非晶形薄膜的形成装置及形成方法
【专利摘要】本发明提供一种在形成大面积的非晶形薄膜方面有利的大型的形成装置、及使用该装置而进行的非晶形薄膜形成方法。该非晶形薄膜的形成装置从喷射机向基材喷射含有材料粒子的火焰，通过火焰使该材料粒子熔融后，将该材料粒子及火焰从达到基材之前开始用冷却气体进行冷却，其中，以使含有材料粒子的所述火焰的横截面为横长的方式在喷射机的前面沿直线连续地设置材料粒子喷射口(11)及火焰喷射口(12)。而且，在夹着这些材料粒子喷射口(11)及火焰喷射口(12)的两侧的位置，沿所述直线连续地设置用于对火焰进行整流并使其冷却的惰性气体的喷射口(13)，并且，在夹着惰性气体的喷射口(13)的两侧的位置，沿所述直线连续地设置用于冷却火焰的液体雾的喷射口(14)。
【专利说明】非晶形薄膜的形成装置及形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过喷射而在基材(母材)的表面形成非晶形(非晶质。含有金属玻璃)的薄膜的非晶形薄膜的形成装置及形成方法，尤其涉及能够形成大面积的非晶形薄膜的大型的形成装置和使用该装置的形成方法。
【背景技术】
[0002]作为通过热喷涂在基材的表面形成非晶形薄膜的装置，有下述专利文献I所示的装置。该装置大致为图11所示的结构。即:
[0003]?通过热喷涂枪使含有材料粒子(粉末)的火焰朝向基材喷射，通过火焰使该材料粒子熔融后，将材料粒子及火焰从它们到达基材之前起用冷却气体进行冷却的装置。
[0004].在热喷涂枪的火焰的喷射路径中的使材料粒子熔融的区域(火焰的大致前半部分)设置隔开火焰和大气的筒状体，沿该筒状体与筒状体一体地形成上述冷却气体的流路。
[0005].作为热喷涂枪，使用与粉末式火焰热喷涂用相同的热喷涂枪，作为冷却气体，使用氮、惰性气体、空气、液体雾混合气体、其它气体中的任意一种。
[0006]图11所示的现有的非晶形薄膜形成装置有如下的作用效果。
[0007].由于在达到基材之前通过冷却气体对火焰进行冷却，所以容易使材料粒子非晶形化，对于高融点且过冷却温度区域窄的金属，也能够作为非晶形薄膜而形成于基材上。
[0008]. 由于未采用高速火焰热喷涂的方式，所以材料粒子滞留于火焰中的时间延长，材料粒子容易完全熔融，从这一点来看，对于高融点且过冷却温度区域窄的金属玻璃以外的非晶形合金而言也能够形成薄膜。
[0009].由于装置被紧凑地构成，所以其处理容易，能够顺畅地进行在现场的非晶形薄膜的形成。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特许第4579317号公报
【发明内容】
[0013](发明要解决的问题)
[0014]上述的现有装置虽然具有对于不限于金属玻璃等的各种合金能够形成高品质的非晶形薄膜的优点，但是在形成大面积的非晶形薄膜方面效率不高。原因在于，通常情况下火焰的直径不过30mm左右、可制作的幅宽不过7mm左右，因此，如果不使装置在基材上的接近区域往复几次等的话，就不能形成大面积的薄膜。
[0015]当使装置往复等而在基材上的接近区域进行多次的热喷涂时，会导致基材的温度上升，因此，必须要适宜控制装置的移动速度及往复的时间间隔、基材的冷却等，非晶形薄膜未必能够顺畅地形成。另外，当增大火焰而扩展其横截面时，虽然可进行大面积的热喷涂，但由于在该横截面内火焰温度等的不均一性增大等，因此作为工业用材料的高产出、高品质且均一的非晶形薄膜的形成变得困难。
[0016]本发明鉴于以上的观点，提供在形成大面积的非晶形薄膜方面有利的大型的形成
目.-rf* ο
[0017](解决技术问题的技术方案)
[0018]根据发明的非晶形薄膜的形成装置，其为由喷射机朝向基材喷射含有材料粒子的火焰，利用火焰使该材料粒子熔融后，将该材料粒子及火焰从达到基材之前开始由冷却气体进行冷却的非晶形薄膜的形成装置，以如下点为特征。该装置大致为图1所示的结构。即:
[0019]a)以使含有材料粒子的所述火焰的横截面为横长(即，相比一方向的尺寸，与其成直角方向的尺寸大。因此，包含观察的朝向不同的纵长的结构)的方式，在喷射机的前面沿直线连续地设置材料粒子喷射口及火焰喷射口，( “连续地设置”是指多个喷射口彼此密接并且以狭窄的间隔排列配置，或者作为狭缝状延伸的开口而设置喷射口。以下相同)。
[0020]b)在夹着这些材料粒子喷射口及火焰喷射口的两侧的位置，沿所述直线连续地设置用于对火焰(含有材料粒子的火焰)进行整流并使其冷却的惰性气体(包含氮气)的喷射口。
[0021]c)在夹着所述材料粒子喷射口、火焰喷射口及惰性气体的喷射口的两侧的位置，沿所述直线连续地设置用于冷却火焰(含有材料粒子的火焰)的雾(液体雾，例如水雾)的喷射口。
[0022]这种装置具有如下的作用效果。
[0023]?与图11 (所述专利文献I)所示的现有的装置相同，在达到基材之前由冷却气体对火焰进行冷却，因此，能够将材料粒子非晶形化，对于高融点、过冷却温度区域狭窄的金属，也能够在基材上作为非晶形薄膜而形成。也能够形成金属玻璃薄膜。
[0024].由于为使含有材料粒子的所述火焰的横截面为横长的大型的装置，所以通过使装置(或基材)在与其长度方向成直角的方向上移动I回或少数次，能够在基材上形成大面积的非晶形薄膜。火焰的横截面由于仅增大一方向的尺寸，所以与增大直径等的情况不同，在横截面内难以产生温度等的分布，因此容易实现均一的薄膜形成。
[0025].在含有材料粒子的火焰的两外侧形成整流及冷却用的惰性气体的喷射流，进而在其两外侧形成冷却用的雾的喷射流。通常，如果不对火焰进行整流，则材料粒子流紊乱而不能适宜到达基材上，除此之外，由于外气还被卷入火焰中，所以非晶形薄膜的品质降低。另外，如果不能充分冷却火焰，则材料粒子的冷却速度不充分，不能使其非晶形化。如上述形成惰性气体及雾的喷射流时，能够适宜且充分地进行这样的整流及冷却。
[0026].但是，适宜且充分地进行火焰的整流及冷却是因为如上述那样使用惰性气体和雾这双方，仅流通惰性气体或者仅流通雾的话，不能良好地进行整流和冷却。也就是说，与为了横截面成为横长而大型化相伴随，火焰的火力比以往增大，仅在火焰的外侧流通惰性气体的话，由于惰性气体量增大而使冷却效率恶化，因此充分地冷却火力增大的火焰变得困难。另一方面，仅流通雾的话，不能伴随该雾相变化或化学变化而进行整流，火焰变得紊舌L。只有在紧邻火焰的外侧流通惰性气体，进行其整流化和部分的冷却，在其更外侧和内部流通雾，强力地补充进行火焰的冷却，才能够适宜且充分地进行火焰的整流及冷却。[0027]发明的装置中，优选如下构成:雾的喷射口，其角度以喷射的雾接近所述火焰(即从两侧的位置喷射的雾在前方交叉)的方式而被决定，且该角度能够自由地变更。
[0028]如果雾的喷射口的角度如上所述而被决定，雾从夹着含有材料粒子的火焰的两侧的位置以接近所述火焰的方式而被喷射的话，雾和火焰可靠地接触，因此，实现上述的充分的冷却。
[0029]另外，如果雾的喷射口的所述角度能够变更的话，则能够调整对于火焰的冷却的强度。关于发明的装置，期望通过变更材料粒子的化学成分而能够在基材上形成各种合金的非晶形薄膜等。在上述的各种合金中，既有特别需要高速冷却的，也有如金属玻璃等的通过比较缓慢的冷却而非晶质化的。如果雾的喷射口的角度能够变更，且如上述能够调整冷却强度的话，则对于上述的各种合金能够进行非晶形薄膜的形成。通过变更该角度，也能够变更火焰的横截面(的短边尺寸)，由此，也能够控制形成的非晶形薄膜的厚度及性状(包含非晶形化的比例)。
[0030]更优选的是，对于所述惰性气体及雾，能够分别变更喷射的压力。
[0031]如果能够变更这些各喷射压力的话，则能够调整对于火焰的整流的强度和冷却的强度，因此，在基材上适宜地形成各种合金的非晶形薄膜方面更有利。例如如果提高惰性气体的压力并降低雾的压力的话，则冷却强度减弱，如果降低惰性气体的压力并提高雾的压力的话，则冷却强度增加。后者的情况下，如果使雾的角度偏向火焰倾斜的话，则雾对于火焰的接触变得显著，进一步增强火焰的冷却。
[0032]发明的装置更优选的是，作为所述雾而喷射水雾，在其喷射时，向所述火焰喷射口供给并从火焰喷射口喷射的氧为完全燃烧所需的氧量的50~80%。
[0033]作为雾而使用水雾,成本最低,且冷却效果也优异。但是,使用水雾时,存在因与火焰的接触而雾被分解为氧和氢、使火焰中的氧量趋于过剩的情况。
[0034]发明的装置，伴随大型化，其火力比一般的热喷涂枪强，因此，水雾分解而产生氧，使火焰中的氧量过剩，在非晶形薄膜中容易生成氧化物。因此，如上所述，减少从火焰喷射口喷射的氧的量，设为完全燃烧所需的氧量的50~80% (例如由丙烷气执行，形成还原火焰)。据此，能够避免火焰中的氧量过剩，能够在基材上形成不含(或少含)火焰和材料反应得到的氧化物的非晶形薄膜。进而，原本存在于材料中的氧化物也被还原，形成氧化物更少的非晶形薄膜。此外，从火焰喷射口喷射的氧的量根据使用的水雾的量及火焰的温度等在所述50~80%的范围内适宜设定。
[0035]关于发明的装置，可以以如下方式进行惰性气体及雾的各喷射:所述惰性气体及雾能够以40万~100万。C /秒的速度冷却含有材料粒子的火焰。
[0036]这是因为通过将含有材料粒子的火焰以这样的速度进行冷却，能够将在火焰中熔融的材料粒子非晶形化而形成基材的薄膜。但是，即使在不以上述的速度冷却的情况下，也能够在基材上形成金属玻璃等薄膜。
[0037]优选的是，发明的装置中的材料粒子的喷射口，关于与所述的“直线”呈直角并位于喷射机的中央(即材料粒子喷射口的配置的中央)的假想平面而对称地并连续地配置有多个，向这些喷射口的材料粒子的供给，从能够分别调整材料粒子的供给量和输送气体的流量的多个供给管(在各供给管中能够分别调整所述供给量和气体流量)穿过分支通路而进行，所述分支通路，关于所述假想平面而对称地形成，并且使从所述供给管(的下游端)到各喷射口的通路长度相同。
[0038]在使火焰的横截面成为横长的本发明的装置中，必须以在火焰的横截面的各部材料粒子的喷射量没有偏差或参差的方式均一地供给并喷射材料粒子。所述的结构为，I)材料粒子喷射口夹着喷射机的中央部分而左右对称地配置有多个，2)向这些喷射口的材料粒子的供给通路也为夹着所述中央部分而对称地形成并使长度相等的分支通路，3)材料粒子的供给，从能够分别调整粒子供给量和输送气体流量的多个供给管经所述供给通路直至喷射口。根据这种结构，对于形成横长的火焰，能够不偏向长度方向的一方(即左右任一方)地对称地喷射材料粒子，而且，能够对于多个所述供给管的各管调整材料供给量(即喷射量)。因此，能够在火焰的横截面的各部实现材料粒子的均一的喷射。此外，为了进行更均一的喷射，也可以对各喷射口的大小设置差异、或缩小所述分支通路的一部分的内径。例如，该装置大致为图2所示的结构。
[0039]所述雾的喷射口优选作为沿所述直线(材料粒子喷射口或火焰喷射口所沿设的直线)延伸的狭缝状的开口而设置。
[0040]雾的喷射口，也可以与所述的材料粒子的喷射口同样地连续地配置多个。但是，当作为狭缝状延伸的开口而设置时，具有如下优点:由于雾与喷射口的内壁碰撞的机会少，所以雾容易以粒子微小的状态而被喷射，因此，与火焰的接触面积实质上变大，对于火焰的冷却效果提闻。
[0041]发明的装置也优选为，例如可拆装地具有包围所述材料粒子喷射口、火焰喷射口及惰性气体的喷射口并向它们的前方延伸的筒状体。
[0042]从装置喷射的材料、火焰、惰性气体，因与空气的接触而引起压力/流速的降低，因此，形成的薄膜的幅宽容 易变窄(窄幅化)，或者膜厚的偏差容易增大(参照图10(a))。但是，如上所述，在具有筒状体的情况下，由于材料及火焰、惰性气体与空气接触的面积减少，因此，薄膜的窄幅化/膜厚的偏差增大被抑制(参照图10(b))，在形成幅宽大的均一的非晶形薄膜方面是有利的。
[0043]不过，由于薄膜的窄幅化或膜厚的偏差增大，根据装置所使用的燃烧气体的量或形成的薄膜的幅宽尺寸等而不同，因此，优选所述的筒状体根据薄膜的形成条件而能够进行安装或拆卸。
[0044]发明的装置能够构成如下:含有材料粒子的所述火焰的横截面的长度尺寸为150mm以上(例如约300mm。该横截面的短边尺寸例如约30mm),沿所述直线形成的惰性气体的喷射口及所述雾的喷射口的连续的长度尺寸(包含多个喷射口密接并连续地存在时的两端间的长度)也为150mm以上(例如约300mm)。
[0045]如果是火焰的横截面为如上的横长的大型的装置的话，则能够在基材上高效地形成大面积的非晶形薄膜。另外，在这种大型的装置的情况下，如上所述，在紧邻火焰的外侧流通惰性气体，进行火焰的整流和部分的冷却，在其更外侧流通雾来强力补充火焰的冷却，对于非晶形薄膜的形成而言是不可或缺的，本申请发明的意义变得显著。
[0046]根据发明的非晶形薄膜的形成方法，其特征在于，使用所述的非晶形薄膜的形成装置，根据材料粒子的(从而形成的非晶形薄膜的)化学成分变更所述雾的喷射口的角度、以及所述惰性气体及雾的喷射压力。
[0047]通过如上构成，能够适宜形成化学成分等不同的各种非晶形合金的薄膜。这是因为，通过变更所述雾的喷射口的角度及所述惰性气体及雾的喷射压力，能够将含有材料粒子的火焰进行整流，能够适宜调整其冷却强度。
[0048](发明的效果)
[0049]根据本发明，能够高效地形成大面积、均一且高品质的非晶形薄膜。包含高融点、过冷却温度区域窄的金属及金属玻璃在内，能够形成各种合金的非晶形薄膜。
【专利附图】
【附图说明】
[0050]图1是表示根据发明的非晶形薄膜形成装置I的图。图(a)是装置I的正视图(图(b)的a-a剖面图)，图(b)是侧视图(一并表示薄膜形成中的火焰等)，另外图(C)是仰视图。
[0051]图2是表示发明的装置中的材料粒子的供给管的分支通路的示意图、及表示从各喷射口(喷出口)的喷射量的分布的图表。
[0052]图3是表示发明的装置所喷射的火焰的温度测定结果的照片及图表。
[0053]图4是表示从喷射机的前面到喷射对象物的火焰的温度分布的图表。
[0054]图5是表示从喷射机的前面到喷射对象物的火焰的温度分布的图表和喷射中的火焰等的外观照片。
[0055]图6表示使 用惰性气体时的火焰的温度分布。
[0056]图7是表示使用水雾时的喷射对象物的温度分布的图表。
[0057]图8是通过制造试验而得到的非晶形合金薄板的外观照片。
[0058]图9表示非晶形合金薄板的截面显微镜照片和有关该薄板的X射线衍射分析结果O
[0059]图10是关于在喷射机的前面未安装筒状体的情况(图(a))和安装筒状体的情况(图(b))的表示薄膜的幅宽/膜厚偏差的不同的图。
[0060]图11是表示现有的非晶形薄膜形成装置的图。
[0061]符号说明
[0062]I非晶形薄膜形成装置
[0063]2喷射机
[0064]3雾喷射嘴
[0065]6筒状体
[0066]11材料喷射口
[0067]12火焰喷射口
[0068]13惰性气体喷射口
[0069]14 雾喷射口。
【具体实施方式】
[0070]图1表示根据发明的非晶形薄膜的形成装置I。该装置I以约300mm的幅宽喷射火焰a，能够进行具有相当的幅宽的大面积的非晶形薄膜的工业化形成。原理上与图11所示的现有的装置相同，按照粉末式火焰热喷涂法，将包含材料粒子的火焰a从喷射机2朝向基材(图示省略。设置于图1(a)的下方并使其移动)喷射，在利用火焰a将该材料粒子熔融后，在达到基材之前进行冷却，形成非晶质的薄膜。
[0071]装置I的具体结构如下。
[0072]以使含有材料粒子的上述火焰a的横截面为幅宽约300mm的横长的火焰的方式，在喷射机2的前面，沿着在喷射机2的幅宽方向上延长的共通的直线，分别以狭窄的间隔连续地配置有多个材料粒子喷射口 11及火焰喷射口 12。
[0073]在夹着这些材料粒子喷射口 11及火焰喷射口 12的两侧的位置，同样沿着上述直线以狭窄的间隔连续地配置有多个用于将含有材料粒子的火焰a整流并使其冷却的惰性气体(氮气)喷射口 13。
[0074]在夹着包含上述的材料粒子喷射口 11、火焰喷射口 12及惰性气体喷射口 13的喷射机2的两侧的位置，配置有用于进行火焰冷却的雾(水雾)的喷射嘴3。喷射嘴3向下具有雾喷射口 14，该喷射口 14作为沿上述直线开口的连续的狭缝而设置。
[0075]如图1(b)所示，雾喷射嘴3经由与喷射机2连结的支承件3a而装配于喷射机2。该喷射嘴3，其角度以喷射的雾接近上述火焰a并在前方交叉的方式而被向内决定，并且，以能够自由地变更该角度的方式而被安装于支承件3a。惰性气体喷射口 13，其角度也以喷射的惰性气体b接近火焰a的方式而被向内决定，通常情况下，为了增强冷却效果，对于雾c的喷射一方设置更大的角度，从而使雾c进入火焰a。
[0076] 图1中的符号21是用于将材料粒子与载运气体(氮气等)一同供给的供给管(计3根)。材料粒子从供给管21通过形成于喷射机2的内部的分支路径26而被分配，分别从材料喷射口 11被喷射。符号22、符号23是火焰a的燃料即丙烷气及氧等的供给管，另外，符号24是进行火焰的冷却及整流的惰性气体b的供给管(有关用于上述雾的供给管省略图示)。通过这些供给管进行的供给，可以分别变更单位时间的量，并且，惰性气体b及雾c的喷射压力也可以进行变更。由于火焰a幅宽且火力强，所以喷射的雾被分解而产生氧，因此，为了避免火焰a的氧过剩，送向供给管22的氧被抑制在燃料气体完全燃烧所需的量的50 ~80%。
[0077]对于各气体及材料粒子等可以如上述那样变更流量、压力、及上述的雾c的喷射角度，因此，在该装置I中，能够适宜调整火焰a的冷却速度。该调整根据喷射的合金的化学成分(因而为材料粒子的化学成分)等进行，在喷射金属玻璃等的情况下，减缓冷却，在高融点且过冷却温度区域窄的金属的情况下，将冷却速度提高至40万~100万。C /秒的程度。
[0078]为了通过装置I在基材表面形成非晶形薄膜，例如，将带状的薄板基材沿水平的一定方向输送，在其表面上，从隔开数百mm的间隔而配置于上方的装置I进行喷射。如果使装置I的幅宽(长边)方向与该基材的输送方向成直角的话，则能够高效地形成幅宽约300mm的大面积非晶形薄膜。
[0079]图2是关于3根供给管中的I根而表示装置I中的材料粒子的供给管21和与其相通的分支通路26的示意图。图表表示从上游流通材料粒子和输送气体时的各喷射口的材料粒子的回收重量。从上游到达喷射口的供给管的结构为将喷射口夹着喷射机的中央部分而左右对称地配置有多个的结构，到达这些喷射口的材料粒子的供给通路也成为夹着上述中央部分而对称地形成的并且长度相等的分支通路。因此，在图表中，可知能够不偏向长度方向的一方(即，左右任一方)地对称地喷射材料粒子。可知:为了进行更均一的喷射，通过实施缩小上述分支通路的图中部分a、部分b的内径的对策，得到图表的对策后的结果，消除了喷射量的参差。
[0080]以下，介绍有关发明的非晶形薄膜形成装置(图1的装置I)的各种测定结果。
[0081]图3表示发明的装置喷射的火焰的温度测定结果。图中的照片是喷射的火焰，测试2、3中将上述雾(用于冷却火焰的水雾)与火焰一同喷射。图表的横轴表不距喷射机前面的喷射距离，火焰的温度测定在测试I中以喷射距离750mm进行，在测试2中以150mm、250mm、350mm进行，在测试3中以350mm、450mm进行，且将上述情况进行比较。图表表示根据该温度测定结果的喷射气体温度分布。喷射气体的温度超过1200°C的情况，在测试I中为喷射距离750mm，在测试2中为150mm，在测试3中为350mm。在测试2、3中，冷却的结果是喷射气体温度降低至100°C。但是，可知由于改变了上述水雾的喷射压力及喷射的雾的角度，该喷射气体的形态、以及温度分布呈现不同的样态。此外，从1200°C至100°C的喷射长度，在测试3中为100mm。喷射气体的速度为30~10m/秒，因此，该情况下，可知喷射气体的冷却速度为30万~100万。C /秒。
[0082]图4表示从喷射机的前面至喷射对象物的火焰的温度分布。图表中进行了距喷射机的前面的喷射距离为300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm时的比较。喷射条件使氧流量变化为50Nm3/h和68Nm3/h。图表表示与前面平行的直线上的喷射气体温度分布。在氧流量50Nm3/h的情况下，喷射距离为300mm时，中央附近的温度为1000°C左右，但在氧流量68Nm3/h的情况下，在喷射距离为350mm的中央为喷射对象物熔损程度的温度(1200°C以上)， 在400mm时为700°C左右。另外，明确可知喷射气体温度随着距离逐渐降低。
[0083]图5表示从喷射机的前面到喷射对象物的火焰的温度分布和火焰的外观照片。照片中的喷射距离Omm为喷射机的前面。图表中进行了距前面的喷射距离为550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm时的比较。图表表示与喷射机的前面平行的直线上的喷射气体温度分布。可知:在550mm时为550~600°C的范围，为大致一样的温度分布，但伴随距离变化，喷射气体温度降低且温度范围增大。
[0084]图6表示将氮气用于上述惰性气体(用于对火焰整流并使其冷却的惰性气体)时的、喷射距离500mm的火焰的温度分布。在喷射条件为某种一定的前提下，进行了变更惰性气体的喷射压力时的比较。惰性气体的压力变更的结果是流量为360Nm3/h和180Nm3/h的情况，图表表示与喷射机的前面平行的直线上的喷射气体温度分布。通过变更惰性气体的喷射压力，调整冷却强度，在此，可知在喷射气体温度分布上产生相差50~100°C的影响。
[0085]图7表示将水雾用于上述雾(用于冷却火焰的雾)时的、喷射距离400mm的喷射对象物的温度分布。在喷射条件为某种一定的前提下，进行了变更水雾的喷射压力时的比较。作为喷射对象物，在薄板基材上，粉末材料使用80N1-20Cr。水雾的压力变更的结果是仅上游侧水雾流量变更为4升/分钟、6升/分钟、8升/分钟的情况、或仅下游侧水雾流量变更为8升/分钟、10升/分钟、12升/分钟的情况，图表表不喷射气体与薄板基材碰撞的部分的温度。通过变更水雾的喷射压力，调整冷却强度，可知相应于2升/每分钟，薄板基材温度最大产生相差30~60°C的影响。
[0086]此外，以上所说的“上游侧” “下游侧”是指输送作为发明的装置的喷射的对象的基材(使基材相对于发明的装置移动)前提下的、沿着输送的上游侧/下游侧。
[0087]实施例[0088]下面介绍使用图1所示的装置进行的非晶形合金薄板的制造试验。该试验中，如下所示也一并使用轧制机等。
[0089](I)试验方法
[0090]使用超急冷迁移控制喷射机(超急冷遷移制御噴射機)(图1所示的非晶形薄膜形成装置)制造厚度300 μ m、幅宽300mm的非晶形合金薄板。在试验轧制机上设置超急冷迁移控制喷射机进行制造试验。表1表示该超急冷迁移控制喷射机的试验条件。将非晶形合金喷射前的薄板基材表面温度加热至400°C，使64.5N1-10Cr-7.5Mo-18B的粉末熔融，从超急冷迁移控制喷射机进行喷射，形成非晶形合金薄膜，在将该薄膜保持在具有塑性流动性的温度域(300~520°C )状态下，以消除内部空孔且使表面平滑化的方式进行轧制，之后从基材剥离。
[0091][表 I]
[0092]表1非晶形合金薄板制造试验条件
[0093]
【权利要求】
1.一种非晶形薄膜的形成装置，其特征在于，其为从喷射机向基材喷射含有材料粒子的火焰，通过火焰使该材料粒子熔融后，将该材料粒子及火焰从达到基材之前开始冷却的非晶形薄膜的形成装置， 以使含有材料粒子的所述火焰的横截面为横长的方式，在喷射机的前面沿直线连续地设置材料粒子喷射口及火焰喷射口， 在夹着这些材料粒子喷射口及火焰喷射口的两侧的位置，沿所述直线连续地设置用于对火焰进行整流并使其冷却的惰性气体的喷射口，并且， 在夹着所述材料粒子喷射口、火焰喷射口及惰性气体的喷射口的两侧的位置，沿所述直线连续地设置用于冷却火焰的雾的喷射口。
2.根据权利要求1所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于，雾的喷射口，其角度以喷射的雾接近所述火焰的方式而被决定，并且该角度能够变更。
3.根据权利要求2所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于， 对于所述惰性气体及雾，能够分别变更喷射的压力。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于， 作为所述雾，喷射水雾，在该喷射时，从所述火焰喷射口喷射的氧为完全燃烧所需的氧量的50~80%。
5.根据权利要求1-4 中任一项所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于， 所述惰性气体及雾能够以如下方式喷射:能够以40万~100万。C/秒的速度冷却含有材料粒子的火焰。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于， 雾的喷射口作为沿所述直线延伸的狭缝状的开口而设置。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于， 具有包围所述材料粒子喷射口、火焰喷射口及惰性气体的喷射口并向它们的前方延伸的筒状体。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于， 材料粒子的喷射口，关于与所述直线呈直角并位于喷射机的中央的假想平面而对称地并连续地配置有多个， 向这些喷射口的材料粒子的供给，从能够分别调整材料粒子的供给量和输送气体的流量的多个供给管穿过分支通路而进行，所述分支通路，关于所述假想平面而对称地形成，并且使从所述供给管到各喷射口的通路长度相同。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的非晶形薄膜的形成装置，其特征在于， 含有材料粒子的所述火焰的横截面的长度尺寸为150mm以上，沿所述直线形成的惰性气体的喷射口及所述雾的喷射口的连续的长度尺寸也为150mm以上。
10.一种非晶形薄膜的形成方法，其特征在于， 使用权利要求1-9所述的非晶形薄膜的形成装置，根据材料粒子的化学成分，变更所述雾的喷射口的角度、以及所述惰性气体及雾的喷射压力。
【文档编号】B05B7/20GK104040015SQ201380004743
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2012年1月13日
【发明者】仓桥隆郎, 松本宏, 竹原润治, 福留尚寿 申请人:株式会社中山非晶质