(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムを３重量％〜７重量％含有するステンレス鋼の表面に、酸素濃度が５００ｐｐｂ〜１０ｐｐｍの酸化性ガス又は水分濃度が２００ｐｐｂ〜５ｐｐｍの酸化性ガスを接触させ、７００℃〜１２００℃の温度において酸化処理を行うことにより酸化アルミニウムから成る不働態膜を形成することを特徴とする酸化アルミニウム不働態膜の形成方法。
【請求項２】
アルミニウムを３重量％〜７重量％含有するステンレス鋼の表面に、水素を含み、かつ、酸素濃度が５００ｐｐｂ〜１００ｐｐｍ又は水分濃度が２００ｐｐｂ〜５０ｐｐｍを含む酸化性ガスを接触させ、７００℃〜１２００℃の温度において酸化処理を行うことにより酸化アルミニウムから成る不働態膜を形成することを特徴とする酸化アルミニウム不働態膜の形成方法。
【請求項３】
前記酸化処理の温度は、８００℃〜１１００℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化アルミニウム不働態膜の形成方法。
【請求項４】
前記酸化処理の時間は、３０分〜３時間であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化アルミニウム不働態膜の形成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法により形成された酸化アルミニウム不働態膜を有する部材により構成されたことを特徴とする接流体部品。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法により形成された酸化アルミニウム不働態膜を有する部材により構成されたことを特徴とする流体供給・排気システム。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法により形成された酸化アルミニウム不動態膜を有する配管の溶接において、溶接と同時に溶接部表面に酸化アルミニウム不働態膜を施すことを特徴とする溶接方法。
【請求項８】
前記溶接の際に、溶接時に使用するバックシールドガスに１０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍの酸素を添加した酸化性ガスを用いることを特徴とする請求項７記載の溶接方法。
【請求項９】
前記溶接の際に、溶接時に使用するバックシールドガスに１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの水分を添加した酸化性ガスを用いることを特徴とする請求項８記載の溶接方法。
【請求項１０】
前記混合ガスは、水素を含む酸化性混合ガスを用いることを特徴とする請求項８又は９に記載の溶接方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の溶接方法により構築されたことを特徴とする接流体部品。
【請求項１２】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の溶接により構築されたことを特徴とする流体供給・排気システム。
【請求項１３】
アルミニウムを３重量％〜７重量％含有するステンレス鋼からなり、その表面に他金属の酸化物を含まない酸化アルミニウムから成る膜を含む酸化不動態膜を有することを特徴とする部材。
【請求項１４】
前記酸化アルミニウムから成る膜の厚さは１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１３記載の部材。
【請求項１５】
前記酸化アルミニウムから成る膜は、ステンレス鋼の最表面に形成されていることを特徴とする請求項１３又は１４記載の部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、酸化アルミニウム不働態膜の形成方法及び溶接方法並びに接流体部材及び流体供給・排気システムに係る。
【０００２】
【発明の背景】
半導体製造技術において、塩化水素や臭化水素といった腐食作用の強いガス、またはシラン、ジボラン、ホスフィンといった分解作用の高いガスが使用されており、それらのガスを安定に供給するため酸化クロム不働態膜形成技術が導入されている。さらに近年、半導体製造においては、オゾンガス、オゾン水も使用されだしており、医療関係、食品関係においては、現在すでに使用されている。しかし、オゾンは酸化作用が強いため、耐食性に優れる酸化クロム不働態膜でさえ酸化（腐食）されてしまい、また樹脂においても硬化、樹脂成分の溶解といった問題点が起きていた。そのため、オゾンの酸化（腐食）による供給ラインの劣化、不純物の混入、漏れなどの問題点があった。
【０００３】
酸化クロム不働態膜より耐食性に優れる酸化アルミニウム不働態膜の形成技術は、従来はアルミニウムからなる鋼材もしくはアルミニウムを被覆させた鋼材に酸化性ガスを接触させ酸化アルミニウムを形成する方法、もしくはアルミニウムを含有する鋼材に酸化性ガスを接触させ、酸化アルミニウムを含む複合酸化膜を形成する方法が用いられてきた。しかし、アルミニウムを鋼材にすると加工性が悪く、また硬度が小さいため配管材料などに用いるには適しておらず、アルミニウムを被覆する鋼材では費用がかかり、また時間を要するといった問題があった。また、アルミニウムを含有する鋼材に酸化性ガスを接触させ、酸化アルミニウム膜を形成する方法では、酸化アルミニウムの他に他金属の酸化膜も形成されるため、耐食性に劣るといった問題点があり、他金属酸化膜を一切ふくまない酸化アルミニウム膜を形成するのは困難であった。また、酸化アルミニウム膜を形成した配管を溶接した際、溶接熱によって溶接部近傍の酸化アルミニウム膜が蒸発してしまい、母材の表面が再形成されるため耐食性に優れず溶接部近傍の劣化を招いていた。
【０００４】
【発明が開発しようとする課題】
本発明は、他金属の酸化膜を含まない耐食性に優れる酸化アルミニウム膜を形成し、腐食性の高い流体を安全に供給することを目的とする。
【０００５】
本発明は、耐食性に優れる酸化アルミニウム膜を安価に、また短時間に形成し生産性を向上させることを目的とする。
【０００６】
本発明は、耐食性に劣る溶接部においても溶接と同時に酸化アルミニウム膜を形成し溶接部における耐食性の問題点を克服し、耐食性の優れる流体供給システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルミニウム含有ステンレス鋼の表面に酸化性ガスを接触させ、熱処理を行うことにより酸化アルミニウムから成る不働態膜を形成することを特徴とする。
【０００８】
本発明の形成方法は酸素もしくは水分を含む酸化性ガスにアルミニウム含有ステンレス鋼に接触させ酸化アルミニウム不働態膜を形成することを特徴とする。酸素濃度は、５００ｐｐｂ〜１００ｐｐｍ、好ましくは１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍである。水分濃度は、２００ｐｐｂ〜５０ｐｐｍ、好ましくは５００ｐｐｂ〜１０ｐｐｍである。
【０００９】
本発明は、アルミニウム含有ステンレス鋼に接触させる酸化性ガスが、水素を含む酸化性混合ガスであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の形成方法において、酸化処理温度は７００℃〜１２００℃、好ましくは８００℃〜１１００℃であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の形成方法において、酸化処理時間は３０分〜３時間であることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、かかる酸化アルミニウム不働態膜を施した配管の溶接において、酸素もしくは水分を含む酸化性ガスをバックシールドガス（配管内部を流れるガス）に添加し、溶接と同時に溶接部表面に酸化アルミニウム不働態膜を施すことを特徴とする。酸素濃度は、１０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍである。水分濃度は、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍである。
【００１３】
本発明は、溶接と同時に溶接部表面に酸化アルミニウム不働態膜を施す溶接において使用するバックシールドガス（配管内部を流れるガス）中に水素を含む酸化性混合ガスであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明にかかる作用に関して説明する。
【００１５】
本発明は、アルミニウム含有ステンレス鋼の表面に酸化性ガスを接触させ、熱処理を行うことにより他金属の酸化膜を含まない酸化アルミニウムから成る不働態膜を形成することを特徴とする。耐食性に優れる酸化アルミニウム不働態膜をアルミニウム含有ステンレス鋼の表面に形成する事により、従来からの加工性、硬度といった問題点を克服し、配管材料に適した酸化アルミニウム不働態膜の形成を可能にした。また、従来に比べ、安価で短時間の処理が可能で、酸化アルミニウム不働態膜処理の生産性の向上が実現できる。
【００１６】
本発明の形成方法は、酸素もしくは水分を含む酸化性ガスにアルミニウム含有ステンレス鋼に接触させ酸化アルミニウム不働態膜を形成することを特徴とし、酸素濃度は、５００ｐｐｂ〜１００ｐｐｍ、好ましくは１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍであり、また水分濃度は、２００ｐｐｂ〜５０ｐｐｍ、好ましくは５００ｐｐｂ〜１０ｐｐｍである。さらに、酸化性ガス中に水素を含む酸化性混合ガスでも良いことを特徴とする。アルミニウム含有ステンレス鋼は、アルミニウムの他に、鉄、クロム、ニッケルといったステンレス鋼成分が含有されており、酸化性成分が多量に存在すると他金属もアルミニウムと一緒に酸化されてしまい、他金属酸化膜の存在しない酸化アルミニウム不働態膜を形成することは困難であり、また、酸化性成分が少なすぎると酸化膜が形成できないため、他金属は酸化されず、アルミニウムのみ酸化されるような上記に記載の酸化性雰囲気で処理を行うことにより、酸化アルミニウム不働態膜が形成可能となる。また、さらに過剰な酸化性雰囲気においても還元性の水素を添加し、酸化雰囲気の酸化性成分の濃度を幅広く設定することを可能にした。また、水素を添加することにより、より緻密で強固な酸化アルミニウム不働態膜を形成することが可能である。
【００１７】
本発明の形成方法は、酸化処理温度が７００℃〜１２００℃、好ましくは８００℃〜１１００℃であることを特徴とする。前記記載の他金属酸化膜の存在しない酸化アルミニウム不働態膜の形成方法において、選択的にアルミニウムのみを酸化するため上記温度で酸化を行い、他金属の酸化を防止することができる。７００℃以下では鉄やクロムも酸化されてしまい、また１２００℃以上では、形成された酸化アルミニウム不働態膜の表面に酸化アルミニウムの結晶が析出してしまい、流体を供給すると析出した酸化アルミニウムの結晶が剥離してしまい、また亀裂が生じてしまうため、供給流体が汚染してしまう恐れがあるため、処理温度は７００℃〜１２００℃が適している。
【００１８】
本発明の形成方法は、酸化処理時間は３０分〜３時間であることを特徴とする。酸化アルミニウム不働態膜形成にかかる時間が３０分〜３時間と短いため、従来のようなアルミニウム被覆後に熱処理を施すといった手間がかからず、生産性の向上が可能である。
【００１９】
本発明は、かかる酸化アルミニウム不働態膜を施した配管の溶接において、酸素もしくは水分を含む酸化性ガスをバックシールドガス（配管内部を流れるガス）に添加し、溶接と同時に溶接部表面に酸化アルミニウム不働態膜を施すことを特徴とし、酸素濃度は、１０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍであり、また水分濃度は、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍである。さらに、酸化性ガス中に水素を含む酸化性混合ガスでも良いことを特徴とする。本発明により、一般に言われている溶接部近傍の局所劣化を防止することができ、さらに溶接後の再酸化アルミニウム不働態処理といった手間をかけることなく、溶接と同時に処理可能なため生産性の向上が可能である。
【００２０】
本発明により、酸化クロム不働態膜より耐食性に優れた酸化アルミニウム不働態膜が安価で短時間に形成可能であり、腐食作用の高い流体を安定に供給可能な流体供給システムの構築が可能となる。
【００２１】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明にかかる、酸化アルミニウム不働態膜及びその形成技術並びに接流体部材及び流体供給・排気システムの説明をするが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２２】
本実施例における溶接は、Arc Machines,Inc.社の溶接電源（Model207A）およびExcel Design社の溶接機を用いて行った。
【００２３】
（実施例１）
図１は、本発明にかかる酸化アルミニウム不働態膜の処理を行うガス供給系の模式図である。ガス供給系には、希釈ガスとしてアルゴン、酸化性ガスとして酸素、および水分を発生させるために水素を導入しており、流量性制御器により、正確に流量が制御されている。水分発生には、ニッケルチューブを加熱することによりニッケルの触媒作用により水分を発生させる原理を用いた水分発生器を使用している。また、酸素は２段階希釈により、５０ｐｐｂ〜１００ｐｐｍまで制御可能である。このガス供給系を用いて、酸化アルミニウム不働態膜形成の酸素濃度依存性を調査した。
【００２４】
酸化処理材料としては、アルミニウムを４％含有するステンレス鋼を用いた。
【００２５】
酸素濃度を１００ｐｐｂ〜１００ｐｐｍまで変化させ、その時の酸化表面を島津製作所製ＥＳＣＡ１０００にて光電子分光法より測定を行い、表面の化学的組成、ならびに酸化アルミニウム不働態膜の膜厚の測定を行った。温度は、９００℃で、処理時間は１時間である。
【００２６】
図２は、その時の酸素濃度依存性の結果を示すグラフである。
【００２７】
○は１００％アルミニウム不働態膜を表しており、●は複合酸化膜を表している。
【００２８】
結果より、５００ｐｐｂ〜１０ｐｐｍの酸素濃度で１００％酸化アルミニウム不働態膜が形成できることが判明した。５００ｐｐｂ以下になると酸化作用が低くなるため酸化膜厚が薄くなり、また１０ｐｐｍ以上になると酸化作用が高くなるため鉄やクロムといった他金属が酸化されるため酸化膜厚は増加するが１００％の酸化アルミニウム不働態膜の膜厚が薄くなる傾向が見られた。
【００２９】
（実施例２）
実施例１と同様に水分濃度を１００ｐｐｂ〜１０ｐｐｍまで変化させ、その時の酸化表面の化学的組成、ならびに酸化アルミニウム不働態膜の膜厚の測定を行った。温度は、９００℃で、処理時間は１時間である。
【００３０】
図３はその時の酸素濃度依存性の結果を示すグラフである。
【００３１】
○は１００％アルミニウム不働態膜を表しており、●は複合酸化膜を表している。
【００３２】
結果より、２００ｐｐｂ〜５ｐｐｍの酸素濃度で酸化アルミニウム不働態膜が形成できることが判明した。水分の方が酸素に比べ酸化作用が高いため酸素に比べると低濃度の酸化性雰囲気で酸化アルミニウム不働態膜の形成が可能であることが判明した。２００ｐｐｂ以下になると酸化作用が低くなるため酸化膜厚が薄くなり、また５ｐｐｍ以上になると酸化作用が高くなるため鉄やクロムといった他金属が酸化されるため酸化膜厚は増加するが１００％の酸化アルミニウム不働態膜の膜厚が薄くなる傾向が見られた。
【００３３】
（実施例３）
実施例１及び２において、同様に酸素濃度を５００ｐｐｂ〜５００ｐｐｍまで、また水分濃度を１００ｐｐｂ〜１００ｐｐｍ変化させ酸化処理を施す際に水素を１０％添加し、水素を添加することでの酸化アルミニウム不働態膜形成における酸化雰囲気依存性を調査した。温度は９００℃で、処理時間は１時間で酸化処理である。
【００３４】
実施例１及び２と同様に光電子分光法より測定を行い、１００％酸化アルミニウム不働態膜の膜厚の測定を行った。
【００３５】
図４はその時の酸素濃度及び水分濃度依存性の結果を示すグラフである。
【００３６】
□は酸素濃度を表しており、■は水分濃度を表している。
【００３７】
結果より、５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの酸素濃度で、また１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの水分濃度で酸化アルミニウム不働態膜が形成できることが判明した。水素を添加することにより、還元性雰囲気を作れるため、実施例１の時に酸化アルミ不働態膜が形成された低濃度酸化性雰囲気では、酸化膜が成長せず、反対に他金属も酸化されてしまう高濃度酸化性雰囲気において酸化アルミニウム不働態膜を形成できることが判明した。
【００３８】
実施例１及び２と併せ本実施例より、水素を添加することにより、酸素濃度５００ｐｐｂ〜１００ｐｐｍまで、また水分濃度２００ｐｐｂ〜５０ｐｐｍの広範囲にわたり酸化アルミニウム不働態膜形成が可能であることが判明した。
【００３９】
また、水素を添加することにより、アルミニウムが酸化と還元を繰り返しながら酸化膜が成長するため、緻密で強固な酸化アルミ不働態膜が形成できると推測される。
【００４０】
（実施例４）
実施例１と同様に処理温度を６００℃〜１２００℃まで変化させ、その時の酸化表面の化学的組成、ならびに酸化アルミニウム不働態膜の膜厚の測定を行った。水分濃度５ｐｐｍさらに水分混合ガス中に水素を１０％添加した酸化性雰囲気で、処理時間は１時間である。
【００４１】
図５は、その時の温度依存性の結果を示すグラフである。
【００４２】
結果より、６００℃においては他金属が存在する複合酸化膜が形成されており、７００℃以上において酸化アルミニウム不働態膜形成が可能であることが判明した。さらに、８００℃以上においては、ステンレス鋼の最表面から１００ｎｍ以上の１００％酸化アルミニウム不働態膜が形成されており、温度と１００％酸化アルミニウム不働態膜厚の関係に依存性があることが明らかになった。
【００４３】
しかし、１２００℃以上の温度で酸化処理を行うと、酸化アルミ不働態膜表面に酸化アルミニウムが析出してしまい、流体を供給すると析出した酸化アルミニウムの結晶が剥離してしまい、また亀裂が生じてしまう恐れがあると推測される。
【００４４】
（実施例５）
実施例１と同様に処理時間を１０分〜５時間まで変化させ、その時の酸化表面の化学的組成、ならびに酸化アルミニウム不働態膜の膜厚の測定を行った。処理温度は９００℃、水分濃度５ｐｐｍさらに水分混合ガス中に水素を１０％添加した酸化性雰囲気である。
【００４５】
各時間において、それぞれ３サンプルを処理した。光電子分光法より測定を行い、１００％酸化アルミニウム不働態膜の膜厚の測定を行った。
【００４６】
図６は、その時の時間依存性の結果を示すグラフである。
【００４７】
結果より、３０分以上において酸化アルミニウム不働態膜が再現性よく処理可能であることが判明した。３０分〜３時間にかけて１００％酸化アルミニウム不働態膜厚と時間依存性が明らかであり、時間の増加とともに膜厚がほぼ直線的に増加している。しかし、３時間以上処理を施しても膜厚の増加があまり確認されず、また、あまり膜厚が厚くなりすぎると、酸化アルミニウム不働態膜の下地にアルミニウムの空乏層が出来てしまい、酸化アルミニウム不働態膜の剥離、亀裂といった問題点が出てくると推測される。また３０分以下では、膜厚のばらつきが大きく再現性の良い酸化処理が不可能である。そのため処理時間は３０分〜３時間が適切であると推測される。
【００４８】
（実施例６）
アルミニウムを４％含有するステンレスを水分濃度５ｐｐｍ、さらに水分混合ガス中に水素を１０％添加した酸化性雰囲気で、処理温度は９００℃、処理時間は１時間で酸化処理を施した膜厚約２００ｎｍの酸化アルミニウム不働態膜、従来技術の膜厚約３０ｎｍの酸化クロム不働態膜、通常のステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ−ＥＰ）のそれぞれを１００％塩素ガス中に、２４時間、圧力５ｋｇ／ｃｍ2、温度１００℃で加速耐食試験を行った。
【００４９】
従来のステンレス鋼では、表面全体に腐食生成物が観察され腐食が進行していることが確認されるが、酸化クロム不働態膜及び酸化アルミニウム不働態膜どちらも腐食生成物は一切確認されず、優れた耐食性を示すことが判明した。
【００５０】
図７は、本実施例における光電子分光法より測定を行い、表面の化学的組成の結果を示すグラフである。
【００５１】
従来のステンレス鋼では、最表面から深さ方向に塩素が検出され、腐食が深さ方向に進行していることが確認されるが、酸化クロム不働態膜及び酸化アルミニウム不働態膜どちらも塩素は最表面のみに検出され、深さ方向には検出されず、塩素は物理的に吸着しているのみであることが確認され、優れた耐食性を示すことが判明した。
【００５２】
（実施例７）
実施例６と同様に、膜厚約２００ｎｍの酸化アルミニウム不働態膜、膜厚約３０ｎｍの酸化クロム不働態膜、通常のステンレス鋼、従来から耐オゾン性に優れると言われているチタンのそれぞれを１４ｐｐｍオゾン水に１週間浸漬試験し、鋼材中の金属の溶出量を誘導結合型質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）にて測定した。
【００５３】
図８は、その時の溶出試験の結果を示すグラフである。
【００５４】
ステンレス鋼、酸化クロム不働態膜の溶出量が多量であり、従来からオゾン用に使用されているチタンはステンレス鋼、酸化クロム不働態膜に比べ溶出量は少量であるが、酸化アルミニウム不働態膜に比べると５倍以上の金属溶出が確認された。オゾンは酸化作用が高いため、ステンレス鋼、酸化クロム不働態膜では、オゾンにより酸化（腐食）され、母材中の金属が多量に溶出し、酸化アルミニウム不働態処理が最もオゾン供給用の表面処理に適していることが明らかになった。
【００５５】
（実施例８）
アルミニウムを４％含有するステンレスを水分濃度５ｐｐｍさらに、水分混合ガス中に水素を１０％添加した酸化性雰囲気で、処理温度は９００℃、処理時間は１時間で酸化処理を施した膜厚約２００ｎｍの酸化アルミニウム不働態膜を形成した外径６．３５ｍｍの配管を電流値１０Ａ、回転数７．５ｒｐｍで溶接電極を１周させ、溶接を行った。
【００５６】
その時の、バックシールディングガスの酸素濃度を１ｐｐｍ〜１％まで変化させ酸化アルミニウム不働態膜の化学組成、ならびに膜厚を測定した。
【００５７】
図９は、その時の酸素濃度依存性の結果を示すグラフである。
【００５８】
結果より、酸素濃度１０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍにかけて、酸素濃度と酸化アルミニウム不働態膜厚の関係に依存性があるのが判明し、バックシールディングガス中に酸素を添加することにより、良質な溶接部表面が溶接と同時に形成されることが確認された。また、５００ｐｐｍ以上になると鉄とクロムが酸化され他金属酸化膜を含まない酸化アルミニウム不働態膜が形成されないが、実施例３に記載のごとく水素を添加することにより、酸化アルミニウム不働態膜を得るための酸化性ガスの濃度を高濃度にすることが可能なため、実施例３と同様に水素を加えることにより、溶接と同時に酸化アルミニウム不働態膜を形成するための酸素濃度は高濃度でも可能であると推測されるため、酸化アルミニウム不働態膜形成可能な酸素濃度は、１０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍであると推測される。
【００５９】
本実施例より、溶接と同時に酸化アルミニウム不働態膜が形成可能であり、従来からの溶接部の局所劣化が短時間で防止可能であることが明らかになった。
【００６０】
（実施例９）
実施例８と同様に、膜厚約５０ｎｍの酸化アルミニウム不働態膜を形成した外径６．３５ｍｍの配管を電流値１０Ａ、回転数７．５ｒｐｍで溶接電極を１周させ、溶接を行った。その時の、バックシールディングガスの水分濃度を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍまで変化させ酸化アルミニウム不働態膜の化学組成、ならびに膜厚を測定した。
【００６１】
図１０は、その時の水分濃度依存性の結果を示すグラフである。
【００６２】
結果より、水分濃度１ｐｐｍ〜５００ｐｐｍにかけて、酸素濃度と酸化アルミニウム不働態膜厚の関係に依存性があるのが判明した。また、５００ｐｐｍ以上になると鉄とクロムが酸化され他金属酸化膜を含まない酸化アルミニウム不働態膜が形成されないが、実施例３に記載のごとく水素を添加することにより、酸化アルミニウム不働態膜を得るための酸化性ガスの濃度を高濃度にすることが可能なため、実施例３と同様に水素を加えることにより、溶接と同時に酸化アルミニウム不働態膜を形成するための酸素濃度は高濃度でも可能であると推測されるため、酸化アルミニウム不働態膜形成可能な酸素濃度は、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍであると推測される。
【００６３】
実施例８および実施例９より、溶接部の劣化を招くような問題点を克服することが可能であり、耐食性に優れる酸化アルミニウム不働態膜を形成した流体供給システムを構築することが可能であることが確認された。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、アルミニウム含有ステンレス鋼の表面に耐食性に優れる酸化アルミニウムから成る不働態膜を形成することが可能であり、従来からの加工性、硬度といった問題点を克服し、配管材料に適した酸化アルミニウム不働態膜の形成が可能となる。
【００６５】
本発明によれば、従来に比べ、安価で短時間の処理が可能で、酸化アルミニウム不働態膜処理の生産性の向上が実現できる
本発明によれば、溶接部近傍の局所劣化を防止することができ、さらに溶接後の再酸化アルミニウム不働態処理といった手間をかけることなく、溶接と同時に処理可能なため生産性の向上が可能となる。
【００６６】
本発明によれば、溶接部も含めて全ての接ガス部において酸化アルミニウム不働態処理が安価で短時間に形成可能であり、腐食作用の高い流体を安定に供給可能な流体供給システムを提供することが可能となる。
【００６７】
本発明により、酸化クロム不働態膜より耐食性に優れた酸化不働態膜がの構築が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の酸化アルミニウム不働態処理に用いたガス供給系の模式図である。
【図２】本発明の酸化アルミニウム不働態膜形成時の酸素濃度依存性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【図３】本発明の酸化アルミニウム不働態膜形成時の水分濃度依存性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【図４】本発明の酸化アルミニウム不働態膜形成時の酸化性雰囲気中に水素を添加した時の酸素及び水分濃度依存性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【図５】本発明の酸化アルミニウム不働態膜形成時の処理温度依存性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【図６】本発明の酸化アルミニウム不働態膜形成時の処理時間依存性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【図７】本発明の酸化アルミニウム不働態膜の塩素ガスに対する耐食性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【図８】本発明の酸化アルミニウム不働態膜の耐オゾン性を溶出テストにて評価を行った結果である。
【図９】本発明の溶接技術による、酸化アルミニウム不働態膜形成時の酸素濃度依存性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【図１０】本発明の溶接技術による、酸化アルミニウム不働態膜形成時の水分濃度依存性を光電子分光法にて評価を行った結果である。
【符号の説明】
１０１  流体制御器、
１０２  バルブ、
１０３  圧力制御バルブ、
１０４  水分発生器、
１０５  酸化処理炉。
【図１】
0004016073.tif 000002
【図２】
0004016073.tif 000003
【図３】
0004016073.tif 000004
【図４】
0004016073.tif 000005
【図５】
0004016073.tif 000006
【図６】
0004016073.tif 000007
【図７】
0004016073.tif 000008
【図８】
0004016073.tif 000009
【図９】
0004016073.tif 000010
【図１０】
0004016073.tif 000011