(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅または銅合金からなる外層、耐火物粒子を含有する銅または銅合金からなる中間層および銅または銅合金からなる内層から構成されることを特徴とする耐熱高熱伝導性冷却管。
【請求項２】
外層および内層が無酸素銅、中間層がアルミナを０．０５〜１．０％（重量％、以下同じ）含有するアルミナ分散強化銅からなり、外層の厚さが０．５ｍｍ以上で且つ管肉厚の４０％以下、内層の厚さが０．１ｍｍ以上で且つ管肉厚の４０％以下であることを特徴とする請求項１記載の耐熱高熱伝導性冷却管。
【請求項３】
管内面にねじりテープを装着し、または管内面に溝もしくは突起を形成したことを特徴とする請求項１〜２記載の耐熱高熱伝導性冷却管。
【請求項４】
ねじりテープが管内径に対して０．５〜５％の厚さを有するステンレス鋼またはＮｉ合金の条からなることを特徴とする請求項３記載の耐熱高熱伝導性冷却管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、原子力関連設備、火力発電関連設備、熱交換設備などにおいて使用される冷却管、とくに核融合炉において好適に使用される耐熱高熱伝導性冷却管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力関連の設備、とくに核融合炉において、その内壁は１００００℃以上の高温のプラズマに対面するため、Ｃ／Ｃコンポジットなどの黒鉛系材料のタイルで覆われており、下部は純銅製の冷却管を配設して冷却され、ステンレス鋼からなる構造材で支持されている。
【０００３】
上記冷却管は、黒鉛系材料のタイルおよびステンレス鋼の構造材に対し、支持部材を介してＣｕ−Ａｇ系ろう材を用いてろう付けされるから、ろう付け時の加熱により純銅からなる冷却管のろう付け部は軟化し、ろう付け部以外の部分にもろう付け作業時の加熱により強度低下が生じる。このため、冷却管として肉厚の大きいものを使用し強度低下を補うことが行われているが、とくに装置が大型の場合には、冷却管の容量が大きくなるとともに、支持部材も大きいものが必要となるため構造上の問題が生じる
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、とくに、核融合炉で使用される冷却管における上記従来の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、冷却管の取り付けのために、ろう付け作業を行った場合、軟化や強度低下を生じることがなく、従って肉厚の大きい冷却管を使用する必要がなく、構造材への負担を軽減することができ、さらに熱伝導性にも優れ、核融合炉以外の原子力関連設備、火力発電関連設備、熱交換設備などにおける配管材としても有効に使用することができる耐熱高熱伝導性冷却管を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による耐熱高熱伝導性冷却管は、銅または銅合金からなる外層、耐火物粒子を含有する銅または銅合金からなる中間層および銅または銅合金からなる内層から構成されることを特徴とする。また、外層および内層が無酸素銅、中間層がアルミナを０．０５〜１．０％含有するアルミナ分散強化銅からなり、外層の厚さが０．５ｍｍ以上で且つ管肉厚の４０％以下、内層の厚さが０．１ｍｍ以上で且つ管肉厚の４０％以下であることを発明構成上の第２の特徴とする。
【０００６】
さらに、管内面にねじりテープを装着し、または管内面に溝もしくは突起を形成したこと、ねじりテープが管の内径に対して０．５〜５％の厚さを有するステンレス鋼またはＮｉ合金の条からなることを、それぞれ第３および第４の特徴とする。
【０００７】
本発明による冷却管は、外層を銅または銅合金、中間層を耐火物粒子を含有する銅または銅合金、内層を銅または銅合金から構成した三層構造のものであり、この三層構造により、ろう付け性に優れ、且つろう付け時の加熱で強度低下を生じることがない冷却管が得られる。外層および内層を構成する銅としては、好ましくは無酸素銅、リン脱酸銅のような純銅、最も好ましくは無酸素銅が適用され、必要に応じてＣｕ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｓｎ系などの銅合金も使用可能である。また、Ｃｕに少量のＦｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｎなどを添加して強度、耐熱性、その他の特性を改善したＣｕ系材料を使用することもできる。このうち、無酸素銅はとくに熱伝導性に優れ、良好な耐食性をそなえている。管内流速がとくに速い場合には、内管にＣｕ−Ｓｎ系合金などの耐潰食性合金を適用するのが有効である。
【０００８】
中間層は、耐火物粒子を含有する銅または銅合金で構成される。ベースとなる銅または銅合金は、外層および内層と同じものが適用でき、耐火物の粒子としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、硼化チタン、炭化チタンなどの粒子が使用できる。耐火物粒子を含有する銅は、１０００℃近い高温に曝されても殆ど軟化することのない耐熱性をそなえている。このうち、純銅にアルミナを分散させたアルミナ分散強化銅を中間層とするのが最も好ましい。
【０００９】
本発明の冷却管の最も好ましい態様は、外層および内層を無酸素銅、中間層をアルミナを含有するアルミナ分散強化銅で構成するものである。アルミナ分散強化銅中のアルミナの含有量は０．０５〜１．０％の範囲が好ましく、０．０５％未満では材料の強化が十分でなく、１．０％を越えると熱伝導性、電気伝導性などの伝導性が低下するとともに加工性の劣化が生じ易くなる。分散する耐火物粒子の大きさは１０〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、この範囲を外れると、結晶粒界移動に対するピン止め効果が減少し、十分な耐熱性が得難くなる。
【００１０】
この場合の外層の厚さは、０．５ｍｍ以上で且つ管肉厚の４０％以下が好ましい。外層の厚さが０．５ｍｍ未満では、冷却管をろう付けする際、溶融ろうが材料中に拡散し、ろう付け面のろうが不足して接合不良が生じ易くなる。外層の厚さが管肉厚の４０％を越えると、ろう付け性改善の効果が飽和し、熱間加工時に割れが生じ易くなる。最も好ましい外層の厚さは０．８ｍｍ以上で且つ管肉厚の２０％以下である。
【００１１】
また、内層の厚さは、０．１ｍｍ以上で且つ管肉厚の４０％以下が好ましく、０．１ｍｍ未満では、ろう付け時に溶融ろうが材料中に拡散し、ろう付け面のろうが不足して接合不良が生じ易くなる。また管内面に装着するねじりテープの食いつきが少なく安定性が不十分となり、冷却管を曲げ加工するとテープにガタツキが生じ易くなる。内層の厚さが管肉厚の４０％を越えると、熱間加工時に割れが発生し易くなる。
【００１２】
本発明の好ましい実施態様においては、冷却管内を流通する媒体の管内面への接触を促進し、熱伝導度を高めるために、管内面にねじりテープを装着する。ねじりテープは、薄い金属の条材を所定のねじりピッチでねじり加工することによって成形され、冷却管の内面に密着した状態で冷却管の長さ方向に挿着されている。ねじりテープとしては、好ましくは管の内径に対して０．５〜５％の厚さを有するステンレス鋼またはインコネルなどのＮｉ合金の条が適用される。厚さが管内径の０．５％未満では加工時あるいは冷却媒体が流れる際に変形するおそれがあり、５％を越えた厚さとすると、冷却促進の効果が飽和し、また媒体が流れる部分の断面積が減少するとともに、冷却管の重量を増加させる。ねじり加工も困難となる。管内面にねじりテープを装着する代わりに、管内面に螺旋状あるいは格子状の溝、もしくは突起部を形成しても同様の効果が達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の冷却管を製造するには、例えば、所定量のＡｌを含有するＣｕ−Ａｌ合金の粉末を常法に従って酸化処理し、Ｃｕマトリックス中にＡｌ2 Ｏ3 ( アルミナ) が分散したアルミナ分散強化銅を製造し、これを粉末とする。ゴム型の中心に銅または銅合金管を配置したゴム型を準備し、ゴム型の中心に配置された管とゴム型の間に粉末状のアルミナ分散強化銅を充填し、ＣＩＰ成形により固化成形したのち、これを銅または銅合金からなる容器に封入してビレットとし、熱間押出、圧延、抽伸により管に成形する。
【００１４】
成形された管の中に、ねじり成形された金属条からなるねじりテープを挿入し、抽伸加工により、ねじりテープを管内面に密着させ冷却管とする。成形された管の内面に溝または突起を形成する場合は、公知の方法を適用して行えばよい。例えば、成形された管の内面に溝付きマンドレルを挿入し、管を送りながら、管外周からボールまたはロールで転造加工することにより管内面に螺旋状の連続溝が形成される。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を比較例と対比して説明する。
実施例１
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金の粉末を、350 ℃の温度で1 時間大気中で酸化させ、これを銅皿に載せてＡｒガス雰囲気中で850 ℃の温度で3 時間加熱保持したのち、水素ガス雰囲気中で700 ℃で1 時間加熱保持した。これらの加熱処理において、合金粉末は一部焼結するため、銅皿から取り出したのち粉砕する。
【００１６】
上記の合金粉末をＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を、中心に外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置した無酸素銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。
【００１７】
ビレットを熱間押出加工して、直径60mmの管を作製し、さらに圧延、抽伸により外径20.5mm、内径15.5mmの管とした。得られた管の内面に、厚さ0.4mm 、幅15.2mm、ねじりピッチ100mm のステンレス鋼(SUS303)のテープを挿入し、抽伸加工を行って外径20mm、内径15mm、長さ2000mmの冷却管を得た。
【００１８】
得られた冷却管のアルミナ分散強化銅のアルミナ量は0.7wt ％であり、外層厚さは0.8mm 、内層厚さは0.3mm であった。冷却管を、Ｃｕ−Ａｇ系ろう材を使用して黒鉛タイルとろう付けしたところ、ろう付け欠陥のないろう付け接合を行うことができた。冷却管に対して、ろう付けを想定した850 ℃で15分の加熱を行い、その後の特性を測定したところ500MPaの引張強さを有し、優れた熱伝導特性をそなえていた。なお、ろう付け後において許容できる実用上の強度は350MPa以上である。ねじりテープを装着したのち、2000Ｒの曲げ加工を行ったが、テープのずれは認められなかった。
【００１９】
実施例２
粒径297 μm 以下のＣｕ−0.2wt ％Ａｌ合金の粉末を、300 ℃の温度で30分間大気中で酸化させ、中心に外径40mm、内径35mm、長さ130mm の無酸素銅管を配置したゴム型を準備して、酸化させた上記合金粉末をゴム型と無酸素銅管の間に充填して、ＣＩＰにより密度比80％まで成形固化し、得られた成形体を無酸素銅製容器（外径92mm、内径82mm、長さ150mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。
【００２０】
ビレットを、850 ℃の温度に3 時間加熱したのち、熱間押出加工して外径20.5mm、内径15.5mmの管を作製した。得られた管の内面に、厚さ0.2mm 、幅15.1mm、ねじりピッチ50mmのインコネル製のテープを挿入し、抽伸加工を行って外径20mm、内径15mm、長さ1000mmの冷却管とした。
【００２１】
得られた冷却管のアルミナ分散強化銅のアルミナ量は0.3wt ％であり、外層厚さは1.0mm 、内層厚さは0.5mm であった。冷却管を、Ｃｕ−Ａｇ系ろう材を使用して黒鉛タイルとろう付けしたところ、ろう付け欠陥のないろう付け接合を行うことができた。冷却管に対して、ろう付けを想定した850 ℃で15分の加熱を行い、その後の特性を測定したところ450MPaの引張強さを有し、優れた熱伝導特性をそなえていた。
【００２２】
実施例３
粒径74μm 以下のＣｕ−0.7wt ％Ａｌ合金の粉末に、酸化銅の粉末を0.2wt ％混合して銅製容器に入れ、Ａｒガス雰囲気中で900 ℃の温度で3 時間加熱保持したのち、水素ガス雰囲気中で700 ℃で1 時間加熱保持した。加熱処理後の合金粉末は銅製容器から取り出し粉砕する。
【００２３】
上記の合金粉末をＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を、中心に外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置した無酸素銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。
【００２４】
ビレットを熱間押出加工して、直径60mmの管を作製し、さらに圧延、抽伸により外径21mm、内径16mmの管とした。得られた管の内面に、螺旋状溝を備えた溝付きプラグを挿入し、管外面から回転するボールにより押圧する転造加工を行い、管内面に高さ1mm 、ピッチ50mmの螺旋状の隆起が形成された、外径20mm、内径15mmの冷却管を得た。
【００２５】
得られた冷却管のアルミナ分散強化銅のアルミナ量は1.1wt ％であり、外層厚さは0.8mm 、内層厚さは0.3mm であった。冷却管を、Ｃｕ−Ａｇ系ろう材を使用して黒鉛タイルとろう付けしたところ、ろう付け欠陥のないろう付け接合を行うことができた。冷却管に対して、ろう付けを想定した850 ℃で15分の加熱を行い、その後の特性を測定したところ530MPaの引張強さを有し、優れた熱伝導特性をそなえていた。
【００２６】
実施例４
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金の粉末を350 ℃の温度で1 時間大気中で酸化させたものを用意し、この酸化合金粉末を、同じく粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金の粉末に7wt ％混合し、この混合粉末をＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を無酸素銅製の管( 外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm)とともに無酸素銅製容器（外径254mm 、内径219mm 、長さ500mm)に、ＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。なお、無酸素銅製の管は無酸素銅製容器の中心に配置されるようにした。
【００２７】
ビレットを熱間押出加工して、直径60mmの管を作製し、さらに圧延、抽伸により外径20.5mm、内径15.5mmの管とした。得られた管の内面に、厚さ0.4mm 、幅15.2mm、ねじりピッチ100mm のステンレス鋼(SUS303)のテープを挿入し、抽伸加工を行って外径20mm、内径15mm、長さ2000mmの冷却管を得た。
【００２８】
得られた冷却管のアルミナ分散強化銅のアルミナ量は0.7wt ％であり、外層厚さは3.0mm 、内層厚さは0.3mm であった。冷却管を、Ｃｕ−Ａｇ系ろう材を使用して黒鉛タイルとろう付けしたところ、ろう付け欠陥のないろう付け接合を行うことができた。冷却管に対して、ろう付けを想定した850 ℃で15分の加熱を行い、その後の特性を測定したところ470MPaの引張強さを有し、優れた熱伝導特性をそなえていた。ねじりテープを装着したのち、2000Ｒの曲げ加工を行ったが、テープのずれは認められなかった。
【００２９】
実施例５
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金粉末を、350 ℃の温度で1 時間、大気中で加熱、酸化させ、これを銅皿に載せ、アルゴンガス雰囲気中で850 ℃の温度に3 時間加熱保持し、さらに水素ガス雰囲気中で700 ℃の温度に1 時間加熱保持した。得られた粉末を粉砕し、ＣＩＰにより密度比77％まで固化成形し、リン脱酸銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、高さ500mm)中に、リン脱酸銅製の管( 外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm)と共に、ＴＩＧ溶接により封入してビレットとした。なお、リン脱酸銅製の管はリン脱酸銅製容器の中心に配置されるようにした。
【００３０】
ビレットを、直径60mmの寸法に熱間押出加工し、圧延および抽伸を行って、外径9.3mm 、内径6.9mm の冷却管を得た。得られた冷却管のアルミナ分散強化銅部( 中間層) のアルミナ量は0.7wt ％であり、外層厚さは0.37mm、内層厚さは0.14mmであった。抽伸工程中に外径12.8mm、内径9.5mm のソケットを切断、採取し、このソケットを介して、冷却管をＣｕ−Ａｇ−Ｐ系自溶性ろう材を用いて熱交換器の一部にトーチろう付けにより配管したところ、通水中も変形することなく使用できた。
【００３１】
比較例１
粒径297 μm 以下のＣｕ−0.02wt％Ａｌ合金の粉末を、300 ℃の温度で15分間大気中で酸化させ、中心に外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置したゴム型を準備し、ゴム型と無酸素銅管の間に酸化させた合金粉末を充填して、ＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を無酸素銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。
【００３２】
ビレットを、850 ℃の温度に1 時間加熱保持したのち熱間押出加工して、直径60mmの管を作製し、さらに圧延、抽伸により外径20.5mm、内径15.5mmの管とした。得られた管の内面に、厚さ0.4mm 、幅15.2mm、ねじりピッチ100mm のステンレス鋼(SUS303)のテープを挿入し、抽伸加工を行って外径20mm、内径15mm、長さ2000mmの冷却管を得た。
【００３３】
得られた冷却管のアルミナ分散強化銅のアルミナ量は0.04wt％であり、外層厚さは0.9mm 、内層厚さは0.3mm であった。冷却管を、Ｃｕ−Ａｇ系ろう材を使用して黒鉛タイルとろう付けしたところ、ろう付け欠陥のないろう付け接合を行うことができた。冷却管に対して、ろう付けを想定した850 ℃で15分の加熱を行い、その後の特性を測定したところ引張強さは320MPaで、中間層を構成するアルミナ分散強化銅中のアルミナ含有量が少ないため強度が劣っていた。
【００３４】
比較例２
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金の粉末を、350 ℃の温度で1 時間大気中で酸化させ、これを銅皿に載せてＡｒガス雰囲気中で850 ℃の温度で3 時間加熱保持したのち、水素ガス雰囲気中で700 ℃で1 時間加熱保持した。これらの加熱処理において、合金粉末は一部焼結するため、銅皿から取り出したのち粉砕する。
【００３５】
上記の合金粉末をＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を、中心に外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置した無酸素銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。
【００３６】
ビレットを熱間押出加工して、直径60mmの管を作製し、さらに圧延、抽伸により外径20.5mm、内径15.5mmの管とした。得られた管の内面に、厚さ0.07mm、幅15.2mm、ねじりピッチ60mmのステンレス鋼(SUS303)のテープを挿入し、抽伸加工を行って外径20mm、内径15mm、長さ2000mmの冷却管としたところ、テープが薄過ぎるため、テープの一部が抽伸加工中に座屈した。
【００３７】
比較例３
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金の粉末を、350 ℃の温度で1 時間大気中で酸化させ、これを銅皿に載せてＡｒガス雰囲気中で850 ℃の温度で3 時間加熱保持したのち、水素ガス雰囲気中で700 ℃で1 時間加熱保持した。これらの加熱処理において、合金粉末は一部焼結するため、銅皿から取り出したのち粉砕する。
【００３８】
中心に外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置したゴム型を準備し、ゴム型と無酸素銅管の間に合金粉末を充填して、ＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を無酸素銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。
【００３９】
ビレットを熱間押出加工して、直径60mmの管を作製し、さらに圧延、抽伸により外径20.5mm、内径15.5mmの管とした。得られた管の内面に、厚さ0.4mm 、幅15.2mm、ねじりピッチ100mm のステンレス鋼(SUS303)のテープを挿入し、抽伸加工を行って外径20mm、内径15mm、長さ2000mmの冷却管を得た。
【００４０】
得られた冷却管のアルミナ分散強化銅のアルミナ量は0.7wt ％であり、外層厚さは0.4mm 、内層厚さは0.3mm であった。冷却管を、Ｃｕ−Ａｇ系ろう材を使用して黒鉛タイルとろう付けしたところ、外層の厚さが小さいため、溶融ろうがアルミナ分散強化銅内に浸透し、ろう付け面に未接合部が生じた。
【００４１】
比較例４
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金の粉末を、350 ℃の温度で1 時間大気中で酸化させ、これを銅皿に載せてＡｒガス雰囲気中で850 ℃の温度で3 時間加熱保持したのち、水素ガス雰囲気中で700 ℃で1 時間加熱保持した。これらの加熱処理において、合金粉末は一部焼結するため、銅皿から取り出したのち粉砕する。
【００４２】
上記の合金粉末をＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を、中心に外径108mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置した無酸素銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。
【００４３】
ビレットを熱間押出加工して、直径60mmの管を作製し、さらに圧延、抽伸により外径20.5mm、内径15.5mmの管とした。得られた管の内面に、厚さ0.4mm 、幅15.2mm、ねじりピッチ100mm のステンレス鋼(SUS303)のテープを挿入し、抽伸加工を行って外径20mm、内径15mm、長さ2000mmの冷却管を得た。
【００４４】
得られた冷却管のアルミナ分散強化銅のアルミナ量は0.7wt ％であり、外層厚さは0.8mm 、内層厚さは0.08mmであった。ねじりテープを装着した冷却管を、2000Ｒで曲げ加工したところ、内層の厚さが小さ過ぎるため、テープの外れている個所が多く認められ、冷却水を流通させた場合、テープが変形するおそれがあった。
【００４５】
比較例５
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.6wt ％Ａｌ合金の粉末を、350 ℃の温度で1 時間大気中で酸化させ、これを銅皿に載せてＡｒガス雰囲気中で850 ℃の温度で3 時間加熱保持したのち、水素ガス雰囲気中で700 ℃で1 時間加熱保持した。これらの加熱処理において、合金粉末は一部焼結するため、銅皿から取り出したのち粉砕する。
【００４６】
中心に外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置したゴム型を準備し、ゴム型と無酸素銅管の間に合金粉末を充填して、ＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を無酸素銅製容器（外径254mm 、内径234mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。このビレットを、直径60mmの管に熱間押出加工したところ、アルミナ分散強化銅からなる中間層に割れが生じた。なお、アルミナ分散強化銅中のアルミナ含有量は1.1wt ％であった。
【００４７】
比較例６
粒径149 μm 以下のＣｕ−0.4wt ％Ａｌ合金の粉末を、350 ℃の温度で1 時間大気中で酸化させ、これを銅皿に載せてＡｒガス雰囲気中で850 ℃の温度で3 時間加熱保持したのち、水素ガス雰囲気中で700 ℃で1 時間加熱保持した。これらの加熱処理において、合金粉末は一部焼結するため、銅皿から取り出したのち粉砕した。
【００４８】
上記の合金粉末をＣＩＰにより密度比77％まで成形固化し、得られた成形体を、中心に外径120mm 、内径100mm 、長さ420mm の無酸素銅管を配置した無酸素銅製容器（外径254mm 、内径148mm 、長さ500mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。このビレットを、直径60mmの管に熱間押出加工したところ、外層と中間層( アルミナ分散強化銅部) との境界で割れが生じた。なお、押出された管の肉厚は10mmで、外層の厚さは4.5mm と大きかった。
【００４９】
比較例７
粒径297 μm 以下のＣｕ−0.2wt ％Ａｌ合金の粉末を、300 ℃の温度で30分間大気中で酸化させ、中心に外径45mm、内径34mm、長さ130mm の無酸素銅管を配置したゴム型を準備し、ゴム型と無酸素銅管の間に合金粉末を充填して、ＣＩＰにより密度比80％まで成形固化し、得られた成形体を無酸素銅製容器（外径92mm、内径82.4mm、長さ150mm)にＴＩＧ溶接を行って封入してビレットとした。このビレットを850 ℃で3 時間加熱したのち、外径20.5mm、内径15.5mmの管に熱間押出加工したところ、内層と中間層との境界部に割れが生じた。なお、押出された管内層は1.2mm と厚いものであった。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、耐熱性に優れ、良好な熱伝導特性をそなえた高性能冷却管が提供される。当該冷却管は、とくに原子力関連設備、火力発電関連設備、熱交換設備などにおいて有効に使用され、建築用配管材( 配管の継ぎ手を含む) としても有用である。とくに、核融合炉の冷却管として適用した場合、内壁タイルや支持構造材に加熱ろう付け接合する際にも強度低下がないから、冷却管の肉厚を増大させる必要がなく、構造材への負担を軽減することができる。