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公開番号2024031135
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-07
出願番号2022134489
出願日2022-08-25
発明の名称組成物、及び、抵抗発熱体
出願人株式会社C&A,国立大学法人東北大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 5/04 20060101AFI20240229BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】本発明は、耐久性、電気抵抗率、電気抵抗率の温度依存性、及び、室温での加工性の各要件をバランスよく満足する、組成物、及び、抵抗発熱体を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の一態様に係る組成物は、化学組成が、原子%で、Mo:0%超、49%以下、W:0%超、45%以下のRu-Mo-W合金を含有し、前記Ru-Mo-W合金における、Mo含有量及びW含有量の合計が30%超50%未満である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
化学組成が、原子％で、
Ｍｏ：０％超、４９％以下、
Ｗ：０％超、４５％以下のＲｕ－Ｍｏ－Ｗ合金を含有し、
Ｍｏ含有量及びＷ含有量の合計が３０％超５０％未満である、組成物。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記化学組成が、原子％で、
Ｍｏ：１０％以上、４０％以下、
Ｗ：１０％以上、４０％以下、を含有する前記Ｒｕ－Ｍｏ－Ｗ合金における、Ｍｏ含有量及びＷ含有量の合計が２０％以上４７％以下である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記Ｒｕ－Ｍｏ－Ｗ合金が粉末状又は少なくとも溶媒と混合したペースト状である請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記Ｒｕ－Ｍｏ－Ｗ合金を含む組成物が薄膜である、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項５】
化学組成が、原子％で、
Ｍｏ：０％超、４９％以下、
Ｗ：０％超、４５％以下のＲｕ－Ｍｏ－Ｗ合金を含有し、
Ｍｏ含有量及びＷ含有量の合計が５０％未満である、抵抗発熱体。
【請求項６】
前記化学組成が、原子％で、
Ｍｏ：１０％以上、４０％以下、
Ｗ：１０％以上、４０％以下、を含有する前記Ｒｕ－Ｍｏ－Ｗ合金における、Ｍｏ含有量及びＷ含有量の合計が２０％以上４７％以下である、請求項５に記載の抵抗発熱体。
【請求項７】
室温での単軸引張試験における破断伸びが５％以上である、請求項５又は６に記載の抵抗発熱体。
【請求項８】
前記抵抗発熱体の形状が線状又は棒状である、請求項７に記載の抵抗発熱体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、組成物、及び、抵抗発熱体に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
抵抗加熱式の加熱炉においては、炉内に配置された抵抗発熱体に対して直流又は交流の電流を印加することによって抵抗発熱体を発熱させることで、加熱炉内を加熱する。抵抗発熱体の材料には、カーボン（Ｃ）や炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの炭素系材料、ジルコニア（ＺｒＯ
２
）やランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ
３
）などのセラミックス材料、及びタングステン（Ｗ）やタンタル（Ｔａ）などの金属系材料などが知られている。
【０００３】
抵抗発熱体に用いることができる材料は、主として加熱に要する雰囲気及び目標到達温度によって規定される。例えば、有機エレクトロルミネッセンス（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）等の成膜に用いられる蒸着セルは、抵抗加熱炉の一種であり、一般に蒸着セル内を高真空（１０
－５
Ｐａ程度）にして使用される。蒸着セルを用いた真空蒸着では、抵抗発熱体によって囲まれた領域に坩堝状の容器を配置し、当該容器に蒸着原料を充填し、抵抗発熱体に通電することで炉内を加熱し、蒸着原料を溶解する。溶解した蒸着原料の表面から脱離した原子又は分子は、蒸着セルによって指向性が付与され、蒸着セルの上方に配置された基板に対して付着することで成膜が進行する。ここで、成膜時の蒸着セル内部には蒸着原料以外の物質の脱離が少ないことが求められるため、蒸着セルに用いることができる抵抗発熱体は、高温かつ高真空中で揮発性の低い物質に限定される。従来、高温かつ高真空条件で使用される抵抗発熱体には、例えば、高融点かつ低蒸気圧である、タングステン、モリブデン、又はタンタル等の高融点金属が用いられてきた。特に、タンタルは、タングステンやモリブデンと異なり、高い延性を有するために室温でも所望の抵抗発熱体形状への加工が容易で、ヒーター線として使用する場合には設計の自由度が高いため広く商用化されている。更に、タンタルは、タングステンやモリブデンよりも高い電気抵抗率を有するため同一体積の抵抗発熱体の加熱において、より低い電流によって加熱できることから電流源や電線類を小型化が可能であるという利点を有する。このようなタンタル線としては、例えば、株式会社ニラコ製のタンタル線が挙げられる（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２８１７６７号公報
【非特許文献】
【０００５】
インターネット＜ＵＲＬ：https://shop.nilaco.jp/jp/estimates/?MENU=15&FROM=14&large_category=1&middle_category=%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%AB&small_category=%E7%B7%9A＞
D.W. Rhys, The fabrication and properties of ruthenium, J. Less-Common Met. 1 (1959) 269-291.
A.S. Darling, Some Properties and Applications of the Platinum-Group Metals, Int. Metall. Rev. 18 (1973) 91-122.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、タンタルの抵抗発熱体の耐用温度が１６００℃程度であり、タングステンやモリブデンの抵抗発熱体の耐用温度よりも低い。
【０００７】
また、一般に金属の電気抵抗率は温度上昇に伴って増大するが、タンタルの電気抵抗率の温度依存性は、タングステンやモリブデンに比して大きく、わずかな温度変化が電気抵抗率の変化をもたらすので電圧又は電流の制御による温度の制御性が低い。更に、タンタルは、低い温度での電気抵抗率が小さいため昇温スピードが遅くなるという課題があった。
【０００８】
一方、タングステンやモリブデンの抵抗発熱体の耐用温度は、タンタルの抵抗発熱体の耐用温度よりも高いものの、室温での加工が困難であるため、抵抗発熱体の製造のためにタングステン又はモリブデンは加熱される必要があり、製造コストが増大するという課題があった。
【０００９】
上記の通り、従来の金属抵抗発熱体は、高耐久性、電気抵抗率の温度依存性及び室温での加工性という商用化において必要なこれらの要件をバランスよく満足するものではなかった。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、耐久性、電気抵抗率、電気抵抗率の温度依存性、及び、室温での加工性の各要件をバランスよく満足する、組成物、及び、抵抗発熱体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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