JPH11209832A - 金属粉末および薄片の溶解方法 - Google Patents
金属粉末および薄片の溶解方法Info
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- JPH11209832A JPH11209832A JP1222898A JP1222898A JPH11209832A JP H11209832 A JPH11209832 A JP H11209832A JP 1222898 A JP1222898 A JP 1222898A JP 1222898 A JP1222898 A JP 1222898A JP H11209832 A JPH11209832 A JP H11209832A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類元素およびチタニウム等の活性金属粉
末もしくは金属薄片の溶解方法および添加方法を提供す
ること。 【解決手段】 希土類やチタニウム等の活性金属を含有
する金属粉末もしくは薄片の溶解において、これら活性
金属を溶融状態もしくは、すでに予備加熱された合金内
に別途再添加することを特徴とする金属原料の溶解方
法。
末もしくは金属薄片の溶解方法および添加方法を提供す
ること。 【解決手段】 希土類やチタニウム等の活性金属を含有
する金属粉末もしくは薄片の溶解において、これら活性
金属を溶融状態もしくは、すでに予備加熱された合金内
に別途再添加することを特徴とする金属原料の溶解方
法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉末もしくは
金属薄片の溶解方法および添加方法に関するものであ
る。
金属薄片の溶解方法および添加方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年の電気製品の小型化、高効率化の要
求によって、材料として高い特性を有した合金の開発が
望まれている。水素吸蔵合金や希土類磁石、形状記憶合
金等の希土類やチタニウムを含む機能性材料の開発は著
しく、その需要は益々大きくなっている。ニッケルカド
ミウム電池に代わる二次電池としてニッケル水素電池が
注目され、これに用いられる水素吸蔵合金粉末の研究が
行われているが、なかでもAB5型水素吸蔵合金粉末は
電池用の負極材料として優れた特性を備えており、頻繁
に利用されている。これは、例えばCe50mass
%、La25mass%、Nd15mass%、残りP
rなどの希土類元素からなるMm(ミッシュメタル)
と、ニッケル合金とを混合溶融したもので、30mas
s%程度の希土類を含有するものが一般的である。さら
には高容量電極用として、TiV系やTiNi系等のT
iを多量に含有する合金が有力である。また、OA用ス
テッピングモータや自動車用モータ等に用いられる希土
類磁石についてもNdやSmなど一般的に30mass
%程度の希土類元素を含有し、光磁気記録用材料につい
てもTbやGdなどを15mass%以上の希土類元素
を含有する。
求によって、材料として高い特性を有した合金の開発が
望まれている。水素吸蔵合金や希土類磁石、形状記憶合
金等の希土類やチタニウムを含む機能性材料の開発は著
しく、その需要は益々大きくなっている。ニッケルカド
ミウム電池に代わる二次電池としてニッケル水素電池が
注目され、これに用いられる水素吸蔵合金粉末の研究が
行われているが、なかでもAB5型水素吸蔵合金粉末は
電池用の負極材料として優れた特性を備えており、頻繁
に利用されている。これは、例えばCe50mass
%、La25mass%、Nd15mass%、残りP
rなどの希土類元素からなるMm(ミッシュメタル)
と、ニッケル合金とを混合溶融したもので、30mas
s%程度の希土類を含有するものが一般的である。さら
には高容量電極用として、TiV系やTiNi系等のT
iを多量に含有する合金が有力である。また、OA用ス
テッピングモータや自動車用モータ等に用いられる希土
類磁石についてもNdやSmなど一般的に30mass
%程度の希土類元素を含有し、光磁気記録用材料につい
てもTbやGdなどを15mass%以上の希土類元素
を含有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の合金は材料内の
個々の結晶そのものが機能的性質を有するため、ミクロ
的な成分偏析による特性の劣化が著しく、一般の鋳造法
では高温長時間の熱処理によって均質化処理を行う必要
がある。一方、アトマイズ法や回転ロール急冷薄帯法等
の急冷凝固法によって製造した材料は鋳造材に比べて、
合金組成がかなり均一であるので、より低い温度かつ短
い時間での熱処理によって良好な組織の合金になる。ま
た、電極用合金は電解液との接触面を向上させるため、
粉末状態で使用されるのが一般的である。アトマイズ法
や回転ロール急冷薄帯法等によって作製した金属は一般
の鋳造法にて製造した金属塊に比較して、より細かい状
態で試料を得ることが出来るので簡素な粉砕によって粉
末化することができるため工程的にも非常に有利であ
る。
個々の結晶そのものが機能的性質を有するため、ミクロ
的な成分偏析による特性の劣化が著しく、一般の鋳造法
では高温長時間の熱処理によって均質化処理を行う必要
がある。一方、アトマイズ法や回転ロール急冷薄帯法等
の急冷凝固法によって製造した材料は鋳造材に比べて、
合金組成がかなり均一であるので、より低い温度かつ短
い時間での熱処理によって良好な組織の合金になる。ま
た、電極用合金は電解液との接触面を向上させるため、
粉末状態で使用されるのが一般的である。アトマイズ法
や回転ロール急冷薄帯法等によって作製した金属は一般
の鋳造法にて製造した金属塊に比較して、より細かい状
態で試料を得ることが出来るので簡素な粉砕によって粉
末化することができるため工程的にも非常に有利であ
る。
【0004】上述のアトマイズ法は溶融した原料を細か
くまたは薄くした状態で冷却物質を吹き付けて急激に温
度を低下させる方法で、平均粒径が数百μmから数十μ
m球状粉末を得ることができる。また、回転ディスク法
は、流出させた溶融金属を回転させた金属ロールによっ
て薄く延ばすと同時に冷却凝固させる製法であり、数十
μmから数百μmの薄帯状金属が得られる。
くまたは薄くした状態で冷却物質を吹き付けて急激に温
度を低下させる方法で、平均粒径が数百μmから数十μ
m球状粉末を得ることができる。また、回転ディスク法
は、流出させた溶融金属を回転させた金属ロールによっ
て薄く延ばすと同時に冷却凝固させる製法であり、数十
μmから数百μmの薄帯状金属が得られる。
【0005】一方、希土類元素やチタニウム等の活性金
属を含む合金は酸素と化合物を形成しやすく、かつ粉末
や薄片等の比表面積が大きい状態ではその傾向はさらに
顕著になる。そのため、これら製造した粉末や薄帯を原
料として再利用する場合、昇温時の酸化による歩留まり
の減少や表面酸化による溶け残りが発生し、良好な操業
が困難であった。従って、希土類やチタニウム等の活性
金属を含む粉末もしくは薄帯を原料として再利用する場
合には、雰囲気酸素との反応を低減させる操業技術が必
要である。
属を含む合金は酸素と化合物を形成しやすく、かつ粉末
や薄片等の比表面積が大きい状態ではその傾向はさらに
顕著になる。そのため、これら製造した粉末や薄帯を原
料として再利用する場合、昇温時の酸化による歩留まり
の減少や表面酸化による溶け残りが発生し、良好な操業
が困難であった。従って、希土類やチタニウム等の活性
金属を含む粉末もしくは薄帯を原料として再利用する場
合には、雰囲気酸素との反応を低減させる操業技術が必
要である。
【0006】本発明者らは希土類やチタニウム等の活性
金属を含有する粉末もしくは薄片の溶解において、上述
の問題を解決するため、これら金属を溶融状態またはす
でに予備加熱された合金内に別途再添加することによっ
て、再添加原料の歩留まりが向上すると同時に、炉内で
の溶け残り等の問題を解決することが可能であることを
発明した。また、これら粉末もしくは薄片合金を添加す
る際、可燃性の袋に詰めることでより効率的かつ安全に
作業できることを発見した。
金属を含有する粉末もしくは薄片の溶解において、上述
の問題を解決するため、これら金属を溶融状態またはす
でに予備加熱された合金内に別途再添加することによっ
て、再添加原料の歩留まりが向上すると同時に、炉内で
の溶け残り等の問題を解決することが可能であることを
発明した。また、これら粉末もしくは薄片合金を添加す
る際、可燃性の袋に詰めることでより効率的かつ安全に
作業できることを発見した。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨とすると
ころは、希土類やチタニウム等の活性金属を含有する金
属粉末もしくは薄片の溶解において、これら活性金属を
溶融状態もしくはすでに予備加熱された合金内に別途再
添加することを特徴とする金属原料の溶解方法である。
ころは、希土類やチタニウム等の活性金属を含有する金
属粉末もしくは薄片の溶解において、これら活性金属を
溶融状態もしくはすでに予備加熱された合金内に別途再
添加することを特徴とする金属原料の溶解方法である。
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。希
土類元素やチタニウム等の活性金属を含む合金は酸素と
化合物を形成しやすく、かつ粉末や薄片等の比表面積が
大きい状態ではその傾向はさらに顕著になるため、これ
ら粉末を原料として溶解する場合、昇温時の酸化による
歩留まり減少や粉末や薄帯の表面酸化による溶け残りが
発生していた。これら活性金属を溶融状態もしくはすで
に予備加熱された合金内に別途再添加した後溶解するこ
とによって、再添加原料の歩留まりが向上すると同時
に、溶け残り等の問題を解決することが可能となる。
土類元素やチタニウム等の活性金属を含む合金は酸素と
化合物を形成しやすく、かつ粉末や薄片等の比表面積が
大きい状態ではその傾向はさらに顕著になるため、これ
ら粉末を原料として溶解する場合、昇温時の酸化による
歩留まり減少や粉末や薄帯の表面酸化による溶け残りが
発生していた。これら活性金属を溶融状態もしくはすで
に予備加熱された合金内に別途再添加した後溶解するこ
とによって、再添加原料の歩留まりが向上すると同時
に、溶け残り等の問題を解決することが可能となる。
【0009】
【実施例】(実施例1)表1に示すの成分に調整した
原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲気
をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。この
溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgを可燃性の袋
に詰めた状態で添加した。再添加した粉末が溶解した
後、十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料1を得た。
原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲気
をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。この
溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgを可燃性の袋
に詰めた状態で添加した。再添加した粉末が溶解した
後、十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料1を得た。
【0010】
【表1】
【0011】(実施例2)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径60μm粉末10kgを可燃性の袋
に詰めた状態で添加した。再添加した粉末が溶解した
後、十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料2を得た。
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径60μm粉末10kgを可燃性の袋
に詰めた状態で添加した。再添加した粉末が溶解した
後、十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料2を得た。
【0012】(実施例3)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中に単ロール急冷法により製造した表1−
成分かつ厚み約40μmの薄片10kgを可燃性の袋に
詰めた状態で添加した。再添加した薄片が溶解した後、
十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固させ、試
料3を得た。
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中に単ロール急冷法により製造した表1−
成分かつ厚み約40μmの薄片10kgを可燃性の袋に
詰めた状態で添加した。再添加した薄片が溶解した後、
十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固させ、試
料3を得た。
【0013】(実施例4)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中に単ロール急冷法により製造した表1−
成分かつ厚み約40μmの薄片10kgを可燃性の袋に
詰めた状態で添加した。再添加した薄片が溶解した後、
十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝固させ、
試料4を得た。
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中に単ロール急冷法により製造した表1−
成分かつ厚み約40μmの薄片10kgを可燃性の袋に
詰めた状態で添加した。再添加した薄片が溶解した後、
十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝固させ、
試料4を得た。
【0014】(実施例5)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。次
にこの溶融金属の温度を下げ、溶湯表面が凝固した後、
ガスアトマイズ法により製造した表1−成分かつ平均
粒径60μmの粉末10kgを可燃性の袋に詰めた状態
で添加した。再添加した粉末が溶解した後、十分に混合
させながら、金属製鋳型に注いで凝固させ、試料5を得
た。
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。次
にこの溶融金属の温度を下げ、溶湯表面が凝固した後、
ガスアトマイズ法により製造した表1−成分かつ平均
粒径60μmの粉末10kgを可燃性の袋に詰めた状態
で添加した。再添加した粉末が溶解した後、十分に混合
させながら、金属製鋳型に注いで凝固させ、試料5を得
た。
【0015】(比較例1)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgおよびガスアトマイズ法により製造した
表1−成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgをA
l2 03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した
後、高周波誘導により溶解した。再添加した粉末が溶解
した後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝
固させ、試料6を得た。
た原料50kgおよびガスアトマイズ法により製造した
表1−成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgをA
l2 03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した
後、高周波誘導により溶解した。再添加した粉末が溶解
した後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝
固させ、試料6を得た。
【0016】(比較例2)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgおよびガスアトマイズ法により製造した
表1−成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgをA
l2 03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した
後、高周波誘導により溶解した。再添加した粉末が溶解
した後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝
固させ、試料7を得た。
た原料50kgおよびガスアトマイズ法により製造した
表1−成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgをA
l2 03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した
後、高周波誘導により溶解した。再添加した粉末が溶解
した後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝
固させ、試料7を得た。
【0017】(比較例3)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgおよび単ロール急冷法により製造した表
1−成分かつ厚み約40μmの薄片10kgをAl2
03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した後、
高周波誘導により溶解した。再添加した薄片が溶解した
後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料8を得た。
た原料50kgおよび単ロール急冷法により製造した表
1−成分かつ厚み約40μmの薄片10kgをAl2
03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した後、
高周波誘導により溶解した。再添加した薄片が溶解した
後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料8を得た。
【0018】(比較例4)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgおよび単ロール急冷法により製造した表
1−成分かつ厚み約40μmの薄帯10kgをAl2
03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した後、
高周波誘導により溶解した。再添加した薄片が溶解した
後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料9を得た。
た原料50kgおよび単ロール急冷法により製造した表
1−成分かつ厚み約40μmの薄帯10kgをAl2
03 の耐火物内に装入し、雰囲気をArで置換した後、
高周波誘導により溶解した。再添加した薄片が溶解した
後、十分に混合させながら、金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料9を得た。
【0019】(比較例5)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgを上部より
流し込んだ。再添加した粉末が溶解した後、十分に混合
させながら、金属製鋳型に注いで凝固させ、試料10を
得た。
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径60μmの粉末10kgを上部より
流し込んだ。再添加した粉末が溶解した後、十分に混合
させながら、金属製鋳型に注いで凝固させ、試料10を
得た。
【0020】(比較例7)表1に示すの成分に調整し
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径30μmの粉末10kgを可燃性の
袋に詰めた状態で添加した。再添加した粉末が溶解した
後、十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料11を得た。
た原料50kgをAl2 03 の耐火物内に装入し、雰囲
気をArで置換した後、高周波誘導により溶解した。こ
の溶融金属中にガスアトマイズ法により製造した表1−
成分かつ平均粒径30μmの粉末10kgを可燃性の
袋に詰めた状態で添加した。再添加した粉末が溶解した
後、十分に混合させながら金属製鋳型に注いで凝固さ
せ、試料11を得た。
【0021】
【表2】
【0022】上述した鋳型内で凝固した試料1から10
の重量を表2に示す。粉末もしくは薄帯を溶融金属内に
再添加した試料1から4は最初から溶解炉内に装入した
試料6から9に比較して重量が増加しており、歩留まり
増加が見られた。また、予備加熱した試料内に再添加し
た試料5においても溶融金属内に添加した場合と同様の
効果を示した。また、粒径の小さい粉末を添加した試料
11は、粒径の大きい試料1に比較して歩留まりが減少
した。
の重量を表2に示す。粉末もしくは薄帯を溶融金属内に
再添加した試料1から4は最初から溶解炉内に装入した
試料6から9に比較して重量が増加しており、歩留まり
増加が見られた。また、予備加熱した試料内に再添加し
た試料5においても溶融金属内に添加した場合と同様の
効果を示した。また、粒径の小さい粉末を添加した試料
11は、粒径の大きい試料1に比較して歩留まりが減少
した。
【0023】得られた試料1から10の試料の分析値を
表2に示す。粉末もしくは薄帯を溶融金属または予備加
熱した金属内に再添加した試料1から5は、最初から溶
解炉内に装入した試料6から9に比較して、希土類やチ
タニウム等の活性な金属の歩留まりが向上していること
がわかった。粉末もしくは薄帯の添加の際の作業性を表
2に示した。試料10の製造時に採用した粉末の流し込
み操業においては、これら試料が舞い上がって作業性が
低下するとともに、炉壁付着による歩留まりの低下がお
こる。さらに、粉塵爆発等の危険も有していることがわ
かった。
表2に示す。粉末もしくは薄帯を溶融金属または予備加
熱した金属内に再添加した試料1から5は、最初から溶
解炉内に装入した試料6から9に比較して、希土類やチ
タニウム等の活性な金属の歩留まりが向上していること
がわかった。粉末もしくは薄帯の添加の際の作業性を表
2に示した。試料10の製造時に採用した粉末の流し込
み操業においては、これら試料が舞い上がって作業性が
低下するとともに、炉壁付着による歩留まりの低下がお
こる。さらに、粉塵爆発等の危険も有していることがわ
かった。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、希土類元素およびチ
タニウム等の活性金属粉末を溶解する方法において、溶
解粉末もしくは薄片を溶融状態にある合金もしくはすで
に予備加熱した合金中に添加することで、合金歩留まり
の向上、特に活性金属の歩留まり向上が可能である。ま
た、添加粉末もしくは薄帯を可燃性の袋に詰めた状態で
添加することで作業の効率化が図れると同時に安全性が
向上する。さらに、これら添加する活性粉末もしくは薄
片の酸化は表面積に影響されるために、比表面積による
歩留まりの差が生じる。よって、所定成分の製品を得る
ためには、すでに製品近傍成分に調整された粉末または
薄帯、少なくとも同元素を多量に含む粉末または薄片を
添加するのが好ましい。
タニウム等の活性金属粉末を溶解する方法において、溶
解粉末もしくは薄片を溶融状態にある合金もしくはすで
に予備加熱した合金中に添加することで、合金歩留まり
の向上、特に活性金属の歩留まり向上が可能である。ま
た、添加粉末もしくは薄帯を可燃性の袋に詰めた状態で
添加することで作業の効率化が図れると同時に安全性が
向上する。さらに、これら添加する活性粉末もしくは薄
片の酸化は表面積に影響されるために、比表面積による
歩留まりの差が生じる。よって、所定成分の製品を得る
ためには、すでに製品近傍成分に調整された粉末または
薄帯、少なくとも同元素を多量に含む粉末または薄片を
添加するのが好ましい。
Claims (3)
- 【請求項1】 希土類やチタニウム等の活性金属を含む
粉末もしくは薄片を溶解する方法において、これら金属
粉末もしくは薄片をすでに溶融状態にある合金もしくは
予備加熱した合金中に添加することを特徴とする活性金
属粉末もしくは薄帯の溶解方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の金属粉末の溶解方法にお
いて、添加粉末もしくは薄片を可燃性の袋に詰めた状態
で添加することを特徴とする活性金属の溶解方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の添加金属が、溶解後得ら
れる調整目的成分の少なくとも50%以上の元素を含有
していることを特徴とする活性金属の溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222898A JPH11209832A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 金属粉末および薄片の溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222898A JPH11209832A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 金属粉末および薄片の溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11209832A true JPH11209832A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11799524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222898A Pending JPH11209832A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 金属粉末および薄片の溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11209832A (ja) |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP1222898A patent/JPH11209832A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051025 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |