特開 2024-121172 ルテニウム合金発熱材を使用したヒータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121172

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】ルテニウム合金発熱材を使用したヒータ

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/12 20060101AFI20240830BHJP

   C22C 5/04 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H05B3/12 A

C22C5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028133

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】394002039

【氏名又は名称】株式会社サンリック

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(74)【代理人】

【識別番号】100121887

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 好章

(72)【発明者】

【氏名】松本 康裕

(72)【発明者】

【氏名】勝見 学

【テーマコード（参考）】

3K092

【Ｆターム（参考）】

3K092QA01

3K092QA03

3K092QA04

3K092QB02

3K092QB24

3K092QB26

3K092QB27

3K092VV31

3K092VV40

(57)【要約】

【課題】高い電気抵抗で温度依存性の小さい、長寿命のルテニウム合金発熱体（発熱材）を使用したヒータを提供する。
【解決手段】ルテニウム並びに１若しくは２つ以上の異種金属元素の合金から成るルテニウム合金発熱材であって、前記ルテニウム合金発熱材は、ルテニウムを最大比率で含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ルテニウム並びに１若しくは２つ以上の異種金属元素の合金から成るルテニウム合金発熱材を使用したヒータであって、
前記ルテニウム合金発熱材は、ルテニウムを最大比率で含むことを特徴とするヒータ。

【請求項2】

前記異種金属元素は、タングステンである請求項１に記載のヒータ

【請求項3】

前記ルテニウム合金発熱材は、５０～７０ａｔ％のルテニウムを含む請求項１又は２に記載のヒータ。

【請求項4】

前記ルテニウム合金発熱材は、０．１～３０ａｔ％のタングステンを含む請求項２に記載のヒータ。

【請求項5】

前記ルテニウム合金発熱材は、更に０．１～３０ａｔ％のモリブデンを含む請求項４に記載のヒータ。

【請求項6】

前記ルテニウム合金発熱材の形状が線状である請求項１に記載のヒータ。

【請求項7】

前記ルテニウム合金発熱材の形状が最小半径１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。

【請求項8】

前記ルテニウム合金発熱材の形状がロッド状である請求項１に記載のヒータ。

【請求項9】

前記ルテニウム合金発熱材の形状が板状である請求項１に記載のヒータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高抵抗で温度依存性の小さい、長寿命のルテニウム合金発熱材（発熱体）に関する。また本発明は、高抵抗で温度依存性の小さい、長寿命のルテニウム合金発熱体（発熱材）を使用したヒータに関する。

【背景技術】

【0002】

遷移金属元素或いは高融点金属元素並びにそれらの合金については、近年では、例えば有機や無機のＥＬ（エレクトロルミネセンス）の蒸着セルに使用される。そのような蒸着セルの例として、例えば特開２００５－３２４６４号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１に記載の蒸着セルは、容器と加熱手段から成り、容器としては、チタン（Ｔｉ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ベリリア（ＢｅＯ）等の高融点酸化物又はタンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、チタン（Ｔｉ）等の高融点金属、若しくはその酸化物、窒化物、合金等で形成された円筒状のものを使用することができ、加熱手段としては、タンタル、モリブデン、タングステン等の高融点金属のフィラメントや加熱用コイルを外周に直接又は間接的に巻き付けて通電する高周波加熱法や、抵抗加熱手段、或いはレーザ加熱法、電子ビーム加熱法等を採用することも可能である。また、例えば有機ＥＬを作製の際、薄膜の成膜においては主に真空蒸着法が採られることが多いが、その際の蒸着セルとしては主にタンタルを用いることが一般的である。

【0003】

また近年では、高温における、点火プラグの電極（中心電極、接地電極）や、各種センサ電極、温度測定等で使用される金属線材として、高融点且つ化学的に安定な白金若しくは白金合金が知られている。更に、加工技術の進展により、白金よりも高融点で、尚且つ高い耐酸化性を有するイリジウム若しくはイリジウム合金線材が、先に述べた点火プラグや各種センサ、温度測定等で使用される金属線材として用いられるようになった。そのような電極などに用いられるイリジウム合金線材として、例えば特開２０１５－９００１２号公報（特許文献２）に開示されている。特許文献２に記載のイリジウム合金線材は、高温雰囲気下での耐酸化消耗性、機械的特性等の諸特性を改善した線材であり、イリジウムに対して、白金、ルテニウム、ロジウム、ニッケルといった遷移金属元素或いは高融点金属を添加することにより、またマイクロ引き下げ法（μ－ＰＤ法）を使用することにより、結晶粒の形状制御を行いつつ、単結晶に準じた結晶粒数の少ない線材を製造するというものである。

【0004】

しかしながら、特許文献２においては、結晶粒の形状制御による場合、貴金属坩堝を用いた無機材料の試料作製に限られており、合金などの金属材料においては貴金属坩堝と金属融液が反応するなどの理由で成功していなかった。ここで、マイクロ引き下げ法における坩堝を改良したイリジウム合金の製造方法が、特開２０１７－２００８６７号公報（特許文献３）に開示されている。特許文献３に記載の方法は、金属材料の融液との濡れ角が６０°以上となるセラミックスから構成した坩堝を用い、坩堝の開口部を備える底部の温度を、金属部材を構成する金属材料の凝固点以下にした状態で引き下げるようにしたので、マイクロ引き下げ法などにより合金などの金属材料による所望の形状の部材が作製できるようになる、というものである。更に、特許文献３に記載の方法を基に、ルテニウム又はルテニウムを最大比率で含むルテニウム合金線材若しくは板材が、例えば国際特許公開第２０１９／００４２７３号（特許文献４）に開示されている。

【0005】

特許文献４に記載のルテニウム合金線材は、イリジウム、白金、ルテニウム、ロジウムの合金線材の様に耐高温、耐酸化性に優れているだけでなく、展延性（曲げやすいといった性質）に優れた線材である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５－３２４６４号公報

【特許文献2】特開２０１５－９００１２号公報

【特許文献3】特開２０１７－２００８６７号公報

【特許文献4】国際特許公開第２０１９／００４２７３号

【特許文献5】特開２０２１－１８８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、例えば特許文献１に開示されている蒸着セルや、タンタルを用いた蒸着セルの場合、耐高温性には優れるものの、電気抵抗率の低さやそれに伴う通電容量の増加に伴う温度制御性の低下、使用中の蒸散及び表面組織の変性に起因する寿命短縮が懸念材料としてあった。

【0008】

また、ＥＬの蒸着セルの材料において、電気抵抗率や温度制御性を考慮するならば、主に当該セルの加熱手段として、特許文献２や特許文献３に係る発明のイリジウム合金の使用が考えられるが、先述したように耐高温性、耐酸化性には効果を示すが、例えばヒータのような加熱手段として用いるならば、長期的に用いることができるかどうか、展延性等といった加工性が不明であり、またイリジウム自体高価である。そのことを鑑みるならば、特許文献４に記載のルテニウム合金の線材若しくは板材を用いることが考えられる。

【0009】

ルテニウム自体は、イリジウムより安価で尚且つイリジウム同様に高融点であり、耐高温性や耐酸化性を有し、常温常圧でも安定である。しかしながら、金属固体としては脆く、何かしらのヒータとして用いるにしても、例えば、特開２０２１－１８８９０号公報（特許文献５）に開示されているように、加熱手段としてではなく、表面保護膜としてルテニウムは用いられている。また、ルテニウムは、固溶性が低いため、ルテニウムを主とした合金にはなりにくく、例えばイリジウムやタングステンやニッケルなどの主金属に対する副金属的に用いられていた。そして、先述したように例えばＥＬ等の蒸着セルやヒータなどの加熱手段として特許文献４に記載のルテニウム合金の線材を用いると記したが、特許文献４に記載のルテニウム合金線材は、専ら、耐高温性、耐酸化性、靭性や展延性といった機械的特性の改善のみが記載されており、ヒータなどの加熱手段として用いるための加工性、発熱強度、電気抵抗率や温度制御性などの効果については不明である。

【0010】

以上の事情を鑑み、本発明は、高い電気抵抗で温度依存性の小さい、長寿命の加工性に富んだルテニウム合金発熱体（発熱材）を使用したヒータを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係るルテニウム合金発熱材を使用したヒータの上記目的は、ルテニウム並びに１若しくは２つ以上の異種金属元素の合金から成るルテニウム合金発熱材を使用したヒータであって、前記ルテニウム合金発熱材は、ルテニウムを最大比率で含むことを特徴とすることによって達成される。

【0012】

また、本発明に係るルテニウム合金発熱材を使用したヒータの上記目的は、前記異種金属元素は、タングステンであることにより、或いは前記ルテニウム合金発熱材は、５０～７０ａｔ％のルテニウムを含むことにより、或いは前記ルテニウム合金発熱材は、０．１～３３ａｔ％のタングステンを含むことにより、或いは前記ルテニウム合金発熱材は、更に０．１～３３ａｔ％のモリブデンを含むことにより、或いは前記ルテニウム合金発熱材の形状が線状であることにより、或いは前記ルテニウム合金発熱材の形状が最小半径１ｍｍであることにより、或いは前記ルテニウム合金発熱材の形状がロッド状であることにより、或いは前記ルテニウム合金発熱材の形状が板状であることにより、より効果的に達成される。

【発明の効果】

【0013】

本発明においては、優れた加工性及び発熱特性を有し、尚且つ耐高温性を有するルテニウム合金発熱材ができた。特に線材についてはスプリングバックのために曲げ加工後の形状維持が難しく、これについては熱処理を施すことで形状を維持することが可能である。

【0014】

また、本発明に係るルテニウム合金発熱材は、適度な強度を有するため、線材だけではなくロッド状や板状に加工でき、更には冷間加工で当該発熱材を加工することができる。また、当該発熱材を用いて高抵抗で温度依存性の小さい、長寿命のヒータの作成も可能である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例２におけるＷ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータの加熱前及び加熱後の様子を示す図である。

【図2】実施例２におけるタンタルヒータ（Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータに対する比較例）の加熱前及び加熱後の様子を示す図である。

【図3】タンタルヒータ（比較例）の加熱部の表面をマイクロスコープで観察した画像である。

【図4】実施例２の耐久性試験における温度変化を示すグラフである。

【図5】実施例２の耐久性試験における電圧値と時間の関係を示すグラフである。

【図6】Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材に係る線材を用いて作製したトップヒータ及びボトムヒータを示す図である。

【図7】実施例３における実施例発熱材蒸着セル及び比較例タンタル蒸着セルそれぞれの、トップヒータの電流値（Ａ）及びボトムヒータの電流値（Ａ）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態について、説明する。

【0017】

先ず、本発明に係るルテニウム合金発熱材は、基本的にルテニウム並びに少なくとも１種以上の異種金属元素から成り、当該発熱材は、最大比率のルテニウムを含むものである。ちなみに、本明細書等でいう「最大比率」については、後述する。

【0018】

本発明に係るルテニウム合金発熱材に係る異種金属元素とは、遷移金属元素であって、即ち、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、レニウムのいずれかである。なお、本発明の発熱体に係る異種金属元素については、上記の元素から選択可能であるが、ルテニウムの電気抵抗の制御（高抵抗化）、温度制御や種々の脆性の改善を考慮するならば、タングステン（Ｗ）及び／又はモリブデン（Ｍｏ）が望ましい。その理由としては、これらの異種金属元素は、原子半径や電気陰性度がルテニウムと大きく異なり、固溶及び焼結させることが比較的容易であること、またこのことから、合金にした時に結晶化しやすい、即ちあらゆる結晶成長方法（製法）を採ることができ、例えばマイクロ引き下げ法、ＦＺ法（フローティングゾーン法）およびゾーンメルト法などの単結晶製造プロセスを採ることができる。

【0019】

ここで、最大比率とは、ルテニウムと、ルテニウム以外の金属、即ち上記に述べた異種金属元素とのとの比率を考えた場合に、常に、ルテニウム＞上記に述べた異種金属元素、となるような比率を言う。

【0020】

次に本発明のルテニウム合金発熱材において、ルテニウムの原子組成比（以下「ａｔ％」と称す。）は、５０～７０ａｔ％であることが望ましい。ルテニウムが５０ａｔ％未満である場合、電気抵抗の制御（高抵抗化）や温度制御等が難しい。ルテニウムが７０ａｔ％よりも多いと、発熱材として脆くなり、冷間加工はもとより、温度をかけて加工することが困難であるといった懸念があり、商業的にはあり得ない。

【0021】

また、タングステンやモリブデンについては、０．１～３３ａｔ％であることが望ましい。０．１ａｔ％未満である場合、発熱材として脆くなり、冷間加工はもとより、温度をかけて加工することが困難である。また、３３ａｔ％よりも多いと、先に述べた最大比率を保てなくなること、電気抵抗の制御（高抵抗化）や温度制御等が難しい。

【0022】

なお、ルテニウムに対して、タングステン及びモリブデンの両方を合わせる場合、原子組成比は、ルテニウム＞タングステン≧モリブデンが好ましい。

【0023】

また、ルテニウムに対して、タングステン及び／又はモリブデンだけではなく、更に新たな異種金属元素を入れて４元系以上にしてもよい。この場合、本発明に係るルテニウム合金発熱材に対して、０．１～２０ａｔ％であることが好ましい。０．１ａｔ％未満である場合、発熱材として脆くなり、冷間加工はもとより、温度をかけて加工することが困難である。また、２０ａｔ％よりも多いと、先に述べた最大比率を保てなくなること、電気抵抗の制御（高抵抗化）や温度制御等が難しい。

【0024】

また、ルテニウムに対して、新たな異種金属元素を合わせる場合、原子組成比は、ルテニウム＞タングステン≧モリブデン≧新たな異種金属元素が好ましい。

【0025】

なお、このような硬度が制限された線材を得るためには、歪を残留させないために加工条件を制限しながら、必要な線径となるよう加工製造する必要があるが、この製造プロセスについては後述する。また、この場合における「線材」とは、直径０．１ｍｍ以上直径３．０ｍｍ以下の細線状態の金属部材を意図するものである。また、「ロッド状」とは、円筒の棒若しくは竿状の金属部材を意図するものである。また「板材」とは、長手方向に垂直な断面において少なくとも２つの直線領域を有する金属部材を意図するものである。

【0026】

次に、本発明に係るルテニウム合金発熱材を使用したヒータについて説明する。しかしながら、当該ヒータに係る、ルテニウム合金発熱材の組成比や金属の選択などについては、上述の通りである。以下、ヒータとしての特徴点を順に説明する。

【0027】

本発明のルテニウム合金発熱材を使用したヒータに係る電気抵抗値の増加率は０．５％以下である。増加率が０．５％よりも大きいと、温度制御の悪化につながる。ここで、電気抵抗値の増加率というのは例えば、ＥＬ等の蒸着セルを加熱した後の電気抵抗値の増加率をいう。

【0028】

本発明のルテニウム合金発熱材を使用したヒータに係る使用可能温度は、１８００℃以下である。使用可能温度が、１８００℃よりも大きいと、ヒータの劣化につながる。

【0029】

また、線材のルテニウム合金発熱材を使用したヒータの場合、直径は０．５～１．５ｍｍ、好ましくは０．８～１．２ｍｍが望ましい。その直径が０．５ｍｍ未満であると、高温に耐えきれず、冷間加工がしにくくなる。また、その直径が１．５ｍｍ以上であると、ヒータとしては十分に効果を発揮するが、冷間加工ができなくなる。

【0030】

また、ロッド状のルテニウム合金発熱材を使用したヒータの場合、直径は１．５～５．５ｍｍ、好ましくは２．４～４．８ｍｍが望ましい。その直径が１．５ｍｍ未満であると、高温に耐えきれない。また、その直径が５．５ｍｍ以上であると、ヒータとしては十分に効果を発揮するが、冷間加工ができなくなる。

【0031】

また、板状のルテニウム合金発熱材を使用したヒータの場合、厚みは０．２～５．５ｍｍが望ましい。その厚みが０．２ｍｍ未満であると、高温に耐えきれない。また、その厚みが５．５ｍｍ以上であると、ヒータとしては十分に効果を発揮するが、冷間加工ができなくなる。

【0032】

次に、本発明のルテニウム合金発熱材を使用したヒータの製造方法について、縦方向二重らせん形状のヒータの作製を例に説明する。

【0033】

予め作製しておいた本発明のルテニウム合金発熱材の線材（ワイヤ）を半分に折り、線材の折り曲げ部分を治具に固定し、巻き始めの起点とする。この時、治具については任意且つ既知の治具で構わない。また、当該線材についての原子組成比や電気抵抗値の増加率などのパラメータについては上述の通りである。

【0034】

次に治具を必要とする巻き数の分、回転させる、即ちらせん形状の線材を製造する。

【0035】

そして、ピッチ用治具を用いて、必要なピッチに調整する。

【0036】

その後治具を外して本発明のルテニウム合金発熱材の線材（ワイヤ）から成る縦方向二重らせん形状のヒータは完成する。

【0037】

ここで、治具（ピッチ用治具も含む）を外す前に、治具に固定したまま線材を熱処理する。この熱処理は、ヒータの形状維持のために、らせん形状の線材から成るヒータのスプリングバックを軽減する若しくは無くすために行うものである。なお、この熱処理に関しては、真空（１０^－２～１０^－８Ｐａ）中、１～３時間で８００～１４００℃で加熱することが望ましい。この熱処理に関して、１時間未満且つ８００℃未満であると、スプリングバックの軽減がうまく行かず、それによるヒータの形状維持が難しくなる。また、３時間より長い時間且つ１４００℃よりも高い温度で熱処理を行うと、スプリングバックの軽減がうまく行く、即ちヒータの形状維持はできるが、ヒータとしての寿命が短くなる。なお、熱処理の方法は任意の既知技術で構わない。

【0038】

以上、本発明のルテニウム合金発熱材を使用したヒータの製造方法において、縦方向二重らせん形状のヒータの作製を例に説明したが、線材を用いてヒータを製造する場合、らせん状だけではなく、撚り線、束ね線にしてから曲げ加工を施して、ヒータを製造してもよい。なお、ここで言う曲げ加工は任意の方法で構わない。

【0039】

また、当該製造方法において、ルテニウム合金発熱材をロッド状にしたものを使用する際は、必要な曲げ加工を施し、次いで両端を電極と接続するための加工を施してヒータを製造する。なお、ここで言う曲げ加工は任意の方法で構わない。

【0040】

また、当該製造方法において、ルテニウム合金発熱材を板状にしたものを使用する際は、放電加工、レーザ切断、ウォータ切断、シャーリング切断などで切断する、或いは塑性加工を施して必要な形状にして、次いで両端を電極と接続するための加工を施してヒータを製造する。ここで言う、塑性加工は任意の方法で構わない。

【0041】

以上、本発明の実施形態を述べたが、この実施形態に限定されるものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲及び／又は図面に記載の事項の範囲内で、様々な態様を採ることは言うまでもない。

【実施例0042】

以上に述べた実施形態に係る実施例を説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、また、次に述べるものに限定されるものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲及び／又は図に記載の事項の範囲内で、様々な態様を採ることは言うまでもない。

【0043】

［実施例１］Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金を発熱材（線材）の作製
量産型μ－ＰＤ炉を用いて、ルテニウム‐タングステン‐モリブデン系合金発熱材（以下、本実施例では「Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材」とする。）の線材化を行った。ここで、ルテニウム、タングステン及びモリブデンの比率（ａｔ％）は、ルテニウム：６０ａｔ％、タングステン２５ａｔ％、モリブデン１５ａｔ％であった。作製したＷ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材はφ０．８ｍｍｘ長さ１３．２ｍの線材であり、マイクロメータにより実測した線径誤差は±２０μｍ未満であった。表面状態は良好な金属光沢を示し、疵や欠け等の欠陥は見られなかった。また得られた線材について２端子法により電気抵抗率を実測し、線材内の電気抵抗率が３％以内であることを確認した。作製した線材は任意の曲げＲでの１８０°の曲げ加工が可能であり、またさらにねじり変形に対する耐久性を有することも明らかとなった。これは組成の最適化のみならず、製造された線材中の結晶粒界密度が低いことを意味し、観察した領域において単結晶であるだけでなく、マクロ的にも単結晶ないしそれに準ずる組織を有することが明らかとなった。

【0044】

［実施例２］Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材を使用したヒータの評価
次に、上記実施例１にて作製したＷ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材について、ヒータとしての評価を行った。

【0045】

先ず、上記実施例１にて作製した線材（Φ０．８ｍｍ）を用いて、コイル状のヒータ（以下、本実施例２では、「Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータ」とする。）を作製した。また、Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータに対する比較例として、タンタルから成る線材を用いて、Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータと同様にコイル状のヒータ（以下「タンタルヒータ」とする）を作製した。なお、加熱装置（サンリック社製）により耐久性試験を行った。Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータの加熱前（図１（Ａ）参照）及び１０００時間加熱後（図１（Ｂ）参照）の線材の様子を図１に、比較例たるタンタルヒータの加熱前（図２（Ａ）参照）及び１０００時間加熱後（図２（Ｂ）参照）の線材の様子を図２にそれぞれ示す。なお、条件は、真空条件下で温度を１６００℃、印加定電流値を１４．０（Ａ（アンペア））とした。その結果は図４及び図５に示す。図４は、Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータにおいて、縦軸を温度（℃）、時間（ｈ：時間）として、耐久性試験における温度変化を示すグラフである。図４より、３０００時間経ってもほぼ温度に変化が見られない、即ち温度が降下することなく一定であった。

【0046】

また、Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータにおける、電圧値と時間（ｈ：時間）の関係を図５に示す。図５において、電圧値（平均値±３σ）も、最大値及び最小値の双方とも３０００時間経ってもほぼ一定の値を採った。

【0047】

また、図１において、加熱前及び加熱後で、Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータの表面光沢に若干変化が見られたものの、表面性状（表面形状）にはほぼ変化が無かった。一方図２において、加熱前及び加熱後で、タンタルヒータは、加熱前後で表面状態に明らかな変化があった。更に、タンタルヒータに関して、加熱部表面をマイクロスコープで観察したところ、竹状組織（バンブーストラクチャー）が表面に見られた（図３参照）。このことは加熱部の粒成長によるものと思われる。一方、Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータにおいては、竹状組織は見られなかった。

【0048】

以上のことから、Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材（Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金ヒータ）については、１６００℃という比較的高温で、且つ１０００時間以上（３０００時間程度）の耐久時間を有することが分かった。

【0049】

［実施例３］Ｗ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材を使用したヒータを用いた有機ＥＬ用蒸着セルの作成及び温度特性評価その１

【0050】

先ず、上記実施例１にて作製したＷ－Ｍｏ－Ｒｕ系合金発熱材に係る線材（Φ０．８ｍｍ）を用いて、蒸発源同型のトップヒータ及びボトムヒータをそれぞれ冷間加工にて作製した。これらのトップヒータ及びボトムヒータを図６に示す。作製したトップヒータ及びボトムヒータについては、坩堝に、組み込んで蒸着セルとした（以下、「実施例発熱材蒸着セル」とする）。一方、比較例として、トップヒータ及びボトムヒータ共にタンタル（Ｔａ）製のものを使用して、坩堝に、組み込んで蒸着セルとした（以下、「比較例タンタル蒸着セル」とする）。

【0051】

本実施例３では、試作した上記各蒸着セルに対し、一定真空度、各温度条件、各時間の環境下での、重量変化およびＳＥＭ／ＥＤＸによる表面状態を評価し、耐久性を評価した。

【0052】

次に、実施例発熱材蒸着セル及び比較例タンタル蒸着セル共に、１１段階（表１中の「ＳＴＥＰ１～１１」に相当）でトップ温度を昇温していき、実施例発熱材蒸着セル及び比較例タンタル蒸着セルそれぞれの、トップヒータの電流値（Ａ）及びボトムヒータの電流値（Ａ）をそれぞれ測定した。図７及び表１にその変化の様子を示すグラフや値の表を示す。図７及び表１より、実施例発熱材蒸着セルに係る新合金ヒータ線の抵抗値が高く、比較例タンタル蒸着セルに係るタンタルヒータ線と同等の温度到達が可能であること並びに低電流印加での昇温性も確認できた。

【0053】

【表1】

【0054】

次に、昇温試験前後での抵抗値変化に関しても、増減に関し大きく差があり、新合金の付帯効果を得ることができた。その結果については、表２に示す。

【0055】

【表2】

【0056】

表２において、比較例タンタル蒸着セルについては、加熱前と加熱後では、トップ及びボトムヒータ共に、抵抗の増加率が約３．３～３．９％であったのに対し、実施例発熱材蒸着セルについては、加熱前と加熱後では、トップ及びボトムヒータ共に、抵抗の増加率が約０．ｌ４～０．３３％であった。このことから、昇温前後での抵抗値変化に関しても、増減に関し大きく差があり、新合金の付帯効果が得られることを示唆する結果となった。

【0057】

以上、実施例を述べたが、これらの実施例に限定されるものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲及び／又は図面に記載の事項の範囲内で、様々な態様を採ることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明のルテニウム含有合金を使用することにより、高い電気抵抗率を有するヒータを提供することができる。また、蒸着セルに用いるヒータだけではなくて、その他の蒸着プロセスに使用する装置に係るヒータなどにも利用可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】