(57)【要約】【課題】長時間大気中で安定であり、加工性が良く、安価な合金製耐熱構造部材を提供する。【解決手段】モリブデン等の耐熱性金属を基材とし、その上にレニウム層を介して、白金合金、特に、白金アルミニウムを被覆層として積層することによって、高温で安定して構造を維持することができる合金製耐熱構造部材を構成できる。【選択図】図１
2014114501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性金属基材表面に、被覆層を積層する合金製耐熱構造部材であって、
前記耐熱性金属基材の表面に、
レニウム層を介して、
白金合金層からなる前記被覆層を積層することを特徴とする
合金製耐熱構造部材。
【請求項２】
請求項１に記載の前記合金製耐熱構造部材であって、
前記基材としてモリブデン、タングステン、タンタルを用いることを特徴とする
合金製耐熱構造部材。
【請求項３】
請求項２に記載の前記合金製耐熱構造部材であって、
前記基材にモリブデンを用いることを特徴とする
合金製耐熱構造部材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の前記合金製耐熱構造部材であって、
前記レニウム層の厚みが２０〜３１０μｍであることを特徴とする
合金製耐熱構造部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の前記合金製耐熱構造部材であって、
前記合金製耐熱構造部材はガラス溶融用であることを特徴とする
合金製耐熱構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金製耐熱構造部材に関する。特に、モリブデンからなる基材と被覆層との間にレニウム層を設けたモリブデン基合金製の耐熱構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温に曝される装置等に用いる耐熱構造部材は、当該部材が曝される温度で長時間安定に形状が維持できるものであることはもちろんのこと、機械的強度、加工性、価格等、使用する装置によって、その他の条件も必要とされる。
【０００３】
ガラス溶融用構造部材も高温に曝される装置の１つであり、耐熱性が要求される。ガラス溶融用耐熱構造部材は、ガラスの溶融温度帯である１２００〜１６００℃に暴露された場合でも、変形することなく、形状を維持できることが必要とされる。そのため部材に用いる材料は、融点が高く、蒸気圧が低いことが要求される。
【０００４】
また、このような高温に曝されることから、高温環境下で強度が高いこと、溶融ガラスとの反応性が低く、反応しても溶融ガラスを還元しない材質であることが必要とされる。さらに、ガラス繊維を製造するために、ブッシング等を製造する必要があることから、加工性が良い材質であることも要求される。
【０００５】
さらに、工業的な生産装置として用いるためには、装置が大型化することから、安価な材質であることが必要である。
【０００６】
以上のように、多くの条件を備える必要があるガラス溶融用耐熱構造部材としては、熱力学的に安定した材質であることから、白金、又は白金族合金や、ジルコニア、アルミナ、マグネシア、クロミナ等、金属酸化物材料が利用されている。
【０００７】
しかしながら、白金、又は白金族合金は、高温環境下では強度が低いため、大型化できないこと、また、高価であるという問題点がある。
【０００８】
また、ジルコニア等の酸化物は、安価ではあるものの加工性が悪く、脆性材料であり、急激な温度変化に対する衝撃、いわゆるサーマルショックに弱いという問題点がある。また、ガラス溶融用の耐熱構造部材として用いる場合には、溶融ガラスと反応することから浸食されるという問題点もある。
【０００９】
そこで、これらに代わる代替材料の開発が望まれている。代替材料としては、融点の高い金属材料である、モリブデン、タングステン、タンタル等が候補材料として期待されている。中でも、融点、蒸気圧、加工性、機械的物性、価格の観点からモリブデンが最も有力である。
【００１０】
しかしながら、モリブデン自体は融点が高く、蒸気圧は低いものの、酸化物であるＭｏＯ３の融点は低く、蒸気圧は非常に高い。そのため、酸素存在下で高温に暴露されると、酸化揮発し、耐酸化性が極めて悪い。
【００１１】
モリブデンの酸化は０．１％程度の酸素濃度でも進行するため、空気中で酸化が進行する。したがって、ガラス溶融を行う環境を数Ｐａ以下の真空度を保つか、完全な非酸化性ガスパージ空間とする必要がある。また、真空中あるいは非酸化性ガスパージ空間でガラスの溶融を行ったとしても、ガラス原料であるガラスバッチが溶融する際に発生する炭酸ガスによってモリブデンの酸化は避けられないため、長期間モリブデンを基材として使用するためには上記方法は有効な手段ではない。
【００１２】
そのため、モリブデンをガラス溶融用耐熱構造部材として使用する試みは、実験室レベルで真空中や非酸化雰囲気中では行われていたものの工業的規模のガラス溶融炉として使用するのは困難であった。
【００１３】
そこで、上記のように溶融環境をコントロールしない方法として、以下の方法が提案されている。
【００１４】
下記特許文献１では、ガラス溶融炉の側壁の一部に冷却部を設け、冷却ガラスのライニング層を形成させ、炉壁をセルフライニング層で覆うことにより、溶融したガラスバッチに直接触れないように構成したものである。そのためモリブデンをガラス溶融用耐熱構造部材として使用しても、セルフライニング層によって覆われているため、大気中の酸素から隔離することができ、モリブデンの酸化が起こらない。
【００１５】
しかしながら、セルフライニング層の形成には、側壁の一部を冷却する必要があるため、溶融ガラスが幅広い温度分布を形成する。そのためガラスが結晶化を起こす失透域の温度領域が含まれやすく、失透しやすいガラス組成の溶融には不向きである。また、溶融ガラスは、温度変化による粘度変化が大きいことから、広い範囲での温度領域を有することにより粘度分布も大きくなり、流体制御が困難になるという問題も生じる。
【００１６】
下記特許文献２には、モリブデン基合金表面に溶射で多孔質アルミナと白金を被覆し、その上に白金張材を被覆することにより、モリブデンの酸化を防止することが開示されている。
【００１７】
このような構成とすることにより、モリブデン基合金表面に白金のみを溶射したものに比べると、白金張材のクラックを抑えることができる。しかしながら、連続使用により目視では確認できないマイクロクラックが発生するため、マイクロクラックから雰囲気ガスである空気が侵入することでモリブデン基材が酸化する危険性が高く、大気中で連続的に使用できない。
【００１８】
また、高温環境下ではセラミックス部分と基材金属間でも金属原子の相互拡散現象が起こることが知られており、当該構成の多孔質アルミナのコーティング部もモリブデンとアルミニウムの相互拡散によって分解し、効果が持続せず長期間使用することができない。
【００１９】
以上のように、モリブデンをガラス溶融用耐熱構造部材として大気中で使用するためにこれまで様々な試みがなされてきたが、現行の工業的なガラス溶融炉で使用できるレベルのモリブデン基合金製ガラス溶融用耐熱構造部材は得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平６−３２９４２０号公報
【特許文献２】特開２０００−１２９４６５号公報
【特許文献３】国際公開第０３／０３８１５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、耐熱性、加工性に優れた耐熱構造部材を提供することを課題とする。安価で加工性のよいモリブデンを基材とし、大気中で長時間安定に使用することができる耐熱構造部材、特に、ガラスの溶融温度帯でも長時間安定であり、溶融ガラスとの反応性が低い、ガラス溶融に適した耐熱構造部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは、融点、加工性、機械的強度、価格の面から優れているモリブデンを基材として用いる耐熱性構造部材の開発を進めてきた。そして、ガスタービン翼等、同じく高温に曝されるニッケル基合金製基材の高温装置部材の耐熱性、耐食性を向上させるために、レニウム又はレニウム合金が拡散障壁層として用いられていることに着想を得て、モリブデン基材上に拡散障壁層を設け、耐熱構造部材を作成するために研究を重ねてきた。
【００２３】
特許文献３には、レニウム合金をニッケル基合金製基材表面に被覆し、これを介してニッケル-アルミ合金を積層した耐熱構造部材が開示されている。この文献では、レニウム合金が、優れた拡散障壁効果を有し、基材と表面に被覆したニッケル-アルミ合金との間の拡散を防止することが開示されている。
【００２４】
しかしながら、レニウムと白金アルミニウムとが相互拡散せず、高熱環境下でも長時間非常に安定であることは今まで全く知られていなかった。本発明者らは、レニウムと白金アルミニウムとの相互拡散がほとんど起こらないという知見を見出し、本発明を完成させるにいたった。
【００２５】
さらに、本発明はモリブデンを基材とするガラス溶融用耐熱構造部材の開発を端緒としているが、耐熱構造部材一般に応用できる。また、基材自体もレニウムと反応性が低い素材であれば、モリブデンである必要はない。したがって、非常に応用範囲の広い有用な耐熱構造部材を提供することができる。
【００２６】
本発明の合金製耐熱構造部材は、耐熱性金属基材表面に、被覆層を積層する合金製耐熱構造部材であって、前記耐熱性金属基材の表面に、レニウム層を介して、白金合金層からなる前記被覆層を積層することを特徴とする。
【００２７】
本発明者らは、レニウム層を介して、被覆層に白金アルミニウムを用いて耐熱構造部材を作成した場合には、高熱条件下においても、両者が相互拡散して合金となることなく、長時間にわたって安定であることを見出した。
【００２８】
本発明では、特に白金アルミニウムに注目して解析を行ったが、アルミニウムと同様に酸化物分散型合金を形成し得るジルコニウム、ケイ素もアルミニウムと同様に用いることが可能である。
【００２９】
酸化物分散型合金は、耐熱性合金が備える基本的な耐熱特性に加えて、酸化物が分散して存在することから、さらに高温強度やクリープ破断強度が高まることが知られている。したがって、これら性質を有する白金合金を被覆層として積層することによって、熱安定性の良い耐熱構造部材を作製することができる。
【００３０】
したがって、被覆層として白金合金層、特に白金アルミニウムを用い、基材との間にレニウム層を設ければ、高温環境下でも長時間にわたって、白金合金層とレニウム層との間では、相互の拡散が生じることがなく、優れた耐熱性及び物理的安定性を維持することができる。
【００３１】
また、白金合金は溶融ガラスと反応性が低いため、ガラスによって浸食されることがない。したがって、溶融ガラス用の耐熱構造部材の被覆層として優れている。また、白金合金として用いていることから、白金の酸化を抑えることができる。
【００３２】
さらに、合金製耐熱構造部材の前記基材としてモリブデン、タングステン、タンタル又はニッケルを用いることが好ましい。
【００３３】
これら金属材料は高温環境下で比較的強度が高く、また、白金等に比べて安価であることから大型の装置を作ることができる。
【００３４】
また、金属酸化物に比べ、加工性が良いことから、微細な構造の装置を製造することも可能である。
【００３５】
さらに、本発明の合金製耐熱構造部材は、前記基材としてモリブデンを用いることが好ましい。
【００３６】
上述の金属の中でも、特にモリブデンは安価で、加工性が良いからである。また、今までモリブデンとレニウム間の相互拡散についても知られておらず、本発明者らによって初めて詳細な検討がなされた。その結果、モリブデンとレニウム間でも拡散があまり生じないことが明らかとなった。したがって、レニウム層を介して、白金合金の被覆層を設けることによって、大気中で酸化されやすいモリブデンを使用しても、酸化されることがないため、長期間高温で安定に使用可能であることが明らかになった。
【００３７】
さらに、本発明の合金製耐熱構造部材は、前記レニウム層の厚みが２０〜３１０μｍであることが好ましい。
【００３８】
本発明者らの研究により、モリブデンを基材とした場合には、１２００℃で使用する場合には２０μｍ、１５００℃で使用する場合には３０８μｍのレニウム層があれば、１００００時間使用しても構造が維持できることが明らかになった。
【００３９】
したがって、レニウム層として上記厚みを設ければ、通常耐熱構造部材の耐用時間として十分な時間である１００００時間以上、高温下で安定性を維持できる。
【００４０】
本発明の合金製耐熱構造部材は、前記被覆層の白金合金が白金アルミニウムである場合には、アルミニウムの原子％が１０〜５０原子％であることが好ましい。
【００４１】
白金アルミニウムはレニウム層間での拡散はほとんど生じないものの、酸化によってアルミニウムが消失する。アルミニウムが減少したとしても７原子％以上であれば、レニウム層との拡散を防止する効果があり、また、酸化被膜を作ることができる。したがって、アルミニウムの酸化による消失を見込んで、白金アルミニウム合金のアルミニウムの原子％が少なくとも１０原子％以上であれば、酸化によってアルミニウムが消失したとしても、安定して構造維持することができる被覆層を構成することができる。
【００４２】
また、アルミニウム濃度が５０原子％アルミニウムを超えるとアルミニウム合金はもろくなるため、耐熱構造部材として使用することができない。
【００４３】
したがって、被覆層のアルミニウムの原子％が１０〜５０原子％の白金アルミニウム合金を被覆層として用いれば、高温で安定性を維持した耐熱性加工部材を提供することができる。
【００４４】
本発明の前記合金製耐熱構造部材はガラス溶融用として非常に有用である。
【００４５】
上述のような合金製耐熱構造部材とすることによって、ガラス溶融用として工業的に用いても、現行のガラス溶融用耐熱構造部材と同等の期間安定に用いることができ、しかも、安価で、加工性が良い装置を設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】レニウム層を有する耐熱構造部材の断面模式図。
【図２】本発明の実施形態による合金製耐熱構造部材の接合試験片を１３００℃、４９時間加熱後の断面の組成解析結果を示す図である。
【図３】比較例１の接合試験片を１３００℃、２５時間加熱後の断面の組成解析結果を示す図である。
【図４】比較例２の接合試験片を１３００℃、４９時間加熱後の断面の組成解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
次に、図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００４８】
（接合試験片の作成）
図１に、基材１としてモリブデン、レニウム層２、被覆層３として白金３０ｍｏｌ％アルミニウム合金を使用し、拡散接合により接合した試験片を模式的に示す。
【００４９】
接合試験片の作成は、まず、モリブデンとレニウムとの拡散接合を行い、その後、当該接合片のレニウム側と白金３０ｍｏｌ％アルミニウム合金を拡散接合することにより行う。拡散接合の処理時間を変えることで異なる厚さのレニウム層、被覆層を備える試験片を作成する。また、拡散層の厚さはＳＥＭ-ＥＤS（走査型電子顕微鏡-エネルギー分散型Ｘ線分光器）を用いて測定する。
【００５０】
具体的には、基材として、モリブデンを直径１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの円盤状にしたものを用い、モリブデンとレニウムの拡散接合は、真空中で１４５０℃、９時間、５４０ｇの荷重をかけて行った。
【００５１】
モリブデンとレニウム接合後、上記接合試験片のレニウム側を研磨し、白金３０ｍｏｌ％アルミニウム合金の研磨面を接触させ、１３００℃、１００時間、真空中で拡散接合を行った。
【００５２】
比較例１として、従来法であるレニウム層２を設けない構造部材を作成した。基材としてモリブデンを用い、その上に白金を実施例の接合試験片と同様に拡散接合した。
【００５３】
比較例２として、レニウム層２を介して、白金アルミニウム合金にかえて、白金を被覆層３とした接合試験片を実施例と同様の方法により作成した。
【００５４】
なお、ここでは基材とレニウム層、さらに被覆層を接合する方法として拡散接合を用いたが、金属同士を接合する方法であれば拡散接合に限らず、溶射、融接等、他のどのような方法を用いてもよい。
【００５５】
（解析結果）
本発明の実施態様であるレニウムと白金アルミニウム合金間の拡散についての解析結果を示す。
【００５６】
図２は、試験片を真空中で１３００℃、４９時間加熱し、ＳＥＭ-ＥＤＳ解析を行い、接合試験片の厚み方向断面での走査型電子顕微鏡像、及びモリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）の濃度分布を示す。
【００５７】
図２は、作成した試料の厚さ方向断面組織をＳＥＭにより観察し、ＥＤＳにより解析した結果を示している。接合試験片の厚み方向断面での走査型電子顕微鏡像（図２上図）、及び当該顕微鏡像中に丸で示した表層からの各深さでのモリブデン、レニウム、白金、アルミニウムの濃度分布（図２下図）を示す図である。
【００５８】
まず、白金アルミニウムからなる被覆層とレニウム層との解析結果について説明する。
【００５９】
高温で加熱することにより、レニウムと白金アルミニウム合金は互いに拡散することにより三者が混合した合金となっていく。合金になると物理的性質に変化が生じることから、耐熱構造部材として機能しなくなる。したがって、白金アルミニウム合金層、レニウム層が独立して存在することが必要である。
【００６０】
そこで、一定温度で加熱した場合の拡散の程度から、各層がどの程度の厚みであれば、一定時間独立した層として構造を維持できるか計算により求める。
【００６１】
図２と同様の方法により、接合試験片を２５時間、１００時間加熱し、レニウム／白金アルミニウム合金間でのレニウム、白金、アルミニウムの濃度分布を求めた。
【００６２】
２５時間、４９時間、１００時間加熱後に接合試験片の表層から、各深さでの原子組成を解析し、フィックの第１法則により導かれる下記式１により拡散係数を求め、さらに式２を用いて、一定時間加熱したときに、白金アルミニウム合金からなる被覆層、レニウム層が拡散せず、独立して存在するために必要な厚みを計算する。
χ＝２√Ｄｔ      （式１）
χ：平均拡散距離、Ｄ：拡散係数、ｔ：時間
Ｄ＝Ｄ０ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴ）      （式２）
Ｄ０：定数、Ｑ：活性化エネルギー、Ｒ：気体定数、Ｔ：温度（Ｋ）
【００６３】
例えば、現行のガラス溶融用のブッシングは、１３００℃、１００００時間使用している。そこで、１３００℃で１００００時間使用するためには、レニウムと白金アルミニウムの拡散の程度から、白金アルミニウム合金からなる被覆層をどの程度の厚みで設ければ良いかを計算により求める。
【００６４】
その結果、１３００℃、１００００時間加熱すると、レニウムと白金アルミニウムは１０μｍ拡散することが計算により求められる。したがって、式１、式２より計算された拡散に耐えうる被覆層の厚みは１０μｍとなる。
【００６５】
次に、比較例１として、従来法として用いられている基材表面に白金を被覆層として設けた接合試験片の結果について示す。
【００６６】
図３は、モリブデン基材の上に、レニウム層を設けず、直接白金被覆層により被覆した部材の耐熱性をＳＥＭ-ＥＤＳにより解析した結果である。図３は、真空中で、１３００℃、２５時間加熱後に、作成した試料の厚さ方向断面組織をＳＥＭにより観察し、ＥＤＳにより解析した結果を示している。
【００６７】
図３の白金及びモリブデンの濃度分布の解析結果から明らかなように、１３００℃で２５時間加熱後は、白金単独層はほとんど残っておらず、表層付近でもモリブデンが検出されている。また、白金は表層から８０μｍの深さでも検出されており、モリブデンと白金の接合面では、１３００℃で２５時間の加熱により広範な原子の拡散が観察され、モリブデンと白金が合金層として存在している。
【００６８】
実施例と同様に、ガラス溶融用の耐熱構造部材の耐用条件である１３００℃で１００００時間使用するためには、モリブデンに直接白金を被覆した比較例１の構造部材に、どのくらいの厚みの白金被覆層を設ける必要があるかを計算した。その結果、１３００℃、１００００時間使用する場合には、１０００μｍの白金を被覆しなければならない。
【００６９】
現行のガラス溶融用耐熱構造部材としては、白金ロジウム合金を用いているが、この計算結果による白金の使用量は、現行のガラス溶融用耐熱構造部材と変わりがなく、この構造では低価格化を達成することができない。
【００７０】
次に、モリブデンを基材とし、レニウム層を介して、白金を被覆層として設けた比較例２の結果を示す。
【００７１】
図４は、レニウム層を介して、白金を被覆層として有する比較例２の接合試験片を真空中、１３００℃で、４９時間加熱し、ＳＥＭ-ＥＤＳ解析した結果を示している。実施例である図２の各元素の濃度分布と比較すると明らかであるが、図４の比較例では、レニウム層がほとんど消失し、被覆層の白金と合金層を形成している。
【００７２】
上記と同様に、現行のガラス溶融用のブッシングの耐用時間である１００００時間、１３００℃での使用に耐える白金被覆層の厚みを計算により求めた。計算により、当該条件で使用する場合には、５５８μｍの厚みが必要とされる。
【００７３】
これらの結果を比較する。レニウム層を介して、白金アルミニウムを被覆層として基材表面に被覆した場合には、レニウムと白金アルミニウム間の拡散が非常に遅いことから、両者の拡散のみを考慮するならば、１３００℃で１００００時間使用する場合には、１０μｍの白金アルミニウム層を被覆層として設ければ良い。これに対し、比較例１では１０００μｍ、比較例２でも５５８μｍと非常に厚い被覆層が必要となる。実施例の被覆層の厚みは、レニウム層を設けず、白金のみを被覆層として設けた比較例１の１／１００の厚みであり、また、レニウム層を設け、白金を被覆層として設けた比較例２の１/５０の厚みである。
【００７４】
上記のとおり、レニウム層を介して、白金アルミニウム合金を被覆層とした場合には、両者間でほとんど拡散が生じないことから、大気中、高温条件下でも安定に構造を維持することができる。したがって、当該構成により耐熱構造部材を作成すれば、非常に安定で有用な耐熱構造部材とすることができる。
【００７５】
白金アルミニウム合金と、レニウム間での拡散は、長時間加熱してもほとんど起こらないことは上記により示した。しかしながら、大気中では表層より酸化によってアルミニウムが消失する。そこで、白金アルミニウムの酸化による消失を酸化試験データから求めた。
【００７６】
例えば、３０原子％の白金アルミニウム合金をレニウム層の上に被覆したとしても、加熱によりアルミニウムが酸化し、白金アルミニウム合金中のアルミニウムの原子％は減少していく。
【００７７】
しかしながら、アルミニウムが減少したとしても、７原子％濃度以上であると、レニウムが白金アルミニウム合金に拡散できず、レニウム層として拡散を防止する効果を有すると考えられる。さらに、７原子％濃度以上であれば、白金アルミニウムが酸化被膜を作ることができる。
【００７８】
また、アルミニウム濃度が５０原子％アルミニウムを超えると、白金アルミニウム合金はもろくなるため、耐熱構造部材として使用することができない。
【００７９】
さらに、アルミニウムを入れると融点が低くなることから、高温での使用の場合には、アルミニウムの割合をあまり増加させることができない。例えば、１４００℃で使用することを想定すると、融点が使用温度より低くなるため、白金アルミニウム合金中にアルミニウムを３８原子％までしか入れることができない。
【００８０】
１２００℃から１６００℃の各温度で、酸化試験を行い、白金アルミニウム合金中のアルミニウムの原子％が７原子％にまで減少する時間を求めた。上述のように、７原子％にまで減少すると被覆層としての役割を果たさないからである。１０原子％、３０原子％、５０原子％アルミニウムを含有する白金アルミニウム合金が、７原子％に減少する時間を求め、各温度で１００００時間使用する場合に、必要な白金アルミニウム合金の厚みを計算した。なお、１４００℃以上の高温では、上述のとおりアルミニウム濃度が高いと融点が低くなり被覆層として使用できないため、使用可能なアルミニウムの原子％を被覆層として用いたときに必要な合金の厚みを計算により求めている（表１）。
【００８１】
【表１】
2014114501.tif 000003
【００８２】
表１の結果から明らかなように、例えば、１３００℃で１００００時間使用することを想定すると、アルミニウムの原子％が３０原子％では、２３５μｍ、５０原子％では９５μｍと非常に薄い被覆層を設ければ良く、装置の構成上も、コスト面でも有用な耐熱構造部材を製造することができる。白金アルミニウム合金からなる被覆層は、装置を使用する温度、耐用時間等から、適切な濃度及び厚みを設ければ良い。
【００８３】
次に、モリブデンの拡散を防止するために必要とされるレニウム層の厚みを求める。白金アルミニウム合金／レニウム間の拡散の解析と同様に、１２００℃から１６００℃まで、加熱温度を変えて、モリブデン、及びレニウムの濃度分布を経時的に解析し、モリブデン／レニウム間の拡散係数を求め、計算により、１００００時間レニウム層を維持できるレニウム層の厚みを表１に示す。
【００８４】
例えば、１３００℃で１００００時間使用するためには、６０μｍ、１５００℃で１００００時間するためには、３０８μｍのレニウム層が必要である。このように非常に薄いレニウム層を設けるだけで十分である。
【００８５】
本発明者らは、ガラス溶融用の耐熱構造部材の開発を進めてきたものであるが、ガラス溶融に限らず、同等の温度条件で使用するための耐熱構造部材として、この構成を広く用いることができるのは明らかであり、非常に汎用性のある有用な耐熱構造部材となる。
【００８６】
このように、基材の上に、レニウム層を設け、これを介して白金アルミニウム合金の被覆層を設けた耐熱構造部材とすることによって、これまでと同様の耐熱性を有する構造部材でありながら、安価で加工性の良いものとすることができる。
【００８７】
また、基材としてもここではモリブデンに関して検討を行ったが、モリブデンだけではなく、高融点金属材料であれば、どのような金属でも使用可能である。高融点金属材料としては、モリブデンの他に、タングステン、タンタル、ニッケル等が挙げられる。
【００８８】
本発明の耐熱構造部材によれば、高温で長時間安定であり、かつ安価で加工性の良い装置を製造することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・基材
２・・・レニウム層
３・・・被覆層
【図１】
2014114501.tif 000004
【図２】
2014114501.tif 000005
【図３】
2014114501.tif 000006
【図４】
2014114501.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月12日(2012.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
【表１】
2014114501.tif 000008