JPH0372055A

JPH0372055A - 高耐食アモルファス合金

Info

Publication number: JPH0372055A
Application number: JP20882489A
Authority: JP
Inventors: Koji Hashimoto; 功二橋本; Kazuo Shimamura; 和郎嶋村; Asahi Kawashima; 朝日川嶋; Katsuhiko Asami; 勝彦浅見
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-03-27
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JPH07103454B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、濃塩酸のような過酷な腐食性環境における耐
食材料として好適な高耐食アモルファス合金に関するも
のである。

［従来の技術］本発明者らは、先に沸騰濃硝酸あるいは更に酸化剤を含
むような過酷な腐食性環境で使用し得る高耐食アモルフ
ァス合金を見出し、下記の４つの発明からなる高耐食ア
モルファス合金を特願昭６０−５１０３６号として特許
出願した。

（１）　　Ｔａを１５−８０原子％含み残部は実質的に
Ｎｉよりなる高耐食アモルファス合金。

（２）　　Ｔａと、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗよりなる群か
ら選ばれる１　ｆｉｌまたは２　ｆ！１以上の元素とを
含み、残部は実質的にＮｉよりなり、含有率はＴａが１
０原子％以上、前記群から選ばれる１ｆ！！または２ｆ
！以上の元素がＴａとの音量で１５−８０原子％である
高耐食アモルファス合金。

（３）　　Ｔａと、Ｆｅおよび／又はＣｏとを含み、残
部は実質的にＮｉよりなり、含有率はＴａが１５−８０
原子％、Ｆｅおよび／又はｃｏが７５原子％以下、Ｎｉ
が７原子％以上である高耐食アモルファス合金。

（４）　　Ｔａと、Ｔｉ、Ｚｒ％Ｎｂ％Ｗよりなる群か
ら選ばれる１　ｆｆｆｉまたは２種以上の元素とＦｅお
よび／又はＣｏとを含み、残部は実質的にＮｉよりなり
、含有率はＴａとＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ及びＷよりなる群か
ら選ばれる１種または２種以上とが、含量で１５−８０
原子％であり、かつＴａが１０原子％以上であり、Ｆｅ
および／又はＣＯが７５原子％以下でありＮｉが７原子
％以上である高耐食アモルファス合金。

更に、本発明者らは、沸騰濃塩酸のような過酷な腐食性
環境で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出し、特
願昭６０−１７２８６０号および特願昭６０−１７２８
６１号として特許出願した。

特願昭６０−１７２８６０号は下記の１６の発明からな
る。

（１）　　Ｔａを３０−８０原子％含み、残部は実質Ｎ
ｉよりなる高耐食アモルファス合金。

（２）　　１２原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの
合計が３０−８０原子％であり残部は実質的Ｎｉよりな
る高耐食アモルファス合金。

（３）　　２５原子％以上のＴａを含み、Ｔｉ。

Ｚｒ１Ｃｒの群から選ばれる１種又は２　ｆ１以上の元
素とＴａとの合計が３０−８０原子％であり、残部は実
質的にＮｉよりなる高耐食アモルファス合金。

（４）　　１２原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの
合計が２５原子％以上であり、Ｔｉ、Ｚｒ％Ｃｒの群か
ら選ばれる１種又は２種以上の元素とＴａ及びＮｂとの
合計が３０−８０原子％であって、残部は実質的にＮｉ
からなる高耐食アモルファス合金。

（５）３０−８０原子％以上のＴａと２原子％以上のＮ
ｉを含み、残部は実質的にＦｅおよびＣ。

のいずれか１種又は２　ｆｉｔからなり、合計を１００
原子％とする高耐食アモルファス合金。

（６）　　１２原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂと
の合計が３０−８０原子％以上であって、２原子％以上
のＮｉを含み、残部は実質的にＦｅおよびＣＯのいずれ
か１種又は２ｆ！からなり合計を１００原子％とする高
耐食アモルファス合金。

（７）　　２５原子％以上のＴａを含み、Ｔｉ、Ｚｒ％
　Ｃｒの群から選ばれる１種又は２種以上の元素とＴａ
との合計が３０−８０原子％であって、２原子％以上の
Ｎｉを含み、残部は実質的にＦｅおよびＣｏの１種又は
２ｆ！かうなり、合計を１００原子％とする高耐食アモ
ルファス合金。

（８）　　１２原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの
合計が２５原子％以上であって、Ｔｉ１Ｚｒ、Ｃｒの群
から選ばれる１　ｆｆｆｉ又は２　ｆｆ１以上の元素と
ＴａおよびＮｂとの合計が３０−８０原子％であって、
更に２原子％以上のＮｉを含み、残部は実質的にＦｅお
よびＣＯのいずれか１ｆ！又は２　ｆｌからなり、合計
を１００ＪＪＸ子％とする高耐食アモルファス合金。

（９）　　２０原子％以上８０原子％未満のＴａと７原
子％以下のＰを含み、残部は実質的に２０原子％以上の
Ｎｉよりなり、合計を１００原子％とする高耐食アモル
ファス合金。

（１０）　　？原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの
合計が２０原子％以上８０原子％未満であって、７原子
％以下のＰを含み、残部は実質的に２０原子％以上のＮ
ｉよりなり合計を１００原子％とする高耐食アモルファ
ス合金。

（１１）　　１５原子％以上のＴａを含み、Ｔｆ、Ｚｒ
、Ｃｒの群から選ばれる１種又は２種以上の元素とＴａ
との合計が２０原子％以上８０原子％未満であり、７原
子％以下のＰを含み、残部は実質的にＮｉよりなり合計
を１００Ｎ子％とする高耐食アモルファス合金。

（１２）　　７原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの
合計が１６原子％以上であって、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒの群
から選ばれる１種又は２種以上の元素とＴａとＮｂとの
合計が２０原子％以上８゜原子％未満であり、７原子％
以下のＰを含み、残部は実質的にＮｉよりなり合計を１
００原子％とする高耐食アモルファス合金。

（１３）　　２０原子％以上８０原子％未満のＴａと、
２原子％以上のＮｉと７原子％以下のＰを含み、実質的
残部であるＦｅおよびＣＯの１　ｆｌ又は２ｆ！とＮｉ
との合計が２０原子％以上であって、合計を１００原子
％とする高耐食アモルファス合金。

（１４）　　７原子％以上のＴａとＮｂとの合計が２０
原子％以上８０原子％未満であって、２原子％以上のＮ
ｉと７原子％以下のＰを含み、実質的残部であるＦｅお
よびＣｏの１種又は２種とＮｉとの合計が２０原子％以
上であり、合計を１００原子％とする高耐食アモルファ
ス合金。

（１５）　　１５原子％以上のＴａを含み、Ｔｉ。

Ｚｒ％Ｃｒの群から選ばれる１種又は２種以上の元素と
Ｔａとの合計が２０原子％以上８“Ｏ原子％未満であっ
て、２原子％以上のＮｉ、７原子％以下のＰを含み、実
質的残部であるＦｅおよびＣＯの１　ｌｆＡ又は２種と
Ｎｉとの合計が２０原子％以上であり、合計を１００原
子％とする高耐食アモルファス合金。

（１６）　　７原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの
合計が１６原子％以上であって、ＴｉｌＺｒ％Ｃｒの群
から選ばれる１種又は２種以上の元素とＴａとＮｂとの
合計が２０原子％以上８０原子％未満であり、更に２原
子％以上のＮｉと７原子％以下のＰを含み、実質的残部
であるＦｅおよびＣＯの１ｆ！又は２種とＮｉとの合計
が２０原子％以上で、合計を１００原子％とする高耐食
アモルファス合金。

また特願昭６０−１７２８６１号は下記の１６の発明か
らなる。

（１）　　２０−５０原子％のＴａと１０−２３原子％
のＰを含み残部は実質的にＮｉよりなる高耐食アモルフ
ァス合金。

（２）　７原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの合計
が２０−５０原子％であって、１０−２３原子％のＰを
含み残部は実質的にＮＬよりなる高耐食アモルファス合
金。

（３）　　１５原子％以上のＴａを含み、Ｔｉ。

ＺｒおよびＣｒの群から選ばれる１種又は２種以上の元
素とＴａとの合計が２０−５０原子％であって、１０−
２３原子％のＰを含み残部は実質的にＮｉよりなる高耐
食アモルファス合金。

（４）　８原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの合計
が１６原子％以上であって、Ｔｉ、ＺｒおよびＣｒの群
から選ばれる１種または２種以上の元素とＴａおよびＮ
ｂとの合計が２０−５０原子％であり、１０−２３原子
％のＰを含み残部は実質的にＮｉからなる高耐食アモル
ファス合金。

（５）　　２０−５０原子％のＴａと１０−２３原子％
のＰと２原子％以上のＮｉを含み、実質的残部としてＦ
ｅおよびＣｏの１種または２ｆ！！からなり、合計を１
００原子％とする高耐食アモルファス合金。

（６）　７原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂとの合
計が２０−５０原子％であって、１０−２３原子％のＰ
と２原子％以上のＮｉを含み、実質的残部としてＦｅお
よびＣｏの１種または２種からなり、合計を１００原子
％とする高耐食アモルファス合金。

（７）　　１５原子％以上のＴａを含み、Ｔｉ。

ＺｒおよびＣ「の群から選ばれる１種または２ｆ！以上
の元素とＴａとの合計が２０−５０原子％であって、１
０−２３原子％のＰと２原子％以上のＮｉを含み、実質
的残部としてＦｅおよびＣＯの１種または２種からなり
、合計を１００原子％とする高耐食アモルファス合金。

（８）　８原子％以上のＴａを含み、ＴａとＮｂの合計
が１６原子％以上であって、Ｔｉ％ＺｒおよびＣｒの群
から選ばれる１　ｆｆｆｉまたは２種以上の元素とＴａ
およびＮｂとの合計が２０−５０原子％であり、１０−
２３原子％のＰと２原子％以上のＮｉを含み、実質的残
部としてＦｅおよびＣＯの１種または２種からなり、合
計を１００原子％とする高耐食アモルファス合金。

（９）　　２０−５０原子％のＴａと０．０５原子％以
上のＰを含み、Ｂ、ＳｉおよびＣの群から選ばれる１種
または２種以上とＰとの合計が１０−２３原子％であっ
て、残部は実質的にＮｉよりなる高耐食アモルファス合
金。

（１０）　　７原子％以上のＴａと０．０５原子％以上
のＰを含み、ＴａとＮｂの合計が２０−５０原子％であ
って、かつ、Ｂ、ＳｉおよびＣの群から選ばれる１種ま
たは２種以上とＰとの合計が１０−２３原子％であって
、残部は実質的にＮｆよりなる高耐食アモルファス合金
。

（１１）　　１５原子％以上のＴａと０．０５原子％以
上のＰを含み、Ｔｉ％ＺｒおよびＣｒの群から選ばれる
１種または２　ｆｆｆ１以上の元素とＴａとの合計が２
Ｏ−５０ｉ子％であって、かつ、Ｂ１５ｔおよびＣの群
から選ばれる１種または２種以上とＰとの合計が１０−
２３原子％であって、残部は実質的にＮｉからなる高耐
食アモルファス合金。

（１２）　　８原子％以上のＴａと０．０５原子％以上
のＰを含み、ＴａとＮｂとの合計が１６原子％以上であ
り、またＴｉ％ＺｒおよびＣｒの群から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素とＴａ、Ｎｂとの合計が２０−５０
原子％であって、かつ、Ｂ、ＳｔおよびＣの群から選ば
れる１種または２種以上とＰとの合計が１Ｏ−２３ｙＸ
子％であって、残部は実質的にＮｉからなる高耐食アモ
ルファス合金。

（１３）　　２０−５０原子％のＴａ５０．０５原子％
以上のＰ及び２原子％以上のＮｉを含み、Ｂ、Ｓｉおよ
びＣの群から選ばれる１種または２種以上の元素とＰと
の合計が１０−２３原子％であって実質的残部としてＦ
ｅおよびＣｏの１　ｆｉまたは２ｆ！からなり、合計を
１００原子％とする高耐食アモルファス合金。

（１４）　　？原子％以上のＴａ、０．０５原子％以上
のＰおよび２原子％以上のＮｉを含み、ＴａとＮｂとの
合計が２０−５０原子％であって、かつ、８％Ｓｉおよ
びＣの群から選ばれる１　ｆｉｔまたは２　ｆｉ１以上
の元素とＰとの合計が１０−２３原子％であって、実質
的残部としてＦｅおよびＣＯの１　ｆｆｌまたは２ｆ！
！からなり、合計を１００原子％とする高耐食アモルフ
ァス合金。

（１５）　　１５原子％以上のＴａ、０．０５原子％以
上のＰおよび２原子％以上のＮｉを含み、Ｔｉ％２「お
よびＣｒの群から選ばれる１種または２種以上の元素と
Ｔａとの合計が２０−５０原子％であって、かつ、Ｂ、
ＳｔおよびＣの群から選ばれる１種または２　ｆｆｉ以
上の元素とＰとの合計が１０−２３原子％であって、実
質的残部としてＦｅおよびＣＯの１種または２種からな
り、合計を１００原子％とする高耐食アモルファス合金
。

（１６）　　８原子％以上のＴａ、０．０５原子％以上
のＰおよび２原子％以上のＮｉを含み、ＴａとＮｂの合
計が１６原子％以上であって、Ｔｉ、ＺｒおよびＣｒの
群から選ばれる１種または２ｆ、！以上の元素とＴａ、
Ｎｂとの合計が２０−５０原子％であって、かつ、８％
ＳｉおよびＣの群から選ばれる１　ｆｆｆｉまたは２種
以上とＰとの合計が１０−２３原子％であり、実質的残
部としてＦｅおよびＣＯの１　ｆｆｆｉまたは２種から
なり、合計を１００原子％とする高耐食アモルファス合
金。

更に、本発明者らは、上記の合金以外にも、濃塩酸のよ
うな酸化力じ乏しく過酷な腐食性酸中でも安定な保護被
膜を形成する高耐食性を備えたアモルファス合金が得ら
れることを見出し、特願昭６１−２２５６７７号として
下記の合金を出願した。

Ｔａ及びＮｂのいずれか１種あるいは２種とＴｉ及びＮ
ｉを含み、実質的残部としてＣｕよりなる合金であって
、５原子％以上のＴａあるいは１５原子％以上のＮｂの
いずれかを含みＴａ及びＮｂのいずれか１種又は２種と
Ｔｉとの合計で３０−６２．５ｆ！子％とし、Ｔａ及び
Ｎｂのいずれか１種又は２種の−０，６倍ないし４倍の
Ｎｉと、Ｔｉの０．６倍ないし４倍のＣｕがらなり全体
を１００原子％とする高耐食アモルファス合金。

［発明が解決しようとする課題］濃塩酸は酸化力が乏しくかつ穏やかな環境では金属材料
を保護する不働態皮膜を容易に破壊するため特に腐食性
が激しく、安全に使用し得る金属材料がない。したがっ
て、通常の金属材料の使用がきわめて困難なこのような
腐食性環境において、使用に耐える新しい金属材料の出
現が切望されてきた。

本発明の目的は、濃塩酸のように非酸化性で金属を不働
態化しにくく、かつ極めて過酷な腐食性を備えた環境に
耐える合金を提供することにある。

［課題を解決するための手段コ請求項（１）の高耐食アモルファス合金は、Ｚｒ及び／
又はＮｂを３０〜７０原子％含み、残部は実質的にＮｉ
からなる合金であって、スパッタ法により作製されたこ
とを特徴とする請求項（２）の高耐食アモルファス合金
は、Ｚｒ及び／又はＮｂを２０原子％以上含み、Ｔｉ、
Ｗ及び１０原子％未満のＴａよりなる群から選ばれる１
種又は２種以上を、Ｚｒ及び／又はＮｂとの合計で３０
〜７０原子％含み、残部は実質的にＮｉからなる合金で
あって、スパッタ法により作製されたことを特徴とする
。

通常、合金は固体状態では結晶化しているが合金組成を
限定して溶融状態から超急冷凝固させるなど、固体形成
の過程で原子配列に長周期的規則性を形成させない方法
を適用すると、結晶構造を持たず、液体に類似したアモ
ルファス構造が得られ、このような合金をアモルファス
合金という。

アモルファス合金は、多くは過飽和固溶体の均一な単相
合金であって、従来の実用金属に比べて著しく高い強度
を保有し、かつ組成に応じて異常に高い耐食性をはじめ
種々の特性を示す０本発明者らは、このようなアモルフ
ァス合金の特性を活用する研究を行なった結果、沸騰濃
硝酸あるいは更に酸化剤を含むような過酷な腐食性環境
で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出し、特願昭
６０−５１０３６号として特許出願し、更に、沸騰濃塩
酸のような過酷な腐食性環境で使用し得る高耐食アモル
ファス合金を見出し、特願昭６０−１７２８６０号及び
特願昭６０−１７２８６１号及び特願昭６１−２２５６
７７号として特許出願した。前述のように、濃塩酸は非
酸化性で特に腐食性が激しく、合金自体が安定な不働態
皮膜を形成する能力を持たないと耐食性は得られない。

本発明者らは、アモルファス合金の種々の特性を検討し
ながら更に研究を行なった結果、前記特願昭６０−５１
０３６号、６０−１７２８６０号、６０−１７２８６１
号及び６１−２２５６７７号に記載の合金以外に、液体
急冷法で作製した場合には十分な耐食性が得られないが
、スパッタ法を適用して作製することによって、濃塩酸
のような酸化力に乏しく過酷な腐食性酸中でも安定な保
護皮膜を形成する、高耐食性を備えたアモルファス合金
が得られることを見出し、本発明を達成した。

本発明は、特許請求の範囲に示す発明からなるものであ
るが、次の第１表に本発明の構成元素及び含有率を示す
。

第１表　本発明合金の組成（原子％）中１＊２中３中４Ｚｒ及びＮｂのいずれか１種又は２種Ｔｉ、Ｗ、Ｔａのうち少なくとも１２！、但しＴａは１
０原子％未満実質的にＮｉＺｒ及びＮｂのいずれか１　ｆｆｆｉ又は２　ｆｌの群
とＴｉ、Ｗ及び１０原子％未満のＴａのうち少なくとも
１　ｆｉの群との合計［作用］上記組成の合金をスパッタデポジションさせる方法によ
って得られるアモルファス合金は、上記第１表の各元素
が均一に固溶した単相合金である。そのため、本発明の
アモルファス合金には、極めて均一で高耐食性を保証す
る保護皮膜が形成される。

酸化力の乏しい濃塩酸溶液中で金属材料は容易に溶解す
るため、このような環境で金属材料を使用するためには
、安定な保護皮膜を形成する能力を金属材料に付与する
必要がある。これは、有効元素を必要量含む合金を作る
ことによって実現される。しかし、結晶質金属の場合、
多種多量の合金元素を添加すると、しばしば化学的性質
の異なる多相構造となり、所定の耐食性が実現し得ない
ことがある。また、化学的不均一性の発生はむしろ耐食
性に有害である。

これに対し、本発明のアモルファス合金は均一固溶体で
あり、更に、本発明のアモルファス合金は、安定な保護
皮膜を形成させ得る所要量の有効元素を均一に含むもの
であるため、このようなアモルファス合金には、均一な
保護皮膜が生じ、十分に高い耐食性を発揮する。

ところで、本発明の合金のように高融点金属を含む合金
では、該高融点金属の化合物が特に高融点であるため、
溶融急冷法によってアモルファス合金を作製する際に、
しばしば完全に熔融せず、液体急冷法で作製したアモル
ファス合金には、Ｘ線回折では検出し得ないような微細
粒として高融点金属化合物が含まれることがある。これ
は、液体急冷法で作製したアモルファスＮｉ−Ｚｒ合金
などが塩酸のような激しい腐食性環境で侵され易い原因
となっている。

これに対し、原子状の粒子を集めてアモルファス合金を
作製するスパッタ法では、スパッタの際にターゲットに
存在する高融点金属化合物をも破壊するために、理想的
に均一なアモルファス合金が生じ、Ｎｉ−Ｚｒを主体と
するアモルファス合金でも塩酸中で自己不働態化して侵
され難くなり、またＮｉ−Ｎｂを主体とする合金の場合
にも、液体急冷法で作られる合金より更に耐食性の高い
合金が得られるのである。

酸化力の弱い高温の濃塩酸に耐える金属材料が備えるべ
き条件は、非酸化性環境で安定な保護皮膜を形成し得る
高い保護皮膜形成能力を持つと共に、安定な保護被膜を
均一に形成し得る均一性を材料が備えていることである
。これは本発明の組成の合金をスパッタ法で作製するこ
とにより実現され、また合金がスパッタにより作製され
てアモルファス構造を有することは、複雑な組成の合金
を単相固溶体として作成することを可能にし、均一な保
護皮膜形成を保証するものであるスパッタ法はアモルフ
ァス合金を作る一つの方法であって、一般に、作製しよ
うとするアモルファス合金と平均組成が等しいが、単相
ではない複数の結晶相からなるターゲットを焼結や溶融
によって作製して用いたり、作製しようとするアモルフ
ァス合金の主成分からなる金属板に合金化しようとする
元素を載せたり埋め込んだりして得られるターゲットを
用いたりするなどして、容易に所望のアモルファス合金
を製造することができる。

従って、例えば、Ｎｉ板にＺｒ及びＮｂの何れかあるい
はこの両者を載せたり埋め込んだりしたターゲットを用
いるスパッタ法によって、高耐食性を備えた本発明のア
モルファスＮｉ−Ｚｒ。

Ｎｉ−Ｎｂ又はＮｉ−Ｚｒ−Ｎｂ合金を得ることカテキ
る。この場合、生成するアモルファス合金に場所による
不均一性の発生を避けるために、例えば、第１図に示す
如く、スパッタ装置チャンバ４内で複数のサブストレイ
ト２をチャンバの中心軸の回りに公転させると共に（図
中、１はサブストレイトの公転軸である。）、サブスト
レイト２自体も自転させることが望ましい。図中、３は
ターゲットである。

このような方法により、生成するアモルファス合金中の
合金元素の濃度を自由に変えることもできる。更に、Ｎ
ｉにＺｒやＮｂと共に、Ｔｉ、ＷやＴａを埋め込んだり
載せたりしたターゲットを用いるなど、様々なターゲッ
トと方法を組合せることによって、Ｎｉ−Ｚｒ、Ｎｉ−
Ｎｂ、Ｎｉ　−Ｚｒ−Ｎｂ、　　Ｎｉ−Ｚｒ−Ｔｉ、　
　Ｎｉ−Ｚｒ　　−Ｗ、　　Ｎｉ−Ｎｂ−Ｔｉ、　　Ｎ
１−Ｎｂ−Ｗ、　　Ｎｉ　　−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔｉ、　　
Ｎｉ−Ｚｒ−Ｎｂ　　−Ｗ、　　Ｎｉ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔ
ｉ　　−Ｗ、　　Ｎｉ−Ｚｒ−Ｔａ。

Ｎ　　１−Ｎｂ−Ｔａ、　　Ｎ　　１−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔ
ａ。

Ｎｉ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔｉ−Ｔａ、　　Ｎｉ−Ｚｒ　　−
Ｗ−Ｔａ、　　Ｎｉ−Ｚｒ−Ｔｉ　　−Ｗ−Ｔａ、　　
Ｎｉ　　−Ｎｂ−Ｔｉ−Ｔａ、　　Ｎｉ−Ｎｂ　　−Ｗ
−Ｔａ、　　Ｎｉ−Ｎｂ−Ｔｉ　　−Ｗ−Ｔａ、　　Ｎ
ｉ−Ｚｒ−Ｎｂ　　−Ｔｉ−Ｗ−Ｔａ等の高耐食アモル
ファス合金が得られる。２つのターゲットを用いる方法
においては、特にサブストレイトの公転と自転が、均一
なアモルファス合金を作成するために必要である。

前述の如く、スパッタ法で作成した本発明の組成の合金
は前記各元素が均一に固有した単相のアモルファス合金
である。均一固溶体である本発明のアモルファス合金に
は、極めて均一で高耐食性を保証する保護被膜が形成さ
れる。

即ち、酸化力の弱い高温の濃塩酸に耐える金属料が備え
るべき条件は、前述の如く、非酸化性環境で安定な保護
被膜が材料に均一に生じる高い保護被膜形成能力を持つ
ことである。これは本発明の合金組成で実現され、また
合金がアモルファス構造を有することは、複雑な組成の
合金を単相固溶体として作成することを可能にし、均一
な保護被膜形成を保証するものである。

次に、本発明における各成分組成を限定する理由を述べ
る。

Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａはいずれも非酸化性の酸中
で保護被膜を形成して耐食性を担う元素であり、これら
の元素を３０〜７０原子％含むＮｉ基合金は、スパッタ
法で容易にアモルファス構造になる。従って、本発明の
請求項（１）においては、Ｚｒ及び／又はＮｂを３０〜
７０原子％含む必要があり、また本発明の請求項（２）
においては、Ｚｒ及び／又はＮｂとＴｉ、Ｗ、Ｔａの少
なくとも１種との合計を３０〜７０原子％含む必要があ
る。この場合、Ｚｒ及び／又はＮｂの全量をＴｉ、Ｗ、
Ｔａで置換すると十分な耐食性が得られないため、本発
明の請求項（２）においてＺｒ及び／又はＮｂを２０原
子％以上含む必要がある。ところで、Ｎｉ、Ｔａを主成
分とするアモルファス合金は本来高耐食性であるが、本
発明の請求項（２）においてＴａは１０原子％未満とす
る。Ｎｉは、本発明の合金の実質的残部をなすが、Ｔｉ
、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等の高融点金属と合金を形成し
アモルファス化するための元素であって、本発明におい
てはアモルファス化のためにＮｉは３０原子％以上含む
必要がある。

［実施例］以下、具体的な実施例について説明する。

実施例１直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍのＮｉ円板上の中心から半
径２９ｍｍの円周上に、直径２０ｍｍ。

厚さ１ｍｍのＺｒ円板を４個及び６個載せたものをそれ
ぞれターゲットとし、第１図に示した装置を用い、Ａｒ
を５ｍｆＬ／ｍｉｎの速度で流しながら２Ｘ１０−’Ｔ
ｏｒｒの真空に保ち、自転ならびに公転している３０４
ステンレス鋼及びガラスのサブストレイト２に各々スパ
ッタデポジションを行った。Ｘ線回折の結果、生じた合
金はアモルファスであることが確認され、またＸ線マイ
クロアナライザーを用いた分析によってその組成はＮｉ
−３７，３原子％Ｚｒ及びＮｉ−６７，５原子％Ｚｒ合
金であることが明らかになった。

これらの合金は３０℃のＩＮのＨＣｊ２中で自己不働態
化しており、極めて高い耐食性を示した。

これに対し、スパッタ法に用いたＮｉとＺｒを原料とし
て、アルゴンアーク溶解法によってＮｉ−Ｚｒ母合金を
作製し、この母合金から液体急冷法によって作製したア
モルファスＮｉ−６４原子％Ｚｒ合金は、３０℃のＩＮ
のＨＣＪＺ中で活性溶解し、孔食を受けた。

この結果から、スパッタ法で作製した本発明の合金が、
液体急冷法で作製した対応する組成のアモルファス合金
より著しく高い耐食性を備える、高耐食性アモルファス
合金であることが判明した。

実施例２直径ｆｏｏｍｍ、厚さ８ｍｍのＮｉ円板上の中心から半
径２９ｍｍの円周上に、直径２０　ｍｍ。

厚さ１ｍｍのＮｂ円板を４個載せたものをターゲットと
し、第１図に示した装置を用い、Ａｒを５ｍｌ／ｍｉｎ
の速度で流しながら２×１０″′４Ｔｏｒｒの真空じ保
ち、自転ならびに公転している３０４ステンレス鋼及び
ガラスのサブストレイト２にスパッタデポジションを行
った。Ｘ線回折の結果、生じた合金はアモルファスであ
ることが確認され、またＸ線マイクロアナライザーを用
いた分析によってその組成はＮｉ−３４原子％Ｎｂ合金
であることが明らかになった。

これらの合金は３０℃の６Ｎ　　ＨＣｆ中で自己不働態
化しており、極めて高い耐食性を示し、例えば０．５Ｖ
　（ＳＣＥ）における不働態保持電流密度は、０．１５
Ａ／ｌＴ１″であった。

一方、スパッタ法に用いたＮｉとＮｂを原料として、ア
ルゴンアーク溶解法によってＮｉ−Ｎｂ母合金を作製し
、この母合金から液体急冷法によって作製したアモルフ
ァスＮｉ−３５原子％Ｎｂ合金について調べた結果、こ
の合金は３０℃の６ＮのＨＣｌ１中で自己不働態化して
いるが、０．５Ｖ　（ＳＣＥ）における不働態保持電流
密度はＩ　Ａ　／　ｃ　ｒｄであった。

この結果から、スパッタ法で作製した本発明の合金が、
液体急冷法で作製した対応するアモルファス合金より、
著しく高い耐食性を備えている高耐食アモルファス合金
であることが判明した。

実施例３直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍのＮｉ円板上の中心から半
径２９ｍｍの円周上に、Ｚｒと共にＮｂ、Ｔｉ、Ｗの３
種の内の１種以上を等間隔で載せた種々のターゲットを
用意し、第１図に示す装置を用い、Ａｒを５ｍｕ／ｍｉ
ｎの速度で流しなから２Ｘ１０−’Ｔｏｒｒの真空に保
ち、自転ならびに公転している３０４ステンレス鋼及び
ガラスのサブストレイトにスパッタデポジションを行っ
た。Ｘ線回折の結果、生じた合金Ｎｏ、３−１〜３−１
２はいずれもアモルファスであることが確認された。Ｘ
線マイクロアナライザーを用いた分析によってその組成
を解析した。得られた合金Ｎｏ、３−１〜３−１２の組
成を第２表に示す。

第２表これらの合金は３０℃のＩＮのＨＣｊＺ中で自己不働態
化しており、極めて高い耐食性を示した。

これに対し、スパッタ法に用いたＮｉとＺｒ。

Ｔｉ、Ｗを原料として、アルゴンアーク溶解法によって
種々の母合金を作成し、この母合金から液体急冷法によ
って各々、第２表に示す組成となるように作製したアモ
ルファス合金は、いずれも３０℃のＩＮのＨＣｆ中で活
性溶解し、孔食を受けた。

この結果から、スパッタ法で作製した本発明の合金が、
液体急冷法で作製した対応する組成のアモルファス合金
より著しく高い耐食性を備える、高耐食アモルファス合
金であることが判明した。

実施例４直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍのＮｉ円板上の中心から半
径２９ｍｍの円周上に、Ｚｒ、Ｔｉ。

Ｗの３種の金属の内１　ｆ１以上を等間隔で載せた種々
のターゲットを用意し、第１図に示した装置を用い、Ａ
ｒを５ｍｉ／ｍｉｎの速度で流しながら２ｘｌＯ−’Ｔ
ｏｒｒの真空に保ち、自転ならびに公転している３０４
ステンレス鋼及びガラスのサブストレイトにスパッタデ
ポジションを行った。

Ｘ線回折の結果、生じた合金Ｎｏ、４−１〜４−５はい
ずれもアモルファスであることが確認された。Ｘ線マイ
クロアナライザーを用いた分析によってその組成を解析
した。得られた合金Ｎｏ。

４−１〜４−５の組成を第３表に示す。

第３表これらの合金は３０℃の６ＮのＨＣｌ２中で自己不働態
化しており、極めて高い耐食性を示し、例えば０．５Ｖ
　（ＳＣＥ）における不働態保持電流密度は０．２Ａ／
ｍ’以下であった。

一方、スパッタ法に用いた金属を原料として、アルゴン
アーク溶解法によって種々の母合金を作成し、この母合
金から液体急冷法によって各々、第３表に示す組成とな
るように作製したアモルファス合金は、いずれも３０℃
の６Ｎ　　ＨＣＪ２中で自己不働態化しているが、０．
５Ｖ　（ＳＣＥ）における不働態保持電流密度は１．５
Ａ／ｃｒｎ”以上であった。

実施例５直径１００ｍｍ、厚さ６ｍｍのＮｉ円板上の中心から半
径２９ｍｍの円周上に、Ｗ、Ｔｉ。

Ｔａの金属の内の２ｆ！！以上とＺｒ及び／又はＮｂと
を組み合せて等間隔で載せた種々のターゲットを用意し
、第１図に示した装置を用い、Ａｒを５　ｍ　１２　／
　ｍ　ｉ　ｎの速度で流しなから２Ｘ１０−’Ｔｏｒｒ
の真空に保ち、自転ならびに公転している３０４ステン
レス鋼及びガラスのサブストレイトにスパッタデポジシ
ョンを行った。Ｘ線回折の結果、生じた合金Ｎｏ、５−
１〜５−６はいずれもアモルファスであることが確認さ
れた。Ｘ線マイクロアナライザーを用いた分析によって
その組成を解析した。得られた合金Ｎｏ、５−１〜５−
６の組成を第４表に示す。

第４表これら合金は３０℃の１２ＮのＨＣｆＬ中で自己不働態
化しており、極めて高い耐食性を示し、例えば０．５Ｖ
　（ＳＣＥ）における不働態保持Ｎ流密度はＩＡ／ｎ１
！以下であった。

一方、スパッタ法に用いた金属を原料として、アルゴン
アーク溶解法によって種々の母合金を作製し、この母合
金から液体急冷法によって、各々、第４表に示す組成と
なるように作製したアモルファス合金は、いずれも３０
℃の１２ＮのＨＣｆＬ中で自己不働態化しているが、０
．５Ｖ（ＳＣＥ）における不働態保持電流密度は１．５
Ａ　／　ｃ　ｒｎ”以上であった。

［発明の効果コ以上詳述した通り、本発明のアモルファス合金は、スパ
ッタ法で容易に作製されるＺｒ或はＮｂを必須元素とし
て含むアモルファスＮｉ−耐熱金属合金であって、酸化
力の乏しい塩酸のような激しい腐食性環境においても安
定な保護被膜を形成して自己不働態化する高耐食アモル
ファス合金である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアモルファス合金の作製に好適なス
パッタ装置の一例を示す概略図である。１・・・サブストレイトの公転軸、２・・・自申云するサブストレイト、３・・・ターゲット、　　４・・・チャンバ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｚｒ及び／又はＮｂを３０〜７０原子％含み、残
部は実質的にＮｉからなる合金であって、スパッタ法に
より作製されたことを特徴とする高耐食アモルファス合
金。
（２）Ｚｒ及び／又はＮｂを２０原子％以上含み、Ｔｉ
，Ｗ及び１０原子％未満のＴａよりなる群から選ばれる
１種又は２種以上を、Ｚｒ及び／又はＮｂとの合計で３
０〜７０原子％含み、残部は実質的にＮｉからなる合金
であって、スパッタ法により作製されたことを特徴とす
る高耐食アモルファス合金。