JPS596179B2 - ア−クイメ−ジ炉を用いた加熱後目的物急冷方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 最近の飛躍しつつ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。

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（イ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銑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、（時目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０）の方法中の急冷方法を組み合わせ
た方法、１１−Ｊ高周波誘導加熱と前記（イ）、（コに
おける急冷方法とを組み合わせた方法等があつを−しか
しながら（イ）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Ｍ２
０３或は３Ｍ２Ｏ３、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（イ）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場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アモルフアス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目
的物を置き加熱溶融した後急降下させて２本の内部水冷
高速ローラーの間で圧延し薄片としつ＼急冷する方法で
ある。

即ち本発明方法においては加熱手段としては希ガスラン
プの結像位置で目的物を加熱すればよく加熱の補助手段
、換言すれば目的物の受体として具体的には耐熱ガラス
管を使うか、ルツボを使用するかはその実施態様により
異る。また冷却の手段の一つの要素である水冷ローラー
の使用については共通であり、これについては公知の手
段を用いるが、本発明方法における急速落下させること
と水冷ローラーの使用の組み合わせは新規であり更に希
ガスランプのアークイメージによる加熱との組み合わせ
により従来技術を遥かに超えた急冷速度を得たことは明
らかに新規手段であることを示すものである。また本発
明の如く水冷ローラーを使用する場合は連続生産も可能
である。具体的には目的物を細長化し、耐熱ガラス管の
蓋より懸垂して下端からイメージの位置に合わせて溶融
し、短かくなつた分だけ下降させ、冷却したものはロー
ラー下部の底部受箱８内に巻取装置を設け非晶質帯状製
品を巻取ることによつて連続生産を行うことも充分可能
である。以上のようにして、本発明方法によればアーク
イメージ炉を用いて加熱溶融後、目的物を水冷高速ロー
ラー間に急降下させて瞬時に圧延し超急冷することがで
きそれによつてアモルフアスを確実に製造することがで
きる。

次に本発明を実施態様毎に実施例について夫々の図面に
基いて詳細に説明する。

実施例 １ 第１図は本発明方法の特許請求の範囲第２項記載の実施
態様に用いる装置の一例の一部縦断面説明図である。

キセノンランプ１から発した光熱線は回転楕円体の一部
である受光鏡２により更に反射され該受光鏡の第二焦点
３に一旦集光通過して平面反射鏡４により更に反射され
て回転楕円体の一部である放射鏡５に到り更にまた反射
されて結像位置６に集光する。結像位置付近には下部に
２本の常時は相接する水冷ローラー７を蔵する長方体の
底部受箱８と気密に結合させ、また上部には蓋９を気密
に結合させた円筒形の耐熱ガラス管１０をレール１１上
に載荷して配置する。

前記結合の方法或は水冷ローラー７の支持機構成はまた
耐熱ガラス管１０並に底部受箱８内を特殊ガス雰囲気に
保つための配管などは通常の手段でよいので図示並に説
明は省略する。而して耐熱ガラス管１０内の下部で水冷
ローラー７の上部に高さの低い円筒形で上面が半径大な
る球内面の形状をした水冷銅基盤１２を目的物の受体と
して設けて予じめ目的物１３を配置した。第２図は耐熱
ガラス管と分割水冷銅基盤と水冷ローラー部分の拡大一
部縦断面説明図である。水冷銅基盤１２は複数の冷水管
１９により冷水を送入出させる。また本実施例において
は目的物にムライト系組成物を選んだ。本発明方法では
前記水冷銅基盤は縦に２つに割れて往復運動可能なもの
を創出使用した。

第３図は該水冷銅基盤の一部横断面説明図であり、水冷
銅基盤１２は縦線１４から運動の中心点１５を中心とし
て円運動し２つに割れることを可能としてある。即ち例
えばゴムベロ一１６に電磁弁を作動させて高圧ガスを送
入すれば、がね１７を引張して、下部に取付けた中心点
１５を中心とする円周上レール１８上を運動し２つに開
き、高圧ガスを抜けばばね１６の引張力で復元する如く
である。或は該開閉機構を直接電磁開閉式とすることも
可能であるが、それ自体の構成或は配管の方法などは通
常の方法でよく図面並に説明の詳細は省略する。１９は
冷水管を示す。

また前記耐熱ガラス管１０を載荷したレール１１にはＸ
ＹＺ軸位置調整装置２０を設けておき、また耐熱ガラス
管１０内には必要に応じ高圧の不活性ガスを封入するが
本例の場合は窒素を送入した。配管は通常の方法である
から図示は省略した。かくして目的物１３の位置をＸＹ
Ｚ軸位置調整装置２０を用いてダイヤルで微調整し結像
位置６に合致させた。目的物１３は約３０００℃の高温
に達し溶融した。次に加熱を止め、ゴムベロ一１６の電
磁弁を連動させると水冷銅基盤１２は２つに割れ目的物
１３は瞬時にして５０００ｒｐｍで回転している水冷ロ
ーラー７の間に落下し薄片となり超急冷された。冷却速
度は１０６０Ｋ７ろα程度と推定された。第４図は水冷
ローラー７の凡その構成を示しており、小型高速モータ
ー２１により約５０００ｒｐｍで連続回転をさせシヤフ
トの中から冷水を冷水管１９によつて送入し、目的物１
３が落下したときはばね１７が僅かに延びる。しかし水
冷ローラー７自体は公知であるから詳細な図並に説明は
省略する。而して前記の如く処理して超急冷されたムラ
イト系物質をＸ線回折試験により検査したところ、第６
図に示す通りなだらかなＸ線回折図となり、第７図の特
有かつ複数の鋭いピークを有するムライト系結晶物質の
Ｘ線回折図とは全く異なり殆んどがアモルフアスである
ことが認められたのでムライト系アモルフアスとなつた
ことが確認された。実施例 ２第５図は前記特許請求の
範囲第３項記載の本発明方法の実施の態様の一例につい
て要点の説明図であり一部縦断面で表わしてある。

第５図において耐熱ガラス管１０の内部下方に水冷ロー
ラー７を設けそのすぐ上に２つ割れ可能な水冷銅基盤１
２を設けてあり、その上面中央に予じめ目的物１３を配
置して溶融することまでは実施例１と同様であるが、目
的物１３の垂直上方に高圧ガス銑２２を配置し使用する
ことが、本実施例の異る特徴である。即ち加熱を止め、
水冷銅基盤を２つに割ると同時に上方からガス銃を発射
して実施例１よりも一層高速で目的物１３を水冷ローラ
ー７に達せしめる方法である。目的物にはモリブデン含
有耐熱合金を選んだ。本実施例によれば目的物の冷却速
度は１０７０Ｋ／．Ｅｃに達すると推定され、これは従
来最高の速さと考えられるところから、冷却物の耐熱合
金は殆んど全部アモルフアスになつているものと推定さ
れる。尚前記の実施例は本発明の実施の各一例にすぎな
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。

以上により本発明の効果は次の如くである。

１目的物の加熱にキセノンランプのアークイメージと急
冷手段として水冷ローラーを用い、目的物を水冷ローラ
ーの間に急速に落下させる手段を組合せたので、従来技
術では困難であつた高融点目的物の加熱急冷が容易とな
つた。

２目的物の急速落下の一つの手段として２つ割れ水冷銅
基盤を使用したので、従来技術を超えて冷却速度は大と
なつた。

３目的物の急速落下の一つの手段として高圧ガス銃を用
い２つ割れ水冷銅基盤の間を強制落下させることにした
ので冷却速度は一層大となつた。

４ルツボを使用する場合にも高速ガスによる強制急速落
下法を採つたのでルツボによる汚染のない物質について
も従来技術を超える速度で急冷し得る。

５本発明方法ではすべて希ガスランプのアークイメージ
炉による加熱と急速落下と水冷ローラーによる急冷を組
み合わせたので従来技術では困難であつて高融点物質の
アモルフアス或は準安定物質を連続的に製造することが
可能となる。

従つて半導体其の他の電子材料或は光学機器用の材料と
しての優れた素材の連続生産製造法として最新の材料の
進歩並にその量産技術の進歩に非常に大きく貢献するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法特に特許請求の範囲第２項記載の実
施態様即ち実施例１の実施に用いる装置の一例の一部縦
断面説明図である。 第２図は第１図中耐熱ガラス管並にその付属部分につい
ての一部縦断面説明図である。第３図は同じく前記第１
図及び第２図中Ａ−Ａ部分即ち２つ割れ水冷銅基盤の拡
大一部横断面説明図である。第４図は前記第２図中の水
冷ローラーの平面説明図である。第５図は本発明方法の
特許請求の範囲第３項記載の実施態様即ち実施例２の方
法の実施に用いる装置の一例についての要点説明図であ
る。第６図は本発明方法により得られたムライト系アモ
ルフアスのＸ線回折図、第７図はムライト系結晶物質の
Ｘ線回折図である。各図中において１はキセノンランプ
、２は受光鏡、３は受光鏡の第二焦点、４は平面反射鏡
、５は放射鏡、６は結像位置、７は水冷ローラー ８は
底部受箱、９は蓋、１０は耐熱ガラス管、１１はレール
、１２は水冷銅基盤、１３は目的物、１４は２つ割れ水
冷銅基盤の縦線、１５は前記水冷銅基盤の２つ割れ回転
の中心点、１６はゴムベロ一 １７はばね、１８は円周
状レール、１９は冷水管、２０はＸＹＺ軸位置調整装置
、２１は小型高速モーター、２２は高圧ガス銃、２３は
ルツボ、２４は高圧ガス、２５はノズル、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アークイメージ炉を用いて、その結像位置で加熱溶
   融した目的物を一対の水冷高速ローラ間に急降下させて
   圧延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。 ２ 急降下させる方法が加熱溶融目的物の受体を分割体
   とし、その分割受体を左右に開いてその空間から落下さ
   せる方法である特許請求の範囲第１項に記載のアークイ
   メージ炉を用いた加熱後目的物急冷方法。 ３ 特許請求の範囲第２項において、分割受体を開口さ
   せると同時に上方からガス銑を発射して瞬間的に強制降
   下させる特許請求の範囲第２項に記載のアークイメージ
   炉を用いた加熱後目的物急冷方法。