JPS596177B2 - ア−クイメ−ジ炉を用いた加熱後目的物急冷方法 - Google Patents
ア−クイメ−ジ炉を用いた加熱後目的物急冷方法Info
- Publication number
- JPS596177B2 JPS596177B2 JP55164781A JP16478180A JPS596177B2 JP S596177 B2 JPS596177 B2 JP S596177B2 JP 55164781 A JP55164781 A JP 55164781A JP 16478180 A JP16478180 A JP 16478180A JP S596177 B2 JPS596177 B2 JP S596177B2
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- cooled copper
- heating
- heat
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
最近の飛躍しつゝある技術革新の過程においては非晶質
の無機物質即ち非晶質の金属、合金、非金属無機物質、
或は此等の非晶質の複合材料の出現に負うところが大で
ある。
の無機物質即ち非晶質の金属、合金、非金属無機物質、
或は此等の非晶質の複合材料の出現に負うところが大で
ある。
而して此等の非晶質材料即ちアモルファスの進歩は専ら
その製造の段階における加熱と急冷の技術の発展による
ものである。しかるに此の分野における従来技術は大別
して３種類存在した。即ちげ泪的物をルツボに入れプラ
ズマアークにより加熱することとドラムの内壁を利用し
た遠心急冷法又はガス銃又はピストンアンビル又は１〜
２個のロールの外面等による急冷法を組み合わせた方法
、（口泪的物をルツボに入れたもののハロゲンランプに
よる加熱と前記に）の方法中の急冷方法を組み合わせた
方法、←→高周波誘導加熱と前記げ）（口）における急
冷方法とを組み合わせた方法等があつた。しかしながら
に）の方法はその加熱の手段としてのプラズマアークは
不安定なので電極に炭素を加えるが、そのためにアーク
から発生した微粒の塵埃が反射鏡に付着するので光熱線
の反射率が悪くなりイメージが高温を保持し難いことに
加えて高温でルツボと反応するような目的物には使用で
きない。その上従来のルツボのノズルからの目的溶融物
の排出はそれ程高速には行なわれ得ず、また加熱湯所と
冷却場所が或程度離れざるを得ないから、種々の物質を
非晶質とするためにはその冷却速度は不充分である、等
等多くの欠点を有していた。また（口）の方法ではハロ
ゲンランプによる加熱は安定しているのであるがハロゲ
ン中の発光は比較的低温なのでイメージも比較的高温に
はなりにくく約１８００℃止りであるからＡｌ２Ｏ３或
は３ＡＩｌ２０３・２Ｓｉ０２等の高融点の物質につい
ては溶融することができない。またその他に）の方法と
同様の多くの欠点を有する。また←→の方法では安定し
た高温は得られるが、導電性のない目的物については必
ず目的物を入れる容器或はルツボを必要とするので、ル
ツボと反応するような目的物には使用できない。またル
ツボを使用するため加熱湯所と冷却場所が離れているの
で冷却速度はあまり上らない等々の諸欠点があつた。従
つて従来の方法ではルツボを使用するため目的物との反
応を防止し得ない場合が多くまた一般に１８００℃以上
の高融点物質から非晶質材料を製造することはできなか
つた。本発明者等は従来技術では得ることのできなかつ
た此等高融点物質のアモルフアスを製造することを目的
として種々研究を重ねた結果、従来の方法によつてはな
し得なかつた高融点物質を含む目的物の加熱溶融と超急
冷方法との組み合わせにより本発明を完成したものであ
る。
その製造の段階における加熱と急冷の技術の発展による
ものである。しかるに此の分野における従来技術は大別
して３種類存在した。即ちげ泪的物をルツボに入れプラ
ズマアークにより加熱することとドラムの内壁を利用し
た遠心急冷法又はガス銃又はピストンアンビル又は１〜
２個のロールの外面等による急冷法を組み合わせた方法
、（口泪的物をルツボに入れたもののハロゲンランプに
よる加熱と前記に）の方法中の急冷方法を組み合わせた
方法、←→高周波誘導加熱と前記げ）（口）における急
冷方法とを組み合わせた方法等があつた。しかしながら
に）の方法はその加熱の手段としてのプラズマアークは
不安定なので電極に炭素を加えるが、そのためにアーク
から発生した微粒の塵埃が反射鏡に付着するので光熱線
の反射率が悪くなりイメージが高温を保持し難いことに
加えて高温でルツボと反応するような目的物には使用で
きない。その上従来のルツボのノズルからの目的溶融物
の排出はそれ程高速には行なわれ得ず、また加熱湯所と
冷却場所が或程度離れざるを得ないから、種々の物質を
非晶質とするためにはその冷却速度は不充分である、等
等多くの欠点を有していた。また（口）の方法ではハロ
ゲンランプによる加熱は安定しているのであるがハロゲ
ン中の発光は比較的低温なのでイメージも比較的高温に
はなりにくく約１８００℃止りであるからＡｌ２Ｏ３或
は３ＡＩｌ２０３・２Ｓｉ０２等の高融点の物質につい
ては溶融することができない。またその他に）の方法と
同様の多くの欠点を有する。また←→の方法では安定し
た高温は得られるが、導電性のない目的物については必
ず目的物を入れる容器或はルツボを必要とするので、ル
ツボと反応するような目的物には使用できない。またル
ツボを使用するため加熱湯所と冷却場所が離れているの
で冷却速度はあまり上らない等々の諸欠点があつた。従
つて従来の方法ではルツボを使用するため目的物との反
応を防止し得ない場合が多くまた一般に１８００℃以上
の高融点物質から非晶質材料を製造することはできなか
つた。本発明者等は従来技術では得ることのできなかつ
た此等高融点物質のアモルフアスを製造することを目的
として種々研究を重ねた結果、従来の方法によつてはな
し得なかつた高融点物質を含む目的物の加熱溶融と超急
冷方法との組み合わせにより本発明を完成したものであ
る。
即ち希ガスランプ、例えばキセノンランプを横置した受
光鏡の第一焦点に備え第二焦点の外側に平面反射鏡を約
４５焦上方に向けて設けその真上に下向きに放射鏡を設
けたアークイメージ炉を用い、該放射鏡の結像位置に、
内部に水冷銅ターゲツトと下部にガス銃を有し目的物を
載せた水冷銅基盤を嵌着した耐熱ガラス管を配置し、該
目的物に光熱線を集中照射して加熱溶融した後、ガス銃
で水冷銅ターゲツト内面に吹き付けて急冷する方法であ
る。
光鏡の第一焦点に備え第二焦点の外側に平面反射鏡を約
４５焦上方に向けて設けその真上に下向きに放射鏡を設
けたアークイメージ炉を用い、該放射鏡の結像位置に、
内部に水冷銅ターゲツトと下部にガス銃を有し目的物を
載せた水冷銅基盤を嵌着した耐熱ガラス管を配置し、該
目的物に光熱線を集中照射して加熱溶融した後、ガス銃
で水冷銅ターゲツト内面に吹き付けて急冷する方法であ
る。
而して底部の水冷銅基盤は上面を半径大なる球内面の一
部に形成し中央にガス銃口を設けて外部の高圧ガス貯蔵
器より接続させまた冷水管を接続する。
部に形成し中央にガス銃口を設けて外部の高圧ガス貯蔵
器より接続させまた冷水管を接続する。
水冷銅ターゲツトは円筒形又は球形に近い形状の水ジヤ
ケツトとし下部は溶融目的物の入射並に冷却目的物の排
出のため適した大きさの開口部を設けておく。また該水
冷銅ターゲツトは上方から懸垂し冷水管を接続する。此
等配管は可撓性のものを用い水冷銅基盤上に目的物を配
置した後、目的物の性質に応じその高温時における蒸発
や酸化を防ぐため、圧力は目的物の性質で異るが、耐熱
ガラス管内に不活性ガス等を封入する。耐熱ガラス管と
水冷銅基盤或は上部蓋はパツキンを用いてねじ締め或は
ボルト締めできる構造とする。また連続操業を必要とす
る場合には該耐熱ガラス管は複数準備し台車に載せ、ミ
ニモーター又は手動によりレール上をワイヤで牽引し交
互に往復運動をさせて使用する。従つて配管類は可撓性
のものを前記往復運動の分だけ長く設ける。次に目的物
の位置をイメージの位置に正確に合致させるため、ＸＹ
Ｚ軸方向の調整装置を設けておきダイヤルで微調整を行
う。かくして放射鏡より目的物に光熱線を集中照射すれ
ば希ガス放電ランプを熱源としイメージが耐熱ガラス管
内に生ずるため２０００〜３５００℃という非常な高温
を発生し従来は処理困難であつた高融点の目的物をも溶
融し得るに到る。
ケツトとし下部は溶融目的物の入射並に冷却目的物の排
出のため適した大きさの開口部を設けておく。また該水
冷銅ターゲツトは上方から懸垂し冷水管を接続する。此
等配管は可撓性のものを用い水冷銅基盤上に目的物を配
置した後、目的物の性質に応じその高温時における蒸発
や酸化を防ぐため、圧力は目的物の性質で異るが、耐熱
ガラス管内に不活性ガス等を封入する。耐熱ガラス管と
水冷銅基盤或は上部蓋はパツキンを用いてねじ締め或は
ボルト締めできる構造とする。また連続操業を必要とす
る場合には該耐熱ガラス管は複数準備し台車に載せ、ミ
ニモーター又は手動によりレール上をワイヤで牽引し交
互に往復運動をさせて使用する。従つて配管類は可撓性
のものを前記往復運動の分だけ長く設ける。次に目的物
の位置をイメージの位置に正確に合致させるため、ＸＹ
Ｚ軸方向の調整装置を設けておきダイヤルで微調整を行
う。かくして放射鏡より目的物に光熱線を集中照射すれ
ば希ガス放電ランプを熱源としイメージが耐熱ガラス管
内に生ずるため２０００〜３５００℃という非常な高温
を発生し従来は処理困難であつた高融点の目的物をも溶
融し得るに到る。
而して目的物は液状においては表面張力で略球形となり
凹状銅基盤の中央に位置する。その後耐熱ガラス管内に
圧力がか＼つている場合はそれを抜いてからガス銃の元
栓を開き細いガス銃口より高圧ガスを噴射することによ
り目的物を水冷銅ターゲツトの内面に吹きつけると、目
的物は液状であるから該ターゲツト内面に薄く張りつい
た形となり急冷される。而して本発明の特徴としては非
常な高温より瞬時にして水冷銅ターゲツトの内面に、し
かも薄片となつて張りつくので目的物の単位重量当りの
伝熱面積が非常に大となるので、冷却速度は従来技術水
準を超え極めて大となることであり１０６０Ｋ／Ｓｅｃ
に達する。また導電性のない物質に対してもルツボを必
要としないので目的物がルツボからの汚染なしに溶融さ
れるという利点がある。本発明方法によれば以上の如く
してアークイメージ炉を用いて加熱後目的物をガス銃で
水冷銅ターゲツトの内面に吹きつける等して超急冷する
ことによつてアモルフアスを確実に製造することができ
る。実施例 第１図は本発明方法の一例としての実施に用いるアーク
イメージ炉の一部断面説明図である。
凹状銅基盤の中央に位置する。その後耐熱ガラス管内に
圧力がか＼つている場合はそれを抜いてからガス銃の元
栓を開き細いガス銃口より高圧ガスを噴射することによ
り目的物を水冷銅ターゲツトの内面に吹きつけると、目
的物は液状であるから該ターゲツト内面に薄く張りつい
た形となり急冷される。而して本発明の特徴としては非
常な高温より瞬時にして水冷銅ターゲツトの内面に、し
かも薄片となつて張りつくので目的物の単位重量当りの
伝熱面積が非常に大となるので、冷却速度は従来技術水
準を超え極めて大となることであり１０６０Ｋ／Ｓｅｃ
に達する。また導電性のない物質に対してもルツボを必
要としないので目的物がルツボからの汚染なしに溶融さ
れるという利点がある。本発明方法によれば以上の如く
してアークイメージ炉を用いて加熱後目的物をガス銃で
水冷銅ターゲツトの内面に吹きつける等して超急冷する
ことによつてアモルフアスを確実に製造することができ
る。実施例 第１図は本発明方法の一例としての実施に用いるアーク
イメージ炉の一部断面説明図である。
先ずキセノンランプ１から出た光熱線は受光鏡２により
反射され、次に平面反射鏡３により凡そ上方に反射され
、更に放射鏡４によつてその結像位置５に集光する。耐
熱ガラス管６の中には予じめ、その下部にパツキン７を
用いねじで気密に嵌着した水冷銅基盤８の上面中央付近
に目的物９を配置した。本実施例では目的物はスピネル
系組成物を選んだ。該耐熱ガラス管６の上部は蓋１０を
パツキン７を用いてねじで気密に嵌着し、蓋１０の下方
に水冷銅ターゲツト１１を開口部を真下に向けて懸垂固
着し、該水冷銅ターゲツトには蓋を貫通して入口冷水管
１２と出口冷水管１２′を取付けてある。水冷銅基盤８
には入口冷水管１３と出口冷水管１３′及び高圧入口ガ
ス管１４と高圧出口ガス管１４′並にガス銃用高圧ガス
管１５を取付けてある。第２図は耐熱ガラス管並にその
取付け物等の拡大一部縦断面説明図である。而して耐熱
ガラス管６は台車１６に載荷し、ミニモーター１７及び
ワイヤー１８によつてレール１９上を牽引し、結像位置
５付近に運ぶ。然る後ＸＹＺ軸調整装置２０によつて目
的物９の位置を正確に結像位置５に合致させるためにダ
イヤルで微調整を行なう。かくして光熱線を目的物９に
集光させれば、耐熱ガラス管内は高圧ガス雰囲気にして
あるので、目的物９は益々高温となり光高温計で測定し
たところ３０５０℃に達した。目的物９のスピネルは完
全に溶融して球状となり水冷銅基盤８の中央部に落ちつ
いた。次に高圧ガス排出管１４′の先の弁を開いて常圧
とし直ちにガス銃用高圧ガス管１５の元コツクを一度に
開き目的物９を吹き上げて水冷銅ターゲツト１１の内面
上部に吹きつけて薄片となし急冷した。冷却速度は１０
６０Ｋ／Ｓｅｃ程度と推定された。また冷却後の該目的
物９のスピネル系物質をＸ線回折試験により検査したと
ころ、第３図に示すようになだらかなＸ線回折図となり
、第４図のスピネル系結晶質物の典型的Ｘ線回折図とは
全く異り殆んどがアモルフアスであることが認められた
のでスピネル系アモルフアスになつたことが確認された
。以上により本発明の効果は次の如くである。
反射され、次に平面反射鏡３により凡そ上方に反射され
、更に放射鏡４によつてその結像位置５に集光する。耐
熱ガラス管６の中には予じめ、その下部にパツキン７を
用いねじで気密に嵌着した水冷銅基盤８の上面中央付近
に目的物９を配置した。本実施例では目的物はスピネル
系組成物を選んだ。該耐熱ガラス管６の上部は蓋１０を
パツキン７を用いてねじで気密に嵌着し、蓋１０の下方
に水冷銅ターゲツト１１を開口部を真下に向けて懸垂固
着し、該水冷銅ターゲツトには蓋を貫通して入口冷水管
１２と出口冷水管１２′を取付けてある。水冷銅基盤８
には入口冷水管１３と出口冷水管１３′及び高圧入口ガ
ス管１４と高圧出口ガス管１４′並にガス銃用高圧ガス
管１５を取付けてある。第２図は耐熱ガラス管並にその
取付け物等の拡大一部縦断面説明図である。而して耐熱
ガラス管６は台車１６に載荷し、ミニモーター１７及び
ワイヤー１８によつてレール１９上を牽引し、結像位置
５付近に運ぶ。然る後ＸＹＺ軸調整装置２０によつて目
的物９の位置を正確に結像位置５に合致させるためにダ
イヤルで微調整を行なう。かくして光熱線を目的物９に
集光させれば、耐熱ガラス管内は高圧ガス雰囲気にして
あるので、目的物９は益々高温となり光高温計で測定し
たところ３０５０℃に達した。目的物９のスピネルは完
全に溶融して球状となり水冷銅基盤８の中央部に落ちつ
いた。次に高圧ガス排出管１４′の先の弁を開いて常圧
とし直ちにガス銃用高圧ガス管１５の元コツクを一度に
開き目的物９を吹き上げて水冷銅ターゲツト１１の内面
上部に吹きつけて薄片となし急冷した。冷却速度は１０
６０Ｋ／Ｓｅｃ程度と推定された。また冷却後の該目的
物９のスピネル系物質をＸ線回折試験により検査したと
ころ、第３図に示すようになだらかなＸ線回折図となり
、第４図のスピネル系結晶質物の典型的Ｘ線回折図とは
全く異り殆んどがアモルフアスであることが認められた
のでスピネル系アモルフアスになつたことが確認された
。以上により本発明の効果は次の如くである。
１キセノンランプを用い結像点を耐熱ガラス管で覆つた
ので此の種アークイメージ炉としては従来技術では得ら
れなかつた高温で高融点の物質を溶融することができる
。
ので此の種アークイメージ炉としては従来技術では得ら
れなかつた高温で高融点の物質を溶融することができる
。
２本発明方法によれば導電体から絶縁体まですべての材
料についてルツボなしに任意の雰囲気の下で加熱溶融す
ることができるので、従来技術のようなルツボによる目
的物の汚染の問題が解決される。
料についてルツボなしに任意の雰囲気の下で加熱溶融す
ることができるので、従来技術のようなルツボによる目
的物の汚染の問題が解決される。
３従来技術方法では溶融目的物をルツボのノズル付近で
若干の時間を経て移動し冷却するから、冷却速度はせい
ぜい１０３０Ｋ／Ｓｅｃ程度止りであるが、本発明方法
ではガス銃により目的物を瞬間的に水冷銅ターゲツトの
内面に薄片として張りつけて了うので、冷却速度は従来
方法に比し格段に大きく１０６０Ｋ／Ｓｅｃ程度に達す
る。
若干の時間を経て移動し冷却するから、冷却速度はせい
ぜい１０３０Ｋ／Ｓｅｃ程度止りであるが、本発明方法
ではガス銃により目的物を瞬間的に水冷銅ターゲツトの
内面に薄片として張りつけて了うので、冷却速度は従来
方法に比し格段に大きく１０６０Ｋ／Ｓｅｃ程度に達す
る。
４本発明方法では従来技術を遥かに超えた速度で目的物
を超急冷することができるので、従来得られなかつた高
融点物質のアモルフアス或は準安定物質を得ることがで
き、従つて半導体其の他の電子材料或は光学機器用の材
料等の優れた素材の製法として最新の技術の進歩に大き
く貢献することができる。
を超急冷することができるので、従来得られなかつた高
融点物質のアモルフアス或は準安定物質を得ることがで
き、従つて半導体其の他の電子材料或は光学機器用の材
料等の優れた素材の製法として最新の技術の進歩に大き
く貢献することができる。
尚前記の実施例は本発明の実施の一例にすぎないから、
本発明の技術的範囲は前記実施例の範囲に限定されるも
のではない。
本発明の技術的範囲は前記実施例の範囲に限定されるも
のではない。
第１図は本発明方法の一例としての実施に用いるアーク
イメージ炉の一部縦断面説明図である。 第２図は同じく耐熱ガラス管とその付属物等の拡大一部
縦断面説明図である。第３図は本発明方法により得られ
たスピネル系アモルフアスのＸ線回折図、第４図はスピ
ネル系結晶質物のＸ線回折図である。各図において１は
キセノンランプ、２は受光鏡、３は平面反射鏡、４は放
射鏡、５は放射鏡の結像位置、６は耐熱ガラス管、７は
パツキン、８は水冷銅基盤、９は目的物、１０は蓋、１
１は水冷銅ターゲツト、１２は水冷銅ターゲツトの入口
冷水管、１２′は同じく出口冷水管、１３は水冷銅基盤
の入口冷水管、１３′は同じく出口冷水管、１４は高圧
入口ガス管、１４′は高圧出口ガス管、１５はガス銃用
高圧ガス管、１６は台車、１７はミニモーター、１８は
ワイヤー、１９はレール、２０はＸＹＺ軸位置調整装置
、である。
イメージ炉の一部縦断面説明図である。 第２図は同じく耐熱ガラス管とその付属物等の拡大一部
縦断面説明図である。第３図は本発明方法により得られ
たスピネル系アモルフアスのＸ線回折図、第４図はスピ
ネル系結晶質物のＸ線回折図である。各図において１は
キセノンランプ、２は受光鏡、３は平面反射鏡、４は放
射鏡、５は放射鏡の結像位置、６は耐熱ガラス管、７は
パツキン、８は水冷銅基盤、９は目的物、１０は蓋、１
１は水冷銅ターゲツト、１２は水冷銅ターゲツトの入口
冷水管、１２′は同じく出口冷水管、１３は水冷銅基盤
の入口冷水管、１３′は同じく出口冷水管、１４は高圧
入口ガス管、１４′は高圧出口ガス管、１５はガス銃用
高圧ガス管、１６は台車、１７はミニモーター、１８は
ワイヤー、１９はレール、２０はＸＹＺ軸位置調整装置
、である。
Claims (1)
- １ アークイメージ炉を用いてその結像位置の付近に、
有蓋耐熱ガラス管をその底部に水冷銅基盤を気密に結合
して配置し、該耐熱ガラス管内部に下向きに開孔部を有
する水冷銅ターゲットを懸垂し、該水冷銅基盤の上面は
凹状に形成して、その中央部で上向きに設けたガス銃口
に接して目的物を配置し、該目的物の位置を該結像位置
に合致させ、該イメージ炉の光熱線を集中照射して該目
的物を加熱溶融させた後、ガス銃で該目的物を水冷銅タ
ーゲットの内面に吹きつけて急冷することを特徴とする
アークイメージ炉を用いた加熱後目的物急冷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164781A JPS596177B2 (ja) | 1980-11-22 | 1980-11-22 | ア−クイメ−ジ炉を用いた加熱後目的物急冷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164781A JPS596177B2 (ja) | 1980-11-22 | 1980-11-22 | ア−クイメ−ジ炉を用いた加熱後目的物急冷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5787833A JPS5787833A (en) | 1982-06-01 |
| JPS596177B2 true JPS596177B2 (ja) | 1984-02-09 |
Family
ID=15799820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55164781A Expired JPS596177B2 (ja) | 1980-11-22 | 1980-11-22 | ア−クイメ−ジ炉を用いた加熱後目的物急冷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596177B2 (ja) |
-
1980
- 1980-11-22 JP JP55164781A patent/JPS596177B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5787833A (en) | 1982-06-01 |
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