JPS604050A - 耐高熱負荷部材 - Google Patents
耐高熱負荷部材Info
- Publication number
- JPS604050A JPS604050A JP11084383A JP11084383A JPS604050A JP S604050 A JPS604050 A JP S604050A JP 11084383 A JP11084383 A JP 11084383A JP 11084383 A JP11084383 A JP 11084383A JP S604050 A JPS604050 A JP S604050A
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- alloy
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は熱伝導特性が良好で、且つ、高熱流速負荷下で
の熱応力、変形などの発生の少ないＣＬＩ−Ｍｏ合金複
合構造体で構成された耐高熱負荷部材に関する。
の熱応力、変形などの発生の少ないＣＬＩ−Ｍｏ合金複
合構造体で構成された耐高熱負荷部材に関する。
高温で高熱流速負荷を受ける部品、たとえばプラズマ発
生装置の不純物除去板において、耐熱性あるいは耐スパ
ツタ性の観点から、直接高熱流速負荷を受ける表層部に
はＭｏ層が用いられる。一方、負荷されを熱を効果的に
冷却、除去するためには冷却部分にＣｕ 又はＣｕ合金
を使用する必要があシ、このためにＣｕ−Ｍｏの複合構
造体で構成された耐高熱負荷部材の使用が試られ、くい
だ。この際Ｃｕ層とＭｏ層との接合方法としては、ボル
ト締めなどの機械的な結合法か、あるいは銀ろう。
生装置の不純物除去板において、耐熱性あるいは耐スパ
ツタ性の観点から、直接高熱流速負荷を受ける表層部に
はＭｏ層が用いられる。一方、負荷されを熱を効果的に
冷却、除去するためには冷却部分にＣｕ 又はＣｕ合金
を使用する必要があシ、このためにＣｕ−Ｍｏの複合構
造体で構成された耐高熱負荷部材の使用が試られ、くい
だ。この際Ｃｕ層とＭｏ層との接合方法としては、ボル
ト締めなどの機械的な結合法か、あるいは銀ろう。
銅ろう付けなどの冶金的な接合法が知られている。
しかしながらＣｕ とＭＯとは熱膨張係数が例えば温度
範囲２０℃〜６００℃の間でＣｕ ： １４．７ｘｌＯ
。
範囲２０℃〜６００℃の間でＣｕ ： １４．７ｘｌＯ
。
Ｍ ｏ ： ５．４ Ｘ １０′（単位ｄｅｇ−’ ）
の如く大きな差があるため、Ｃｕ−Ｍｏの接合体では温
度変化により大きな熱応力が接合部に発生するという欠
点があった〇 また、この熱応力のために、通常温度をあげて行なわれ
る冶金的接合の形成自体が困難であつ九なお機械的な結
合法においては、結合部の形状。
の如く大きな差があるため、Ｃｕ−Ｍｏの接合体では温
度変化により大きな熱応力が接合部に発生するという欠
点があった〇 また、この熱応力のために、通常温度をあげて行なわれ
る冶金的接合の形成自体が困難であつ九なお機械的な結
合法においては、結合部の形状。
間隔などの考慮によシ、熱膨張差を逃がし、熱応力の発
生をさけることが可能であるが、結合部における熱伝達
の効率は悪く、このため効果的な熱負荷の除去が困難で
あり、プラズマ発生装置において、プラズマディスラプ
ションなどの大きな入熱が生じた場合には表面温度が上
昇し、表面溶融などの破損を生ずる恐れがある。一方、
冶金的接合法を採用すれば、当初は熱の除去は有効に行
なわれるが、熱膨張差によシ熱応力が接合面に発生し、
特に間欠的な運転モードをとるトカマク型プラズマ発生
装置などにおいては、熱応力の変動およびプラズマから
の電磁力も重量され、特に強度の弱い接合部等に疲労ク
ラックを生ずるに至る。
生をさけることが可能であるが、結合部における熱伝達
の効率は悪く、このため効果的な熱負荷の除去が困難で
あり、プラズマ発生装置において、プラズマディスラプ
ションなどの大きな入熱が生じた場合には表面温度が上
昇し、表面溶融などの破損を生ずる恐れがある。一方、
冶金的接合法を採用すれば、当初は熱の除去は有効に行
なわれるが、熱膨張差によシ熱応力が接合面に発生し、
特に間欠的な運転モードをとるトカマク型プラズマ発生
装置などにおいては、熱応力の変動およびプラズマから
の電磁力も重量され、特に強度の弱い接合部等に疲労ク
ラックを生ずるに至る。
そしてこのクラック発生によυ熱伝達の効率は劣化し、
同様に表面温度の上昇によシ、最終的には表面溶融など
の損傷を生ずるという欠点があった〔発明の目的〕 本発明は以上の欠点の改良した、熱伝導が良好で、且つ
、熱応力発生の少ないＣｕ−Ｍｏ合金の複合構造体で構
成された耐高熱負荷部材を提供することを目的とする。
同様に表面温度の上昇によシ、最終的には表面溶融など
の損傷を生ずるという欠点があった〔発明の目的〕 本発明は以上の欠点の改良した、熱伝導が良好で、且つ
、熱応力発生の少ないＣｕ−Ｍｏ合金の複合構造体で構
成された耐高熱負荷部材を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の耐高熱負荷部材は第１図の複合構造体の断面図
に示される表層部がＭｏ層（１）、他端部がＣｕ層（４
）で構成され、その両者の中間層部分は、Ｍｏ層（１）
に近い側（２）でＭｏ含有量がＣｕ層（４）端部に近い
側（３）におけるＭｏ含有量よりも多い、いいかえれば
Ｍｏからなる表層部に近い側（２）からＣｕからなる他
端部に近い側（３）までのＭｏ含有比率が１００〜Ｏｗ
ｔ％まで変化したＣｕ−Ｍｏ合金層で構成されている。
に示される表層部がＭｏ層（１）、他端部がＣｕ層（４
）で構成され、その両者の中間層部分は、Ｍｏ層（１）
に近い側（２）でＭｏ含有量がＣｕ層（４）端部に近い
側（３）におけるＭｏ含有量よりも多い、いいかえれば
Ｍｏからなる表層部に近い側（２）からＣｕからなる他
端部に近い側（３）までのＭｏ含有比率が１００〜Ｏｗ
ｔ％まで変化したＣｕ−Ｍｏ合金層で構成されている。
本発明に係る耐高熱負荷部材を構成するＣｕ −Ｍ。
合金の複合構造体は複合構造体の中間部分をＭ。
およびＣｕの中間の熱膨張係数を有するＣｕ −Ｍ。
合金層とし高熱負荷時の熱膨張係数差による熱応力発生
を小さくできること、また従来法によるＣｕとＭｏとの
接合面における熱伝達効率の劣化を防止できることを究
明してなされたものである。
を小さくできること、また従来法によるＣｕとＭｏとの
接合面における熱伝達効率の劣化を防止できることを究
明してなされたものである。
実施例１ 平均粒径５μｍのＭｏ粉末を金型の下面に所
定の厚さｔｌだけ入れる。
定の厚さｔｌだけ入れる。
次に、この上面に平均粒径２５μｍのＭｏ粉末を １厚
さｔ！たけ入れる。さらにこのｔ２の上面に平均粒径５
０μｍのＭｏ粉末を厚さｔ、だけ入れ、１ｔｏｎ／ｃＪ
の圧力で成形、厚さ２０ｓ＋ａの板状圧粉体を成形した
。
さｔ！たけ入れる。さらにこのｔ２の上面に平均粒径５
０μｍのＭｏ粉末を厚さｔ、だけ入れ、１ｔｏｎ／ｃＪ
の圧力で成形、厚さ２０ｓ＋ａの板状圧粉体を成形した
。
ついで、板状圧粉体の平均径５μｍのＭｏ粉末側を１８
５０℃、他端を１３００℃に保ち、水素気流中にて５ｈ
ｒ の焼結を行なった。焼結体をついで、カーボンるつ
は中に高温で焼結され密度の上った側（平均粒径５μｍ
のＭｏ粉末側）を下方にして設置し、為雰囲気中で１１
５０℃に昇温した後、カーボンるつぼ上部にＣｕ を装
入溶融し、Ｍｏ焼結体中に含浸せしめた。Ｃｕ は多め
に加え、圧粉焼結体の上部さらに２５■のＣｕ層を形成
せしめ、冷却固化させた。
５０℃、他端を１３００℃に保ち、水素気流中にて５ｈ
ｒ の焼結を行なった。焼結体をついで、カーボンるつ
は中に高温で焼結され密度の上った側（平均粒径５μｍ
のＭｏ粉末側）を下方にして設置し、為雰囲気中で１１
５０℃に昇温した後、カーボンるつぼ上部にＣｕ を装
入溶融し、Ｍｏ焼結体中に含浸せしめた。Ｃｕ は多め
に加え、圧粉焼結体の上部さらに２５■のＣｕ層を形成
せしめ、冷却固化させた。
得られたＣＵを含浸させたＣｕ−Ｍｏ合金の複合構造体
は第２図に示されるように、Ｃｕ層（４）中に水冷用の
孔（５）をあけて、Ｃ（１−Ｍｏ合金の複合構造体で形
成された耐高熱負荷部材（６）とした。
は第２図に示されるように、Ｃｕ層（４）中に水冷用の
孔（５）をあけて、Ｃ（１−Ｍｏ合金の複合構造体で形
成された耐高熱負荷部材（６）とした。
なお、Ｃｕ−Ｍｏ合金の複合構造体のＭＯ焼結体部分に
おいて表層部である平均粒径５μｍのＭｏ粉末焼結体側
（２）、すなわち高温焼結側でのＭｏ含有量は重量％で
約９５％、低温焼結側（３）でのＭｏ含有比率は重量％
で約６０％であった。
おいて表層部である平均粒径５μｍのＭｏ粉末焼結体側
（２）、すなわち高温焼結側でのＭｏ含有量は重量％で
約９５％、低温焼結側（３）でのＭｏ含有比率は重量％
で約６０％であった。
（比較例１） 厚１１０ｍ＋の粉末冶金法によシ製造し
たＭｏ層（１′）の片面に１０μｍの厚さにＣｕメッキ
（８）を行なった後、冷却水用円孔を設けた厚さ３０ｓ
ａｍのＣｕ層（４１）との間に厚さ２５μｍの銀ろう箔
（９）をおいて重ね、２＃／−の荷重のもとでＨ１気流
中で８５０℃に加熱、徐冷してＣｕ−Ｍｏ複合体で形成
された第３図に示す耐高熱負荷部材（ｌＣＪとした。
たＭｏ層（１′）の片面に１０μｍの厚さにＣｕメッキ
（８）を行なった後、冷却水用円孔を設けた厚さ３０ｓ
ａｍのＣｕ層（４１）との間に厚さ２５μｍの銀ろう箔
（９）をおいて重ね、２＃／−の荷重のもとでＨ１気流
中で８５０℃に加熱、徐冷してＣｕ−Ｍｏ複合体で形成
された第３図に示す耐高熱負荷部材（ｌＣＪとした。
以上の実施例１および比較例１の製法による耐高熱負荷
部材を冷却水を通しつつ、そのＭＯ表面に電子ビームに
よｐｓｏｏＷ／ｄの熱流束を６０秒加え、３０秒休止す
る加熱サイクル試駆を５０回行なった。
部材を冷却水を通しつつ、そのＭＯ表面に電子ビームに
よｐｓｏｏＷ／ｄの熱流束を６０秒加え、３０秒休止す
る加熱サイクル試駆を５０回行なった。
そして、加熱の６０秒終了時のＭＯ表面温度の測定およ
び加熱サイクル試験後の接合部のはがれや割れ等の発生
状況を観察した。
び加熱サイクル試験後の接合部のはがれや割れ等の発生
状況を観察した。
これらの試験結果を第１表に示す。
以下ｆ、臼
第 １ 表
以上のように本発明によるＣｕ−Ｍｏ合金の複合構造体
から成る本発明例の高耐熱負荷部材は良好な熱伝導度を
もち、また熱応力の発生が少ないため高耐熱負荷部材と
して用いるのに十分適している。
から成る本発明例の高耐熱負荷部材は良好な熱伝導度を
もち、また熱応力の発生が少ないため高耐熱負荷部材と
して用いるのに十分適している。
以上説明したようにＣｕ−Ｍｏ合金の複合構造体よシ成
る耐高熱負荷部材は、熱膨張係数の大きく異なるＭｏ
とＣｕ との間にその両者の中間の熱膨張係数を有する
Ｃｕ−Ｍｏ合金層を有するため、高熱負荷の繰返しにお
いても、接合部が無いため、接合部のはがれが起らず、
充分な除熱効果がある。
る耐高熱負荷部材は、熱膨張係数の大きく異なるＭｏ
とＣｕ との間にその両者の中間の熱膨張係数を有する
Ｃｕ−Ｍｏ合金層を有するため、高熱負荷の繰返しにお
いても、接合部が無いため、接合部のはがれが起らず、
充分な除熱効果がある。
さらに、本発明に係る耐高熱負荷部材は、Ｍｏ とＣｕ
との中間層のＣｕ−Ｍｏ合金の熱膨張係数が連続的に
変化するため高熱負荷の繰返しに伴なうＭＯとＣｕ Ｏ
熱膨張係数の差から生ずる熱応力あるいは熱ひずみが小
さくなｐ、Ｍｏ表面の割れ発生を押さえることも可能と
なシ、工業上類る有用である。
との中間層のＣｕ−Ｍｏ合金の熱膨張係数が連続的に
変化するため高熱負荷の繰返しに伴なうＭＯとＣｕ Ｏ
熱膨張係数の差から生ずる熱応力あるいは熱ひずみが小
さくなｐ、Ｍｏ表面の割れ発生を押さえることも可能と
なシ、工業上類る有用である。
第１図は本発明の耐高熱負荷部材の断面図、第２図は本
発明の耐高熱負荷部材の断面図、第３図は従来例の耐高
熱負荷部材の断面図、（１１、（１つはＭｏ 、 （２
） 、 （３１は組成の変化するＣｕ−Ｍｏ合金層、（
４１、（４’）はｃｕ 、 （６） 、 Ｑｌは耐高熱
負荷部材。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （他１名））
発明の耐高熱負荷部材の断面図、第３図は従来例の耐高
熱負荷部材の断面図、（１１、（１つはＭｏ 、 （２
） 、 （３１は組成の変化するＣｕ−Ｍｏ合金層、（
４１、（４’）はｃｕ 、 （６） 、 Ｑｌは耐高熱
負荷部材。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （他１名））
Claims (1)
- Ｍｏ層とＣｕ層とが前記Ｍｏ層側からＣｕ層側までＭｏ
含有比率が重量％で１００〜０チまで変化したＣｕ−Ｍ
ｏ合金層を介して積層された複合構造体で構成されてい
ることを特徴とする高耐熱負荷部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084383A JPS604050A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 耐高熱負荷部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084383A JPS604050A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 耐高熱負荷部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604050A true JPS604050A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14546066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11084383A Pending JPS604050A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 耐高熱負荷部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604050A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61244716A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-31 | 旭精機工業株式会社 | 線材結束装置 |
| US5100740A (en) * | 1989-09-25 | 1992-03-31 | General Electric Company | Direct bonded symmetric-metallic-laminate/substrate structures |
| CN103057202A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-24 | 江苏鼎启科技有限公司 | 层叠结构热沉材料及制备方法 |
| JP2014151337A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Toyota Industries Corp | 抵抗溶接用電極 |
| CN110814078A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-02-21 | 无锡乐普金属科技有限公司 | 一种钼铜阶梯材料的制备方法 |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11084383A patent/JPS604050A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61244716A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-31 | 旭精機工業株式会社 | 線材結束装置 |
| US5100740A (en) * | 1989-09-25 | 1992-03-31 | General Electric Company | Direct bonded symmetric-metallic-laminate/substrate structures |
| CN103057202A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-24 | 江苏鼎启科技有限公司 | 层叠结构热沉材料及制备方法 |
| JP2014151337A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Toyota Industries Corp | 抵抗溶接用電極 |
| CN110814078A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-02-21 | 无锡乐普金属科技有限公司 | 一种钼铜阶梯材料的制备方法 |
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