JPH11209175A - 蒸着材 - Google Patents
蒸着材Info
- Publication number
- JPH11209175A JPH11209175A JP10011053A JP1105398A JPH11209175A JP H11209175 A JPH11209175 A JP H11209175A JP 10011053 A JP10011053 A JP 10011053A JP 1105398 A JP1105398 A JP 1105398A JP H11209175 A JPH11209175 A JP H11209175A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor deposition
- granules
- less
- particle size
- monoclinic
- 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
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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/486—Fine ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
法を提供する。 【解決手段】安定化剤とジルコニア粉末からなる成形体
である。その微細構造は、造粒体と、造粒体を形成して
いない粒子との混合物で、造粒体の粒径は20μm以上
300μm以下でその割合が20%以上90%以下で、
かつ、その結晶系は単斜晶および立方晶で、単斜晶の含
有率が70%以上で、造粒体を形成する粒子の平均粒径
が0.5μm以上15μm以下である成形体からなるこ
とを特徴とする蒸着材。さらに、成形体中の結晶系は単
斜晶の含有比率が25〜70%、正方晶の含有比率が1
0%以下で、残部が立方晶であり、かさ密度が3.0〜
5.0g/cm3、気孔率が15〜50%、気孔のモー
ド径が0.5〜3μm、0.1〜5μmの気孔の体積が
全体積の90%以上を占めることを特徴とする蒸着材。
さらに、当該蒸着材を使用する蒸着方法。
Description
性に優れ、安定した溶融プールを形成し、蒸着を行うこ
とができる被覆用蒸着材に関する。
が一般的であったが、最近の被膜に対する特性向上の要
求や蒸着法の開発に伴ってPhysical Vapo
r Deposition法(以下,PVD法と略
す。)による耐熱性被膜の形成方法が実用化された。中
でもElectron−beamを使用するEB−PV
D法が注目され、文献(ADVANCED MATER
IAL&PROCESS,Vol.140,No.6,
No.12,p.18〜22(1991))に記載され
ている様なEB−PVD法による耐熱性被膜の形成方法
が数多く開発されている。
膜の形成方法は、主に航空機エンジン等部品に対する耐
熱被覆に使用されているが、その他のフィルムや光学部
品のコーティング等にも使用されている。エンジン用部
品の被覆材として使用される蒸着材は、高温の燃焼ガス
が直接当たる部分の部品に被覆されるため、優れた耐熱
性が必要であり、そのため融点が高く高純度であること
が必要であることが必要である。また、金属部品との密
着性、熱サイクルにより剥離しないこと、燃焼ガスの成
分により腐食しないこと、さらにはこの被膜の目的であ
る金属部品の耐久性を増すために熱伝導度が低く、金属
部品の表面温度の低下ができるだけ大きくなることが望
ましい。これらの要求を満たす材料は現在迄数少なく、
イットリアなどの安定化剤を含有したジルコニア粉末を
成形した成形体が主に使用されている。
る蒸着材は、融点が高く、更に高速で蒸着被膜を形成す
る必要が有ることから、蒸着材を高エネルギーで蒸発さ
せることのできるエレクトロンビームを用いたEB蒸着
方法を用いて成膜に供せられる。
上記蒸着材に高エネルギーの電子ビームを急激に照射す
るため、通常の成形体では熱衝撃により破壊を生じる。
この蒸着材に破壊が生じた場合、蒸着材の供給に支障を
きたし、安定して蒸着を継続できないため膜質が低下す
る。このため電子ビームにより破損する蒸着材は実用上
使用に耐えないものである。
を解決する手段として、様々な特性を有する蒸着材が提
案されており、その中で、ある手法により多孔質化して
耐熱性及び耐熱衝撃性を向上させることが提案されてい
る。
ルコニアに安定化剤として酸化イットリウムを0.5〜
25重量%加えて安定化させ、密度が3.0〜4.5g
/cm3 の多孔質とし、さらに、単斜晶率を5〜80%
に制御することによりEB照射により割れが生じない蒸
着材が得られると記載されている。
よび耐熱衝撃性の向上が不十分であり、高出力のEB照
射による急加熱により、割れが発生して長時間の定常作
業が困難である。
度99.8%以上、粒径0.1〜10μmのジルコニア
粒子と粒径1μm以下のイットリア粒子を混合して、全
体の70%以上が45〜300μmの粒径となるように
造粒し、熱処理を行い、球状集合粉粒体全体の50%以
上が45〜300μmとなるジルコニア粉粒を焼結して
なる焼結体であり、その焼結体の気孔率が25〜50%
で、かつ0.1〜5.0μmの気孔径が全気孔の70%
以上を占めるジルコニア質多孔焼結体からなる耐熱被膜
用蒸着材が提案されており、その蒸着材により耐熱衝撃
性に優れた耐熱被膜が得られると記載されている。
定化剤の固溶が進行しやすく、これに伴いEB照射の際
の加熱にともなう収縮が大きくなるため、EB照射によ
り蒸着材を溶融する際に、溶融部周辺で収縮が起こり亀
裂が発生し、安定して蒸着が行えないという問題があっ
た。
ら従来の蒸着材が有する問題点であるEB照射時の耐熱
衝撃性の改善、EB照射により溶融した溶融液の突沸現
象の防止、安定した溶融プールの形成及び蒸発速度の安
定性を改善した新規被覆用蒸着材およびその蒸着材を使
用する蒸着方法、さらに、基材にもしくは基材との間に
第三層を介してジルコニア薄膜を被覆した部材を提供す
ることにある。
題を解決するために鋭意検討した結果、本願発明を完成
するに至った。
ニア粉末からなる成形体であり、その微細構造が、ジル
コニア粒子により造粒された造粒体と、造粒体を形成し
ていない粒子とが混合した構造であり、粒径が20μm
以上300μm以下の造粒体の割合が20%以上90%
以下で、かつジルコニア粒子造粒体は実質的に安定化剤
を含まず、その結晶系が単斜晶および立方晶からなり、
単斜晶の含有率が70%以上であり、造粒体を形成する
粒子の平均粒径が0.5μm以上15μm以下である成
形体からなることを特徴とする蒸着材に関するものであ
り、特に、成形体中の結晶系の単斜晶の含有比率が25
〜70%で、かつ正方晶の含有比率が10%以下であ
り、残部が立方晶であり、かつ、かさ密度が3.0〜
5.0g/cm3、気孔率が15〜50%、気孔のモー
ド径が0.5〜3μmであり、0.1〜5μmの気孔の
全体積が全気孔の全体積の90%以上を占める蒸着材が
好ましく、これらの蒸着材を使用する蒸着方法、および
その方法で得られた、基材にジルコニア薄膜を被覆した
部材または基材との間に第三層を介してジルコニア薄膜
を被覆した部材も本発明に関する。
コニア粉末からなる成形体である。ここでいう成形体と
は加圧成形、焼成等により適した形に調製されたもので
あれば如何なる成形体でもよく、例えば円柱状のインゴ
ットや直径数ミリ程度の顆粒などが例示される。
ットリア、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ス
カンジウムおよび周期表 IIIA族第6周期の希土類金属
酸化物(ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジ
ム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、カドリ
ニウム、テルビミウム、ジスプロシウム、ホルミウム、
エルビミウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウ
ム)が例示され、これらの安定化剤は単独で使用して
も、2種以上の安定化剤を使用してもよい。安定化剤は
その用途に応じて0.1〜40wt%添加する。
ニア粉末からなる成形体からなり、その微細構造が、ジ
ルコニア粒子により造粒された造粒体と、造粒体を形成
していない粒子とが混合した構造であり、粒径が20μ
m以上300μm以下の造粒体の割合が20%以上90
%以下で、かつジルコニア粒子造粒体は実質的に安定化
剤を含まず、その結晶系が単斜晶および立方晶からな
り、単斜晶の含有率が70%以上であり、造粒体を形成
する粒子の平均粒径が0.5μm以上15μm以下であ
る成形体からなることを特徴とする蒸着材である。
が20%以上にする理由は、20%未満にすると高温時
の収縮が大きくなり、耐熱性、耐熱衝撃性が低下するた
めであり、粒径20μm以上の造粒体が90%以下にす
る理由は、90%を超えると取扱い上必要とされる機械
的強度が低下するためである。
300μm以下とする理由は、粒径が20μm未満の造
粒体が多い場合、造粒による焼結を抑制する効果及びク
ラック進展の抑制する効果が小さくなり、複合構造化に
よるEB照射時の耐割れ性向上の効果が低下し、逆に粒
径が300μmを越える造粒体が多い場合、取り扱い上
必要とされる機械的強度が低下するためである。
晶からなる。造粒体には実質的に安定化剤を含まないた
め、正方晶は形成されない。その理由は、正方晶が形成
すると、造粒体の加熱時に焼結が進行し易くなり、耐熱
衝撃性が損なわれるためである。また、単斜晶の含有率
が70%以上にする理由は、70%未満になると、安定
化剤の固溶が進行しすぎて加熱時に焼結が進行し易くな
り、結晶粒子径が大きくなりすぎて耐熱衝撃性を損なう
ので好ましくない。
まない」という意味は、本発明の蒸着材を製造する際、
安定化剤を含まないジルコニア造粒体と安定化剤粉末、
又は安定化剤を含まないジルコニア造粒体と安定化剤粉
末とジルコニア粉末を混合して製造するが、熱処理等に
より、もともと安定化剤を含まないジルコニア造粒体に
安定化剤と接触する表面部分に安定化剤が若干固溶する
場合があるものの、造粒体自体は実質的にはジルコニア
のみで構成されていることを意味するものである。
径が0.5μm以上にする理由は、平均粒径が0.5μ
m未満にすると高温時の収縮が大きくなり、耐熱性およ
び耐熱衝撃性が低下するためである。また、平均粒径が
15μm以下にするのは、15μmを越えると、造粒体
の形状維持が困難になり、また粒径の大きな粒子がある
ことでEB溶融性が低下するためである。
性について説明する。
下であるのが好ましい。なぜならば、単斜晶率が25%
未満の場合、熱膨張および結晶粒子径が大きくなりすぎ
て耐熱衝撃性を損ない、単斜晶率が70%を超える場
合、相転移に伴う亀裂の発生が多くなり、割れが生じた
り、強度が著しく低下するからである。
m3が好ましい。その理由は、かさ密度が5.0g/c
m3を超える場合、EB照射時の局部的な加熱により熱
応力により破壊が生じるので好ましくなく、一方、嵩密
度が3.0g/cm3未満の場合、機械的強度が低下し
て取扱いが困難となり好ましくないからである。
モード径が0.5〜3μmであり、かつ0.1〜5μm
の気孔体積が全気孔体積の90%以上を占めるのが好ま
しい。この気孔率を15〜50%に限定する理由は、気
孔率が15%未満の場合、EB照射時の局部的な加熱膨
脹による熱応力により破壊が生じるため好ましくなく、
逆に、気孔率が50%をこえる場合、機械的強度が低下
して取り扱いが困難となるため好ましくない。
μmであり、かつ、気孔径0.1〜5μmの気孔体積が
全気孔体積の90%以上を占めることが好ましい。その
理由は、0.1μm未満の気孔が多い場合、EB蒸着時
の加熱の際にこれらの気孔は焼結の進行に伴い気孔が消
滅してしまい、多孔質化の機能が消失してしまい、逆に
5μmを超える気孔が多い場合、蒸着材の機械的強度の
低下や、蒸着時の溶融プールの安定性を損なうからであ
る。また、気孔モード径が0.5μm未満の場合、気孔
径0.1〜5μmの気孔体積が全気孔体積の90%以上
を占めていても、全体として小さい気孔の量が多くな
り、EB蒸着時の加熱の際にこれらの気孔が消滅しやす
く耐熱衝撃性が不十分となり、逆に、気孔モード径が3
μmを超える場合、全体として径の大きい気孔の量が多
くなり、蒸着材の機械的強度が低下したり、蒸着時の溶
融プールの安定性を損なうため好ましくない。
限定されるものではないが、以下に具体的に説明する。
5〜15μmのジルコニア粉末のみを所定の範囲の粒度
に造粒し造粒体を調製する。原料ジルコニア粉末の平均
粒径が造粒体の所定の範囲の粒度を超える場合は、ボー
ルミル等により粉砕することにより、最終的に造粒体の
粒径が所定の範囲内になるならば当然用いることができ
る。この造粒方法について特に限定されないが、例えば
ジルコニア粉末のスラリーをスプレードライヤー等の通
常の乾燥装置を使用して乾燥して造粒することができ
る。またこの際、スラリー中に有機バインダーを添加し
造粒しやすくすることもできる。
熱処理温度は、バインダーや吸着物が取り除かれる温度
以上で焼成される温度であれば、特に限定されないが、
通常1000℃以上で焼成することが好ましく、140
0℃以上で焼成することが特に好ましい。この焼成は電
子ビームによる加熱時の焼結による収縮を減らす効果が
ある。また原料のジルコニア粉末の粒径が、請求項1に
規定された粒径の範囲より小さい場合には、熱処理後の
造粒体内の粒子の粒径が0.5μm以上15μm以下と
なるように熱処理温度を調整する必要がある。
とする組成となるように所定量混合し、成形体を得るた
めの粉末を調製する。または熱処理された造粒体に平均
粒径が0.05〜10μmのジルコニア粉末と安定化剤
を、目的とする組成となるように所定量混合し、成形体
を得るための混合処理した粉末を調製する。混合の方法
は特に限定されないが、所定の粉末を溶媒中に分散混合
した後、スラリーをスプレードライヤー、減圧乾燥、フ
ィルタープレス等の通常の乾燥装置を使用して乾燥して
成形体を調製することができる。この混合処理におい
て、混合方法やその条件によっては、ジルコニア粉末の
みで構成される造粒体が崩れて粉末状にある場合もある
が、この場合、混合処理後の粉末中で粒径20μm以上
300μm以下の造粒体の割合が請求項1に記載されて
いる所定の範囲内にあれば問題ないが、できるだけ、造
粒体が崩れぬように混合を行い、造粒体とそれ以外の粉
末の組成比により最終的な成形体中の造粒体の割合を調
整する事がより好ましい。
合処理された粉末を、通常ゴム型等に充填して、冷間静
水圧成形装置を使用して成形される。成形圧は本発明で
は特に限定されない。
末を適当な大きさに造粒する。この方法は特に限定され
ないが粉末を直接転動造粒等により造粒する事ができ
る。この場合、有機バインダー等を添加し造粒しやすく
できる。
熱処理が行われる。この熱処理温度はバインダーや吸着
物が取り除かれる温度以上で焼成される温度であれば、
特に限定されないが、通常1000℃以上で焼成するこ
とが好ましく、1400℃以上で焼成することが特に好
ましい。この焼成は電子ビームによる加熱時の焼結によ
る収縮を減らす効果がある。しかしながら、本発明の熱
処理前の成形体はそれ自身加熱による収縮量が非常に小
さく、1450℃で熱処理した場合でも5%以下の収縮
率である。
は、原料の粒径の大きい造粒体の形がほぼそのまま維持
され、図1に示される様に造粒体と造粒体を形成してい
ない粒子が混在している構造となる。造粒体と造粒体以
外の粉末の混合の際、混合条件により造粒体が崩れるこ
とがあるが、最終的に成形体中で粒径20μm以上30
0μm以下の造粒体の割合が20%以上90%以下とな
っていれば問題ない。成形体を熱処理する際に、ジルコ
ニア粒子により構成された造粒体とその周辺に存在する
安定化剤が反応する場合があるが、図2のような造粒体
の表面部分のみであり、造粒体の結晶系が単斜晶および
立方晶からなり単斜晶の含有率が70%以上で、実質的
に安定化剤を含んでいなければ問題ない。
った場合、安定化剤を含まない造粒体部分でも周辺に存
在する安定化剤の固溶が進行して正方晶または立方晶が
生成するが、このような場合でも、造粒体中の単斜晶率
は70%であることを必須とする。なぜならば、造粒体
中の単斜晶率が70%未満となると、造粒体部分の加熱
時の収縮が大きくなり、EB照射により加熱された際
に、溶融部周辺での収縮応力が大きくなり、亀裂等が発
生し易くなり好ましくない。
れておらず、単斜晶率が高いため、造粒体内に多くのマ
イクロクラックを含んでおり、クラックの進展を抑制す
る効果がある。また造粒体同士では殆ど焼結しないた
め、これらの造粒体を含むことでEB照射時の加熱によ
る焼結の進行にともなう収縮によるクラックの発生を抑
えることができる。これらの効果を得るためには、粒径
が20μm以上300μm以下の造粒体の割合が20%
以上90%以下でなけらばならない。何故ならば、粒径
が20μm以上300μm以下の造粒体の割合が20%
未満の場合、成形体の加熱処理時の収縮が大きくなり、
逆に粒径が20μm以上300μm以下の造粒体の割合
が90%を超える場合、取扱い上必要とされる機械的強
度が低下するからである。
300μm以下とする理由は、粒径が20μm未満の造
粒体が多い場合、造粒による焼結を抑制する効果及びク
ラック進展の抑制する効果が小さくなり、複合構造化に
よるEB照射時の耐割れ性向上の効果が低下し、逆に粒
径が300μmを越える造粒体が多い場合、取り扱い上
必要とされる機械的強度が低下するためである。
は、通常単斜晶と立方晶からなり、正方晶はほとんど含
まれない。安定化剤の固溶が均一な場合、すなわち成形
体のどの部分をとってもジルコニアと安定化剤の組成に
大きな違いがない場合、高温で加熱処理すると必然的に
正方晶の生成量が多くなる。安定化剤には焼結を促進す
る作用を持つ物があるため、固溶が均一である場合、す
なわち正方晶の生成量が多い場合、加熱により結晶粒子
が大きくなりすぎるため耐熱衝撃性が低下し好ましくな
い。ここで言う正方晶が殆ど含まれないとは、XRD回
折により正方晶の(400)のピークが実質的に検知さ
れないことをいう。
〜70%であることが好ましく、30%〜65%である
ことがより好ましい。
より正方晶に相転移を起こす。この時に体積が約4%減
少し、熱膨張による成形体の膨脹をこの相転移による収
縮が吸収する。また、単斜晶が存在すると成形体中に多
くのマイクロクラックが存在し、これらのマイクロクラ
ックは破壊時のクラックの進行も吸収して抑制する効果
を有しており、単斜晶の存在は耐熱衝撃性の向上に効果
的に寄与する。単斜晶が25%未満では、この様な効果
が不十分であり、逆に70%を超えると相転移による体
積変化が大きくなりすぎて蒸着材に亀裂が発生するため
好ましくない。また、このようにして得られた成形体の
気孔率は15〜50%であり、気孔のモード径が0.5
〜3μmであり、かつ0.1〜5μmの気孔体積が全気
孔体積の90%以上を占めるのが好ましい。
りEBを照射した際の局部加熱に伴う熱膨張による破壊
を防ぐことができる。このため気孔率を15〜50%に
することが好ましく、気孔率が15%未満の場合、EB
照射時の局部的な加熱膨脹による熱応力により破壊が生
じるため好ましくなく、逆に、気孔率が50%をこえる
場合、機械的強度が低下して取り扱いが困難となるため
好ましくない。また、この際、気孔径があまり小さいと
EB照射による加熱の際に気孔が容易に消滅してしまう
ため有効に機能せず、また焼結も進みやすく耐熱衝撃性
が低下し、逆に気孔径が大きいと、蒸着材の機械的強度
の低下や、蒸着時の溶融プールの安定性を損なうなどの
問題がある。このため、気孔径0.1〜5μmの気孔体
積が全気孔体積の90%以上を占めることが好ましい。
また、気孔体積がこの範囲内にある場合でも、径の小さ
い気孔が多い場合、例えば、0.1〜0.4μmの気孔
体積が全気孔体積の90%以上を占める場合、EB蒸着
時の加熱に伴い、焼結が進行して気孔が消滅しやすく、
耐熱衝撃性が不十分となり好ましくない。このため、気
孔のモード径が0.5〜3μmであることが望ましく、
気孔のモード径がある程度大きいことにより、耐熱衝撃
性が向上する。
範囲の物性をもつように、原料粉末の物性や混合条件を
選定し、得られた混合粉末を成形、焼成することにより
EB照射時に割れが生じず、安定して蒸着を行うことが
できる新規な耐熱被覆用蒸着材を作製することができ
る。
を使用し電子ビーム等のエネルギービーム照射型蒸着方
法により所望の基材に蒸着する方法、および、その方法
により得られた基材もしくは基材との間に第三層を介し
て被覆した部材をも包含するものである。
るが、本発明はこれらの実施例により何等限定されるも
のでない。
子径50μmの造粒体を1500℃で仮焼した後、この
造粒体2500gを平均粒径5μmのジルコニア粉末2
87gおよび平均粒径0.2μmのイットリア粉末21
3gを水1.5リットルに加え、スラリーを2時間撹拌
した後、乾燥して得られた粉末をゴム型(直径:75m
m,高さ:180mm)に詰めて、静水圧加圧成形機
(神戸製鋼社製、4KB×150D×500L型、圧力
0.3トン/cm2)で成形し、1600℃で焼結した
後、旋盤で直径63mm、高さ150mmの円柱に加工
して蒸着材を作製した。
子径70μmの造粒体を1500℃で仮焼した後、この
造粒体2000gを平均粒径5μmのジルコニア粉末7
87gおよび平均粒径0.2μmのイットリア粉末21
3gを水1.5リットルに加え、スラリーを2時間撹拌
した後、乾燥して得られた粉末をゴム型(直径:75m
m,高さ:180mm)に詰めて、静水圧加圧成形機
(神戸製鋼社製、4KB×150D×500L型、圧力
0.3トン/cm2)で成形し、1600℃で焼結した
後、旋盤で直径63mm、高さ150mmの円柱に加工
して蒸着材を作製した。
子径50μmの造粒体を1300℃で仮焼した後、この
造粒体2500gを平均粒径5μmのジルコニア粉末2
87gおよび平均粒径0.2μmのイットリア粉末21
3gを水1.5リットルに加え、スラリーを2時間撹拌
した後、乾燥して得られた粉末をゴム型(直径:75m
m,高さ:180mm)に詰めて、静水圧加圧成形機
(神戸製鋼社製、4KB×150D×500L型、圧力
0.3トン/cm2)で成形し、1550℃で焼結した
後、旋盤で直径63mm、高さ150mmの円柱に加工
して蒸着材を作製した。
粒径0.2μmのイットリア粉末213gを水1.5リ
ットルに加え、ボールミルで16時間粉砕混合した後、
乾燥して得られた粉末をゴム型(直径:75mm,高
さ:180mm)に詰めて、静水圧加圧成形機(神戸製
鋼社製、4KB×150D×500L型、圧力0.3ト
ン/cm2)で成形し、旋盤で加工した後1400℃で
焼結し、直径63mm、高さ150mmの円柱状蒸着材
を作製した。
子径50μmの造粒体を1500℃で仮焼した後、この
造粒体387gを平均粒径5μmのジルコニア粉末24
00gおよび平均粒径0.2μmのイットリア粉末21
3gを水1.5リットルに加え、スラリーを2時間撹拌
した後、乾燥して得られた粉末をゴム型(直径:75m
m,高さ:180mm)に詰めて、静水圧加圧成形機
(神戸製鋼社製、4KB×150D×500L型、圧力
0.3トン/cm2)で成形し、旋盤で加工した後、1
400℃で焼結し直径63mm、高さ150mmの円柱
に加工して蒸着材を作製した。
平均粒径0.2μmのイットリア粉末177gを水1.
5リットルに加え、ボールミルで16時間粉砕混合した
後、乾燥して得られた粉体を平均粒子径50μmの造粒
体に造粒し、1500℃仮焼した後、この造粒体250
0gを平均粒径5μmのジルコニア粉末464gおよび
平均粒径0.2μmのイットリア粉末35gを水1.5
リットルに加え、スラリーを2時間撹拌した後、乾燥し
て得られた粉末をゴム型(直径:75mm,高さ:18
0mm)に詰めて、静水圧加圧成形機(神戸製鋼社製、
4KB×150D×500L型、圧力0.3トン/cm
2)で成形し、1600℃で焼結した後、旋盤で直径6
3mm、高さ150mmの円柱に加工して蒸着材を作製
した。
子径50μmの造粒体を1200℃で仮焼した後、この
造粒体2500gを平均粒径5μmのジルコニア粉末2
87gおよび平均粒径0.2μmのイットリア粉末21
3gを水1.5リットルに加え、スラリーを2時間撹拌
した後、乾燥して得られた粉末をゴム型(直径:75m
m,高さ:180mm)に詰めて、静水圧加圧成形機
(神戸製鋼社製、4KB×150D×500L型、圧力
0.3トン/cm2)で成形し、1450℃で焼結した
後、旋盤で直径63mm、高さ150mmの円柱に加工
して蒸着材を作製した。
蒸着材の造粒体率(%)、造粒体の単斜晶率(%)、成
形体の粒子の粒径(μm)、成形体の単斜晶率(%)、
成形体の気孔率(%)、気孔のモード径(μm)、0.
1〜5μmの気孔径分布(%)及びEB照射試験結果を
以下の表1に示す。
に示す方法により求めた。
試料を電子天秤で測定した重量とマイクロメーターで測
定した形状寸法から算出した。
体積:水銀ポロシメーター(ポアサイザ:島津製作所社
製、MIC−9320型)により測定した。
水銀に圧力を掛けて気孔を有するサンプル中に水銀を圧
入し、圧力と侵入した水銀の積算容積の関係から得られ
る。すなわち、ある直径を有する気孔に水銀が入るため
の圧力は、Washburnの方程式があり、この式を
用いることにより、圧入圧力と侵入した水銀の積算容積
の関係が気孔の直径とその直径よりも大きな直径を有す
る気孔に侵入した水銀の容積の関係として求めることが
できる。そして、この侵入した水銀の容積は水銀の密度
で除することにより、その気孔径よりも大きな気孔の容
積を示す。
の表面張力、接触角や測定装置の構造からくる水銀頭な
どの必要な補正がなされる。
孔の積算容積の関係から以下の価が求められる。更に、
以下測定値の説明の中で使用したAおよびBの意味を図
3に説明した。
サンプルの見掛け容積)×100% 気孔モード径(B):気孔径と積算気孔容積の関係の変
化率(微分値)の曲線(A)、すなわち、気孔径分布曲
線(A)における最大ピーク値に相当する気孔径(B) 平均粒子径:粉末の平均粒子径の測定は、粉末をあらか
じめ成形した後、平面を出した面を走査型電子顕微鏡を
観察し、インタセプト法により求めた。
平面を走査型電子顕微鏡を観察し、インタセプト法によ
り求めた。
ス社製、M×p3 VA型)により、回折ピークを得て、
以下の計算式、数1により求めた。
2種類のEBで照射試験(EB照射試験1、測定条件:
加速電圧9kV、電流30mA、減圧1〜2×10-5T
orr,EB照射試験2、測定条件:加速電圧5kV、
電流1A)を行い蒸着材の亀裂の発生の有無を検討し
た。
も割れの生じない被覆用蒸着材が得られ、この蒸着材
は、例えば、航空機エンジン等部品に対する耐熱被覆に
使用される。
の分布を示す。
ない粒子の分布を示す。
方法を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】安定化剤とジルコニア粉末からなる成形体
であり、その微細構造が、ジルコニア粒子により造粒さ
れた造粒体と、造粒体を形成していない粒子とが混合し
た構造であり、粒径が20μm以上300μm以下の造
粒体の割合が20%以上90%以下で、かつジルコニア
粒子造粒体は実質的に安定化剤を含まず、その結晶系が
単斜晶および立方晶からなり、単斜晶の含有率が70%
以上であり、造粒体を形成する粒子の平均粒径が0.5
μm以上15μm以下である成形体からなることを特徴
とする蒸着材。 - 【請求項2】請求項1に記載の蒸着材において、成形体
中の結晶系の単斜晶の含有比率が25〜70%で、かつ
正方晶の含有比率が10%以下であり、残部が立方晶で
あり、かつ、かさ密度が3.0〜5.0g/cm3、気
孔率が15〜50%、気孔のモード径が0.5〜3μm
であり、0.1〜5μmの気孔の全体積が全気孔の全体
積の90%以上を占めることを特徴とする蒸着材。 - 【請求項3】請求項1及び請求項2に記載の蒸着材を使
用する蒸着方法。 - 【請求項4】請求項3に記載の蒸着方法において、蒸着
方法がエレクトロンビーム照射型蒸着方法であることを
特徴とする蒸着方法。 - 【請求項5】請求項3または請求項4に記載の方法で、
基材又は基材との間に第三層を介してジルコニア薄膜を
被覆した部材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01105398A JP4253855B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 蒸着材 |
| EP99101227A EP0931852B1 (en) | 1998-01-23 | 1999-01-22 | Vapor deposition material |
| DE69913575T DE69913575T2 (de) | 1998-01-23 | 1999-01-22 | Material zur Gasphasenabscheidung |
| US09/236,334 US6143437A (en) | 1998-01-23 | 1999-01-25 | Vapor deposition material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01105398A JP4253855B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 蒸着材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11209175A true JPH11209175A (ja) | 1999-08-03 |
| JP4253855B2 JP4253855B2 (ja) | 2009-04-15 |
Family
ID=11767291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01105398A Expired - Fee Related JP4253855B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 蒸着材 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6143437A (ja) |
| EP (1) | EP0931852B1 (ja) |
| JP (1) | JP4253855B2 (ja) |
| DE (1) | DE69913575T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011099131A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化亜鉛系酸化物ペレットの製造方法 |
| JP2013241334A (ja) * | 2008-12-11 | 2013-12-05 | Tosoh Corp | 表面が平滑なセラミックビーズおよびその製造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200307758A (en) * | 2002-05-20 | 2003-12-16 | Mitsubishi Materials Corp | Evaporation source, MgO evaporation source, method for forming evaporation source, and deposition process |
| FR2860790B1 (fr) * | 2003-10-09 | 2006-07-28 | Snecma Moteurs | Cible destinee a etre evaporee sous faisceau d'electrons, son procede de fabrication, barriere thermique et revetement obtenus a partir d'une cible, et piece mecanique comportant un tel revetement |
| US9945024B2 (en) | 2009-09-25 | 2018-04-17 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon | Method for producing cubic zirconia layers |
| PL3184663T3 (pl) * | 2015-12-23 | 2020-11-16 | Materion Advanced Materials Germany Gmbh | Tarcza do napylania na bazie tlenku cyrkonu |
| CN114315348B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-30 | 西南科技大学 | 一种全稳定四方ysz靶材及超长寿命eb-pvd涂层的制备方法 |
| CN121538603B (zh) * | 2026-01-20 | 2026-03-27 | 长沙市熔材科技有限公司 | 一种氧化锆靶材及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4302167C1 (de) * | 1993-01-27 | 1994-02-10 | Degussa | Target aus Zirkoniumdioxid und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2607039B2 (ja) * | 1993-06-28 | 1997-05-07 | 品川白煉瓦株式会社 | 耐熱被覆用蒸着材及びその製造方法 |
| DE69700448T2 (de) * | 1996-06-13 | 2000-01-13 | Tosoh Corp., Shinnanyo | Material zur Gasphasenabscheidung |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP01105398A patent/JP4253855B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-01-22 DE DE69913575T patent/DE69913575T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-01-22 EP EP99101227A patent/EP0931852B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-25 US US09/236,334 patent/US6143437A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013241334A (ja) * | 2008-12-11 | 2013-12-05 | Tosoh Corp | 表面が平滑なセラミックビーズおよびその製造方法 |
| JP2011099131A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化亜鉛系酸化物ペレットの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69913575T2 (de) | 2004-10-14 |
| EP0931852A1 (en) | 1999-07-28 |
| JP4253855B2 (ja) | 2009-04-15 |
| US6143437A (en) | 2000-11-07 |
| EP0931852B1 (en) | 2003-12-17 |
| DE69913575D1 (de) | 2004-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0812931B1 (en) | Vapor deposition material | |
| EP1055743B1 (en) | Vapor deposition material | |
| RU2370471C2 (ru) | Мишень, предназначенная для испарения под действием электронного луча, способ ее получения, полученные из мишени тепловой барьер и покрытие, и механическая деталь, имеющая такое покрытие | |
| JP4253855B2 (ja) | 蒸着材 | |
| CN110041071A (zh) | 一种三稀土铌酸盐陶瓷及其制备方法 | |
| KR20040069178A (ko) | MgO 증착재 및 그의 제조방법 | |
| CA1331272C (en) | Zirconium oxide sinter for forming thin film thereof and method for production of the same | |
| JP4560199B2 (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JPH1081957A (ja) | 蒸着材 | |
| JP4991096B2 (ja) | MgO蒸着材 | |
| CN108358648B (zh) | 高均匀性、短流程电子束物理气相沉积热障涂层用陶瓷靶材制备方法 | |
| US4011076A (en) | Method for fabricating beryllium structures | |
| JP2001302337A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JP5239222B2 (ja) | ZnO蒸着材の製造方法及びZnO膜の製造方法 | |
| JP4196438B2 (ja) | 蒸着材料及びその製造方法 | |
| JP2004043955A (ja) | MgO蒸着材およびその製造方法、MgO膜の製造方法 | |
| JP2002316870A (ja) | ジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材 | |
| JPH11278936A (ja) | 光記録膜用保護膜のための焼結体の製造方法 | |
| JP2004043956A (ja) | 蒸着材、MgO蒸着材およびその製造方法、成膜方法 | |
| JP5203113B2 (ja) | 特殊な構造の酸化マグネシウム焼結体及びpdp保護膜用蒸着材 | |
| JP3994879B2 (ja) | 多孔質セラミックス材料 | |
| JPH1067573A (ja) | 多孔質セラミックス材料 | |
| JP5392342B2 (ja) | ZnO蒸着材の製造方法及びZnO膜の製造方法 | |
| JP4214605B2 (ja) | 蒸着材料、その製造方法及びそれを用いた複合セラミックス薄膜の形成方法 | |
| JP2003342721A (ja) | 物理的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041202 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080108 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080303 |
|
| 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: 20090106 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |