(57)【要約】【課題】  高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料を製造する技術を提供する。【解決手段】  本発明は、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に、６対以上積層された状態の組織を有することを特徴とするものであり、その最外表面は白金層または濃化層であることが好ましい。【選択図】  図５
2010265505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物分散型の強化白金材料において、
酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に６対以上積層された状態の組織を有することを特徴とする酸化物分散型強化白金材料。
【請求項２】
最外表面が、白金層または濃化層である請求項１に記載の酸化物分散型強化白金材料。
【請求項３】
酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に６対以上積層された状態の組織を有する酸化物分散型強化白金材料の製造方法であって、
次の（１）〜（４）工程を備えることを特徴とする酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
（１）酸化物分散強化白金板材と白金板材とを張り合わせ、ホットプレスにより一体結合処理をして積層体を形成する工程。
（２）前記積層体を熱間鍛造した後、圧延加工をする工程。
（３）圧延加工済み積層体の複数枚を積み重ねて、ホットプレスにより一体結合処理をして多層積層体を形成する工程。
（４）前記多層積層体を熱間鍛造した後、圧延加工する工程。
【請求項４】
前記（１）工程は、最終的に得られる複合強化白金材料を構成する酸化物分散強化白金板材と白金板材との重量比が１：２０〜２０：１となるように、酸化物分散強化白金板材及び白金板材の重量を設定して張り合わせを行う請求項３に記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項５】
前記（３）工程は、積層体の圧延方向が直交するように、積層体を積み重ねる請求項３または請求項４に記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項６】
前記（３）工程は、６枚以上の積層体を積み重ねる請求項３〜請求項５いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項７】
前記（２）工程における圧延加工は、加工率８５％以上とする請求項３〜請求項６いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項８】
前記ホットプレスは、温度８００℃〜１２００℃、圧力１５〜５０ＭＰａで行う請求項３〜請求項７いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、光ファイバーなどのガラスを溶融して取り扱う際に用いられるガラス溶解用装置の構造材料として用いられる白金材料に関し、特に、酸化物分散の強化白金材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラスを溶融する際に使用されるガラス溶解用装置の構成材料としては、高温における強度特性に優れる強化白金材料が用いられている。そして、このガラス溶解用装置においては、白金系るつぼ槽単独によるもの、或いは、外側を耐火物で覆った白金系るつぼ槽によりガラスを溶解する方式が知られている。
【０００３】
白金系るつぼ槽のみの場合、溶融ガラスを白金系るつぼ槽のみで保持しなければならないため、白金系るつぼ槽には高温強度特性に優れる強化白金材料が用いられる。また、外側を耐火物で覆った白金系るつぼ槽では、耐火物がるつぼ槽を保持しているので、通常の白金材料、例えば、Ｐｔ、Ｐｔ−５％Ｒｈ、Ｐｔ−１０％Ｒｈなどからなる白金系るつぼ槽が採用されることが多い。
【０００４】
白金系るつぼ槽単独のガラス溶解用装置では、るつぼ槽を構成する強化白金材料の寿命がそのまま装置寿命になるため、強化白金材料の物性が極めて重要になる。また、外側を耐火物で覆った白金系るつぼ槽を備えるガラス溶解用装置では、白金材料と耐火物との膨張収縮率が相違するため、溶融ガラスの重量により白金系るつぼ槽が伸びた際に、白金系るつぼ槽のクリープ破断や、しわ発生によるるつぼ槽の折れ現象が生じ、製造上のトラブルを発生する。
【０００５】
従来から知られている酸化物分散型の強化白金材料は、一般的にクリープ強度は大きいものの、破断伸び率は小さい傾向がある。また、通常の白金材料では、破断伸び率は比較的大きいもの、逆に高温のクリープ強度特性があまりよくない。このような理由より、強化白金材料の一つとして、酸化物分散強化白金材料と白金材料とを張り合わせた複合強化白金材料が提案されている（特許文献１参照）。また、酸化物分散型の強化白金材料を板状にしたものを複数積層して結合させた多層強化白金材料も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２８５９４８４号公報
【特許文献２】特開平１−２２４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１における複合強化白金材料は、比較的粗大な組織からなる白金材料と、酸化物分散型の強化白金材料とが単に張り合わせられているだけであり、白金材料単独に比べ高温クリープ特性は優れているが、破断伸び率の点において満足できるものではない。一方、特許文献２における多層強化白金材料は、酸化物分散型強化白金材料を薄く圧延して板状にし、複数の板を積層して、それらを高温で結合したものであるが、酸化物分散強化白金材料のみからなるため、クリープ強度の向上は図れるものの、破断伸び率の向上は望めない傾向があった。
【０００８】
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、高強度であって高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料及びその製造技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に６対以上積層された状態の組織を有することを特徴とする酸化物分散型強化白金材料に関する。本発明において、濃化層と白金層とが積層された状態のことを「対」としており、６対とは、濃化層と白金層とからなる「対」が６段積層された状態を示している。
【００１０】
本発明の酸化物分散型強化白金材料は、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に６対以上積層された状態の組織を有するため、高強度な材料であるにもかかわらず、ある程度の伸び特性を備えるものとなる。従来の強化白金材料として、例えば、添加金属としてジルコニウムを用い、その酸化ジルコニウムが白金母相に均一に分散した酸化物分散型の強化白金材料が知られているが、このような従来の強化白金材料では、実用上強度的には満足できるものの伸びが非常に低いという特性を有する。そのため、このような従来の強化白金材料をガラス溶解用装置のるつぼ槽などで使用すると、溶融ガラスの重量によるるつぼ槽への負荷に対して、るつぼ槽があまり変形できないことから、槽に亀裂が発生し、るつぼ槽の破損が突然生じるなどの製造上のトラブルが発生する。しかし、本発明の酸化物分散型強化白金材料では、高強度であるにもかかわらず、ある程度の伸び特性を備えるため、溶融ガラスの重量による負荷がかかっても、るつぼ槽がある程度変形することで、亀裂の発生が抑制され、るつぼ槽の破損等を効果的に防止できるのである。
【００１１】
このような強度特性を示す理由は明確には判明していないが、本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、白金を主体する白金層が、酸化物分散強化用の添加金属もしくはその金属酸化物が濃化した濃化層に挟持された状態になっているため、亀裂の発生原因とされる白金粒子の粒界が板厚方向で分断され、亀裂の発生が効果的に抑制されるものと考えられる。また、本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、濃化層のみ、すなわち酸化物分散強化の層のみでなく、白金層も介在しているため、ある程度の伸び特性も備えるものと推測される。
【００１２】
本発明に係る酸化物分散型強化白金材料では、濃化層と白金層とが、少なくとも６対以上交互に積層された状態の組織を有することが望ましい。５対以下であると、濃化層に挟持される白金層の層数が少なくなり、亀裂の発生を効果的に抑制できなくなるからである。この積層状態は、望ましくは１０対以上である。１０対以上であると、高強度であって高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料になる。
【００１３】
本発明の酸化物分散型強化白金材料における濃化層を形成する添加金属としては、ジルコニウム、イットリウム、サマリウムなどが適応できる。また、金属酸化物としては、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化サマリウムなどが適用できる。
【００１４】
本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、その最外表面を同一の材料にすることが可能であるが、例えば、最外表面を白金層にしておけば、ガラスに対して不純物となる物質が溶出しにくくなるため好ましい。また、最外表面を濃化層にしておけば、摩耗性などの強度特性に優れたものとすることができるため好ましい。つまり、本発明に係る酸化物分散型強化白金材料においては、その用途目的に応じて、最外表面を白金層或いは濃化層を選択することができる。当然に、片側の表面を白金層とし、他方の表面を濃化層としてもよい。
【００１５】
本発明に係る酸化物分散型強化白金材料は、ひとつの手法として、以下の製造方法により得ることができる。本発明の酸化物分散型強化白金材料の製造方法は、（１）酸化物分散強化白金板材と白金板材とを張り合わせ、ホットプレスにより一体結合処理をして積層体を形成する工程、（２）前記積層体を熱間鍛造した後、圧延加工をする工程、（３）圧延加工済み積層体の複数枚を積み重ねて、ホットプレスにより一体結合処理をして多層積層体を形成する工程、（４）前記多層積層体を熱間鍛造した後、圧延加工する工程を備えることを特徴とする。本発明によれば、高温における伸び率が大きく、高温クリープ特性も優れた複合強化白金材料を容易に製造することが可能となる。
【００１６】
本発明の製造方法における（１）工程では、最終的に得られる酸化物分散型強化白金材料を構成する酸化物分散強化白金板材と白金板材との重量比が１：２０〜２０：１となるように、酸化物分散強化白金板材及び白金板材の重量を設定して張り合わせを行うことが好ましい。白金板材の比率が大きすぎると、強度低下になる傾向が強くなり、逆に酸化物分散強化白金板材の比率が大きすぎると、伸び率が小さくなる傾向となる。重量比が１：２０〜２０：１であると、強度、伸び率ともに好適な特性となる。より好ましい重量比は、１：２０〜２：１である。
【００１７】
本発明の製造方法における（３）工程では、積層体の圧延方向が直交するように、積層体を積み重ねることが好ましい。積層体の圧延方向が直交するように、積層体を積み重ねると、最終的に得られる酸化物分散型強化白金材料の積層組織が全体的に均一になり、酸化物分散型強化白金材料の強度特性を材料全体でばらつきがないようにすることが可能となる。
【００１８】
本発明の製造方法における（３）工程では、少なくとも６枚以上の積層体を積み重ねることが望ましく、１０枚以上の積層体を積み重ねるようにすることがより好ましい。６枚以上の積層体を、白金層と濃化層とが順次積み重なるように重ねると、白金層と濃化層とが交互に１２層以上存在することになり、亀裂の発生を効果的に抑制できるものが製造できる。また、１０枚以上の積層体を積み重ねると、白金層と濃化層とが交互に２０層以上存在することになり、高強度であって高温クリープ特性に優れるとともに、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材料を製造できるようになる。
【００１９】
本発明の製造方法における（２）工程の圧延加工は、加工率８５％以上とすることが好ましい。積層体或いは多層積層体を圧延する際に、加工率が８５％未満であると、積層した酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合が弱くなり、酸化物分散型強化白金材料の強度が低下する傾向になる。
【００２０】
本発明におけるホットプレスは、温度８００℃〜１２００℃、圧力１５〜５０ＭＰａで行うことが好ましい。８００℃未満であると、酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合が不十分となり、１２００℃を越えると、ホットプレス装置の治工具に、白金が付着する現象が生じやすくなる。また、圧力が１５ＭＰａ未満であると、酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合が不十分となり、５０ＭＰａを越えると、ホットプレス装置で使用するカーボン製の治工具が破損することが生じやすくなるためである。
【００２１】
さらに、このホットプレスは２回行うことが好ましく、その際には、初回と２回目とのホットプレス条件を変更することが好ましい。その条件変更とは、具体的には、ホットプレス時のパンチ棒及び受け台の先端面の形状を変えることであり、初回のホットプレスでは、パンチ棒及び受け台の先端面の曲率半径が１０００〜４０００ｍｍとし、２回目の時は先端面の曲率半径が５０００ｍｍ以上或いは先端面を平面にすることが好ましい。このような条件で、２回のホットプレスを行うことで、酸化物分散強化白金板材と白金板材との接合を確実にすることができるからである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高温クリープ特性に優れ、高い伸び特性を有する酸化物分散型強化白金材を提供することができ、そのような酸化物分散型強化白金材料を容易に製造することが可能となる。そして、従来のガラス溶解用装置で生じていた、るつぼ槽の突発的な破損トラブルなどを有効に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の加工仕上がりの断面組織写真。
【図２】実施例１の１４００℃、２４時間熱処理後の断面組織写真。
【図３】実施例１の１４００℃、１００時間熱処理後の断面組織写真。
【図４】比較例１の断面組織写真。
【図５】実施例１のＳＩＭＳによる断面組成分布写真。
【図６】実施例１のＳＩＭＳによる断面組成分布写真。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２４】
以下、本発明における最良の実施形態について、以下に記載する実施例に基づいて説明する。
【００２５】
実施例１：
この実施例１の材料としては、白金圧延材（縦１１８ｍｍ×横１１８ｍｍ×２５ｍｍ厚（７．５ｋｇ）：商品名Ｔ−１、田中貴金属工業（株）社製、Ｐｔ純度９９．９５％）と、分散粒子として酸化ジルコニウムを用いた酸化物分散強化白金板材（縦１１８ｍｍ×横１１８ｍｍ×６ｍｍ厚（１．８ｋｇ）：商品名ＧＴＨ、田中貴金属工業（株）社製、Ｐｔ９９．９０％、Ｚｒ０．１０％）とを用いた。
【００２６】
これらの材料をそれぞれ１枚重ね合わせ、ホットプレス機に投入して、炉内を０．６Ｐａまで減圧し、炉内温度１０００℃、プレス圧２０ｔｏｎの条件でホットプレスを行い、積層体を作製した。このホットプレス機のパンチ棒及び受け台は、縦１２０ｍｍ×横１２０ｍｍ×２００ｍｍ厚の黒鉛製（ＩＳＯ６３）で、先端面の曲率半径が３６００ｍｍとされたものを使用した。
【００２７】
ホットプレスにより形成した積層体は、１３００℃の電気炉内に、３０分間保持した後、取り出して、５００ｔｏｎのエアーハンマーにて３回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度１３００℃の電気炉内に投入して、３０分間の焼鈍処理を行った。
【００２８】
焼鈍処理後の積層体は、縦１２５ｍｍ×横１２５０ｍｍ×１．２ｍｍ厚となるように圧延加工処理（加工率９５％）を行った。この圧延加工処理をした積層体を切断して、縦１１９ｍｍ×横１１９ｍｍ×１．２ｍｍ厚の積層体を複数枚作製した。
【００２９】
続いて、この圧延加工処理をした積層体を１８枚準備し、このうちの９枚を、白金板材側が下になるようにして、圧延方向が直交するように、交互に９０°回転させて積層し、その最上段に、白金圧延材（縦１１９ｍｍ×横１１９ｍｍ×１ｍｍ厚（上記材料と同組成：商品名Ｔ−１）を重ね、その上に残りの９枚を、酸化物強化白金板材側が下になるようにして、かつ、圧延方向が直交するように交互に９０°回転させて積層した。
【００３０】
そして、このように重ね合わせた状態の１８枚の積層体（１枚の白金圧延材を含む）を、０．６Ｐａまで減圧したホットプレス機の炉内に投入して、炉内温度１０００℃、プレス圧２０ｔｏｎの条件でホットプレスを行い多層積層体を作製した。この時のホットプレス機のパンチ棒及び受け台は、縦１２０ｍｍ×横１２０ｍｍ×２００ｍｍ厚の黒鉛製（ＩＳＯ６３）で、先端面の曲率半径が３６００ｍｍとされたものを使用した。
【００３１】
そして、ホットプレス後に冷却して取り出した多層積層体は、再度、０．６Ｐａまで減圧したホットプレス機の炉内に投入して、炉内温度１０００℃、プレス圧５０ｔｏｎの条件でホットプレスを行った。この時のホットプレス機のパンチ棒及び受け台は、縦１２０ｍｍ×横１２０ｍｍ×２００ｍｍ厚の黒鉛製（ＩＳＯ６３）で、先端がフラット（平面）にされたものを使用した。このホットプレスは２回行った（厚み２２．５ｍｍ）。
【００３２】
この２回のホットプレスを行った多層積層体は、１３００℃の電気炉内に６０分間保持した後、取り出して、５００ｔｏｎのエアーハンマーにて３回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度１３００℃の電気炉内に投入して、３０分間の焼鈍処理を行った。
【００３３】
最後に、この焼鈍処理後の多層積層体は、縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ×１．２ｍｍ厚となるように次のような圧延加工処理を行った。一回目の圧延加工として加工率７６％を行い、その一回目の圧延方向に直交する方向に変えて、加工率７８％の２回目の圧延加工を行って、実施例１の酸化物分散型強化白金板を作製した。この実施例１の酸化物分散型強化白金板を用いて、クリープ特性試験、高温引っ張り試験、断面組織観察を行った。
【００３４】
実施例２：この実施例２では、上記実施例１と同じ積層体を用いた。焼鈍処理後の積層体は、縦１２５ｍｍ×横１２５０ｍｍ×４．５ｍｍ厚となるように圧延加工処理（加工率８５％）を行った。この圧延加工処理をした積層体を切断して、縦１１８ｍｍ×横１１８ｍｍ×４．５ｍｍ厚の積層体を６枚作製した。
【００３５】
この６枚の積層体のうち３枚を、白金板材側が下になるようにして、圧延方向が直交するように、交互に９０°回転させて積層し、その最上段に、白金圧延材（縦１１９ｍｍ×横１１９ｍｍ×３．６ｍｍ／商品名Ｔ−１：上記実施例１の場合と同じ組成）を重ね、その上に残りの３
枚を、酸化物強化白金板材側が下になるようにして、かつ、圧延方向が直交するように交互に９０°回転させて積層した。そして、このように重ね合わせた状態の６枚の積層体（１枚の白金圧延材を含む）を、実施例１と同じ条件で、２回のホットプレスを行い多層積層体（厚み３０．６ｍｍ）を作製した。
【００３６】
そして、２回のホットプレスを行った多層積層体は、実施例１と同じ条件で、エアーハンマーにて３回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度１３００℃の電気炉内に投入して、３０分間の焼鈍処理を行った。
【００３７】
この焼鈍処理後の多層積層体は、縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ×１．２ｍｍ厚となるように次のような圧延加工処理を行った。一回目の圧延加工として加工率７６％を行い、その一回目の圧延方向に直交する方向に変えて、加工率７８％の２回目の圧延加工を行って、実施例２の酸化物分散型強化白金板を作製した。この実施例２の酸化物分散型強化白金板を用いて、クリープ特性試験、高温引っ張り試験、断面組織観察を行った。
【００３８】
比較例１：この比較例１では、上記実施例１で説明した積層体（白金圧延材１枚と酸化物分散強化白金板材１枚とから構成され、ホットプレス、エアーハンマーによる鍛造処理、圧延加工処理を行った物）を比較例１のサンプルとした。また、この比較例１については、断面組織観察、クリープ特性試験、高温引っ張り試験を行った。
【００３９】
比較例２：この比較例２では、上記実施例１と同じ積層体を用いた。焼鈍処理後の積層体は、縦１２５ｍｍ×横１２５０ｍｍ×６．８ｍｍ厚となるように圧延加工処理（加工率７７％）を行った。この圧延加工処理をした積層体を切断して、縦１１８ｍｍ×横１１８ｍｍ×６．８ｍｍ厚の積層体を４枚作製した。
【００４０】
この４枚の積層体のうち２枚を、白金板材側が下になるようにして、圧延方向が直交するように、交互に９０°回転させて積層し、その最上段に、白金圧延材（縦１１９ｍｍ×横１１９ｍｍ×５．５ｍｍ／商品名Ｔ−１：上記実施例１の場合と同じ組成）を重ね、その上に残りの２
枚を、酸化物強化白金板材側が下になるようにして、かつ、圧延方向が直交するように交互に９０°回転させて積層した。そして、このように重ね合わせた状態の４枚の積層体（１枚の白金圧延材を含む）を、実施例１と同じ条件で、２回のホットプレスを行い多層積層体（厚み３２．７ｍｍ）を作製した。
【００４１】
そして、２回のホットプレスを行った多層積層体は、実施例１と同じ条件で、エアーハンマーにて３回叩きつける鍛造処理を行った。その後、再度１３００℃の電気炉内に投入して、３０分間の焼鈍処理を行った。
【００４２】
この焼鈍処理後の多層積層体は、縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ×１．２ｍｍ厚となるように次のような圧延加工処理を行った。一回目の圧延加工として加工率７６％を行い、その一回目の圧延方向に直交する方向に変えて、加工率７８％の２回目の圧延加工を行って、比較例２の酸化物分散型強化白金板を作製した。この比較例２の酸化物分散型強化白金板を用いて、クリープ特性試験、高温引っ張り試験、断面組織観察を行った。
【００４３】
次に、クリープ試験及び高温引っ張り試験の結果について説明する。まず、クリープ試験は、実施例１及び実施例２、比較例１及び比較例２の各サンプルから、クリープ試験片（ＪＩＳ１３Ｂ引張試験片）を採取し、１４００℃温度雰囲気中、一定荷重において、応力破壊（クリープ）試験を行った。測定荷重は、５ＭＰａ、３．５ＭＰａで行った。そして、このクリープ試験では、最終的な圧延加工処理を行った圧延方向（Ｘ方向とする）に引っ張り荷重を加えた場合と、圧延方向に垂直方向（Ｙ方向とする）に引っ張り荷重を加えた場合の２種類を測定した。表１にその結果を示す。なお、表１には、参考として、酸化物分散強化白金板材（商品名ＧＴＨ）のみの場合のデータをあわせて記載している。
【００４４】
【表１】
2010265505.tif 000003
【００４５】
また、高温引っ張り試験は、厚さ１．２ｍｍ、板幅４．９６ｍｍの引っ張り試験片を準備し、標点間距離２０．０mm、引っ張り速度０．１ｍｍ／ｓｅｃ、試験温度１４００℃で行った。クリープ試験及び高温引っ張り試験の結果を表２に示す。なお、表２にも、参考として、酸化物分散強化白金板材（商品名ＧＴＨ）のデータをあわせて記載している。
【００４６】
【表２】
2010265505.tif 000004
【００４７】
表１及び表２の結果より、実施例１及び実施例２は、比較例１に比べ、クリープ破断強度が同等以上、或いは２〜１０倍近くになっており、高温での引っ張り伸び率では１．５倍以上の伸びを示すことが判明した。また、比較例２では、高温引っ張り強度もあまり大きくなく、クリープ破断強度についても、実施例１及び実施例２に比較すると、かなり低い値となった。さらに、ＧＴＨと対比すると、実施例１及び実施例２の伸び率は３倍程度になっており、実施例１及び実施例２の場合は、高温でのクリープ破断強度を維持しながら、大きな伸び率を備えていることが判明した。
【００４８】
続いて、断面組織観察の結果について説明する。実施例１では、最終的な圧延加工処理を行った圧延方向（Ｘ方向）の断面（図１の左側の断面写真。図２及び図３も同じ）と、圧延方向に垂直方向（Ｙ方向）の断面（図１の左側の断面写真。図２及び図３も同じ）について、加工仕上がり、１４００℃で２４時間熱処理をしたもの（図２）、１４００℃で１００時間熱処理をしたもの（図３）の３種類の断面を観察した。その結果を図１〜図３に示す。また、比較例１（１４００℃、２４時間の熱処理後）の断面観察も行った（図４）。
【００４９】
また、実施例１に関し、２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ、財団法人材料科学技術振興財団への分析依頼により実施）にて、断面におけるジルコニウムと白金の濃度分布状態を調べた。その結果を図５及び図６に示す。図５がジルコニウムの分布を、図６が白金の分布状態を調べたものである。図６で示したように、白金については観察断面の全面に分布しており、実施例１の複合強化白金材料の母相が白金であることが確認された。そして、この白金母相に対して、図５）で示すように、ジルコニウムが層状偏析した分布している状態が認められた（層状に見える中の白い部分が、ジルコニウムが高濃度に分布している部分である）。
【００５０】
また、図４に示すように、比較例１では、白金板材の部分（白金層、写真中上方にある比較的大きな組織が見えている部分）と酸化物分散強化白金板材の部分（濃化層、写真中下方側に見える組織の部分）、との２層に明らかに分かれていることが分かった。さらに、この比較例１の白金層では、白金粒子の成長が板厚方向にも進行しており、この白金粒子の粒界が板厚方向に連続していることも確認された。これ対して、実施例１の場合では、図１〜図３に示すように層状にはなっているもの、観察する断面方向が異なっても同じ組織状態であることが判明した。さらに、図５で示したように、分散粒子である酸化ジルコニウムが存在している部分（濃化層）と、分散粒子がない部分（白金層）とが層状になっていることが確認された。このことから、実施例１の断面組織では、分散粒子が層状になっているために、白金層における板厚方向の白金粒子の成長が抑制され、再結晶による白金粒子の成長が圧延方向に進行し、アスペクト比が大きな白金粒子が層状に堆積した組織となるものと推測された。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
ガラス溶解用装置で生じていた、るつぼ槽の突発的な破損トラブルなどを有効に防止することが可能となる。
【図１】
2010265505.tif 000005
【図２】
2010265505.tif 000006
【図３】
2010265505.tif 000007
【図４】
2010265505.tif 000008
【図５】
2010265505.tif 000009
【図６】
2010265505.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月13日(2010.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶解用装置の構造材料として用いられる酸化物分散型の強化白金材料において、
酸化物分散強化用の添加金属であるジルコニウムもしくはその金属酸化物である酸化ジルコニウムが濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に６対以上積層された状態の組織を有することを特徴とする酸化物分散型強化白金材料。
【請求項２】
最外表面が、白金層または濃化層である請求項１に記載の酸化物分散型強化白金材料。
【請求項３】
酸化物分散強化用の添加金属であるジルコニウムもしくはその金属酸化物である酸化ジルコニウムが濃化した濃化層と、前記添加金属もしくはその金属酸化物が希薄である白金を主体にする白金層とが、交互に６対以上積層された状態の組織を有する、ガラス溶解用装置の構造材料として用いられる酸化物分散型強化白金材料の製造方法であって、
次の（１）〜（４）工程を備えることを特徴とする酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
（１）酸化物分散強化白金板材と白金板材とを張り合わせ、ホットプレスにより一体結合処理をして積層体を形成する工程。
（２）前記積層体を熱間鍛造した後、圧延加工をする工程。
（３）圧延加工済み積層体の複数枚を積み重ねて、ホットプレスにより一体結合処理をして多層積層体を形成する工程。
（４）前記多層積層体を熱間鍛造した後、圧延加工する工程。
【請求項４】
前記（１）工程は、最終的に得られる複合強化白金材料を構成する酸化物分散強化白金板材と白金板材との重量比が１：２０〜２０：１となるように、酸化物分散強化白金板材及び白金板材の重量を設定して張り合わせを行う請求項３に記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項５】
前記（３）工程は、積層体の圧延方向が直交するように、積層体を積み重ねる請求項３または請求項４に記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項６】
前記（３）工程は、６枚以上の積層体を積み重ねる請求項３〜請求項５いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項７】
前記（２）工程における圧延加工は、加工率８５％以上とする請求項３〜請求項６いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。
【請求項８】
前記ホットプレスは、温度８００℃〜１２００℃、圧力１５〜５０ＭＰａで行う請求項３〜請求項７いずれかに記載の酸化物分散型強化白金材料の製造方法。