JPS6316465B2 - - Google Patents
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- JPS6316465B2 JPS6316465B2 JP11277684A JP11277684A JPS6316465B2 JP S6316465 B2 JPS6316465 B2 JP S6316465B2 JP 11277684 A JP11277684 A JP 11277684A JP 11277684 A JP11277684 A JP 11277684A JP S6316465 B2 JPS6316465 B2 JP S6316465B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- film
- mold
- manufacturing
- boron carbide
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は電子ビーム加熱蒸着等に用いる電子
ビーム加熱用ルツボの製造方法に関するものであ
る。
ビーム加熱用ルツボの製造方法に関するものであ
る。
第１図は一般的な電子ビーム加熱蒸着装置の概
略を示す原理図である。電子ビーム加熱蒸着は、
排気系１ａにより真空に排気された容器１内でフ
イラメント２を加熱し、蒸発源３を入れた銅製の
ルツボ４と蒸着する基板５の間に数十kVの高電
圧を印加し、フイラメント２で発生した電子を加
速して蒸発源３に照射し、蒸発源３を加熱蒸発さ
せて基板５の表面に蒸着膜６を形成するものであ
る。このような装置において、ルツボ４そのもの
は溶融してはならず、またルツボ４と絶縁体７と
の接着が離れてはならないため、ルツボ４および
絶縁体７は水冷されている。このため蒸発源３に
印加された熱量のかなりの量は蒸発源３およびル
ツボ４を通して逃げ、蒸発に有効な熱量は少なく
なる。こうして印加した電力に対する蒸発効率は
小さくなり、特に銅、銀、アルミニウム等の熱伝
導の良い物質はこの傾向が大きい。
略を示す原理図である。電子ビーム加熱蒸着は、
排気系１ａにより真空に排気された容器１内でフ
イラメント２を加熱し、蒸発源３を入れた銅製の
ルツボ４と蒸着する基板５の間に数十kVの高電
圧を印加し、フイラメント２で発生した電子を加
速して蒸発源３に照射し、蒸発源３を加熱蒸発さ
せて基板５の表面に蒸着膜６を形成するものであ
る。このような装置において、ルツボ４そのもの
は溶融してはならず、またルツボ４と絶縁体７と
の接着が離れてはならないため、ルツボ４および
絶縁体７は水冷されている。このため蒸発源３に
印加された熱量のかなりの量は蒸発源３およびル
ツボ４を通して逃げ、蒸発に有効な熱量は少なく
なる。こうして印加した電力に対する蒸発効率は
小さくなり、特に銅、銀、アルミニウム等の熱伝
導の良い物質はこの傾向が大きい。
そこで蒸発効率を改良する手段としてルツボ４
と蒸発源３の間を断熱するため、蒸発源３を断熱
性に優れたセラミクスの電子ビーム加熱用ルツボ
８の中に入れて加熱することが考えられる。この
場合、絶縁体であるセラミクスのルツボ８を用い
ても、セラミクスの壁を飛びこえて蒸発源３との
間に放電が生じ、蒸発源３に高圧を印加すること
ができる。上記目的に使用するルツボ８としては
耐熱性で、高融点のヒートシヨツクに強い材料
で、かつ安価であることが望ましい。
と蒸発源３の間を断熱するため、蒸発源３を断熱
性に優れたセラミクスの電子ビーム加熱用ルツボ
８の中に入れて加熱することが考えられる。この
場合、絶縁体であるセラミクスのルツボ８を用い
ても、セラミクスの壁を飛びこえて蒸発源３との
間に放電が生じ、蒸発源３に高圧を印加すること
ができる。上記目的に使用するルツボ８としては
耐熱性で、高融点のヒートシヨツクに強い材料
で、かつ安価であることが望ましい。
従来のルツボ８の製造方法として、セラミクス
粉末をプレス成形して焼成する方法があるが、こ
の方法により製造されたルツボは焼成品であるた
め、組織が緻密でヒートシヨツクに弱く、電子ビ
ーム加熱用に使用すると割れを発生することが多
く実用には向かない。
粉末をプレス成形して焼成する方法があるが、こ
の方法により製造されたルツボは焼成品であるた
め、組織が緻密でヒートシヨツクに弱く、電子ビ
ーム加熱用に使用すると割れを発生することが多
く実用には向かない。
従来の他の製造方法として、セラミクスを溶射
して製造する方法がある。第２図Ａは従来の製造
方法を示す断面図、Ｂは製造されたルツボの断面
図、Ｃはその斜視図であり、ルツボ８の製造方法
は第２図Ａを示すように、プラズマ溶射装置９か
らジルコニア（ZrO2）、アルミナ（Al2O3）等の
セラミクス粉体１０をルツボ形状をした型１１に
溶射してセラミクス厚膜１２を形成し、その後こ
れを離型してルツボ８を製造する方法である。こ
の方法により製造されたルツボ８はセラミクス厚
膜１２の中に、溶射膜の特徴である空孔が多く存
在するため、ヒートシヨツクに強いものとなる。
して製造する方法がある。第２図Ａは従来の製造
方法を示す断面図、Ｂは製造されたルツボの断面
図、Ｃはその斜視図であり、ルツボ８の製造方法
は第２図Ａを示すように、プラズマ溶射装置９か
らジルコニア（ZrO2）、アルミナ（Al2O3）等の
セラミクス粉体１０をルツボ形状をした型１１に
溶射してセラミクス厚膜１２を形成し、その後こ
れを離型してルツボ８を製造する方法である。こ
の方法により製造されたルツボ８はセラミクス厚
膜１２の中に、溶射膜の特徴である空孔が多く存
在するため、ヒートシヨツクに強いものとなる。
しかしながらこのような従来の溶射によるルツ
ボ８の製造方法においては、ジルコニアやアルミ
ナ等を金属またはセラミクスで作られた型に直接
溶射していたため、溶射材料であるセラミクス厚
膜１２と型１１間の熱膨張の相違および皮膜形成
時におけるセラミクス粒子の自己結合力などによ
り、溶射の途中におけるセラミクス厚膜１２の型
１１からの剥離や割れ、ならびに離型時における
割れが発生することが多く、ルツボ形状に成形す
ることが困難であつた。
ボ８の製造方法においては、ジルコニアやアルミ
ナ等を金属またはセラミクスで作られた型に直接
溶射していたため、溶射材料であるセラミクス厚
膜１２と型１１間の熱膨張の相違および皮膜形成
時におけるセラミクス粒子の自己結合力などによ
り、溶射の途中におけるセラミクス厚膜１２の型
１１からの剥離や割れ、ならびに離型時における
割れが発生することが多く、ルツボ形状に成形す
ることが困難であつた。
この発明は以上のような欠点を改善する目的で
なされたもので、プラズマ溶射により粒径10〜
80μmの炭化ホウ素（B4C）粉体を溶射して皮膜
を形成し、さらにその上に耐熱性のルツボ材を溶
射して複合厚膜を形成することにより、ヒートシ
ヨツクに強く、容易かつ安価に製造できる電子ビ
ーム加熱用ルツボの製造方法を提案するものであ
る。
なされたもので、プラズマ溶射により粒径10〜
80μmの炭化ホウ素（B4C）粉体を溶射して皮膜
を形成し、さらにその上に耐熱性のルツボ材を溶
射して複合厚膜を形成することにより、ヒートシ
ヨツクに強く、容易かつ安価に製造できる電子ビ
ーム加熱用ルツボの製造方法を提案するものであ
る。
以下この発明の実施例を図について述べる。第
３図Ａ，Ｂはこの発明の一実施例による製造方法
を示す断面図、Ｃは製造されたルツボの断面図、
Ｄはその斜視図である。製造方法はまず第３図Ａ
に示す所望のルツボ形状を有する金属製の型１１
を回転させ、その表面にプラズマ溶射装置９より
炭化ホウ素粉体１３を厚さ約50μmに溶射し、第
１層として炭化ホウ素膜１４を形成する。次いで
炭化ホウ素膜１４の上にルツボ材に適するジルコ
ニアまたはアルミナ等のセラミクス粉体１０を所
望の厚さまで溶射して第２層のセラミクス厚膜１
２を形成し、全体として複合厚膜１５を形成す
る。その後に型１１より複合厚膜１５を離型して
ルツボ８を得る。ここで炭化ホウ素粉体１３の粒
径は10〜80μmが望ましい。粒径が極端に細いと、
炭化ホウ素粉体１３は型１１への食込みが悪く、
かつ溶射された粒子間の自己結合が強すぎて、溶
射の途中で剥離や割れを生じる。また粒径が大き
過ぎると溶融させることが困難で、膜の形成効率
が悪くなる。形成する炭化ホウ素膜１４の膜厚は
30μm以上であれば十分である。またセラミクス
粉体１０の溶射条件は、ジルコニアについては粒
径10〜100μmの粉体を用い、プラズマガスには窒
素と水素の混合ガスを用い、印加電圧は直流
75V、電流は500A、プラズマ溶射装置９と型１
１の距離は10cmとする。アルミナについては粒径
15〜55μmの粉体を用い、その他の条件はジルコ
ニアの場合とほぼ同じである。プラズマガスとし
てはアルゴンと水素の混合ガスを用いることも可
能である。また炭化ホウ素の溶射条件について
は、プラズマ溶射装置９と型１１の距離は15cmと
し、その他の条件はジルコニア、アルミナの場合
とほぼ同じである。ジルコニア等のルツボ材とし
てのセラミクス厚膜１２の厚さは厚ければ厚いほ
ど機械的に強いものとなり、必要に応じて調整で
きる。
３図Ａ，Ｂはこの発明の一実施例による製造方法
を示す断面図、Ｃは製造されたルツボの断面図、
Ｄはその斜視図である。製造方法はまず第３図Ａ
に示す所望のルツボ形状を有する金属製の型１１
を回転させ、その表面にプラズマ溶射装置９より
炭化ホウ素粉体１３を厚さ約50μmに溶射し、第
１層として炭化ホウ素膜１４を形成する。次いで
炭化ホウ素膜１４の上にルツボ材に適するジルコ
ニアまたはアルミナ等のセラミクス粉体１０を所
望の厚さまで溶射して第２層のセラミクス厚膜１
２を形成し、全体として複合厚膜１５を形成す
る。その後に型１１より複合厚膜１５を離型して
ルツボ８を得る。ここで炭化ホウ素粉体１３の粒
径は10〜80μmが望ましい。粒径が極端に細いと、
炭化ホウ素粉体１３は型１１への食込みが悪く、
かつ溶射された粒子間の自己結合が強すぎて、溶
射の途中で剥離や割れを生じる。また粒径が大き
過ぎると溶融させることが困難で、膜の形成効率
が悪くなる。形成する炭化ホウ素膜１４の膜厚は
30μm以上であれば十分である。またセラミクス
粉体１０の溶射条件は、ジルコニアについては粒
径10〜100μmの粉体を用い、プラズマガスには窒
素と水素の混合ガスを用い、印加電圧は直流
75V、電流は500A、プラズマ溶射装置９と型１
１の距離は10cmとする。アルミナについては粒径
15〜55μmの粉体を用い、その他の条件はジルコ
ニアの場合とほぼ同じである。プラズマガスとし
てはアルゴンと水素の混合ガスを用いることも可
能である。また炭化ホウ素の溶射条件について
は、プラズマ溶射装置９と型１１の距離は15cmと
し、その他の条件はジルコニア、アルミナの場合
とほぼ同じである。ジルコニア等のルツボ材とし
てのセラミクス厚膜１２の厚さは厚ければ厚いほ
ど機械的に強いものとなり、必要に応じて調整で
きる。
このように、型１１に炭化ホウ素粉体１３を溶
射し、次いでジルコニアまたはアルミナ等のセラ
ミクス粉体１０を溶射することにより、炭化ホウ
素粉体１３溶射時に型１１に適当な表面荒れが生
じ、炭化ホウ素膜１４と型１１の間には適当な密
着力が得られる。そして炭化ホウ素膜１４の表面
に凹凸が存在するため、その上に溶射したセラミ
クス厚膜１２は炭化ホウ素膜１４と強く結合す
る。また炭化ホウ素膜１４およびセラミクス厚膜
１２中の空孔が溶射時のヒートシヨツクを吸収す
る。このため溶射時および離型時に剥離や割れを
発生させずにルツボ８を容易に製造することがで
きる。得られたルツボ８は炭化ホウ素膜１４が内
側すなわち蒸発源３と接触する側に存在するが、
炭化ホウ素と反応すると好ましくない場合は、ル
ツボ８製造後に炭化ホウ素膜１４を機械的に削り
落とすか、あるいは酸化雰囲気中で加熱して取り
除くことができる。
射し、次いでジルコニアまたはアルミナ等のセラ
ミクス粉体１０を溶射することにより、炭化ホウ
素粉体１３溶射時に型１１に適当な表面荒れが生
じ、炭化ホウ素膜１４と型１１の間には適当な密
着力が得られる。そして炭化ホウ素膜１４の表面
に凹凸が存在するため、その上に溶射したセラミ
クス厚膜１２は炭化ホウ素膜１４と強く結合す
る。また炭化ホウ素膜１４およびセラミクス厚膜
１２中の空孔が溶射時のヒートシヨツクを吸収す
る。このため溶射時および離型時に剥離や割れを
発生させずにルツボ８を容易に製造することがで
きる。得られたルツボ８は炭化ホウ素膜１４が内
側すなわち蒸発源３と接触する側に存在するが、
炭化ホウ素と反応すると好ましくない場合は、ル
ツボ８製造後に炭化ホウ素膜１４を機械的に削り
落とすか、あるいは酸化雰囲気中で加熱して取り
除くことができる。
第４図Ａは他の実施例による製造方法を示す断
面図、Ｂは製造されたルツボの断面図、Ｃはその
斜視図である。この製造方法は凹形の型１１を使
用し、第１層に炭化ホウ素膜１４を溶射した後、
第２層としてジルコニアまたはアルミナ等のセラ
ミクス膜１２を形成すれば蒸発源３との反応はな
くなり、かつ炭化ホウ素は電気抵抗が少ないため
ルツボ４との間の導通が良くなり、ルツボ４の周
囲の放電を少なくすることができる。
面図、Ｂは製造されたルツボの断面図、Ｃはその
斜視図である。この製造方法は凹形の型１１を使
用し、第１層に炭化ホウ素膜１４を溶射した後、
第２層としてジルコニアまたはアルミナ等のセラ
ミクス膜１２を形成すれば蒸発源３との反応はな
くなり、かつ炭化ホウ素は電気抵抗が少ないため
ルツボ４との間の導通が良くなり、ルツボ４の周
囲の放電を少なくすることができる。
なお上記実施例では型１１の材質は金属とした
が、セラミクスを用いることも可能であり、また
型１１は表面をわずかに研磨することにより繰返
し使用が可能である。型１１はわずかの抜きテー
パを付けておけば離型は容易に行える。またルツ
ボ材としてジルコニアまたはアルミナ等のセラミ
クスの例を示したが、白金、タングステン、モリ
ブデン等の他のルツボ材でもよく、炭化ホウ素自
体をルツボ材とすることもでき、これらの場合も
ジルコニア、アルミナの場合とほぼ同様の条件で
溶射を行うことができる。
が、セラミクスを用いることも可能であり、また
型１１は表面をわずかに研磨することにより繰返
し使用が可能である。型１１はわずかの抜きテー
パを付けておけば離型は容易に行える。またルツ
ボ材としてジルコニアまたはアルミナ等のセラミ
クスの例を示したが、白金、タングステン、モリ
ブデン等の他のルツボ材でもよく、炭化ホウ素自
体をルツボ材とすることもでき、これらの場合も
ジルコニア、アルミナの場合とほぼ同様の条件で
溶射を行うことができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、ルツボ形状
の型に炭化ホウ素をわずかに溶射し、次いでルツ
ボ材を溶射して複合厚膜を形成し離型するように
したので、溶射時または離型時の剥離や割れの発
生がなく、容易かつ安価に電子ビーム加熱用ルツ
ボを製造することができ、製造されたルツボは空
孔を多く含むため熱的歪が吸収でき、ヒートシヨ
ツクに強くなり、長時間使用できるという効果が
ある。
の型に炭化ホウ素をわずかに溶射し、次いでルツ
ボ材を溶射して複合厚膜を形成し離型するように
したので、溶射時または離型時の剥離や割れの発
生がなく、容易かつ安価に電子ビーム加熱用ルツ
ボを製造することができ、製造されたルツボは空
孔を多く含むため熱的歪が吸収でき、ヒートシヨ
ツクに強くなり、長時間使用できるという効果が
ある。
第１図は一般的な電子ビーム加熱蒸着装置の概
略を示す原理図、第２図Ａは従来の電子ビーム加
熱用ルツボの製造方法を示す断面図、Ｂは製造さ
れたルツボの断面図、Ｃはその斜視図、第３図
Ａ，Ｂはこの発明の一実施例による製造方法を示
す断面図、Ｃは製造されたルツボの断面図、Ｄは
その斜視図、第４図Ａは他の実施例による製造方
法を示す断面図、Ｂは製造されたルツボの断面
図、Ｃはその斜視図である。 図において、１は容器、２はフイラメント、３
は蒸発源、４，８はルツボ、５は基板、９はプラ
ズマ溶射装置、１０はセラミクス粉体、１１は
型、１２はセラミクス厚膜、１３は炭化ホウ素粉
体、１４は炭化ホウ素膜、１５は複合厚膜であ
る。なお、各図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
略を示す原理図、第２図Ａは従来の電子ビーム加
熱用ルツボの製造方法を示す断面図、Ｂは製造さ
れたルツボの断面図、Ｃはその斜視図、第３図
Ａ，Ｂはこの発明の一実施例による製造方法を示
す断面図、Ｃは製造されたルツボの断面図、Ｄは
その斜視図、第４図Ａは他の実施例による製造方
法を示す断面図、Ｂは製造されたルツボの断面
図、Ｃはその斜視図である。 図において、１は容器、２はフイラメント、３
は蒸発源、４，８はルツボ、５は基板、９はプラ
ズマ溶射装置、１０はセラミクス粉体、１１は
型、１２はセラミクス厚膜、１３は炭化ホウ素粉
体、１４は炭化ホウ素膜、１５は複合厚膜であ
る。なお、各図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ルツボ形状を有する型にプラズマ溶射により
粒径10〜80μmの炭化ホウ素粉体を溶射して皮膜
を形成し、さらにその上に耐熱性のルツボ材を溶
射して複合厚膜を形成し、その後離型することを
特徴とする電子ビーム加熱用ルツボの製造方法。 ２ 型が金属またはセラミクス製であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム
加熱用ルツボの製造方法。 ３ ルツボ材がジルコニアまたはアルミナである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の電子ビーム加熱用ルツボの製造方法。 ４ 炭化ホウ素膜がルツボの内側または外側に形
成するものであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の電子ビ
ーム加熱用ルツボの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11277684A JPS60258465A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 電子ビ−ム加熱用ルツボの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11277684A JPS60258465A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 電子ビ−ム加熱用ルツボの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60258465A JPS60258465A (ja) | 1985-12-20 |
| JPS6316465B2 true JPS6316465B2 (ja) | 1988-04-08 |
Family
ID=14595211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11277684A Granted JPS60258465A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 電子ビ−ム加熱用ルツボの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60258465A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5532064B2 (ja) * | 2012-02-29 | 2014-06-25 | 信越化学工業株式会社 | 希土類酸化物含有溶射基板の製造方法及び積層板の製造方法 |
| JP6421525B2 (ja) * | 2013-10-09 | 2018-11-14 | 信越化学工業株式会社 | 溶射成形体の製造方法 |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP11277684A patent/JPS60258465A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60258465A (ja) | 1985-12-20 |
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