(57)【要約】  本発明は少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源のブレンドに関し、前記ブレンドはケイ素に対するホウ素の重量比が約５：１００から約２：１の範囲でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも２５重量％存在し、少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源は、不可避量の混入酸素を除いては酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は２５０μｍ未満の平均粒子直径を有する。本発明はさらに、ブレンドを含む組成物、ブレンドを塗布された基体、ろう付けされた製品を提供するための方法、および使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源のブレンドであって、
前記ブレンドはケイ素に対するホウ素の重量比が約５：１００から約２：１の範囲でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも２５重量％存在し、少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源は、不可避量の混入酸素を除いては酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は２５０μｍ未満の平均粒子直径を有する、ブレンド。
【請求項２】
少なくとも１つのケイ素源が、元素のケイ素、ケイ素を含む合金、およびケイ素を含む化合物からなる群から選択される、請求項１に記載のブレンド。
【請求項３】
少なくとも１つのホウ素源が、元素のホウ素、ホウ素を含む合金、およびホウ素を含む化合物からなる群から選択される、請求項１または２に記載のブレンド。
【請求項４】
ホウ素源がケイ素源とは異なる、請求項１から３の何れか１項に記載のブレンド。
【請求項５】
ホウ素源が、元素ホウ素、炭化ホウ素、ホウ化ニッケル、またはホウ化ケイ素から選択され、ケイ素源が、元素ケイ素、ケイ素鉄、鉄シリサイド、炭化ケイ素、またはホウ化ケイ素から選択される、請求項１から４の何れか１項に記載のブレンド。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載のブレンドを含む組成物。
【請求項７】
組成物が母材の粉末をさらに含み、母材が、ケイ素、ホウ素、および母材の総量に対して計算されるとき７５重量％未満の量で存在する、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
ろう付け合金の粉末をさらに含む、請求項６または７に記載の組成物。
【請求項９】
組成物が、溶媒、水、オイル、ゲル、ラッカー、ワニス、ポリマー、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つのバインダーをさらに含み、好ましくは少なくとも１つのバインダーが、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルポリマー、（メタ）アクリルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項６から８の何れか１項に記載の組成物。
【請求項１０】
ブレンドが少なくとも１つのバインダーに分散される、請求項６から９の何れか１項に記載の組成物。
【請求項１１】
組成物が塗料であるか、または組成物がペーストであるか、または組成物が分散系である、請求項６から１０の何れか１項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記基体が、１１００℃を超える固相温度を有する母材を含み、基体の少なくとも一部は組成物の表面層を有する、請求項６から１１の何れか１項に記載の組成物および基体を含む結果物。
【請求項１３】
表面層のケイ素およびホウ素の平均総量が１ｍｇ／ｍｍ２未満である、請求項１２に記載の結果物。
【請求項１４】
母材が、少なくとも１１００℃の融点を有する鉄系合金、ニッケル系合金、クロム系合金、コバルト系合金、および銅系合金からなる群から選択される、請求項１２または１３に記載の結果物。
【請求項１５】
母材が、約１５から約２２重量％のクロム、約８から約２２重量％のニッケル、約０から約３重量％のマンガン、約０から約１．５重量％のケイ素、約０から約８重量％のモリブデン、および残りの量の鉄を含む、請求項１２から１４の何れか１項に記載の結果物。
【請求項１６】
母材が、少なくとも８０重量％のＮｉを含む、請求項１２から１５の何れか１項に記載の結果物。
【請求項１７】
母材が、５０重量％を超えるＦｅ、１３重量％未満のＣｒ、１重量％未満のＭｏ、１重量％未満のＮｉ、および３重量％未満のＭｎを含む、請求項１２から１５の何れか１項に記載の結果物。
【請求項１８】
母材が、１０重量％を超えるＣｒ、および６０重量％を超えるＮｉを含む、請求項１２から１５の何れか１項に記載の結果物。
【請求項１９】
母材が、１５重量％を超えるＣｒ、１０重量％を超えるＭｏ、および５０重量％を超えるＮｉを含む、請求項１２から１５の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２０】
母材が、１０重量％を超えるＦｅ、０．１から３０重量％のＭｏ、０．１から３０重量％のＮｉ、および５０重量％を超えるＣｏを含む、請求項１２から１５の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２１】
結果物が、コイル、プレート、部品、またはシートである、請求項１２から２０の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２２】
組成物の前記表面層および基体の元素からろう付け合金層を形成するために請求項１２から２１の何れか１項に記載の結果物を加熱することによって得られ、ろう付け合金層が母材の融点と比較して低い融点を有する、ろう付け合金積層結果物。
【請求項２３】
基体間の接触領域の間の少なくとも１つのろう付けされた接合部を有する結果物を提供するための方法であって、以下の段階を含む方法：
・少なくとも１つの基体上に少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源を塗布する段階、
・少なくとも１つの基体を、少なくとも１つの追加の基体と組み合わせる段階であって、前記少なくとも１つの追加の基体が、少なくとも１つのケイ素源と少なくとも１つのホウ素源とが基体の接触領域間に存在するようなものである段階、
・真空雰囲気の、不活性ガス雰囲気の、還元雰囲気の、またはそれらの組み合わせの炉内で、組み合わされた基体を１２５０℃未満のろう付け温度に加熱する段階、
・組み合わされた基体を冷却して、基体の接触領域間に少なくとも１つのろう付けされた接合部を有する結果物を得る段階。
【請求項２４】
少なくとも１つのケイ素源が基体上に１つの層として配置され、少なくとも１つのホウ素源が同じ基体上の他の層として配置され、好ましくは少なくとも１つのケイ素源が基体上の第１のホウ素層の上の第２層として配置される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源が同じブレンド中にあり、ケイ素およびホウ素が２５重量％から１００重量％の範囲内でブレンド中に存在し、ブレンドが粉末の機械的ブレンドである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源が同じソースであり、好ましくはソースがホウ化ケイ素である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
塗布する段階が、少なくとも１つの基体上の一面の少なくとも一部に請求項５から１１の何れか１項に記載の組成物を塗布する段階を含む、請求項２３から２６の何れか１項に記載の方法。
【請求項２８】
加熱する段階が、組み合わされた基体を加熱する段階、基体上に溶融ろう付け合金を得る段階、および溶融ろう付け合金を基体間の接触領域に毛細管力により移動させる段階を含む、請求項２３から２７の何れか１項に記載の方法。
【請求項２９】
加熱する段階が、少なくとも９００℃の温度に結果物を加熱する段階を含む、請求項２３から２８の何れか１項に記載の方法。
【請求項３０】
塗布する段階の前に追加の段階を含み、前記追加の段階は、塗布する段階の前の、基体の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む、請求項２３から２９の何れか１項に記載の方法。
【請求項３１】
塗布する段階と、組み合わせる段階との間に追加の段階を含み、前記追加の段階は、組み合わせる段階の前に、塗布する段階からの結果物の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む、請求項２３から２９の何れか１項に記載の方法。
【請求項３２】
塗布する段階の後、第１の追加の段階を含み、第１の追加の段階が、塗布する段階からの結果物を、基体上にろう付け合金層を得ることを可能にする温度に加熱する段階、および得られたろう付け合金層を有する得られた基体を冷却する段階を含む、請求項２３から３１の何れか１項に記載の方法。
【請求項３３】
第２の追加の段階を含み、第２の追加の段階が、得られたろう付け合金層を有する基体の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
すくなくとも１つのろう付け接合部を有する、得られたろう付けされた結果物が、熱交換器、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、およびバルブの部品から選択される、請求項２３から３３の何れか１項に記載の方法。
【請求項３５】
請求項１２から２２の何れか１項に記載の結果物の製造方法であって、以下の段階を含む製造方法：
・少なくとも１つの基体の少なくとも１つの表面の少なくとも一部に、請求項６から１１の何れか１項に記載の組成物を塗布する段階。
【請求項３６】
ろう付け合金積層結果物の製造方法であって、以下の段階を含む製造方法：
・一基体上に請求項６から１１の何れか１項に記載の組成物を塗布する段階、
・塗布された基体を、基体の固相温度と比較して低い温度に加熱し、ろう付け合金の溶融相を得る段階、
・ろう付け合金の溶融相を有する基体を冷却しろう付け合金積層結果物を得る段階であって、さらなる加熱の間の温度が得られるろう付け合金の固相温度と比較して高い段階。
【請求項３７】
請求項２３から３４の何れか１項に記載の方法によって得られるろう付け結果物。
【請求項３８】
基体の少なくとも一面にろう付け合金層を得るための、請求項１から５の何れか１項に記載のブレンドの使用。
【請求項３９】
熱交換器の部品またはプレート、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品をろう付けするための、請求項６から１１の何れか１項に記載の組成物の使用。
【請求項４０】
熱交換器の部品またはプレート、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品をろう付けするための請求項１１に記載の組成物の使用であって、組成物が塗料である、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規のろう付けの概念、ブレンド、組成物、および結果物に関する。本発明はさらに、ろう付けされた結果物を提供する方法、この方法により得られたろう付けされた結果物、およびその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のところ高い溶融温度を有する合金を互いに接合する様々な接合方法が存在する。高温とは、９００℃を超える溶融温度を意図する。使用されている一般的な方法の１つは、溶接である。溶接は、追加の材料と共に、または追加の材料無しに基材が溶融される方法、すなわち溶融および再固化を経由するキャスト生成物の形成を示す。他の接合方法はろう付けである。ろう付け工程の間、ろう材が基材に追加され、ろう材は４５０℃を超える温度での工程の間溶融され、接合される基材の液相温度よりも低い温度で、液相界面を形成する。ろう付けのとき、液相界面は良好な濡れ性および流動性を有するべきである。はんだ付けは、２つ以上の金属物品が溶融および溶加材、すなわちはんだの接合部への流動によって互いに接合される方法であり、はんだはワークピースと比較して低い融点を有する。ろう付けにおいて、溶加材ははんだよりも高い温度で溶融するが、ワークピース金属は溶融しない。はんだ付けとろう付けとの間の相違は、ろう付け合金の溶融温度に基づく。４５０℃という温度は、はんだ付けとろう付けとを実際に区別する点として通常用いられる。
【０００３】
ろう付けのとき、ろう材は、接合される基材の間の間隙または隙間と接触して置かれる。加熱工程の間、ろう材は溶融し、接合される間隙を充填する。ろう付け工程において、３つの主な段階が存在し、第１の段階は物理的段階と呼ばれる。物理的段階は、ろう材の濡れ、および流動の段階を含む。第２の段階は、通常所定の接合温度で起こる。この段階の間、固体−液体相互作用が存在し、これは実質的な質量移動を伴う。液体の溶加材に隣接する基材の塊は、この段階で溶解するか、または溶加材と反応する。同時に、液相からの少量の元素が固体基材内部に侵入する。接合領域における成分のこの再分配は、溶加材組成物の変化をもたらし、時には、溶加材の固化の開始に変化をもたらす。最後の段階は、第２の段階と重複し、接合の固化および冷却の間の最終的な接合部ミクロ構造の形成および発達によって特徴付けられる。
【０００４】
溶接およびろう付けに密接に関係する方法は、ＴＬＰ接合（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｌｉｑｕｉｄ−ｐｈａｓｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ、ＴＬＰ）、またはＡＤＢ法（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｂｏｎｄｉｎｇ、ＡＤＢ）とも呼ばれる、拡散ろう付け（ＤＦＢ）である。拡散接合について言及されることがあるが、拡散接合は拡散ろう付けまたは拡散溶接を示し、現在のところ拡散結合は通常使用される用語とはみなされていない。
【０００５】
拡散ろう付け（ＤＦＢ）、ＴＬＰ接合（ＴＬＰ）、またはＡＤＢ法（ＡＤＢ）は、予め配置された溶加材が溶融するかまたは毛細管引力により流動する、または液相が互いに接触する２つの表面の間にｉｎ  ｓｉｔｕを形成する、適切なろう付け温度に加熱することにより金属を融合または接合する方法である。どちらの場合でも、溶加材は、接合の物理的および機械的性質が基材のものと殆ど同じになるまで、基材内部に拡散する。ＤＦＢ、ＴＬＰ、またはＡＤＢの２つの重要な態様は、以下のとおりである。
・液体が形成されなくてはならず、接合領域において活性になる。
・基材内部への溶加材元素の広範囲の拡散が起こらなくてはならない。
【０００６】
ＤＦＢ、ＴＬＰ、またはＡＤＢが使用されるとき得られるものに近いか、またはそれと同じ、ただし例えば大きな間隙をろう付けする可能性を有するなどのろう付けの利点を有する、接合を得る方法は、国際公開第２００２／３８３２７号、国際公開第２００８／０６０２２５号、および国際公開第２００８／０６０２２６号に開示されるろう付け技術およびろう材を用いるものである。基材と近い組成を有するが、例えばケイ素および／またはホウ素および／またはリンなどの融点降下剤が添加されたろう材、すなわちろう付け合金を用いることによる。これを実施することにより、ろう付け接合部は、ろう付けの後基材に近い組成を有し、ろう材が基材と同様の組成を有するので、基材の溶解および融点降下剤の基材への拡散に起因して、ろう材は基材と融合する。
【０００７】
コスト、生産性、安全性、スピード、および接合された結果物の性質など、特定の接合方法を選択する多くの理由が存在する。密接に関連するＥモジュールは、材料が充填されたとき、より高いＥモジュールを有する材料における高応力のリスクを低減する。熱膨張係数が同様のものであるとき、熱的に生じる応力を減少させる結果が得られる。電気化学ポテンシャルが同様のものであるとき、腐食のリスクを減少させる結果が得られる。
【０００８】
基材を接合するとき、充填材、すなわち合金の使用は複雑な工程である。充填材は、加熱前に基材に付けることができる形態でなくてはならない。通常、充填材は、噴霧によって適切に製造された粒子であるが、充填剤は「溶融紡糸」、すなわち急速固化（ｒａｐｉｄ  ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＳ）によって製造されるホイルの形態であってもよい。ＲＳに関して、限られた数の組成物のみが、ＲＳによる製造を可能にする。粒子、すなわち粉末として作ることができる組成物の数は多く、粉末の通常の製造は噴霧による。充填材が粉末の形態であるとき、それらはバインダーと組み合わされペーストを形成し、任意の適切な方法で基材金属に付けることができる。ホイルの製造、または合金粉末の製造は複雑な工程であり、したがってコストがかかる。粉末が使用されるとき、上述のようにペーストの形態で粉末が適切に付けられるが、ペーストはバインダーおよびペーストの性質に役立つ他の成分と混合される必要があるので、これにより工程に余分な段階が追加される。双方の工程において、溶融および接合の前に、充填材の適切な形態、性質、形状、および組成を得るために、多くの作業が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００２／３８３２７号
【特許文献２】国際公開第２００８／０６０２２５号
【特許文献３】国際公開第２００８／０６０２２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、母材の基体を接合するときの工程段階を減らすことである。他の目的は、母材の接合を簡易化し、その結果コストを低減することである。
【００１１】
もしも可能であれば、ろう材を選択する際、母材は結果物の目的に対して選択されているので、母材と近い組成物が有利である。もしもそれが可能であり、かつ費用に制限が無い場合には、各母材に対して１つのろう材を開発することが最良であるだろう。したがって、本発明の他の目的は、ろう材の必要数を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明は新規かつ進歩性を有するろう付けの概念によって技術的問題および目的に対する解決方法を提供する。第１の態様は、少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源のブレンドに関し、このブレンドはケイ素に対するホウ素の重量比が約３：１００（重量／重量）から約１００：３（重量／重量）の範囲で、好ましくは約５：１００（重量／重量）から約２：１（重量／重量）の範囲で、より好ましくは約５：１００（重量／重量）から約１：１（重量／重量）の範囲で、ホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも２５重量％存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも３５重量％存在する。少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源は、不可避量の混入酸素を除いては酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は２５０μｍ未満の平均粒子直径を有してよく、好ましくは粉末中の粒子は１６０μｍ未満の平均粒子直径を有してよく、より好ましくは粒子は１００μｍ未満の平均粒子直径を有してよい。
【００１３】
本発明のブレンドは、基体間の接合を得る可能性を提供するという点で有利である。得られた接合は、接合部が追加の量のブレンドの元素を含む点を除いては、基体の材料と同様の材料である。新規のろう付け概念により基体における材料の接合部の形成を可能にすることによって、市販のろう付け材料が使用されるときと比較して、接合部の材料と基体との間の相違が少ないため、腐食の危険性を回避することができ、または少なくとも低減することができる。
【００１４】
基体とは得られる結果物の一部を示し、部品は例えば、これらに制限されないが、セパレータ、またはデカンタなどの厚みのある部品、またはプレートまたはコイルなどの薄い部品であってよい。基体は、接合され、またはコーティングされるべきであるどのような部品であってもよい。基体はワークピースであってもよい。基体は母材、すなわち、ろう付けされる材料でできている。母材は、母材金属または母材合金を指し、前記母材金属または母材合金はろう付けに適する。母材の例は表１に見ることができるが、本発明は表１の例に制限されない。
【００１５】
母材は、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）などの元素を含む合金であってよい。そのような合金の例は表１に列挙されるが、母材は列挙されたものに制限されず、それらは使用可能な母材の例に過ぎない。
【００１６】
【表１】
2015514017.tif 000002
【００１７】
母材は金属または合金を指す。合金は、２つ以上の元素の密接な結合または化合物として定義され、合金は、金属として通常記載されるそれらの特性の全てまたは殆どを有する。合金は単なる混合物ではなく化合物である。金属は、金属特性を有する元素を指す。
【００１８】
化合物は２つ以上の元素の組み合わせである。ガラス、鋼、酸化鉄は化合物であり、全ての原子が全ての隣接する原子に引き付けられ、均一なまたはほぼ均一な固体を形成し、そのような物体は明らかに単なる機械的混合物、ケイ酸塩などの変動するまたは限定されない組成の化学的化合物、化学的に結合されるがただし変動する組成を有する化合物であるポリマーではない。
【００１９】
特定の理論に束縛されることなく、発明者らは、ホウ素の存在が濡れ性および融点の降下をもたらし、およびケイ素が融点の降下をもたらすと考えている。
【００２０】
ホウ素源とは、元素のホウ素（Ｂ）、ホウ素を含む合金または化合物を指す。
【００２１】
ケイ素源とは、元素のケイ素（Ｓｉ）、ケイ素を含む合金または化合物を指す。
【００２２】
粉末の機械的ブレンドとは、２つ以上の化合物の機械的混合を指す。粉末の機械的ブレンドとは、異なるソースからの粒子であり、各々の粒子はホウ素源またはケイ素源のどちらかである。
【００２３】
混入酸素とは、例えば工業級などのケイ素源またはホウ素源に含有される、不可避量の酸素を指し、その量はホウ素源中で５重量％程度の酸素、ケイ素源中で５重量％程度の酸素であってよい。混入酸素は１０重量％程度であってよい。
【００２４】
ブレンド中のケイ素およびホウ素の量は、ケイ素およびホウ素の純度に依存するが、ブレンド中に含有されるケイ素源またはホウ素源のタイプにも依存する。例えば、もしもケイ素源がＦｅ−Ｓｉである場合、Ｆｅは重く、ケイ素およびホウ素の量は低くなるだろう。表２に幾つかの例がある。
【００２５】
【表２】
2015514017.tif 000003
【００２６】
一例によれば、少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とのブレンドは、ケイ素に対するホウ素の重量比が約５：１００から約２：１の範囲内で、好ましくは約５：１００から約１：１の範囲内で、ホウ素とケイ素とを含み、ケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも５０重量％存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも６０重量％存在し、より好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも７０重量％存在し、最も好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも８０重量％存在し、少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とは不可避量の混入酸素を除いて酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は１６０μｍ未満の平均粒子直径を有する。
【００２７】
２５０μｍ未満の粒子直径の１つの利点は、基体上にブレンドを可能な限り均一に分配することができることである。
【００２８】
ケイ素に対するホウ素の重量比が約５：１００から約２：１の範囲内であることの１つの利点は、得られるろう付け合金が濡れ性を有し、その結果良好な流動性を有する点である。得られたろう付け合金が、ろう付け合金が得られた領域から流動し接合領域へと流れるので、良好な流動性は接合部をろう付けするときに利点となる。
【００２９】
他の例によれば、少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とのブレンドは、ケイ素に対するホウ素の重量比が約１：１０から約７：１０の範囲内でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも２５重量％存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも３５重量％存在する。少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とは、不可避量の混入酸素を除いて酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は１６０μｍ未満の、好ましくは１００μｍ未満の平均粒子直径を有する。
【００３０】
他の例によれば、少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とのブレンドは、ケイ素に対するホウ素の重量比が約１５：１００から約４：１０の範囲内でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも２５重量％存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド中に少なくとも３５重量％存在する。少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とは、不可避量の混入酸素を除いて酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は１６０μｍ未満の、好ましくは１００μｍ未満の粒子直径を有する。
【００３１】
他の例によれば、少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とのブレンドは、ケイ素に対するホウ素の重量比が約３：１００から約１００：３の範囲内で、好ましくは約５：１００から約１：１の範囲内でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド内に約４０重量％から約１００重量％の範囲内で存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド内に約４５重量％から約１００重量％の範囲内で存在する。少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とは、不可避量の混入酸素を除いて酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は１６０μｍ未満の、好ましくは１００μｍ未満の平均粒子直径を有する。
【００３２】
一例によれば、少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とのブレンドは、ケイ素に対するホウ素の重量比が約１：１０から約７：１０の範囲内でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド内に約４０重量％から約１００重量％の範囲内で存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド内に約４５重量％から約１００重量％の範囲内で存在する。少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とは、不可避量の混入酸素を除いて酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は１６０μｍ未満の平均粒子直径を、好ましくは１００μｍ未満の平均粒子直径を、より好ましくは５０μｍ未満の平均粒子直径を有する。
【００３３】
他の例によれば、少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とのブレンドは、ケイ素に対するホウ素の重量比が約１５：１００から約４：１０の範囲内でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド内に約４０重量％から約１００重量％の範囲内で存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド内に約４５重量％から約１００重量％の範囲内で存在する。少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とは、不可避量の混入酸素を除いて酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は１６０μｍ未満の平均粒子直径を、好ましくは１００μｍ未満の平均粒子直径を、より好ましくは５０μｍ未満の平均粒子直径を有する。
【００３４】
ホウ素とケイ素のブレンドの一例によれば、ブレンドはケイ素に対するホウ素の重量比が約１：１０から約７：１０の範囲内でホウ素およびケイ素を含み、ケイ素およびホウ素はブレンド内に約４０重量％から約１００重量％の範囲内で存在し、好ましくはケイ素およびホウ素はブレンド内に約４５重量％から約１００重量％の範囲内で存在する。少なくとも１つのホウ素源と少なくとも１つのケイ素源とは、不可避量の混入酸素を除いて酸素を含まず、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであり、粉末中の粒子は１６０μｍ未満の平均粒子直径を、好ましくは１００μｍ未満の平均粒子直径を、より好ましくは５０μｍ未満の平均粒子直径を有する。
【００３５】
一例によれば、少なくとも１つのケイ素源は、元素ケイ素（Ｓｉ）、ケイ素を含む合金、またはケイ素を含む化合物からなる群から選択されてよい。ケイ素源は純粋な、または工業級のものであってよい。
【００３６】
他の例によれば、少なくとも１つのホウ素源は、元素ホウ素（Ｂ）、ホウ素を含む合金、またはホウ素を含む化合物からなる群から選択されてよい。ホウ素源は純粋な、または工業級のものであってよい。
【００３７】
さらなる例によれば、少なくとも１つのホウ素源は、これらに限定はされないが、元素ホウ素、炭化ホウ素、ホウ化ニッケル、またはホウ化ケイ素から選択されてよい。少なくとも１つのケイ素源は、これらに限定はされないが、元素ケイ素、ケイ素鉄、鉄シリサイド、炭化ケイ素、またはホウ化ケイ素から選択されてよい。
【００３８】
さらなる例によれば、少なくとも１つのホウ素源は、元素ホウ素、Ｂ４Ｃ、Ｂ４Ｓｉ、Ｂ３Ｓｉ、ＮｉＢ、およびＦｅＢから選択されてよく、少なくとも１つのケイ素源は、元素ケイ素、ＦｅＳｉ、ＳｉＣ、およびＢ４Ｓｉ、Ｂ３Ｓｉから選択されてよい。
【００３９】
一例によれば、ブレンドは粉末の機械的ブレンドであってよい。ブレンドは２つ以上の化合物の機械的混合物として定義される。ブレンドの第１の態様によれば、ブレンドは２つ以上の粉末の機械的ブレンドまたは機械的混合物、すなわち「ケイ素源」粉末と「ホウ素源」粉末とのとのブレンドである。
【００４０】
第２の態様は、本発明の第１の態様によるブレンドを含む組成物に関する。
【００４１】
一例によれば、組成物は、第１の態様によるブレンドの任意の１つの例と組み合わせて母材の粉末をさらに含んでよい。
【００４２】
母材とは上述のろう付けに適する金属または合金を指す。例として、母材は表２に示されるどのような金属を含んでよい。
【００４３】
他の例によれば、組成物は母材の粉末を含んでもよく、母材は、ケイ素、ホウ素、および母材の総重量に対して計算するとき、７５重量％未満の量で存在する。そのような組成物は、合金化工程の間にろう付け合金を得るとき、追加の母材を提供する。例えば、薄い部品または薄いプレートをろう付けするとき、以下の実験実施例に示されるように、追加の母材が、プレートまたは部品全体の燃焼の危険性を低くし、または低減することができる。
【００４４】
他の例によれば、組成物はろう付け合金の粉末をさらに含む。
【００４５】
ろう付け合金は、融点降下剤と合金化され、母材と比較して低い融点とされた母材を指す。
【００４６】
さらなる例によれば、組成物は、溶媒、水、オイル、ゲル、ラッカー、ワニス、ポリマー、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つのバインダーをさらに含む。
【００４７】
例として、バインダーは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルポリマー、（メタ）アクリルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ワックスから選択されてよい。
【００４８】
さらなる例によれば、バインダーは、ポリエステル、ワックス、またはそれらの組み合わせであってよい。
【００４９】
さらなる例によれば、組成物は塗料であるか、または組成物はペーストであるか、または組成物は分散系である。
【００５０】
さらなる例によれば、バインダーはゲルであり、組成物はペーストである。
【００５１】
組成物がペーストであるときの１つの利点は、ペーストが基体上の選択された領域に容易に塗布可能であることである。
【００５２】
さらなる例によれば、バインダーはラッカーまたはワニスであり、組成物は塗料である。
【００５３】
組成物が塗料であるときの１つの利点は、塗料を基体表面上に容易に分散させ、表面に接着させることができ、したがって例えば輸送、プレス加工、切断などの間の取扱いが可能であることである。
【００５４】
さらなる例によれば、バインダーは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルポリマー、（メタ）アクリルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択され、組成物は塗料であるか、または組成物はペーストである。
【００５５】
さらなる例によれば、バインダーは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルポリマー、（メタ）アクリルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択され、組成物は塗料である。
【００５６】
さらなる例によれば、バインダーは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルポリマー、（メタ）アクリルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択され、組成物はペーストである。
【００５７】
さらなる例によれば、ブレンドはバインダー中に分散される。
【００５８】
さらなる例によれば、組成物は分散系である。
【００５９】
組成物が分散系であるときの１つの利点は、分散系が基体の表面に塗布された後、バインダーを容易に蒸発することができることである。他の利点は、ろう付け合金中に加えられる追加の炭素の量が少ないことである。
【００６０】
第３の態様は、第２の態様の実施例による組成物が基体上に塗布されてよい結果物に関する。基体は母材であってよい。
【００６１】
母材は金属または合金を指すことができ、前記母材は上述のようにろう付けされるのに適する。合金は、２つ以上の元素の密接な結合または化合物として定義され、合金は、金属として通常記載されるそれらの特性の全てまたは殆どを有する。合金は単なる混合物ではなく化合物を指す。ホウ素は半金属として分類され、金属ではない。ケイ素は４価の半金属であり、金属ではない。ケイ素およびホウ素は、金属元素と共に化合物内に存在するとき、合金であり得る。
【００６２】
基体は得られる結果物の一部分であり、この一部分は、これらに制限されないが、例えば、セパレータ部分またはデカンタ部分などの厚い部分、またはプレートまたはコイルなどの薄い部分であり得、すなわち基体は接合されるべき、またはコーティングされるべきどのような部分であることもできる。基体はワークピースであってもよい。
【００６３】
一例によれば、結果物は母材の基体を含み、母材は１１００℃を超える固相温度を有し、結果物は第２の態様による任意の一例による組成物を含み、基体の少なくとも一部は組成物の表面層を有する。
【００６４】
新規のろう付けの概念は、例えばろう付け合金によって得られる接合部を提供し、ろう付け合金は母材およびホウ素とケイ素とのブレンドの溶融工程において形成される。溶融形態のろう付け合金は、主に隣接する領域から接合部領域に毛細管力によって運ばれる。ろう付けに考えられる温度は９００℃超であり、すなわちはんだ付けとろう付けとの間を区別する点よりも高い。形成されたろう付け合金は、母材の液相温度を低下させる元素のための部分を有する合金である。したがって、ろう付け合金は、母材よりも低い液相温度を有する。
【００６５】
一例によれば、組成物は基体に塗布され、塗布されたケイ素およびホウ素の平均総量は、１ｍｇ／ｍｍ２未満の平均量で、好ましくは０．０１から１ｍｇ／ｍｍ２の範囲内で、より好ましくは０．０２から０．８ｍｇ／ｍｍ２の範囲内で、最も好ましくは０．０３から０．０７ｍｇ／ｍｍ２の範囲内で塗布される。
【００６６】
他の例によれば、塗布されたケイ素およびホウ素の平均総量は、基体の厚みが１ｍｍ以下であるとき、０．０６から０．３ｍｇ／ｍｍ２の範囲内の平均量で塗布される。
【００６７】
他の例によれば、塗布されたケイ素およびホウ素の平均総量は、基体の厚みが１ｍｍ以上であるとき、０．０６から１ｍｇ／ｍｍ２の範囲内の平均量で塗布される。
【００６８】
他の例によれば、結果物は第２の態様の任意の一例による組成物を基体表面に塗布することによって得られてよく、前記組成物は塗料として塗布されてよく、または組成物はペーストとして塗布されてよく、または組成物は分散系として塗布されてよい。
【００６９】
他の例によれば、第３の態様の任意の一例による結果物は、基体の接触領域の間の接合部のろう付けのためのものであってよく、または結果物は基体のコーティングのためのものであってよく、または結果物は接合部のろう付けおよび基体のコーティングの両方のためのものであってよい。
【００７０】
他の例によれば、結果物の母材は、鉄系合金、ニッケル系合金、クロム系合金、銅系合金、およびコバルト系合金からなる群から選択されてよい。
【００７１】
一例によれば、母材は約１５から約２２重量％のクロム、約８から約２２重量％のニッケル、約０から約３重量％のマンガン、約０から約１．５重量％のケイ素、任意に約１から約８重量％のモリブデン、および残りの量の鉄を含んでよい。ここで、全てのパーセンテージは重量％である。
【００７２】
他の例によれば、母材は約１５から約２２重量％のクロム、約８から約２２重量％のニッケル、約０．２から約３重量％のマンガン、約０．１から約１．５重量％のケイ素、任意に約１から約８重量％のモリブデン、および残りの量の鉄を含んでよい。ここで、全てのパーセンテージは重量％である。
【００７３】
他の例によれば、母材は約１５から約２２重量％のクロム、約８から約２２重量％のニッケル、約１から約３重量％のマンガン、約０．５から約１．５重量％のケイ素、任意に約１から約８重量％のモリブデン、および残りの量の鉄を含んでよい。
【００７４】
他の例によれば、母材は８０重量％を超えるＮｉを含んでよい。
【００７５】
他の例によれば、母材は５０重量％を超えるＦｅ、１３重量％未満のＣｒ、１重量％未満のＭｏ、１重量％未満のＮｉ、および３重量％未満のＭｎを含んでよい。
【００７６】
他の例によれば、母材は１０重量％を超えるＣｒ、および６０重量％を超えるＮｉを含んでよい。
【００７７】
他の例によれば、母材は１５重量％を超えるＣｒ、１０重量％を超えるＭｏ、および５０重量％を超えるＮｉを含んでよい。
【００７８】
他の例によれば、母材は１０重量％を超えるＦｅ、０．１から３０重量％のＭｏ、０．１から３０重量％のＮｉ、および５０重量％を超えるＣｏを含んでよい。
【００７９】
第３の態様の他の例によれば、材料の表面層は、基体の少なくとも１つの側に提供されてよく、または材料の表面層は基体の両面に提供される。
【００８０】
第３の態様の他の例によれば、基体はコイル、プレート、または製品の部品である。
【００８１】
第３の態様の他の例によれば、基体は切断され、形成され、プレスされ、またはそれらの組み合わせを受けてよい。他の例によれば、基体は、熱交換プレート、反応容器プレート、セパレータ部品、デカンタ部品、またはバルブ部品などであってよい。
【００８２】
どの母材が使用されるかに応じて、様々な固相温度（すなわち、材料が固化する温度点）を有する様々な好ましい母材が存在する。本発明によれば、母材の固相温度は１１００℃を超えるものであってよい。本発明の一代替例によれば、母材の固相温度は１２２０℃を超えるものであってよい。本発明の他の代替例によれば、母材の固相温度は１２５０℃を超えるものであってよい。本発明の他の代替例によれば、母材の固相温度は１３００℃を超えるものであってよい。
【００８３】
表面層はブレンドの粉末として、または物理気相蒸着（ＰＶＤ）、または化学気相蒸着（ＣＶＤ）などの手段によって、配されてよい。物理気相蒸着（ＰＶＤ）は、様々な真空蒸着であり、様々なワークピース表面上に、例えば半導体ウェハ上に、蒸発した形態の所定の膜材料を凝縮することにより薄膜を蒸着する、様々な方法の何れかを記述するのに使用される一般的な用語である。表面層を付ける方法は、化学気相蒸着に見られるようなコーティングされる表面での化学反応を含むものよりもむしろ、高温真空蒸発およびそれに続く凝縮、またはプラズマスパッタボンバードメントなどの、純粋に物理的な工程を含む。化学気相蒸着（ＣＶＤ）は、高純度、高性能の固体材料を製造するのに使用される化学的工程である。この工程は、例えば半導体産業において薄膜を製造するのに使用される。典型的なＣＶＤ工程において、ウェハ、すなわち基体が１つ以上の揮発性前駆体に曝露され、前駆体は基体表面上で反応および／または分解し、所望の堆積物が生成される。揮発性の副生成物が生成されることも多く、これは反応チャンバを流れる気体によって取り除かれる。
【００８４】
第４の態様は、ろう付け合金および基体の層を含む、ろう付け合金積層結果物に関し、ろう付け合金積層結果物は、第３の態様の何れか１つの例による結果物の加熱によって得られ、ろう付け合金層は基体の融点と比較して低い融点を有する。
【００８５】
他の例はろう付け合金積層結果物に関し、前記ろう付け合金積層結果物は、第２の態様の何れか１つの例による組成物を含んでよく、前記組成物はブレンドを含み、ろう付け合金の層は、ブレンドを基体表面の元素と合金化し、基体および組成物を、得られるろう付け合金の固相温度と比較して高い温度に加熱することによって、基体表面に得られており、得られたろう付け合金は基体の融点と比較して低い融点を有してよい。
【００８６】
ろう付け合金積層結果物の一例によれば、基体は、組成物の表面層を付ける前に、切断されてよく、形成されてよく、プレスされてよく、またはそれらの組み合わせを受けてよく、または、基体は、組成物の表面層を付けた後に、切断されてよく、形成されてよく、プレスされてよく、またはそれらの組み合わせを受けてよく、または、基体は、母材金属の表面にろう付け合金を得た後に、切断されてよく、形成されてよく、プレスされてよく、またはそれらの組み合わせを受けてよい。
【００８７】
ろう付け合金積層結果物は、母材および表面層が、ろう付け層の、得られるろう付け合金の固相温度と比較して高い温度に、および母材の固相温度よりも低い温度に、加熱され得るような方法で、予備的ろう付けによって得られてよい。ろう付け合金の層は、予備的ろう付け段階において母材上で得られる。表面層のろう付け合金は、第１の態様によるブレンドおよび母材の元素を含んでよい。
【００８８】
一例によれば、結果物は、他の形態を有してよく、ブレンドの表面層は結果物の一面上、単一の表面層、または結果物の２つの側面上、二つの表面層、にあってよく、またはブレンドは結果物の幾つかの面上にあってよい。結果物は、表面層を付ける前に、表面層を付けた後に、または予備的ろう付け段階の後に、切断されてよく、形成されてよく、プレスされてよく、またはそれらの組み合わせを受けてよい。
【００８９】
第５の態様は、基体の接触領域の間の少なくとも１つのろう付けされた接合部を有する結果物を提供するための方法に関し、この方法は以下を含む。
段階（ｉ）  少なくとも１つの基体上に少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源を塗布する段階。
段階（ｉｉ）  塗布された基体を、塗布されたケイ素源またはホウ素源と共に、または塗布されたケイ素源またはホウ素源無しに、少なくとも１つのさらなる基体と組み合わせる段階。
段階（ｉｉｉ）  真空雰囲気の、不活性ガス雰囲気の、還元雰囲気の、またはそれらの組み合わせの炉内で、組み合わされた基体を１２５０℃未満のろう付け温度に加熱する段階。
段階（ｉｖ）  組み合わされた基体を冷却して、基体の接触領域間に少なくとも１つのろう付けされた接合部を有する結果物を得る段階。
【００９０】
接触領域は、第１の基体が第２の基体と接触し、ろう付けの間接合部が形成される領域を指す。
【００９１】
組み合わせる段階とは、例えば、これに制限されないが、熱交換プレートなどのプレートを積み重ねることを指す。
【００９２】
一例によれば、この方法は、少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源の機械的ブレンドを塗布する段階を含んでよい。
【００９３】
一例によれば、この方法は、少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源が同じであり、好ましくはホウ素源およびケイ素源がホウ化ケイ素であることを含んでよい。
【００９４】
一例によれば、この方法は、少なくとも１つのケイ素源が基体上に１つの層として配置され、少なくとも１つのホウ素源が基体上の他の層として配置されてよいことを含んでよい。
【００９５】
一例によれば、この方法は、少なくとも１つのホウ素源が基体上に１つの第１層として配置されてよく、少なくとも１つのケイ素源が基体上の第１層の上の第２層として配置されてよいことを含んでよい。
【００９６】
一例によれば、この方法は、段階（ｉｉ）において２つの基体を組み合わせる前に、および段階（ｉｉｉ）において２つの基体の間の接触領域の間に接合部を提供する前に、少なくとも１つのホウ素源が第１の基体上の１つの層として塗布されてよく、少なくとも１つのケイ素源が第２の基体上の１つの層として塗布されてよい、ことを含んでよい。
【００９７】
一例によれば、この方法は、少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源が同じブレンド中に存在してよく、ケイ素およびホウ素が２５重量％から１００重量％の範囲内でブレンド中に存在してよく、ブレンドが粉末の機械的ブレンドであることを含んでよい。
【００９８】
他の例によれば、この方法は、段階（ｉ）が、少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源のブレンドを含む組成物を塗布する段階を含むこと、および組成物が少なくとも１つの基体の一面の少なくとも一部に塗布されることを含んでよい。
【００９９】
一例によれば、この方法は、少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源がブレンドとして１つ以上の基体に塗布されてよく、ブレンドがケイ素に対するホウ素の重量比が約３：１００（重量：重量）から約１００：３（重量：重量）の範囲内であるように、好ましくはケイ素に対するホウ素の重量比が約５：１００から約１：１の範囲内であるようにホウ素およびケイ素を含む、ことを含んでよい。より好ましくは、ブレンドは、約１：１０から約７：１０の範囲内であるようなケイ素に対するホウ素の重量比を有してよく、より好ましくはブレンドは約１５：１００から約４：１０の範囲内であるようなケイ素に対するホウ素の重量比を有してよい。ケイ素およびホウ素はブレンド中に合わせて約２５重量％から、好ましくは３５重量％から、より好ましくは４０重量％から、約１００重量％まで、の範囲内で存在してよく、最も好ましくは、ケイ素およびホウ素は合わせて約４５重量％から約１００重量％までの範囲内でブレンド中に存在してよい。
【０１００】
さらなる例によれば、この方法は、段階（ｉ）が、少なくとも１つの基体上の一面の少なくとも一部に、組成物を塗料として塗布する段階を含むこと、を含んでよい。
【０１０１】
さらなる例によれば、この方法は、段階（ｉｉｉ）が、組み合わされた基体を加熱する段階、基体上にろう付け合金の溶融相を得る段階、および基体間の接触領域に、毛細管力によって溶融相が運ばれるようにする段階を含む、ことを含んでよい。
【０１０２】
溶融相は、溶融し、かつ基体と比較して低い融点を有する相であってよく、溶融相は、ケイ素およびホウ素が基体表面上の元素と合金化するときに得られてよい。
【０１０３】
第５の態様による方法の一例は、加熱段階（段階（ｉｉｉ））が、少なくとも９００℃、好ましくは少なくとも１０００℃、より好ましくは少なくとも１０４０℃、最も好ましくは少なくとも１１００℃の温度への結果物の加熱を含む。
【０１０４】
第５の態様による方法の一例は、この方法が、塗布する段階、すなわち段階（ｉ）の前に追加の段階を含み、前記追加の段階は、塗布する段階の前の、基体の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む。
【０１０５】
第５の態様による方法の他の例は、この方法が、塗布する段階、すなわち段階（ｉ）と、組み合わせる段階、すなわち段階（ｉｉ）との間に追加の段階を含み、前記追加の段階は、組み合わせる段階の前に、塗布する段階からの結果物の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む。
【０１０６】
第５の態様による方法の他の例は、この方法が、塗布する段階の後、第１の追加の段階を含み、第１の追加の段階が、塗布する段階からの結果物を、基体上にろう付け合金層を得ることを可能にする温度に加熱する段階、および得られたろう付け合金層を有する得られた基体を冷却する段階を含む。
【０１０７】
第５の態様による方法の他の例は、この方法が、第２の追加の段階を含み、第２の追加の段階は、得られたろう付け合金層を有する基体の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む。
【０１０８】
一例によれば、この方法が、ろう付けされた熱交換プレートまたはろう付けされた反応器プレートが得られてよいことを含み得る。
【０１０９】
一例によれば、この方法が、得られるろう付けされた結果物が、熱交換器、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品から選択される、ことを含んでもよい。
【０１１０】
一例によれば、段階（ｉｖ）において得ることができるろう付けされた結果物は、母材およびブレンドの溶融工程においてろう付け合金を得て、溶融形態で、ろう付け合金を、主に隣接する領域から接合部領域に、毛細管力で運ぶことによって得られる接合部を提供してよい。
【０１１１】
第５の態様による一例によれば、母材の固相温度は１２２０℃を超えるものであってよい。他の例によれば、母材の固相温度は１２５０℃を超えるものであってよい。さらに他の例によれば、母材の固相温度は１３００℃を超えるものであってよい。
【０１１２】
一例によれば、得られた結果物は、１２５０℃未満の温度でろう付けされてよい。他の例によれば、結果物は、１２００℃未満の温度でろう付けされてよい。さらなる例によれば、結果物は、１１００℃を超える温度でろう付けされてよい。さらに他の例によれば、結果物は、約１１００℃から約１２５０℃の範囲内でろう付けされてよい。
【０１１３】
第５の態様の例による方法で得られたろう付けされた結果物は接合部を有してよい。ろう付けされた結果物の接合部は、形成されたろう付け合金によって得られ、ろう付け合金は溶融工程で基材金属およびブレンドから形成され、隣接する領域から接合部に流れ、母材の元素以外にろう付け合金中にみられる元素はＳｉ、Ｂ、および任意にＣであり、母材は１１００℃を超える固相温度を有する。
【０１１４】
本方法で得られたろう付け結果物において、形成されたろう付け合金の体積が以下の式から計算される。図２を参照されたい。
（体積）＝（全面積Ａ）×（接合部長さ）
（全面積Ａ）＝（（Ｘ−Ｂ）／２）×（（Ｘ−Ｂ）／２）×ｔａｎα
【０１１５】
ここで、Ａは２つの三角形の全面積であり、Ｘは形成された接合部の全幅であり、Ｂは形成された接合部の一部であり、ここで接合部中央における形成されたろう付け合金の体積は無視することができ、高さは角度α（底部とプレス加工されたビームの接線との間の角度である）を測定することによって計算される。
【０１１６】
第６の態様は、第３の態様の任意の１つの例による結果物を提供するための方法に関し、この方法は以下の段階を含む。
段階（ｉ）  少なくとも１つの基体の少なくとも１つの表面の少なくとも一部に、第２の態様の任意の１つの例による組成物を塗布する段階。
段階（ｉｉ）  少なくとも１つの基体の一面の少なくとも一部に組成物が塗布された結果物を得る段階。
【０１１７】
第７の態様は、ろう付け合金積層結果物を提供する方法に関し、この方法は以下の段階を含む。
段階（ｉ）  １つ以上の基体に第２の態様の任意の一例による組成物を塗布し、第１の中間結果物を得る段階。
段階（ｉｉ）  段階（ｉ）からの結果物を、得られるろう付け合金の固相温度と比較して高く、基体の固相温度と比較して低い温度に加熱し、ろう付け合金の溶融相を得る段階。
段階（ｉｉｉ）  段階（ｉｉ）からの加熱された結果物を冷却し、基体表面上にろう付け合金層を有するろう付け合金積層結果物を得る段階。
【０１１８】
他の例によれば、ろう付け合金積層結果物を提供するための方法は、以下の段階を含む。
段階（ｉ）  １つ以上の基体に、第２の態様の任意の一例による組成物を塗布する段階。
段階（ｉｉ）  塗布段階からの塗布された基体を、得られるろう付け合金の固相温度と比較して高く、基体の固相温度と比較して低い温度に加熱し、ろう付け合金の溶融相の層を得る段階。
段階（ｉｉｉ）  ろう付け合金の溶融相を有する基体を冷却し、ろう付け合金積層結果物を得る段階。
【０１１９】
第８の態様が、第５の態様の任意の一例による方法によって得られたろう付けされた結果物に関する。
【０１２０】
第９の態様が、第１の態様の任意の一例によるブレンドの使用に関し、前記ブレンドは基体表面上にろう付け合金を提供するための融点降下剤として使用される。
【０１２１】
第１０の態様は、熱交換器の部品またはプレート、反応器のプレート、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品をろう付けするための、第２の態様の任意の一例による組成物の使用に関する。
【０１２２】
第１１の態様は、熱交換器の部品またはプレート、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品をろう付けするための組成物の使用に関し、組成物は塗料である。
【０１２３】
本発明によるろう付け接合を有する結果物の例としては、熱交換器の部品またはプレート、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品がある。
【０１２４】
他の実施例および代替例は特許請求の範囲によって規定される。
【０１２５】
以下において、発明は図１から６の使用によって説明される。図は、本発明を説明することを目的とし、その範囲を限定することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】実施例において使用される円形のプレス加工されたプレートを示す。
【図２】「概略」の図を示す。
【図３】使われた量（ｇ／３５００ｍｍ２）に応じて測定された幅が傾向線で表された略図を示す。
【図４】使われた量（ｇ／３５００ｍｍ２）に応じて測定された幅に基づくろう付け接合部の計算された充填面積が傾向線で表された他の略図を示す。
【図５】使われたブレンドの量（ｇ／３５００ｍｍ２）に応じて、接合部がプレート材料と比較して強いかまたは同じである、引張試験サンプルの％が表された、他の略図を示す。
【図６】接合後のサンプルの１つの写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１２７】
図１は、直径が４２ｍｍであり、厚みが０．４ｍｍであり、３１６Ｌ型ステンレス鋼で作られた、円形のプレス加工されたプレートを示す。プレス加工されたプレートは、２つのプレス加工されたビームＶおよびＨを有し、それぞれ長さが約２０ｍｍである。ビームＶまたはｖは左のビームを表し、ビームＨまたはｈは右のビームを表し、ｖおよびｈは実施例５および９で使用される。
【０１２８】
図２は、ろう付けされた試験サンプルの断面に基づく概略図１を示す。図２における断面は、図２の上部にプレス加工されたビームを示す。図２の下部は、平らな、既に配置されたプレートである。ビームと平らな表面との間のキャピラリーに接合が作られる。接合において作られるろう付け用合金の量を評価するために、以下の近似および計算が行われた。接合部の中央の体積は無視できると推定されている。したがって、幅、すなわち１．２１ｍｍ以下の幅Ｂを有する接合に関して形成されたろう付け用合金の体積はゼロと設定される。ビームの外側上、すなわち（（Ｘ−Ｂ）／２）に、形成されたろう付け用合金が堆積されている。したがって、溶融形態のろう付け用合金は、三角形のろう付け用合金の塊を形成する隣接する領域から主に、毛管力によって接合領域に移送される
【０１２９】
図２によれば、接合部の中央の各々の側に２つの三角形が形成されると推定することによって、面積を計算することが可能である。三角形の角度は約２８°であると測定される。測定された全幅はＸと呼ばれ、中央の幅はＢと呼ばれる。したがって２つの三角形の全面積（Ａ）は、Ａ＝２×（（（Ｘ−Ｂ）／２）×（（Ｘ−Ｂ）／２）×ｔａｎ（α）））／２、すなわち図２に関して、Ａ＝２×（（（Ｘ−１．２１）／２）×（（Ｘ−１．２１）／２）×ｔａｎ（２８）））／２である。隙間に流れた、形成された全てのろう付け用合金の体積は、この面積と２つのビームの長さとの積である。形成されたろう付け用合金の幾らかは隙間に流れず、表面上に残る。
【０１３０】
図３は、使われた量（ｇ／３５００ｍｍ２）に応じて測定された幅が傾向線で表された略図を示す。フィレット試験の結果は、実施例５の表８および９および図３に示される。図３の傾向線は、Ｙ＝Ｋ×Ｘ＋Ｌに基づく。測定された幅および評価された領域の結果は、図３の略図に示される。使われた量（表８および９参照）は、０．０６ｇ／３５００ｍｍ２から０．９６ｇ／３５００ｍｍ２であり、これは約０．０１７ｍｇ／ｍｍ２から０．２７４ｍｇ／ｍｍ２に対応し、実施例２において使用される、１ｍｍ２あたりのブレンド約１．３−５．１ｍｇと比較される。
【０１３１】
ブレンドに関する傾向線Ｙ＝Ｋ×Ｘ＋Ｌが測定された。ここで、Ｙは接合幅、Ｋは線の傾き、Ｘはブレンドの使用量、およびＬは定数である（図３参照）。したがって、ろう付け接合の幅は、
Ｙ（Ａ３．３に関する幅）＝１．５５４＋９．９２２×（ブレンド使用量  Ａ３．３）
Ｙ（Ｂ２に関する幅）＝０．６２６＋１０．８０７×（ブレンド使用量  Ｂ２）
Ｙ（Ｃ１に関する幅）＝０．５３７＋８．３４２×（ブレンド使用量  Ｃ１）
Ｙ（Ｆ０に関する幅）＝０．６３２＋７．４５６×（ブレンド使用量  Ｆ０）
【０１３２】
図３から分かるように、ブレンドＡ３．３、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ０．５、Ｅ０．３、およびＦ０のうちＡ３．３は、ブレンドの使用量に応じて接合内に最も多量のろう付け合金を与える。サンプルＦ０は、３５００ｍｍ２当たり０．２０グラム未満でどのような実質的な接合も与えなかった。
【０１３３】
図４は、使用された量（ｇ／３５００ｍｍ２）に応じて測定された幅に基づくろう付け接合の計算された充填領域が傾向線で表された他の略図を示す。ブレンドの傾向線Ｙ＝Ｋ×Ｘ−Ｌが測定された。ここで、Ｙは面積、Ｋは線の傾き、Ｘはブレンドの使用量、およびＬは定数である（図４参照）。
Ｙ（Ａ３．３の面積）＝４．３６１×（ブレンドの使用量  Ａ３．３）−０．１６１
Ｙ（Ｂ２の面積）＝３．３７２×（ブレンドの使用量  Ｂ２）−０．３１８
Ｙ（Ｃ１の面積）＝２．５４９×（ブレンドの使用量  Ｃ１）−０．３２１
Ｙ（Ｆ０の面積）＝０．５６９×（ブレンドの使用量  Ｆ０）−０．０９３
【０１３４】
例えば３５００ｍｍ２当たり０．１８グラムという量についての、図４の略図に基づく形成された堆積の概略の評価は、ろう付け接合が存在しないことに起因してサンプルＦ０を除き、かつデータが非常に少ないことに起因してサンプルＤ０．５を除き、２つのビームの間の接合内のろう付け合金の形成された体積について、サンプルに関して値を与える。以下を参照されたい。
体積（Ａ３．３）＝０．６３×長さ４０（２０×２）＝２５．２ｍｍ３
体積（Ｂ２）＝０．３０×長さ４０（２０×２）＝１２．０ｍｍ３
体積（Ｃ１）＝０．１２×長さ４０（２０×２）＝４．８ｍｍ３
体積（Ｅ０．３）＝０．１０×長さ４０（２０×２）＝４．０ｍｍ３
【０１３５】
図５は、％（パーセント）が引張試験されたサンプルの成功率である他の略図を示し、ここで接合はブレンドの使用量、すなわち３５００ｍｍ２当たりのグラム数に応じてプレート材料よりも強いかまたは同じであった。プレートが接合よりも強い場合、接合の分離をもたらし、結果はゼロに設定された。接合がプレート材料よりも強いサンプルに関して、結果の相違は統計的に有意ではなかった。
【０１３６】
図６の写真において、接合後のサンプルの１つが示される。写真は２つの部品の間に形成された接合が存在することを示す。接合されたサンプルは実施例１０のものである。
【０１３７】
本発明は以下の実施例によってさらに詳細に説明される。実施例は本発明を説明することを目的としており、本発明の範囲を限定することを意図しない。
【実施例】
【０１３８】
これらの実施例における試験は、基材金属の試験サンプル表面上に塗布されたとき、ケイ素（Ｓｉ）がろう付け合金を形成することができるかを調べることにより行った。また、ホウ素はろう付け金属の融点を下げることができるので、様々な量のホウ素（Ｂ）が添加された。ホウ素は、ろう付け合金の濡れ挙動を変えることもできる。試験されたブレンドの性質もまた調べられた。実施例において、ｗｔ％は重量％であり、ａｔｍ％は原子パーセントである。
【０１３９】
特に記載されていない場合には、全ての試験に関して母材金属の試験サンプルは、ケイ素およびホウ素のブレンドのサンプルが試験サンプルに追加される前に、洗浄によりおよびアセトンで清浄にされた。
【０１４０】
実施例１：試験されるケイ素およびホウ素のブレンドの準備
試験サンプルＮｏ．Ｃ１が、１１８．０グラムの結晶ケイ素粉末、粒子直径３２５メッシュ、９９．５％（金属ベース）  ７４４０−２１−３（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ  −  Ｊｏｈｎｓｓｏｎ  Ｍａｔｔｈｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ）と、１３．０６グラムの結晶ホウ素粉末、粒子直径３２５メッシュ、９８％、７４４０−４２−８（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ  −  Ｊｏｈｎｓｓｏｎ  Ｍａｔｔｈｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ）と、７７．０グラムのＮｉｃｒｏｂｒａｚ  Ｓ−３０バインダー（Ｗａｌｌ  Ｃｏｌｍｏｎｏｙ）とを、Ｖａｒｉｍｉｘｅｒ  ＢＥＡＲ（Ｂｕｓｃｈ  ＆  Ｈｏｌｍ）内でブレンドして、２０８グラムのペーストを製造することによって準備された（サンプルＣ１参照）。全ての試験サンプルは、試験サンプルＣ１と同じ手順に従って製造された。ブレンドは表３にまとめて示される。
【０１４１】
【表３】
2015514017.tif 000004
【０１４２】
サンプルＧ１５、Ｈ１００、Ｉ６６、およびＪは、他のバインダーが使用されたことを除いては、サンプルＦ０、Ｅ０．３、Ｄ０．５、Ｃ１、Ｂ２、およびＡ３．３と同じ方法で調製された。バインダーはＮｉｃｒｏｂｒａｚ  Ｓ−２０（Ｗａｌｌ  Ｃｏｌｍｏｎｏｙ）であった。試験サンプルは表４にまとめて示される。
【０１４３】
【表４】
2015514017.tif 000005
【０１４４】
サンプルに関して、比率、重量％、および原子％を示すための計算が行われた。これらは図５に示される。
【０１４５】
【表５】
2015514017.tif 000006
【０１４６】
Ｓ−２０およびＳ−３０バインダー内のバインダー（ポリマーおよび溶媒）含量の測定
ゲル内部の「乾燥」材料の含量も調べられた。Ｓ−２０およびＳ−３０のサンプルは秤量され、その後９８℃のオーブンに１８時間配置された。サンプルがオーブンから取り出された後、それらは再度秤量された。結果は表６に示される。
【０１４７】
【表６】
2015514017.tif 000007
【０１４８】
実施例２：ろう付け試験
従来技術のろう材の流動性および濡れ性を試験する際、使用されたろう材の重量は２．０グラムであり、これはケイ素０．２グラムに相当する。ケイ素およびホウ素のブレンドが試験対象であったので、試験された組成物内のケイ素およびホウ素と同じ量が使用された。ろう材は１０重量％のケイ素を含み、したがってケイ素およびホウ素のブレンド０．２グラムが試験サンプルに付けられた。試験サンプルは、直径８３ｍｍおよび厚み０．８ｍｍの円形の試験片であり、試験片は３１６Ｌ型ステンレス鋼で作られた。「形成されたろう付け合金」がまず母材金属およびＳｉおよびＢから形成されなくてはならないので、０．２グラムのブレンド（ＳｉおよびＢ）が２グラムのろう付け合金に相当することは期待されなかった。したがって、より多い量、すなわち０．４グラムの場合についても試験された。「形成されたろう付け合金」の挙動が、流動性に関して試験され、もしも「形成されたろう付け合金」が流動しない場合、ケイ素およびホウ素は単に母材金属内部に拡散するか、または基材金属を溶融すらしない。全てのサンプルは１２１０℃で１時間、真空炉内でろう付けされた。二重試験が用いられた。意味するところは、２つの重量、０．２グラムおよび０．４グラム、二重試験サンプルおよび６つの異なるブレンド、すなわちＦ０、Ｅ０．３、Ｄ０．５、Ｃ１、Ｂ２、およびＡ３．３なので、合計最大２×２×６＝２４サンプルである。ブレンドは、直径が約１０〜１４ｍｍである、すなわち表面が７８〜１５４ｍｍ２か、または１ｍｍ２当たりブレンドが約１．３〜５．１ｍｇである円形領域に付けられた。
【０１４９】
結果：
基材金属の試験片が溶融し、幾つかのタイプの溶融体が形成されたことが明らかに観察された。幾つかの態様において溶融体が流動するろう付け用合金として現れることも観察された。濡れのサイズを測定することなく、ブレンドにおけるホウ素の分率を増加させることによって濡れ性が良くなることが明らかであった。しかしながら、多くのサンプルにおいて、覆われた領域の全厚みが溶融され、試験片の中央に孔が形成されることも分かった。「０．２グラムサンプル」に関しては、２０の試験片のうち５つが孔を有し、「０．４グラムサンプル」に関しては２０のうち１０が孔を有した。
【０１５０】
したがって、１つの結論は、もしも試験サンプルが薄い場合（この場合０．８ｍｍ）、ケイ素およびホウ素のブレンドが基材金属中に融解により孔を生じさせるので、ろう材ペーストなどから変更すること、および「相対的に等しい量」のケイ素およびホウ素のブレンドでスポットまたはラインを塗布することが不可能であるということである。もしも厚い試験サンプルが使用されるとき、孔は生じないだろうが、「溝」が基材金属中に形成されるだろう。これは、基材金属（例えば粉末）をケイ素およびホウ素のブレンドに加えることによって、防ぐことができるか、または改善することができる。もしもケイ素のみが使用される場合（すなわちサンプルＦ０）、結果は、ケイ素およびホウ素の両方が使用された他のサンプルと比較したとき、流動性および濡れ性の低下として現れる。
【０１５１】
実施例３：新規の使用手順
この実施例において、試験プレートは、全てのフィレット試験、腐食試験、および引張試験に関して同時に準備された。実施例２から、ケイ素およびホウ素のブレンドを薄いプレート上に点状または線状に適用することがリスクになり得ると結論付けられた。したがって、新たな試験サンプルが調べられた。すなわち、フィレット試験、腐食試験、および引張試験用に、新たな試験プレートに様々なＳｉおよびＢのブレンドを適用した。
【０１５２】
したがって、新たな試験サンプルは、３１６Ｌ型ステンレス鋼で作られたプレートであった。プレートのサイズは幅１００ｍｍ、長さ１８０から２００ｍｍ、および厚みが０．４ｍｍであった。全てのプレートは、ＳｉおよびＢのブレンドを付ける前に、洗浄およびアセトンで清浄にされた。重量が測定された。各々のプレート上で、１つの短い側面において、３５ｍｍ部分がマスクされた。
【０１５３】
使用された様々なブレンドは、Ａ３．３、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ０．５、Ｅ０．３、Ｆ０、Ｇ１５、Ｈ１００、およびＩ６６であり、全てにバインダーＳ−３０が添加された。プレートはマスクされていない表面領域をブレンドで「塗られ」、その表面積は１００ｍｍ×３５ｍｍのサイズであった。室温で１２時間超乾燥した後、マスキングテープが取り除かれ、各々のプレートに関してプレート重量が測定された。以下の表７に示される重量は、１００ｍｍ×３５ｍｍ＝３５００ｍｍ２＝３５ｃｍ２の面積上の８つのブレンド全量である。
【０１５４】
【表７】
2015514017.tif 000008
【０１５５】
実施例４：サンプルの腐食曲げ試験
実施例３の試験プレートは、３５ｍｍ幅のストリップに切断され、各々のストリップ上に３５ｍｍ×３５ｍｍの塗布された表面領域がもたらされた。円形のプレス加工されたプレートは、ストリップの表面領域上に配置された。円形のプレス加工されたプレートは、図１に示される。プレス加工されたプレートは直径４２ｍｍおよび厚さ０．４ｍｍのサイズを有し、３１６Ｌ型のステンレス鋼であった。試験サンプルは、１２１０℃で１時間ろう付けされた。腐食試験のために調製された試験片には、ブレンドサンプルＡ３．３、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ０．５、Ｅ０．３、Ｈ１００、Ｉ６６、およびＪが塗布された。表５を参照されたい。
【０１５６】
試験片は、ＡＳＴＭ  Ａ２６２、“Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ  ｔｏ  ｉｎｔｅｒ−ｇｒａｎｕｌａｒ  Ａｔｔａｃｋ  ｉｎ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ”の腐食試験法に従って試験された。“Ｐｒａｃｔｉｃｅ  Ｅ  −  Ｃｏｐｐｅｒ  −  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｕｌｆａｔｅ  −  Ｓｕｌｆｕｒｉｃ  Ａｃｉｄ．  Ｔｈｅ  ｔｅｓｔ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒ−ｇｒａｎｕｌａｒ  Ａｔｔａｃｋ  ｉｎ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ”が、試験法の中から選択された。この腐食試験法を選択した理由は、鋼の中で、主に粒界で、ホウ素がクロムと反応してホウ化クロムを生成する可能性があり、これが粒子間腐食のリスクを増大させるという疑いにある。試験片は、硫酸銅と共に１６％の沸騰硫酸中に２０時間置かれ、これは規格において「実施標準」として示され、規格の３０章によれば、その後曲げ試験が行われる。
【０１５７】
腐食試験および試験サンプルのセクショニングの結果
試験片に対して３０．１章の腐食試験法に従って曲げ試験を行った。曲げられた表面の視認による調査では、粒子間腐食の兆候を示したサンプルはなかった。ＡＳＴＭ試験の後、曲げられた試験片は切断され、細かくされ、滑らかにされ、断面が光学顕微鏡およびＥＤＳ、すなわちエネルギー分散分光法によって調べられた。結果が表８にまとめて示される。
【０１５８】
【表８】
2015514017.tif 000009
【０１５９】
解説：
明らかに、ホウ素を多量に加えたとき、Ｈ１００、Ｊ、Ｉ６６に関して、脆性層が表面上に形成される。この層は、高濃度のホウ化クロム析出物に起因する可能性があり、ホウ素の量に応じて増加する。Ｈ１００サンプルでは脆性層は見られず、表面の腐食に起因する可能性が高い。ホウ化クロムの量はホウ素の量の増加に伴って増加するので、腐食特性が減少するであろうことも考慮されなくてはならない。これによりサンプルＨ１００が腐食試験において腐食された理由が説明される。ホウ素の「負の」効果は、厚い基体を使用することによって、および／または長い拡散時間を採用することによって、低減され得る。そして、基材金属内部にホウ素を拡散することによってホウ素を「希釈」することが可能である。ホウ素の量が少ないサンプルＡ３．３およびＢ２に関して、薄い脆性表面層が形成された。ホウ素の量が少ないサンプルＥ０．３に関して、概してケイ素が５重量％を超える高ケイ素含量の、非常に厚い脆性表面層が形成されたことが分かった。この層は、Ａ３．３、Ｂ２、Ｈ１００、Ｉ６６、およびＪの脆性表面とは異なる特性を有していた。ケイ素の「負」の効果は、厚い基材金属および／または長い拡散時間を採用することによって低減することができる。そして、基材金属中のケイ素の「希釈」が可能である。
【０１６０】
実施例５：サンプルのフィレット試験
実施例３の試験プレートは３５ｍｍ幅のストリップに切断され、各々のストリップ上に３５ｍｍ×３５ｍｍの塗布された表面領域が作られた。円形のプレス加工されたプレートは、ストリップの表面領域上に配置された。円形のプレス加工されたプレートは、図１に示される。プレス加工されたプレートは直径４２ｍｍおよび厚さ０．４ｍｍのサイズを有し、３１６Ｌ型のステンレス鋼であった。プレス加工されたプレートは２つのプレス加工されたビームを有し、各々長さは約２０ｍｍであった。サンプルは、約１２００℃で約１時間ろう付けされた。
【０１６１】
フィレット試験の結果は、図１に示される試験サンプル内の、平らな表面領域とプレス加工されたビームとの接触部との間に形成された接合領域に見られるろう付け合金の幅を示す。ブレンドは、加熱前に平らな表面領域上部に提供された。フィレット断面の面積を、接合の中央の両側に形成された２つの三角形に近似することによって、ろう付け合金の量が見積もられた（図２参照）。中央部においては、追加の、形成された「ろう付け合金」は存在しないか、または非常に少量である。２つの三角形の面積は、高さ（ｈ）および底辺（ｂ）を測定することによって計算することができる。２つの三角形があるので、２つの三角形の全面積は（ｈ）×（ｂ）とすることができる。この計算の問題点は、高さを図るのが難しいことである。したがって、我々は２つの三角形の面積を計算するために以下の式を用いる。
Ａ＝（（Ｘ−Ｂ）／２）×（（Ｘ−Ｂ）／２）×ｔａｎ  α
Ａは２つの三角形の合計面積であり、Ｘは形成された接合の全幅であり、Ｂは形成された接合部分であり、接合の中央において形成されたろう付け合金の体積は無視することができる。したがって、各々の三角形の底辺は、（Ｘ−Ｂ）／２である。高さは角度α（プレス加工されたビームおよびベースとなるプレートの接線の間の角度）を測ることによって計算される。
【０１６２】
隙間に流れた、形成されたろう付け合金の、生成された全体積を計算するために、２つのビームの長さ（すなわち各々のビームが２０ｍｍ）とＡとの積が計算された。
【０１６３】
２つの三角形の面積は、表９および１０におけるろう付けの後に見積もられた面積である。体積は、ビームのうち１つに形成されたろう付け合金の体積である。フィレット試験の結果は表９および１０、および図３に示される。表９において、および表１０において、ｖおよびｈは、ｖが左のビームを、ｈが右のビームを表す。
【０１６４】
【表９】
2015514017.tif 000010
【０１６５】
【表１０】
2015514017.tif 000011
【０１６６】
測定された幅および見積もられた面積の結果が表９および１０に示され、図３の略図で説明される。使用された量（表９および１０を参照）は０．０６ｇ／３５００ｍｍ２から０．９６ｇ／３５００ｍｍ２まで変化した。これは、約０．０１７ｍｇ／ｍ２から０．２７４ｍｇ／ｍｍ２に相当し、実施例２において使用される１ｍｍ２当たりのブレンド約１．３−５．１ｍｇと比較される。
【０１６７】
ブレンドに関して傾向線Ｙ＝Ｋ×Ｘ＋Ｌが計算された。Ｙは接合幅（ｍｍ）、Ｋは線の傾き、Ｘはブレンドの使用量（ｇ）、およびＬは定数である。図３を参照されたい。したがってろう付け接合の幅は、以下のとおりである。
【０１６８】
Ｙ（Ａ３．３に関する幅）＝１．５５４＋９．９２２×（ブレンドの使用量  Ａ３．３）
Ｙ（Ｂ２に関する幅）＝０．６２６＋１０．８０７×（ブレンドの使用量  Ｂ２）
Ｙ（Ｃ１に関する幅）＝０．５３７＋８．３４２×（ブレンドの使用量  Ｃ１）
Ｙ（Ｆ０に関する幅）＝０．６３２＋７．４５６×−（ブレンドの使用量  Ｆ０）
【０１６９】
略図から分かるように、ブレンドＡ３．３、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ０．５、Ｅ０．３、およびＦ０のうち、ブレンドＡ３．３が、ブレンドの使用量に応じた接合部のろう付け合金の量として最も高い値を与える。サンプルＦ０は、０．２０ｇ／３５００ｍｍ２未満でどのような実質的な接合も与えない。
【０１７０】
ブレンドに関する傾向線Ｙ＝Ｋ×Ｘ−Ｌが測定され、Ｙは面積（ｍｍ２）、Ｋは線の傾きであり、Ｘはブレンドの使用量（ｇ）、およびＬは定数である。図４を参照されたい。
Ｙ（Ａ３．３の面積）＝４．３６１×（ブレンドの使用量  Ａ３．３）−０．１６１
Ｙ（Ｂ２の面積）＝３．３７２×（ブレンドの使用量  Ｂ２）−０．３１８
Ｙ（Ｃ１の面積）＝２．５４９×（ブレンドの使用量  Ｃ１）−０．３２１
Ｙ（Ｆ０の面積）＝０．５６９×（ブレンドの使用量  Ｆ０）−０．０９３
【０１７１】
ろう付け接合部が「無い」ことに起因してサンプルＦ０を、およびデータが非常に少ないことに起因してサンプルＤ０．５を除く、例えば０．１８ｇ／３５００ｍｍ２の、図４の略図に基づく、形成された体積の概略の見積もりにより、以下に示すように、２つのビームの間の接合部のろう付け合金の形成された体積に関するサンプルに関する値が与えられる。
体積（Ａ３．３）＝０．６３×長さ４０（２０×２）＝２５．２ｍｍ３
体積（Ｂ２）＝０．３０×長さ４０（２０×２）＝１２．０ｍｍ３
体積（Ｃ１）＝０．１２×長さ４０（２０×２）＝４．８ｍｍ３
体積（Ｅ０．３）＝０．１０×長さ４０（２０×２）＝４．０ｍｍ３
【０１７２】
ホウ素の分率が高いブレンド、例えばＧ１５、Ｈ１００、Ｉ６６、およびＪについても試験が行われた。これらのブレンド全てが、形成されたろう付け合金の体積に関して、Ａ３．３およびＢ２と極めて近い程度に働いた。しかしながら、ろう付けされたサンプルの冶金学的に見た断面は、ホウ化物の量が多いことを示す。サンプルＨ１００（すなわち純粋なホウ素）では、ブレンドが早い段階で使用された表面上に脆性の高クロム相が見られた。硬い相は恐らくほぼホウ化クロムであり、これは周囲材料のクロム含量を下げ、それによって耐腐食性を低減する。これは、良好な耐腐食性が求められるときには論点となるが、非腐食性の環境に関しては問題とならない。ホウ素の影響は、熱処理を変更することによって、またはより大量のホウ素を「吸収」することができる厚い基材金属を使用することによって、少なくすることができる。厚い（すなわち１ｍｍ以上の）材料に関して、表面においてホウ素を「吸収」するこの効果は、薄い材料（１ｍｍ未満または０．５ｍｍ未満）においては、基材金属の体積と比較して表面の部分の体積が非常に小さいので、それほど極端なものではない。ホウ化クロムは、もしも良好な耐摩耗性が必要である場合、利点になり得る。冶金学的調査は、サンプルＦ０（すなわち純粋なホウ素）に関して、ケイ素相を含む厚い脆性の層が見られることも示した。この層は、調査されたサンプルの幾つかの領域に関してプレート厚みの５０％を超える厚みを有した。同様の層が、接合部でも見られた。クラックがこの相の中に見られ、長さはプレートの厚みの３０％を超えた。そのようなクラックは接合された結果物の機械的性能を低いものにして、腐食および／または疲労クラックの起点となり得る。相の硬度の測定値の平均は４００Ｈｖ（ビッカース）を超えた。この脆性層は、ホウ化物相と比較して、厚い基材金属を使用して、または熱処理を変更することによって減らすことが恐らく難しい。厚い基材金属に関して、この影響はそれほど深刻なものではない。
【０１７３】
実施例６：ろう付け接合部の引張試験
適用がされた最初の試験プレートがストリップに切断された。プレートのサイズは、幅約１００ｍｍ、長さ１８０から２００ｍｍ、および厚み０．４ｍｍであった。各々のストリップに関して適用された面積は１０ｍｍ×３５ｍｍ＝３５０ｍｍ２であった。３１６Ｌ型ステンレス鋼の厚い部分（４ｍｍ）が、適用された領域に配置され、全３５ｍｍの適用表面のうち３０ｍｍを覆った。厚い部分は、ストリップの端部に配置され、厚いプレートによって覆われていない適用表面を５ｍｍ残した。これをすることによって、適用されたブレンドに起因するプレート材料強度の減少が、もしも接合部がプレートよりも強ければ、引張試験によって検知される。厚いプレートは、１０ｍｍのスライスと比較して広い幅を有した。全ての試験サンプルは、約１２００℃で約１時間ろう付けされた。
【０１７４】
ろう付けの後、９０°剥離試験が行われ、試験サンプルの厚い部分が引張試験機において底部に対して水平に取り付けられた。ろう付けストリップは垂直方向に９０°しっかりと曲げられ、ストリップは引張試験機の上部に取り付けられた。試験サンプルの厚い部分が取り付けられ、水平方向に動くことができるようにされた。その後サンプルに荷重が与えられ、ろう付け接合部は分離し、またはストリップは壊れ、若しくはクラックが生じた。
【０１７５】
結果：
結果は、各々の条件に関して、壊れなかった接合部の分率（％）で表される。もしもプレートが接合部と比較して強かった場合、試験は失敗であり、これは接合部の分離をもたらす。もしも接合部がプレートよりも強かった場合（壊れない条件）、接合部よりも前にプレートにクラックが生じるかまたは壊れる。結果は表１１および図５の略図にまとめられる。
【０１７６】
【表１１】
2015514017.tif 000012
【０１７７】
実施例７
使用量とプレートを貫通する孔が形成されるリスクとの間の関係を明らかにするために、実施例２に記載されるように、新たな試験が実施された。全ての試験に関して、ブレンドＢ２が使用された（表６を参照）。ブレンドＢ２には、バインダーＳ−３０が加えられた。試験片は、厚み０．８ｍｍおよび直径８３ｍｍの円形の３１６型ステンレス鋼であった。全てのサンプルに関して、ブレンドが試験片の中央に配置された。配置された面積は２８ｍｍ２であり、すなわち円形部分は直径６ｍｍであった。全ての試験サンプルについて、配置前後の重量が測定された。結果は表１２にまとめられている。その後試験サンプルは、１２時間室温に置かれた。サンプルは再度秤量された。試験サンプルは全て炉に入れられ、１２１０°で約１時間ろう付けされた。ろう付けの間、各々のサンプルの外側の端部のみが固定具と接触され、ろう付けの間プレート中央底部表面がどのような材料にも触れないように保たれた。プレート中央底部表面が接触しないように保つ理由は、もしも中央の材料が固定具によって下部から支持される場合、破壊または孔の貫通が阻まれるためである。
【０１７８】
０．８ｍｍサンプルの、使用量および孔の形成に関する結果は表１２に示される。
【０１７９】
【表１２】
2015514017.tif 000013
【０１８０】
試験は、サンプル１１に孔が形成されたことを示す。ブレンドの使用量は、サンプル１０では２．２６４ｍｇ／ｍｍ２であり、サンプル１１では２．４９１ｍｇ／ｍｍ２であった。１ｍｍ未満の厚みを有するプレートを接合するためには、約２．８３０ｍｇ／ｍｍ２から約３．１１４ｍｇ／ｍｍ２の範囲内の量においてプレートに孔が形成されるリスクが存在し、この範囲の中央の量は２．９７２ｍｇ／ｍｍ２である。したがって、１ｍｍ未満の厚みを有し、２．９ｍｇ／ｍｍ２未満の量であるプレートが、プレートへの孔の形成を回避するのに適するだろう。結果はまた、２．４９１ｍｇ／ｍｍ２の場合に、０．８ｍｍよりも薄く、ブレンドが配置された直径６ｍｍの円形スポットを有するプレートに孔が形成されることを示す。配置領域が小さいサンプルは、大きな配置領域を有するサンプルと比較して、面積あたりのブレンド使用が多い。
【０１８１】
実施例８
実施例８において、２つの加圧された熱交換器プレートの間のろう付け接合は、３つの異なる方法で作られる。熱交換器プレートの厚みは０．４ｍｍである。
【０１８２】
第１および第２の試験サンプルにおいて、３１６型ステンレス鋼に近い組成を有する鉄系ろう材が使用された。国際公開第２００２／３８３２７号を参照されたい。ろう材はケイ素濃度が約１０重量％であり、ホウ素濃度が約０．５重量％であり、Ｆｅの量が少なく約１０．５重量％であった。第１の試験サンプルにおいて、ろう材は線状に配置され、第２の試験サンプルにおいて、ろう材は表面上に均一に配置された。双方のケースで、ろう材はプレス加工の後に配置された。
【０１８３】
試験サンプル１のろう付けの後、線状に配置されたろう材がろう付け接合部に流れた。ろう材の幾らかはろう付け接合部に流れず、したがって配置された線において局所的に厚みが増大した。試験サンプル２に関して、ろう材はろう材接合部に流れたが、しかしながら表面上に幾らかのろう材が残り、厚みを増大させた。試験サンプル１および２の双方において、加えられたろう材の量はプレート材料の約１５重量％に相当した。
【０１８４】
試験サンプル３において、Ａ３．３ブレンドが使用された。表７を参照されたい。ブレンドはプレス加工前にプレート上に均一に配置された。ブレンドは、試験サンプル１および２と同じサイズのろう付け接合部を形成する量が配置された。
【０１８５】
試験サンプル３では、Ａ３．３の均一層が配置された。この量は、ブレンド：プレート材料の重量比が約１．５：１００に相当する。ろう付けの際、ろう材は主に基材金属から形成された。このろう材合金はろう付け接合部に流れた。したがって、母材が溶かされてろう付け接合部に流れたので、プレートの厚みが減少した。
【０１８６】
実施例９  様々なＳｉ源およびＢ源での試験
実施例９における試験は、代替的なホウ素源およびケイ素源を調べるために行われた。ブレンドＢ２（表７を参照されたい）は試験の参照用に選択された。代替的なソースに関して接合を形成するための性能が試験された。各々の実験において、代替的ホウ素源または代替的ケイ素源のどちらかが試験された。代替的なソースの使用時、第２の元素の影響はゼロであると仮定され、これは代替的化合物の中でホウ素またはケイ素の重量のみが「測定」されたことを意味する。表１３を参照されたい。参照用のブレンドＢ２において、ケイ素とホウ素との間の重量比は１０：２である。各々のブレンドはＳ−３０バインダーと混合され、ブレンドは実施例１による鋼プレート上に配置された。全てのサンプルは１２１０℃で１時間真空炉内でろう付けされた。
【０１８７】
【表１３】
2015514017.tif 000014
【０１８８】
ブレンドＢ２の傾向線Ｙ＝Ｋ×Ｘ＋Ｌが測定され、Ｙは接合幅（ｍｍ）、ＫはＢ２に関する線の傾き、Ｘはブレンドの使用量（ｇ）であり、ＬはブレンドＢ２が使用されない場合に関する定数である。図３を参照されたい。したがって、ろう付け接合部の幅はＹ＝０．６２６＋１０，８０７×（ブレンドの使用量）である。
【０１８９】
表１４において、実施例５に見られるように、ｖおよびｈはｌが左のビームおよびｒが右のビームを表す。
【０１９０】
【表１４】
2015514017.tif 000015
【０１９１】
表１３における結果は、ホウ素源の代替としてＢ４Ｃ、ＮｉＢ、およびＦｅＢを使用することが可能であることを示す。ＮｉＢが使用されたとき、ろう付け合金の形成量は、純粋なホウ素と比較して少ないが、もしもＮｉ合金化の作用が必要である場合ＮｉＢを使用することができるだろう。
【０１９２】
試験１０  基材金属の試験
実施例１０において、様々な多くの基材金属が試験された。軟鋼およびＮｉ−Ｃｕ合金を除く全ての試験が、試験Ｙに従って行われた。
【０１９３】
試験Ｙに関して、厚みが約０．８ｍｍのプレス加工された２つの円形の試験片が互いに配置された。各々のサンプルはプレス加工された円形ビームを有していた。ビームの上面は、互いに向かって配置され試験片の間に円形の隙間を形成した。各々のサンプルに関して、バインダーＳ−２０を有するＢ２ブレンドがペイントブラシで塗布された。試験の目的が、ろう材を形成することが可能であるか調べることであり、結果に影響する量がどのように異なるかを試験することではなかったので、加えられた量について重量は測定されなかった。接合の後のサンプルの１つの写真が図６に示される。
【０１９４】
ブレンドは軟鋼サンプルおよびＮｉ−Ｃｕサンプルに同様に塗布された。軟鋼に関して、試験は実施例５の「フィレット試験」に記載されるように行われた。Ｎｉ−Ｃｕ試験は２つの平らな試験片で行われた。Ｎｉ−Ｃｕを除くすべての試験片が、約１２００℃、すなわち１２１０℃で１時間、真空炉中で、炉中「ろう付け」された。同じ真空炉中で、約１１３０℃で約１時間Ｎｉ−Ｃｕサンプルがろう付けされた。「ろう付け」の後、行われた全ての試験に関して、接合が試験片の間に形成された。主に基材金属からなる、形成された「ろう付け合金」の接合部に向かう流れは、全ての試験されたサンプルで観察された。結果は表１５に示される。
【０１９５】
【表１５】
2015514017.tif 000016
【０１９６】
表１５における結果は、各々のサンプル１〜２０に関して、ブレンドと基材金属との間にろう付け合金が形成されたことを示す。結果は各々の試験サンプルに関して接合が形成されたことを示す。
【０１９７】
実施例１〜１０の結果は、実質的なろう付け合金の量を形成するのに必要なホウ素を示し、これは接合を充填し、接合の強度を付与する。実施例は、ホウ素を含まないサンプル上に厚い脆性層が形成されたことから、ミクロ構造に関してホウ素が必要であることを示す。
【０１９８】
実施例１１  予備的なろう付けの試験
実施例１１において４つの異なる基材が試験された。試験片に関して使用されたブレンドはブレンドＡ３．３であった。ここまでの実施例を参照されたい。全てのブレンドは融点降下源としてＳｉおよびＢを用いて作られ、Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ（特に記述がない場合には）から入手したラッカーに分散された。試験片の基材は、
１．３１６型ステンレス鋼  厚み０．４ｍｍ
２．ニッケル２００  厚み０．４５ｍｍ
３．  Ｍｏｎｅｌ  ４００  厚み１．０ｍｍ
４．  Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ２０００  厚み０．５ｍｍ
【０１９９】
３１６型材料に関して、大きな試験片（すなわちサイズが３２３ｍｍ×１２３ｍｍ）にブレンドが塗布され、各々の大きな試験片上の、バインダー、すなわちラッカーを除いたブレンド中のケイ素およびホウ素に関して計算された全量が２ｇであった。ケイ素およびホウ素の計算された量は、約０．０５ｍｇ／ｍｍ２に相当する。試験片は、ブレンド内に元素Ｓｉおよび元素Ｂを用いたブレンドＡ３．３でコーティングされた。ブレンドＡ３．３内のケイ素およびホウ素の比は表４に見ることができる。各々のコーティングされた試験片は、空気中で４００℃未満で乾燥および硬化された。３１６型の試験において、ベルト炉試験を除いて、大きな試験片が使用された。ベルト炉試験に関して、試験片は炉の最大幅に調整された。他の材料２〜６に関して、様々なサイズの試験片が使用されたが、全てにおいて０．０５ｍｇ／ｍｍ２のケイ素およびホウ素が塗布された。
【０２００】
試験片は以下の予備的ろう付けサイクルに従って、予備的ろう付けされた。
ＶＣ１（Ｔ）  真空サイクル、Ｔは最大温度、最大温度での保持時間は１時間
ＶＣ２（Ｔ）  真空サイクル、Ｔは最大温度、最大温度での保持時間は２時間
ＢＦ（Ｔ，ｔ）  水素雰囲気のベルト炉サイクル、Ｔは最大温度、ｔは最大温度でのおおよその時間
【０２０１】
実施された予備的ろう付けサイクルは：
ニッケル２００、Ｍｏｎｅｌ  ４００、およびＨａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ２０００試験、
１）ＶＣ１（１１００℃）サイクル
３１６型ステンレス鋼試験
２）        ＶＣ２（１０４０℃）サイクル
３）        ＶＣ２（１０６０℃）サイクル
４）        ＶＣ２（１０７０℃）サイクル
５）        ＶＣ２（１０８０℃）サイクル
６）        ＶＣ２（１０９０℃）サイクル
７）        ＶＣ２（１１００℃）サイクル
８）        ＶＣ２（１１１０℃）サイクル
９）        ＶＣ２（１１２０℃）サイクル
１０）      ＶＣ２（１１３０℃）サイクル
１１）      ＶＣ２（１１４０℃）サイクル
１２）      ＶＣ２（１１６０℃）サイクル
１３）      ＶＣ２（１１８０℃）サイクル
１４）      ＶＣ２（１２００℃）サイクル
１５）    ＢＦ（１１００℃，１０分）サイクル
１６）    ＢＦ（１１３０℃，１０分）サイクル
【０２０２】
試験片の断面分析
予め処理された材料の断面がＳＥＭ−ＥＤＸ（走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型分析装置）を用いて分析された。断面において、得られたろう付け合金層の組成が分析された。ブレンドが塗布されているプレート表面からの深さに応じたケイ素含量が測定された。分析結果が表１６に示される。
【０２０３】
【表１６】
2015514017.tif 000017
【０２０４】
試験結果は、基材上に形成された層が存在することを示す。ケイ素含量はおおよその範囲であるが、基材中のケイ素含量、すなわち０．６重量％未満とは実質的に異なる。試験結果は、形成されたろう付け合金層に温度が影響することを示すが、結果はそれよりも基材のタイプにより依存する。
【０２０５】
予め処理された３１６材料の磁気分析および形状の分析
予め処理された２つの材料が、ｎｒ７、ＶＣ（１１００℃）およびｎｒ１５  ＢＦ（１１００℃、１０分）で分析された。予め処理されたサンプルの双方は、表面層に関して、基材（非磁性の３１６型ステンレス鋼）とは明らかに異なる、磁気的性質を示した。永久磁石によって、予め処理されたサンプルを持ち上げることが可能であるが、「処理されていない」サンプルを持ち上げることが出来なかったことで、磁気的性質が確認された。予め処理されたサンプルに関して形状が変化させられた。予め処理されたプレートを視認により調べるとき、プレートが、形成された突き出した表面に関して外側に向く、予め処理された表面で曲げられることが確認された。これは、もしも材料が変形する可能性を持たない場合（この場合に関しては、薄いプレート）、またはもしも材料が両面において予め処理される場合、圧力応力が表面に存在することも意味する。圧力応力により、例えば圧力疲労特性が増大する。
【０２０６】
表面硬度試験
得られたろう付け合金表面層の硬度が試験された。試験されたサンプルは、ニッケル２００、Ｍｏｎｅｌ  ４００、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ２０００、試験サンプル１５  ＢＦ（１１００℃、１０分）の３１６型ステンレス鋼、および試験サンプル１６  ＢＦ（１１３０℃、１０分）の３１６型ステンレス鋼であり、ＳｉおよびＢで作られたＡ３．３およびＳｉおよびＢ４Ｃで作られたＡ３．３を塗布された。結果は表１７に示される。
【０２０７】
【表１７Ａ】
2015514017.tif 000018
【０２０８】
【表１７Ｂ】
2015514017.tif 000019
【０２０９】
【表１７Ｃ】
2015514017.tif 000020
【０２１０】
【表１７Ｄ】
2015514017.tif 000021
【０２１１】
【表１７Ｅ】
2015514017.tif 000022
【０２１２】
【表１７Ｆ】
2015514017.tif 000023
【０２１３】
【表１７Ｇ】
2015514017.tif 000024
【０２１４】
【表１７Ｈ】
2015514017.tif 000025
【０２１５】
硬度試験は、ろう付け合金層の硬度が基材と比較して高いことを示す。全ての試験された基材は、熱予備処理サイクルまたはろう付けサイクルの後、約３００  ＨＶ０．０５未満の硬度を有する。表面層および基材の硬度は、基材の元々の表面から約２００μｍの深さまで測定された。増大した硬度の値は、既に測定された合金金属表面層のＳｉの増加と相関した。試験により、基材中と比較して表面において硬度が高いことも示された。
【０２１６】
実施例１２  ろう付性試験
この実施例において、実施例１１において得られたろう付け合金層が、サンプル番号２〜１４について試験された。１つのさらなるサンプルが試験され、これはサンプル番号１７であり、材料は塗布されたブレンドの非処理ＳＳ３１６型であった。試験は、ろう付け合金層を有する基体とろう付け合金層を持たない他の基体との間のろう付け接合部が形成されるか否か、知る目的で実施された。
【０２１７】
試験片はＳＳ３１６型プレートであり、ろう付け試験は通常のろう付けサイクルで実施された。試験は、予備処理された試験プレートをろう付け合金層と対向するように配置することによって実施した。どのようなろう付け合金も有していない円形のプレス加工されたプレート（図１参照）は、ろう付け合金層上の予備処理された試験プレート上に配置された。予備処理された試験プレートとの接触を保つため、円形のプレス加工されたプレート上にウェイトが使用された。その後、試験プレートサンプルは温度１２１０℃、真空中でＶＣ１（Ｔ）サイクルを受けた。結果は、予備処理温度に応じたろう付け領域のサイズとして表された。サンプルは円形のプレス加工されたプレートを横切って切断され、得られた接合部の中央の幅は図２に従って測定された。表１８において、各々の試験サンプルの平均の中央幅が示される。
【０２１８】
【表１８】
2015514017.tif 000026
【０２１９】
これらの試験の結果は、予備ろう付け温度が高いとろう付け接合部が少なくなること、すなわち予備ろう付けサンプルのろう付け合金層がろう付け接合の性質を失うことを示す。中央幅が小さいことは、ろう付け特性が低いことの結果である。ろう付け特性を失うことによって、予備ろう付けされたサンプルは、予備ろう付け段階の後に、ろう付け合金を加えることなく、または追加のホウ素およびケイ素のブレンドを加えることなく、ろう付けに使用することができない。臨界温度は母材に依存する。もしも母材の融点が高い場合、得られたろう付け合金層は、高い予備ろう付け温度においてもまだろう付け特性を有し得る。
【０２２０】
実施例１３  引張試験
６つの異なる基材が実施例１３において試験された。試験サンプルには様々なブレンドが塗布され、ブレンドはＡ３．３、Ｂ２、及びＣ１であり、全てＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ（もしも別途記載されていない場合）から入手されるラッカーに、融点降下源としてＳｉおよびＢを用いて作られた。母材の大きな試験片（すなわち３２３ｍｍ×１２３ｍｍのサイズ）にブレンドが塗布された。バインダー、すなわちラッカーを含まないブレンドにおけるケイ素及びホウ素に関して計算された全重量２ｇが、大きな試験片上に塗布された。計算されたケイ素およびホウ素の量は、約０．０５ｍｇ／ｍｍ２に相当する。
【０２２１】
サンプルは、以下の母材であった。
１．ＳＳ３１６Ｌ型  厚み０．４ｍｍ
２．Ｎｉ２００  厚み０．４５ｍｍ
３．Ｍｏｎｅｌ  ４００  厚み１．０ｍｍ
４．ＳＳ２５４ＳＭＯ型  厚み０．４ｍｍ
５．軟鋼  鉄含量９７ｗｔ％超  厚み０．４ｍｍ
６．Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ２０００  厚み０．５ｍｍ
【０２２２】
この例において、ろう付け合金層材料のサンプルは、実施例１１のサンプル１（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ２０００）に従って試験された。
【０２２３】
これらの試験において、２つの試験片が各々の引張試験サンプルに関して切り出された。試験片のうち１つは、予備処理された試験片、すなわちろう付け合金層試験片（実施例１１参照）、またはＡｋｚｏ  Ｎｏｖｅｌから入手されるラッカーに分散されるブレンドＡ３．３を塗布された表面を有するもの、と同じ母材の非処理プレートから切り出された。試験片のサイズは、長さ４１−４５ｍｍ、および幅１１．３−１１．７ｍｍであった。各々の試験片はプレス加工具を用いて中程で曲げられた。プレス加工具の上部形状は約１５０ｍｍの長さを有する厚さ３ｍｍのプレートであった。加工具の下部は、半径１．９ｍｍの「機械加工された溝」を有する厚いプレートで作られている。プレス加工の際、試験片は予備処理された表面を下方に向けて下部のプレス加工具に配置され、その後プレスの際プレートは長さの中程でプレス加工され／曲げられた。プレス加工の後、例えばもしも材料が大きく跳ね返った場合、または「厚すぎた」場合、手によってさらに曲げられた場合もあった。
【０２２４】
サンプルの固定
予備処理された表面または塗布された表面を有する第１の曲げ試験片が、「非濡れ」特性を有する１ｍｍのプレート（２２ｍｍ×２２ｍｍ）上に配置されるとき、処理された表面を上に向けて配置された。このプレートは、第１の曲げ試験片とともに、四角形の断面を有するチューブに斜めに取り付けられた。チューブの寸法は内部が１７×１７ｍｍであり、外部が２０×２０ｍｍであった。チューブの厚みは約１．４ｍｍ、高さは５５ｍｍであった。
【０２２５】
第２の非処理曲げ試験片は、第２の試験片の湾曲部が第１の曲げ試験片の湾曲部の上に位置するように配置された。第２の試験片は、第１の試験片に対して垂直方向にチューブに配置され、２つの試験片の間に小さな接触領域を形成した。固定されたサンプルはその後ＶＣ１（１２１０℃）サイクルで加熱された。
【０２２６】
引張試験
ろう付け試験サンプルは、ろう付けの後、引張試験機「Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉｅｓ  ＩＸ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」に取り付けられた。クロスヘッドスピードは１ｍｍ／分であった。荷重はｋＮで測定された。予備処理された（ｐｒｅ−ｔｒｅａｔｅｄ、ＰＲＥ）サンプルおよび予備処理されていないサンプルの双方の引張試験結果が、表１９に示される。
【０２２７】
【表１９】
2015514017.tif 000027
【０２２８】
表１９は、ろう付け合金層を有するサンプルからのろう付け接合部が、表面上に塗布されたバインダー中に分散されたケイ素およびホウ素のブレンドを有するサンプルからのろう付け接合部に匹敵する強度を有することを示す。したがって、これらの試験結果は、ろう付け法の選択が、製造された接合部に期待される引張強度以外の他の特徴に依存し得ることを示す。
【符号の説明】
【０２２９】
Ｖ、ｖ  左のビーム
Ｈ、ｈ  右のビーム
【図１】
2015514017.tif 000028
【図２】
2015514017.tif 000029
【図３】
2015514017.tif 000030
【図４】
2015514017.tif 000031
【図５】
2015514017.tif 000032
【図６】
2015514017.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月17日(2014.6.17)
【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】
少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源を含む粉末の粒子の機械的ブレンドであって、
粒子は２５０μｍ未満の平均粒子直径を有し、各粒子はケイ素源またはホウ素源であり、
・機械的ブレンドはケイ素に対するホウ素の重量比が約５：１００から約１：１の範囲でホウ素およびケイ素を含み、
・ケイ素およびホウ素は機械的ブレンド中に合わせて少なくとも２５重量％存在し、
・少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源は、不可避量の混入酸素を除いては酸素を含まず、不可避量の混入酸素とは１０重量％未満である、機械的ブレンド。
【請求項２】
少なくとも１つのケイ素源が、元素のケイ素、ケイ素を含む合金、およびケイ素を含む化合物からなる群から選択される、請求項１に記載のブレンド。
【請求項３】
少なくとも１つのホウ素源が、元素のホウ素、ホウ素を含む合金、およびホウ素を含む化合物からなる群から選択される、請求項１または２に記載のブレンド。
【請求項４】
ホウ素源がケイ素源とは異なる、請求項１から３の何れか１項に記載のブレンド。
【請求項５】
ホウ素源が、元素ホウ素、炭化ホウ素、ホウ化ニッケル、またはホウ化ケイ素から選択され、ケイ素源が、元素ケイ素、ケイ素鉄、鉄シリサイド、炭化ケイ素、またはホウ化ケイ素から選択される、請求項１から４の何れか１項に記載のブレンド。
【請求項６】
少なくとも１つのホウ素源および少なくとも１つのケイ素源が、不可避量の混入酸素を除いては酸素を含まない、請求項１から５の何れか１項に記載のブレンド。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のブレンドを含む組成物。
【請求項８】
組成物が母材の粉末をさらに含み、母材が、ケイ素、ホウ素、および母材の総量に対して計算されるとき７５重量％未満の量で存在する、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
ろう付け合金の粉末をさらに含む、請求項７または８に記載の組成物。
【請求項１０】
組成物が、溶媒、水、オイル、ゲル、ラッカー、ワニス、ポリマー、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つのバインダーをさらに含み、好ましくは少なくとも１つのバインダーが、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルポリマー、（メタ）アクリルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ワックス、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項７から９の何れか１項に記載の組成物。
【請求項１１】
ブレンドが少なくとも１つのバインダーに分散される、請求項７から１０の何れか１項に記載の組成物。
【請求項１２】
組成物が塗料であるか、または組成物がペーストであるか、または組成物が分散系である、請求項７から１１の何れか１項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記基体が、１１００℃を超える固相温度を有する母材であり、基体の表面の少なくとも一部は組成物のコーティングされた層を有する、請求項７から１２の何れか１項に記載の組成物および基体を含む結果物。
【請求項１４】
コーティングされた層中のケイ素およびホウ素の平均総量が１ｍｇ／ｍｍ２未満である、請求項１３に記載の結果物。
【請求項１５】
母材が、少なくとも１１００℃の融点を有する鉄系合金、ニッケル系合金、クロム系合金、コバルト系合金、および銅系合金からなる群から選択される、請求項１３または１４に記載の結果物。
【請求項１６】
母材が、約１５から約２２重量％のクロム、約８から約２２重量％のニッケル、約０から約３重量％のマンガン、約０から約１．５重量％のケイ素、約０から約８重量％のモリブデン、および残りの量の鉄を含む、請求項１３から１５の何れか１項に記載の結果物。
【請求項１７】
母材が、少なくとも８０重量％のＮｉを含む、請求項１３から１６の何れか１項に記載の結果物。
【請求項１８】
母材が、５０重量％を超えるＦｅ、１３重量％未満のＣｒ、１重量％未満のＭｏ、１重量％未満のＮｉ、および３重量％未満のＭｎを含む、請求項１３から１７の何れか１項に記載の結果物。
【請求項１９】
母材が、１０重量％を超えるＣｒ、および６０重量％を超えるＮｉを含む、請求項１３から１８の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２０】
母材が、１５重量％を超えるＣｒ、１０重量％を超えるＭｏ、および５０重量％を超えるＮｉを含む、請求項１３から１８の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２１】
母材が、１０重量％を超えるＦｅ、０．１から３０重量％のＭｏ、０．１から３０重量％のＮｉ、および５０重量％を超えるＣｏを含む、請求項１３から１８の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２２】
結果物が、コイル、プレート、部品、またはシートである、請求項１３から２１の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２３】
ろう付け合金積層結果物が、前記組成物のコーティングされた層および基体を加熱することによって得られ、それによって組成物が基体の元素と合金化し、得られたろう付け合金層が母材の融点と比較して低い融点を有する、請求項１３から２２の何れか１項に記載の結果物。
【請求項２４】
基体間の接触領域の間の少なくとも１つのろう付けされた接合部を有する結果物を提供するための方法であって、以下の段階を含む方法：
・少なくとも１つの基体上に少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源を塗布する段階、
・少なくとも１つの基体を、少なくとも１つの追加の基体と組み合わせる段階であって、前記少なくとも１つの追加の基体が、少なくとも１つのケイ素源と少なくとも１つのホウ素源とが基体の接触領域間に存在するようなものである段階、
・真空雰囲気の、不活性ガス雰囲気の、還元雰囲気の、またはそれらの組み合わせの炉内で、組み合わされた基体を１２５０℃未満のろう付け温度に加熱する段階、
・組み合わされた基体を冷却して、基体の接触領域間に少なくとも１つのろう付けされた接合部を有する結果物を得る段階。
【請求項２５】
少なくとも１つのケイ素源が基体上に１つの層として配置され、少なくとも１つのホウ素源が同じ基体上の他の層として配置され、好ましくは少なくとも１つのケイ素源が基体上の第１のホウ素層の上の第２層として配置される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源が同じブレンド中にあり、ケイ素およびホウ素が２５重量％から１００重量％の範囲内でブレンド中に存在し、ブレンドが粉末の機械的ブレンドである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも１つのケイ素源および少なくとも１つのホウ素源が同じソースであり、好ましくはソースがホウ化ケイ素である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
塗布する段階が、少なくとも１つの基体上の一面の少なくとも一部に請求項５から１１の何れか１項に記載の組成物を塗布する段階を含む、請求項２４から２７の何れか１項に記載の方法。
【請求項２９】
加熱する段階が、組み合わされた基体を加熱する段階、基体上に溶融ろう付け合金を得る段階、および溶融ろう付け合金を基体間の接触領域に毛細管力により移動させる段階を含む、請求項２４から２８の何れか１項に記載の方法。
【請求項３０】
加熱する段階が、少なくとも９００℃の温度に結果物を加熱する段階を含む、請求項２４から２８の何れか１項に記載の方法。
【請求項３１】
塗布する段階の前に追加の段階を含み、前記追加の段階は、塗布する段階の前の、基体の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む、請求項２４から３０の何れか１項に記載の方法。
【請求項３２】
塗布する段階と、組み合わせる段階との間に追加の段階を含み、前記追加の段階は、組み合わせる段階の前に、塗布する段階からの結果物の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む、請求項２４から３１の何れか１項に記載の方法。
【請求項３３】
塗布する段階の後、第１の追加の段階を含み、第１の追加の段階が、塗布する段階からの結果物を、基体上にろう付け合金層を得ることを可能にする温度に加熱する段階、および得られたろう付け合金層を有する得られた基体を冷却する段階を含む、請求項２４から３２の何れか１項に記載の方法。
【請求項３４】
第２の追加の段階を含み、第２の追加の段階が、得られたろう付け合金層を有する基体の切断、または形成、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
すくなくとも１つのろう付け接合部を有する、得られたろう付けされた結果物が、熱交換器、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、およびバルブの部品から選択される、請求項２４から３４の何れか１項に記載の方法。
【請求項３６】
請求項１３から２３の何れか１項に記載の結果物の製造方法であって、以下の段階を含む製造方法：
・少なくとも１つの基体の少なくとも１つの表面の少なくとも一部に、請求項７から１２の何れか１項に記載の組成物を塗布する段階。
【請求項３７】
ろう付け合金積層結果物の製造方法であって、以下の段階を含む製造方法：
・一基体上に請求項７から１２の何れか１項に記載の組成物を塗布する段階、
・塗布された基体を、基体の固相温度と比較して低い温度に加熱し、ろう付け合金の溶融相を得る段階、
・ろう付け合金の溶融相を有する基体を冷却しろう付け合金積層結果物を得る段階であって、さらなる加熱の間の温度が得られるろう付け合金の固相温度と比較して高い段階。
【請求項３８】
請求項２４から３５の何れか１項に記載の方法によって得られるろう付け結果物。
【請求項３９】
基体上にろう付け合金層を得ることを可能にする温度に加熱することによって、基体の少なくとも１つの表面にろう付け合金層を得るための、請求項１から６の何れか１項に記載のブレンドの使用。
【請求項４０】
熱交換器の部品またはプレート、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品をろう付けするための、請求項７から１２の何れか１項に記載の組成物の使用。
【請求項４１】
熱交換器の部品またはプレート、プレートリアクタ、反応器の部品、セパレータの部品、デカンタの部品、ポンプの部品、バルブの部品をろう付けするための請求項１２に記載の組成物の使用であって、組成物が塗料である、使用。
【国際調査報告】
2015514017.tif 000034
2015514017.tif 000035
2015514017.tif 000036