JPS60109196A

JPS60109196A - セラミックスをプラズマ溶着した長波長赤外線放射体

Info

Publication number: JPS60109196A
Application number: JP21660783A
Authority: JP
Inventors: 早川　哲夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1985-06-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、水蒸気の多い雰囲気又は液（水又は油等）と
扱ずく、状、ｉ源において使用１−る長波長赤外線数＋
＋、ｔ　１１・に関するものである。

艮汲Ｊ・ζ夕“ｉ：　３ｒ１）、（、Ｈを放射するセラ
ミックス（シルコニアミ’」）イｒ　’、、ｉｈ：　Ｉ
出１．す５焼等にプラス′マ浴盾叉ｔよ焼付けたものを
加熱すれは、放４・］さ肚る長談↓、；赤外線と敲加熱
物との共振１裟収現象により加熱効果か人であることは
よく知られており弘料の乾燥ｑにＡｌ１用さ矛している
。

Ｕ１シなから、水蒸気の多い雰囲気や故（水又は／ｌｌ
ｌ　’：’ｊ）とｉｒ、ｔ’　＋７．’、（、二放射体
が接するような状態、例えは黙交Ｊｖ！　＋４ｉ　、良
品機器（フライヤーｑＪ）には全く使用されＣいない。

此は、従＊す４シｉＡ、ｒ　）ごおいては次のよう７よ
欠陥か有った刀）らである。

艮肢長赤夕目ｊ、！を放射するセラミックスを金属又は
素焼にゾシズマ溶ノ８した場せは浴５ｕ層に多数の気孔
か（ｒ在する。例えは、長波長赤外線を放射するために
広く使用さするジルコニアを主体とするセラミックスを
（ｔ７月へ゛した場合は、その溶着層は容れ１１イ４に
て真の気ｆし←（・；ｊ、１５％（見ｆｌｉｔけの気孔
率は１０％］につ１１する。Ｖ〔ツテ、瞼視的ニ観察す
ｉｔ　＋Ｌ　ｆ：ＪＭ＜　（イｉ＞　Ｉｒ、＋Ｓ　、に
’　ｌ：＋Ｌ）　ｔ：到する無数の気孔か存在１−る。

此の状！諒を第１図に７１（−！ｌ−９図において、（
１）【」、Ｌ、１体金属、（２）は溶９・１さＪ’した
セラミックス、（出は気孔をボす。

次に第２図は、素焼にイノトリー、−＃：１．を信置ｌ
’Ｆ：　したジルコニア粉末を特殊ｔθ／ｆりにて梶計
１−たベーストを塗布して′上気かて商ｒＡａに°Ｃ；
兄１．ｊけた場・計を小ず。図に１６いて、（４，）は
シルコニγ（＋＋：ｉ二体とした赤外線放射Ｉ・Ｊグ、
（５月：Ｉ：　Ｊハへ（６］は、（２焼の中ｔこ埋込れ
た介熱月１のニクロム線−Ｃある。

又、第３図は、第２図における表面の部分を拡大したも
の、第４図は第３１Ｚ＋の甲凹図である。図？こ示ずよ
うに、此のイ）１１の放田陣は使ノ１ノ中に表面の赤外
放ｎＪ層ｅこ多数のぎ装ケ光生ずる。此の発生ずるき裂
は＋１＋１１いものであるかＩｉＪ体（素焼）に到して
いる。

以上にｊホ△、たごとく、現在発表されている放射体ｋ
Ｊ、　ＩＪｌｌ（ツ＞、属、素焼）に到する無数の気孔
又１・まき裂をイＪ’している。従って此を刀く蒸気の
多いシト囲シ（メトＪ、蔽俸と接して使Ｊ目すると次の
ような重大ｙ（欠陥ン光生して使用は不ｉＪ能である。

１）、　？ｆりＶこ１）孜少な電解１ｒ１（食塩、アル
カリ、酸）及び水を含Ｊ　Ｉ・と、第５図にツバすごと
く（莫部電、也な仔σ成してＩＺＬ　ｉ不全ｊ萬にクロ
ム線）が騙蝕される。ｑ、１に１７ｎｉ度の高い場合は
腸蝕蓮良か犬である。北は、表’ＩｆＪＪ’ｔこ溶ノロ
さγしているジルコニアにはイツトリア、布土頬元素等
か含Ｊ’しておリノ！Ｉ電牲をボし、母揮金属の方か電
気的に卑であるから母体金属が浸さ２することになる。

２）、浴着されたセラミックス層の気孔、き裂軸は敞相
であるために、浸入した液は洗浄によっても（）１出か
不可■にであり洗浄後も電気的１關蝕は進行する。

次に、第５］囚ンこ電気的を間融の例を示す。図におい
て、（１（＋）は金属Ｉ、Ｊ体（−）、（１１）はｌｉ
′ｔハ′１されたセラミックス（（１）、（１２）は浸
入しｌこ゛山’、　Ｍｊ’　′尚を含む？ｆグである。

此の場Ｆ＞、矢［，１」の方間に４１：流かｔＪｌｃれ
て卑である金属０１体の（１３〕の部分が腐蝕される。

４＼釦明は、以上の欠陥（ど除去して水、；１９気の多
い雰囲気やｔ佼中にても使方Ｊしりる」にＩＩン」＼−
７〕゛」外線放射体をＪｆｌｌｌｉ供するもので・す）
る。

次にイに５−明の、ｉｙ泊１１を実加Ｌ１り１ｊをもっ
て１ｉ１１！明−４゛る。

実施例１）。

第６図に、アルミニウム又はアルミニウム合ｓ’ｔ　ｊ
、Ｉ：　４：）、にジルコ＝　７　（ｚｒ（Ｊ２Ｆａ＝
　９　Ｌｌ　’；’ｏ、−）り＝ア（１’１Ｕ２）を１
０％ｌ昆むしたオー）ンｊ−’ｉ’：　］　ｆｌ　／ｌ
〜８０　ｐ稈ＪＷのセラミ２７１０１分１４・ヲフ゛フ
ス゛マ畠゛ハ□′１しｌＩ］：を陽（ψ３として化１眸
Ａ−ることに、Ｊ、り占（イ２（にＪ、ｔするピンホー
ル部分ｔこ酸化被ｉｋ：’ｊ　（ｊ・Ａ１２ｆＪｓ）　
ｋ生成し、さらに熱水叉は水ノＩ＜気処理した場合の力
［１川詳和１をボす。図に）」り−９−ように、ノ、（
４Ａ’　（１４）（゛こセラミックスｒ晟分（１５）を
ブ゛ンス゛マγ、・ｔカ“’ｒシｌこ場合はｍ　Ｅ４．
ｌ　Ａ１９１１；ｊには無数の気孔が有りその中には基
４ｇに斤するピンホール（］６）も多数存在する。此に
陽極酸化を行うとピノホールを通して’ＩＩＬＩｌｌ’
肖′ｆりかｌａｄ　４Ａ（・こ遅し、その部分は酸化さ
れてｒ−Ａｌ２を柚の波膜（１７）を生する。生成する
賑化坂１１１ノｊの厚さは２０１１栓戊となるように電
流１．ＩＩＸＸ没、’１１：：　ｐＩ（１１１１間を制
個１する。この酸化仮１模ば（・凪めて１１１ｊｊ　＜
、＋、［序曲絶縁性も艮く無数の敞孔を（ｊ’　してい
４］。次？・こ秀ノ）水又は水蒸気処理を施すと、ｉ゛
ｔ１１　＋コ水カＮ　人して１１’　・Ａｌ２ＬＪ３・
１４２０　トなり層別−１、て１救孔を閉スくして不吸
水性となり冗仝なＩＩＬＩ’　ｆｒｌｌ：　１’］とな
ると同時に、（１８）都のごとく盛−１−リセラミノク
ス（１５）の固着はさらにＪｉｆｆ実となる。。

天Ｊｊｍ例２）。

第７１イ（に、アルミニウム又はアルミニウム合金基４
Ａ’　ｉこ了）Ｊず陽１艇酸化を行い２０μ程度のγ・
Ａ１２　（−Ｊ　、、　（＋９１１７＋　（２ｔＪ　）
　７ａ＝生成させる。ついでジルコニア（Ｚｒｌ１２ン
イど９ｏ％、チタニｆ　（’ｌ’１（Ｊ２）Ｙ　１０％
６１　＜−ｉ　１．／た３）ンＩＦ′：］、　０１１〜
３０　ＩＩ程反０）　セ５　ミノクス微粉体をプラズマ
溶渦“する。次に熱水又は水蒸気処理を行うとセラミッ
クス溶ノ１′１″層のＷ材に達するピンホールを通して
ＩＴ−Ａｌ１（Ｊｌｌλ゛〆１の做孔に水が侵入してｊ
’−Ａｈす３・［１２０となり膨張して做孔を閉塞し、
不吸水性となり元金な１町蝕性となる。又ｊ膨張して（
２２）のごとく盛１り溶ノル″セラミックス（２１）を
ノｌ（利ｅこ強固に内定する。

次ｔこ第８図に、陽極酸化による被ｊ１１；“３の１ｉ
１．ｒｌｌｌについて１児明する。酸化被ｊ換は（７１
）と（乙）の２人゛Ｉ（・こ分れる。（２／Ｘ）はｌ占
性へ゛・１でありｉ’−Ａ１２（−１３Ｊ、り成り０．
１　ｔｔ　４．Ｊ：度の厚さであり緻’ｌ’ｉ’ｌ’で
（ν′バめて硬く電気的絶縁性が大であり孔は無く基イ
〕との結合はＩｉ！Ｊｊ園である。（ゐ）は多孔層であ
り０、１μ程度の無数の微孔かほぼ面ｔこｌｌ’１角に
明いている。此の層の硬さは、アルミニウムの硬度を８
０とすると表面では１１０位であるか内側１に進むに従
って硬くなり（次）層に：ｌｏいては５０００位となる
。（次ン、（乙ＩＪＱにその線膨張係数は６〜９　ｘ　
１０／ｄｃｇであり、とｆｉ　〕’ｒ’Ｊセラミックス
の７〜１０　Ｘ　１０　Ａａｇと近似している。此は溶
ノ；′１′セラミックスの熱衝撃による剥離に対しては
極で有利である。アルミニウム及び台金ノ１（板の線膨
張体数は２８　Ｘ　１　（＋−，！’ｄｃｇで゛ある。

次に木冗明の効果’１４１１１　Ｍするために、次のリ
ン験　を　イ」　−〕　ｌこ　。

アル上ミニ自ンノ、ノ、（イＡをツ”ンドフ゛ラストし
て薬品処用！したものにジルコニア　（Ｚｒ（Ｊｚ）９
０％、チクニアぐＪ’１（Ｊ２月（）％ｂｔ介した粒ｔ
＆　１０１１〜３０　／フイ５二反のセラミックスご溶
着した試験片を製作して、ｔｎ＋に述べた実施例１）と
実施例２）の試験片との対比試＠を行った。本試験ｔ？
−おけるセラミックスｍ？ａ“層の厚さはいづれの試験
片も１００１ノである。

■）、電気ｊ［釣蝕の試験１　％　Ｎａｅ　１−１−１％ＥＩＪＴＡ［蝕液中に２
４時間段してＯｆ出するＡ　１８＋イオン量を測定した
。

試験片（陽１萌酸化なし）　−−・１　ｍｇｒ／ｄｒｎ
”＊ｄａｙ実施例１）、実施例２）の試験片・・・共に
Ａ１　イオンを検出せず。

２）、熱ω【■撃試験試験片を加熱した後、冷水（２０“’Ｃ）中に急冷して
試験片の表面を繰返しｊ９、擦して剥１〜１を開始する
加熱温度をめた。　４試験片（陽（ジ酸化なし）加熱温度ｄ　５０　”Ｃにて剥ｌ１１１が男］る。

実施例１）の試験片加熱温度５５０°Ｃにて剥沌か始る。

実施例２）の試験片加熱温度らＯＯ“Ｃｆこて１．＋Ｉ　Ｉｌｌか始る。

以上より木冗明によれは、″上序曲ｊ１巧蝕は完全ｔこ
防止され、熱ωｕ軍にχＪしても大幅にｌノ１１１向」
二しうることを１ｉｌｈ’認した。

かくして本発明は、従来のＪ’２　ｌＩスに赤夕）線を
放射１−るセラミックス（ジルフニ７　’４Ｉｒ　）　
ｋ　金ｋｇ、素焼等にプラズマ浴＋２７やわ６　（，１
けたものか）に／！へ気の多い算囲気やａダ（水や油等
）に接した状態でば′電気的腐蝕や′ＩＬ気的絶縁不良
のために全く使用か不可能であった問題な鹿１沃すると
共に耐熱衝撃性を大幅に向上した。かくして、水蒸飼の
多く発生する乾燥機、流体を扱う熱交換器、食品（浅型
（大ブラ鍋、フライヤー等）ｔこ広く利用の泊を開くも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１１＝Ｊｌ１．　ｆｉｔ来の長波長赤外線を放射する
セラミックスを金属又は素焼ｅこプラズマ溶剛した場合
の１ノ「面を示す。第２図は、素焼ｅこイノｌ−’Ｊア等を固溶したジルコ
ニア１３ノ木乞待坏俗准ｅごて混合した６−ストを’ｅ
ｔ、３　：（１ｉ　してＸＩＬ気かで高温でθｔ　（−
１けた従来の放！１．＋も・ＩＳの断面を７Ｊ＜す。第３図ｋｌ：　、第２図ｅこおける表面の部分を拡大し
てボす。７・・基４Ａの表Ｉｒ１ｆこ焼付はらγした放射層８・
・放射層に発生じたき裂９・・素焼＠−ｔの基材第４図は、第８図の平面図である。第５図は、゛電気的腐蝕をボす。第６図は、本発明の実施例の１）をボす。第７図は、本発明の実施例の２）を小ず。１９・・アルミニウム又はアルミニラ１．ａ金のｈシイ
３第８図は、陽ｔｒｉ　Ｍ化ｅコよルｆｊｌ化被１＋１．
＞　（／Ｊ　、ｉ’ｆ’　Ｊｌｌｌを示す。２３・・アルミニウム又ζよアルミニツム汀ζＩＺの基
利２６・・づ６生した微孔２７・・膨張して盛上ったγ・Ａ１２　ｕ：Ｉ・４１２
Ｕ／］Ｌ影」Ｌ　づ　４」し２３／

Claims

【特許請求の範囲】１ノ、アルミニウム又（・よアルミニウム汀金Ｍ　Ａ：
４にジルコニア（ＺＩす２）をエイ本としたセラミック
スｒ；ｙ＜粉本をプラズマｍノｉ’ｒ　Ｌ、此を陽（１
簑としＣ’１ｔＬＩＩＩ・ｌすることにｊ：リプラズマ
溶）’、＋によ’−１５ｔ　ノＬ　Ｌ、たり＋１．４’
Ａに判するピンホールｊ？＋１分に阻化敲膜（、ｒ−Ａ
１２（Ｊａ）を生成させ、さらに熱水又は水、Ｖｋ気処
川用することを１、′ｆ娯文とするセラミノクスゼプラ
ズマｍ措した長波長赤外線放相悸。２）、アルミニウム又はアルミニウムイド金Ｊｌ’−，
４Δを陽Ｊ’ｌｌＨとして’ｉｌｉ：　ｌ’Ｊ了−９−
４コと１こよ’）　ｎ交ｆ１−ｉ反Ｉｔ’、！（ｒ、Ａ
、Ｉ□Ｑ、）を生成せしめ、此の」二にジルコニア（Ｚ
ｒす２）を主唱率とし／こセフミックス徽Ａ分末’ａｊ
−／ラズマ溶フム′シ、さりに熱水又Ｑま水魚気処即゛
リーること乞特徴とするセラミックスゲプラズマｍノ、
・、した艮教艮赤夕）線放用悸。