專利名稱：Ni基合金的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種Ni基合金。還有，本申請，以特許申請2003年第44416號、特許申請2003年第44417號、特許申請2004年第27444號為基礎，本文包含有上述內(nèi)容。
背景技術：
近年來，在從常溫到80℃的低溫下能夠進行工作的固體高分子型燃料電池，由于已經(jīng)實現(xiàn)小型化，所以期待著其在車載和便攜方面的應用，此開發(fā)在急速地進展。此固體高分子型燃料電池的構造表示在圖1的概要說明圖中。圖1中的1為氫極，2為氧極，3、3’為白金催化劑，4為固體電解質(zhì)膜，5為單位電池。單位電池5在固體電解質(zhì)膜4的兩面上設有白金催化劑3、3’，在白金催化劑3的外側設有氫極1，白金催化劑3’的外側設有氧極2。此單位電池5由隔板6隔開并層疊，形成了固體高分子型燃料電池。為了將多個單位電池5由隔板6隔開并層疊，從而形成固體高分子型燃料電池，而進行以下操作。即，通過至少2枚支撐板7和螺栓以及螺母等的緊固工具8將單位電池5由隔板6隔開并層疊而進行固定。
具有如此構造的固體高分子型燃料電池的單位電池5的發(fā)電原理如下。即，從天然氣或甲醇等得到的氫供給氫極1，則所供給的氫在氫極1通過白金催化劑3分解成為氫離子和電子。電子作為電被外部取走，通過外部負載回路(圖中沒有顯示)到達氧極2。另一方面，氫離子穿過固體電解質(zhì)膜4移動到氧極2側，其中固體電解質(zhì)膜4由僅氫離子能夠通過的固體高分子狀的離子交換膜所構成。然后，在氧極2側，通過白金催化劑3’，氫離子與電子和氧進行反應生成水。固體電解質(zhì)膜4具有使氫氣作為氫離子透過的作用，因此有必要保持濕潤。在氧極2側，氫離子與電子與氧反應生成水。因此保持固體電解質(zhì)膜4的濕潤就不會出現(xiàn)問題。但是，因為固體電解質(zhì)膜4所隔開的氫極1側沒有水分供給，所以會變得干燥。因此為了確保氫極1側的固體電解質(zhì)膜的濕潤，收集從氧極2側所排出的水分9進入集管(manifold)10，然后經(jīng)過導管(pipe)11，由泵12供給到氫極1側的固體電解質(zhì)膜4。
如上所述，收集氧極2側所排出的水分9進入集管10，然后經(jīng)過導管11，通過泵12供給到氫極1側的固體電解質(zhì)膜4的方法可以確保氫極1側的固體電解質(zhì)膜的濕潤。但是，通常，固體高分子型燃料電池所使用的固體電解質(zhì)膜4，實施過硫化處理，所以由此所引起的從氧極2側所排出的水分9帶有硫酸酸性，具有弱腐蝕性，因此收集水分9的集管10以及導管11有必要具有耐腐蝕性。
另外，固體高分子型燃料電池所使用的固體電解質(zhì)膜，有時取代硫化處理而實施氟化處理。由此所引起的從氧極2側所排出的水分9帶有氫氟酸酸性，因此收集水分9的集管10以及導管11同樣有必要具有耐腐蝕性。
此外，氫極1以及氧極2中開設有貫通孔(圖中沒有顯示)。氧極2側所排出的硫酸酸性還有氫氟酸酸性的水分9通過貫穿孔(圖中沒有顯示)與隔板6接觸。還有從氧極2側所排出的經(jīng)循環(huán)到達氫極1側的硫酸酸性或者氫氟酸酸性的水分9也會通過貫穿孔(圖中沒有顯示)與隔板6接觸。因此，要求隔板6也具有耐腐蝕性。
需要具有這種耐腐蝕性的集管10、導管11、隔板6等的材料一般所使用的是SUS316L等不銹鋼。此外，氧極2側所生成的硫酸酸性或者氫氟酸酸性的水分會飛濺附著到支撐板7、螺栓以及螺母等緊固工具8等上，對這些進行腐蝕。因此，支撐板7、螺栓以及螺母等緊固工具8一般所使用的也是SUS316L等不銹鋼。即，支撐板7、緊固工具8、集管10、導管11、隔板等用于組裝固體高分子型燃料電池的、除去單位電池5之外的構造部件(以下，稱為組裝固體高分子型燃料電池用構造部件)，所使用的是SUS316L等的不銹鋼，這一點已為大家所知(參照開2001-6714號公報、特開2000-299121號公報、特開2000-331696號公報等)。
一般情況，腐蝕試驗前后的腐蝕速度(mm/year)為低于0.1mm/year時，則作為組裝固體高分子型燃料電池用構造部件被判定為優(yōu)異，不銹鋼的耐腐蝕性也被判定為優(yōu)異。但是，不銹鋼的金屬離子溶解析出量大，這些溶解析出的金屬離子會惡化固體電解質(zhì)膜。因此這就成為使固體高分子型燃料電池的壽命顯著降低的原因。因此，希望開發(fā)出一種金屬離子的溶解析出量極少的金屬材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種在形成固體高分子型燃料電池的環(huán)境下，離子溶解析出量顯著降低的Ni基合金。還有，本發(fā)明，涉及一種為層疊組裝固體高分子型燃料電池的單位電池而使用的、在固體高分子型燃料電池環(huán)境下離子溶解析出量顯著降低的Ni基合金制成的組裝固體高分子型燃料電池用構造部件。
本發(fā)明者們，為了得到在固體高分子型燃料電池環(huán)境下金屬離子的溶解析出量極少的金屬材料進行了銳意研究。
其結果是，得到如下的認識，以質(zhì)量％計(以下，％表示質(zhì)量％)，在含有Cr29％以上且低于42％的Ni基合金中，含有Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外，根據(jù)需要，還含有Mo0.1～2％、Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種以上，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)的C調(diào)整為0.05％以下。具有此組成的Ni基合金，在固體高分子型燃料電池環(huán)境下的腐蝕試驗前后的腐蝕速度(mm/year)低于0.1mm/year，并且固體高分子型燃料電池環(huán)境下離子溶解析出量顯著降低，所以此Ni基合金作為組裝固體高分子型燃料電池用構造部件，與不銹鋼等相比具有更加優(yōu)異的效果。
還有，得到如下的認識，以質(zhì)量％計(以下，％表示質(zhì)量％)，在含有Cr大于43％且為50％以下的Ni基合金中，含有Mo0.1～2％、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外，根據(jù)需要，還含有Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)的C調(diào)整為0.05％以下。具有此組成的Ni基合金在固體高分子型燃料電池環(huán)境下的腐蝕試驗前后的腐蝕速度(mm/year)低于0.1mm/year，并且固體高分子型燃料電池環(huán)境下離子溶解析出量顯著降低，所以此Ni基合金作為組裝固體高分子型燃料電池用構造部件，與不銹鋼等相比具有更加優(yōu)異的效果。
本發(fā)明的第一～第六形態(tài)是根據(jù)所述認識而得到的。
本發(fā)明的第一形態(tài)(1)Ni基合金，具有如下組成，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含有C的含量為0.05％以下。
本發(fā)明的第二形態(tài)(2)Ni基合金，具有如下組成，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外還含有Mo0.1～2％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含有C的含量為0.05％以下。
本發(fā)明的第三形態(tài)(3)Ni基合金，具有如下組成，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外還含有Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含有C的含量為0.05％以下。
本發(fā)明的第四形態(tài)(4)Ni基合金，具有如下組成，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，并且還含有Mo0.1～2％，此外還含有Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含有C的含量為0.05％以下。
(5)可以在由Ni基合金所制成的組裝固體高分子型燃料電池用構造部件中，包含上述一、二、三或者四的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(6)可以在固體高分子型燃料電池用集管部件中，包含上述一、二、三或者四的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(7)可以在固體高分子型燃料電池用管路部件中，包含一、二、三或者四的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(8)可以在固體高分子型燃料電池用緊固工具部件中，包含一、二、三或者四的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(9)可以在固體高分子型燃料電池用支撐板部件中，包含一、二、三或者四的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(10)可以在固體高分子型燃料電池用隔板部件中，包含上述(1)、(2)、(3)還有(4)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
本發(fā)明的第五狀態(tài)(11)Ni基合金，具有如下組成，以質(zhì)量％計，含有Cr大于43％且為50％以下、Mo0.1～2％、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含有C的含量為0.05％以下。
上述第六形態(tài)(12)Ni基合金，具有如下組成，以質(zhì)量％計，含有Cr大于43％且為50％以下、Mo0.1～2％、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外還含有Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含有C的含量為0.05％以下。
第五及六的形態(tài)的Ni基合金，在固體高分子型燃料電池環(huán)境下離子溶解析出量顯著降低，所以作為支撐板7、緊固工具8、集管10、導管11、隔板6等的組裝固體高分子型燃料電池的組裝固體高分子型燃料電池用構造部件特別地有效。
因此(13)可以在組裝固體高分子型燃料電池用構造部件中，包含上述第五及六的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(14)可以在固體高分子型燃料電池用集管部件中，包含上述第五及六的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(15)可以在固體高分子型燃料電池用管路部件中，包含上述第五及六的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(16)可以在固體高分子型燃料電池用緊固工具部件中，包含上述第五及六的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(17)可以在固體高分子型燃料電池用支撐板部件中，包含上述第五及六的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。
(18)可以在固體高分子型燃料電池用隔板部件中，包含上述第五及六的形態(tài)的Ni基合金，或者也可以全部由該合金構成。


圖1是對固體高分子型燃料電池的構造進行說明的概要說明圖。
具體實施例方式
接著，對第一～四的形態(tài)的、固體高分子型燃料電池環(huán)境下離子溶解析出顯著降低的Ni基合金的合金組成中的各元素的限定理由進行詳細敘述。
Cr、Ta在混有微量氫氟酸的固體高分子型燃料電池環(huán)境下，同時含有Cr與Ta，可以顯著提高耐腐蝕性。此時，Cr有必要含有29％以上。但是，含有42％以上，則與Ta的組合中難以形成單一相化，金屬離子的溶解析出量增大，所以Cr的含量定為29％以上且低于42％。優(yōu)選為35～41％。
同樣，Ta有必要含有超過1％。但是含有量超過3％，則在與Cr的組合中會惡化相穩(wěn)定性，金屬離子的溶解析出量增大，從而不理想。因此，Ta的含量定為大于1％且為3％以下(優(yōu)選為1.1以上且低于2.5％)。
N、Mn以及Mg通過使N、Mn以及Mg共存，可以提高相穩(wěn)定性。即，N、Mn以及Mg具有使母相的Ni-fcc相穩(wěn)定化，促進Cr的固溶化，抑制第2相析出的效果。但是，N的含量低于0.001％則沒有相穩(wěn)定化的效果，另一方面，含有量超過0.04％則形成氮化物，固體高分子型燃料電池環(huán)境下的金屬離子的溶解析出量增大。因此，N的含量為0.001～0.04％(優(yōu)選為0.005～0.03％)。
同樣，Mn的含量低于0.05％則沒有相穩(wěn)定化的效果，另一方面，含有超過0.5％則固體高分子型燃料電池環(huán)境下的金屬離子的溶解析出量增大。因此，Mn的含量為0.05～0.5％(優(yōu)選為0.1％～0.4％)。
還有，同樣，Mg的含量低于0.001％則沒有相穩(wěn)定化的效果，另一方面，含有超過0.05％則固體高分子型燃料電池環(huán)境下的金屬離子的溶解析出量增大。因此，Mg的含量為0.001～0.05％(優(yōu)選為0.002％～0.04％)。
MoMo具有特別是在含有微量硫酸的固體高分子型燃料電池環(huán)境下硫酸濃度上升時抑制金屬離子的溶解析出量增大的效果。因此根據(jù)需要進行添加，此時，含有0.1％以上會顯示出效果。但是，含有超過2％則會惡化相穩(wěn)定性，Cr-bcc相的固溶化困難。從而，在母相的Ni-fcc相與Cr-bcc相之間形成微電池，其結果就是金屬離子的溶解析出量增大，因而不理想。因此，此發(fā)明的Ni基合金中所含的Mo定為0.1～2％。優(yōu)選為大于0.1且低于0.5％。
Fe以及SiFe以及Si由于具有提高強度的效果，所以根據(jù)需要進行添加。但是，F(xiàn)e含有0.05％以上會顯示出效果，含有超過1％則固體高分子型燃料電池環(huán)境下的金屬離子的溶解析出量增大，所以Fe的含量為0.05％～1％(優(yōu)選為0.1以上且低于0.5％)。
同樣，Si含有0.01％以上會顯示出效果，含有超過0.1％則固體高分子型燃料電池環(huán)境下金屬離子的溶解析出量增大。因此，Si的含量為0.01％～0.1％(優(yōu)選為0.02～0.05％)。
CC作為不可避免的雜質(zhì)而含有，大量含有C則在晶界附近與Cr形成碳化物，使金屬離子的溶解析出量增大。因此，C的含量越少越好，不可避免的雜質(zhì)中所含有C的含量上限定為0.05％。C的含量為0為佳。實質(zhì)上可以含有0.001％～0.05％。
下面，對第五、六的形態(tài)的固體高分子型燃料電池環(huán)境下離子溶解析出顯著降低的Ni基合金的合金組成中各元素的限定理由進行詳細敘述。
Cr在混有微量硫酸的固體高分子型燃料電池環(huán)境下，Cr可以有效地抑制金屬離子的溶解析出。此時，有必要含有超過43％，但是含有超過50％則會使加工困難。因此，此發(fā)明的Ni基合金中所含Cr定為大于43％且為50％以下。優(yōu)選為43.1～47％。
MoMo具有特別是在含有微量硫酸的固體高分子型燃料電池環(huán)境下硫酸濃度上升時抑制金屬離子的溶解析出量增大的效果。此時，含有0.1％以上會顯示出效果。但是，含有超過2％則會惡化相穩(wěn)定性，Cr-bcc相的固溶化困難。因此，在母相的Ni-fcc相與Cr-bcc相之間形成微電池，其結果就是金屬離子的溶解析出量增大。因此，Mo含量定為0.1～2％。優(yōu)選為大于0.1％且低于0.5％。
N、Mn以及Mg通過使N、Mn以及Mg共存，可以提高相穩(wěn)定性。即，N、Mn以及Mg具有使母相的Ni-fcc相穩(wěn)定化，促進Cr的固溶化，抑制第2相析出的效果。但是，N的含量低于0.001％則沒有相穩(wěn)定化的效果，另一方面，超過0.04％含有則會形成氮化物，固體高分子型燃料電池環(huán)境下的金屬離子的溶解析出量增大。因此，N的含量為0.001～0.04％(優(yōu)選為0.005～0.03％)。
同樣，Mn的含量低于0.05％則沒有相穩(wěn)定化的效果，另一方面，超過0.5％含有則固體高分子型燃料電池環(huán)境下的金屬離子的溶解析出量增大。因此，Mn的含量為0.05～0.5％(優(yōu)選為0.1％～0.4％)。
還有，同樣，Mg的含量低于0.001％則沒有相穩(wěn)定化的效果，另一方面，超過0.05％含有則固體高分子型燃料電池環(huán)境下的金屬離子的溶解析出量增大。因此，Mg的含量為0.001～0.05％(優(yōu)選為0.002％～0.04％)。
Fe以及SiFe以及Si由于具有提高強度的效果，所以根據(jù)需要進行添加。但是，F(xiàn)e含有0.05％以上會顯示出效果，超過1％含有則固體高分子型燃料電池環(huán)境下金屬離子的溶解析出量增大，所以Fe的含量為0.05％～1％(優(yōu)選為0.1％以上且低于0.5％)。
同樣，Si含有0.01％以上會顯示出效果，超過0.1％含有則固體高分子型燃料電池環(huán)境下金屬離子的溶解析出量增大。因此，Si的含量為0.01％～0.1％(優(yōu)選為0.02～0.05％)。
CC作為不可避免的雜質(zhì)而含有，C在晶界附近與Cr形成碳化物，使金屬離子的溶解析出量增大。因此，C的含量越少越好，不可避免的雜質(zhì)中所含有C的含量上限定為0.05％。C的含量為0為佳。實質(zhì)上可以含有0.001～0.05％。
實施例<實驗1，(第一～四的形態(tài))>
準備了任一個的C含量都比較少的原料，使用通常的高頻溶解爐對其溶解鑄造，制作成厚度12mm的Ni基合金錠。對這些鑄錠實施了1230℃下保持10小時的均質(zhì)化熱處理。然后保持在1000～1230℃的范圍內(nèi)，并同時進行熱軋，一次使其厚度減少1mm，最終厚度為5mm。然后，在1200℃下保持30分鐘，通過水淬火，進行固溶化處理。此后，通過表面拋光研磨，制作成具有表1～2中所示成分組成的實施例的Ni基合金板1～20和比較例的Ni基合金板1～10。
同樣，使用通常的高頻溶解爐對C含量少的原料溶解鑄造，制成厚度5mm的Ni基合金精密鑄造錠。對此鑄錠實施1230℃下保持10小時的均質(zhì)化熱處理之后，進行水淬火。制作成如表2中所示成分組成的實施例Ni基合金板21。
此外，準備了厚度5mm的SUS304不銹鋼板制成的現(xiàn)有技術例的合金板1以及SUS316L不銹鋼板制成的現(xiàn)有技術例的合金板2。
將此實施例的Ni基合金板1～21、比較例的Ni基合金板1～10以及現(xiàn)有技術例的合金板1～2分別按縱10mm、橫50mm的尺寸切斷，制作成試驗片。這些試驗片用400號水磨砂紙進行表面研磨后，在丙酮中保持超聲波振動狀態(tài)5分鐘，進行脫脂。
此外，通過對1000ppmH2SO4溶液以及500ppmH2SO4溶液進行調(diào)液制作成了模擬固體高分子型燃料電池環(huán)境下發(fā)生的硫酸酸性的水分的試驗液。此外，通過對500ppmHF溶液以及50ppmHF溶液進行調(diào)液制作成了模擬固體高分子型燃料電池環(huán)境下發(fā)生的氫氟酸酸性的水分的試驗液。此外，還準備了聚丙烯制的試驗容器。
上述實施例的Ni基合金板1～21、比較例的Ni基合金板1～10以及現(xiàn)有技術例的合金板1～2所制成的試驗片以及上述制成的試驗液200ml被分別放入聚丙烯制的試驗容器中。并將其在手套箱中減壓除氣，在氫氣環(huán)境中關閉上蓋進行密封。將此密封的聚丙烯制試驗容器放入設定為80℃的恒溫槽內(nèi)，保持500小時。其后，取出聚丙烯制試驗容器并進行冷卻。其后，對H2SO4溶液以及HF溶液中溶解出來的元素進行定量分析(IPC發(fā)射光譜分析法)，測定了從試驗片溶解析出的金屬離子的總量。通過用該溶解析出的金屬離子的總量除以試驗片的表面積，計算出單位面積的溶解析出量，其結果在表3～4中表示。
從表1～4中所表示的結果，可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的第一～四的形態(tài)的、實施例1～21的Ni基合金板，與現(xiàn)有技術例1、2的合金板1以及2進行比較，試驗片的單位面積的金屬離子溶解析出量特別的少。但是，本發(fā)明范圍之外的比較例1～10的Ni基合金的試驗片的金屬離子的溶解析出量稍多，加工成板的中途有破裂發(fā)生。
表1

C#表示作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量。
表2

*表示在本發(fā)明的組成范圍之外。
C#表示作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量。
表3

表4

<實驗2、(第五以及第六的形態(tài))>
準備了任一個C含量都少的原料，使用通常的高頻溶解爐進行溶解鑄造，制作成具有如表5～7所示成分組成，厚度12mm的鑄錠。此鑄錠經(jīng)1230℃、10小時的均質(zhì)化熱處理后，保持在1000～1230℃的范圍內(nèi)，并同時進行熱軋，一次使其厚度減少1mm，最終厚度為5mm。然后通過對其進行1200℃、30分鐘的水淬火進行固溶化處理。通過表面拋光研磨，制作成具有表5～7中所示成分組成的實施例的Ni基合金板22～41、比較例的Ni基合金板11～20。
同樣使用通常的高頻溶解爐對C含量少的原料溶解鑄造，制作成具有表6所示成分組成，厚度5mm的精密鑄錠。此鑄錠經(jīng)1230℃、10小時的均質(zhì)化熱處理后通過水淬火制作成實施例的Ni基合金板42。
此外，準備了由厚度5mm的SUS304不銹鋼板制成的以往的合金板3以及SUS316L不銹鋼板制成的現(xiàn)有技術例的合金板4。
將這些實施例的Ni基合金板22～24、比較例的Ni基合金板11～20以及現(xiàn)有技術例的合金板3～4分別按縱10mm、橫50mm的尺寸切斷，制作成試驗片。此試驗片用400號水磨砂紙進行表面研磨后，在丙酮中保持超聲波振動狀態(tài)5分鐘進行脫脂。
此外，通過對1000ppmH2SO4溶液以及500ppmH2SO4溶液進行調(diào)液制作成了模擬固體高分子型燃料電池環(huán)境下發(fā)生的硫酸酸性的水分的試驗液。此外，通過對500ppmHF溶液以及50ppmHF溶液進行調(diào)液制作成了模擬固體高分子型燃料電池環(huán)境下發(fā)生的氫氟酸酸性的水分的試驗液。此外，還準備了聚丙烯制的試驗容器。
將上述實施例的Ni基合金板22～41、比較例的Ni基合金板11～20以及現(xiàn)有技術例的合金板3～4所制成的試驗片以及上述制成的試驗液200m1分別放入聚丙烯制的試驗容器中。并將其在手套箱中減壓除氣，在氫氣環(huán)境中關閉上蓋進行密封。此密封的聚丙烯制試驗容器放入設定為80℃的恒溫槽內(nèi)，保持500小時。其后，取出聚丙烯制試驗容器進行冷卻。其后，對H2SO4溶液以及HF溶液中溶解出來的元素進行定量分析(IPC發(fā)射光譜分析法)，對從試驗片溶解析出的金屬離子的總量進行測定。通過用該溶解析出的金屬離子的總量除以試驗片的表面積，計算出單位面積的溶解析出量，其結果在表5～7中表示。
從表5～7中所表示的結果，可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的第五、六的形態(tài)的實施例的Ni基合金板22～42，與現(xiàn)有技術例的合金板3以及4比較，試驗片的單位面積的金屬離子溶解析出量特別的少。但是，本發(fā)明的范圍之外的比較例的Ni基合金板11～20的試驗片的金屬離子的溶解析出量稍多，加工成板的中途大半有破裂發(fā)生。
表5

C#表示作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量。
表6

*表示在本發(fā)明的組成范圍之外。
C#表示作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量。
表7

*表示在本發(fā)明的組成范圍之外。
C#表示作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量。
(工業(yè)上的利用可能性)本發(fā)明的Ni基合金具有在固體高分子型燃料電池環(huán)境下離子溶解析出量顯著減小的特性。因此，通過使用本發(fā)明的Ni基合金所制的部件組裝固體高分子型燃料電池，可以抑制固體電解質(zhì)膜的惡化，能夠提供一種更長壽命的固體高分子型燃料電池。因此可以帶來工業(yè)上優(yōu)異的效果。
還有，本發(fā)明的Ni基合金，如上所述在含有硫酸或氫氟酸的固體高分子型燃料電池環(huán)境下使用最有效果，但并不僅局限于此，在含有蟻酸的固體高分子型燃料電池環(huán)境下金屬離子的溶解析出量也極小，因此，不僅局限于固體高分子型燃料電池，也可以作為希望避免金屬離子的溶解析出的醫(yī)藥品制造裝置部件進行利用。
權利要求
1.一種Ni基合金，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05％以下。
2.一種Ni基合金，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外還含有Mo0.1～2％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05％以下。
3.一種Ni基合金，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外還含有Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05％以下。
4.一種Ni基合金，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，并且還含有Mo0.1～2％，此外還含有Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05％以下。
5.一種組裝固體高分子型燃料電池用構造部件，其特征在于，由權利要求1、2、3或者4所述的Ni基合金制成。
6.一種固體高分子型燃料電池用集管部件，其特征在于，由權利要求1、2、3或者4所述的Ni基合金制成。
7.一種固體高分子型燃料電池用管路部件，其特征在于，由權利要求1、2、3或者4所述的Ni基合金制成。
8.一種固體高分子型燃料電池用緊固工具部件，其特征在于，由權利要求1、2、3或者4所述的Ni基合金制成。
9.一種固體高分子型燃料電池用支撐板部件，其特征在于，由權利要求1、2、3或者4所述的Ni基合金制成。
10.一種固體高分子型燃料電池用隔板部件，其特征在于，由權利要求1、2、3或者4所述的Ni基合金制成。
11.一種Ni基合金，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有Cr大于43％且為50％以下、Mo0.1～2％、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05％以下。
12.一種Ni基合金，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有Cr大于43％且為50％以下、Mo0.1～2％、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，此外還含有Fe0.05～1.0％以及Si0.01～0.1％中的一種或兩種，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成，作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05％以下。
13.一種組裝固體高分子型燃料電池用構造部件，其特征在于，由權利要求11或者12所述的Ni基合金制成。
14.一種固體高分子型燃料電池用集管部件，其特征在于，由權利要求11或者12所述的Ni基合金制成。
15.一種固體高分子型燃料電池用管路部件，其特征在于，由權利要求11或者12所述的Ni基合金制成。
16.一種固體高分子型燃料電池用緊固工具部件，其特征在于，由權利要求11或者12所述的Ni基合金制成。
17.一種固體高分子型燃料電池用支撐板部件，其特征在于，由權利要求11或者12所述的Ni基合金制成。
18.一種固體高分子型燃料電池用隔板部件，其特征在于，由權利要求11或者12所述的Ni基合金制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種Ni基合金，以質(zhì)量％計，含有Cr29％以上且低于42％、Ta大于1％且為3％以下、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成。本發(fā)明還提供一種Ni基合金，以質(zhì)量％計，含有Cr大于43％且為50％以下、Mo0.1～2％、Mg0.001～0.05％、N0.001～0.04％、Mn0.05～0.5％，余量由Ni以及不可避免的雜質(zhì)構成。上述合金中作為不可避免的雜質(zhì)所含的C含量為0.05％以下。
文檔編號H01M8/02GK1751133SQ20048000433
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權日2003年2月21日
發(fā)明者菅原克生 申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社