342B (zh) | 一种防止钼及钼合金氧化的方法 | |
| EP0140889A1 (en) | Process for applying thermal barrier coatings to metals and resulting product | |
| WO2019123694A1 (ja) | ＴｉＡｌ合金材及びその製造方法、並びにＴｉＡｌ合金材の鍛造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040226 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070511 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071227 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |