JPH0681008A - 電気伝導材料及びその製造方法 - Google Patents

電気伝導材料及びその製造方法

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JPH0681008A
JPH0681008A JP3220999A JP22099991A JPH0681008A JP H0681008 A JPH0681008 A JP H0681008A JP 3220999 A JP3220999 A JP 3220999A JP 22099991 A JP22099991 A JP 22099991A JP H0681008 A JPH0681008 A JP H0681008A
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JP
Japan
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alloy
electrically conductive
conductive material
brazing
coating
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Pending
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JP3220999A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Tomioka
▲ひろ▼昭 富岡
Tadashi Okabe
正 岡部
Keiichiro Nomoto
啓一郎 野本
Takeshi Sato
健 佐藤
Jitsuo Matsumoto
実男 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Tungsten Co Ltd
Original Assignee
Nippon Tungsten Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気伝導材料に於いて、W又はWを含む焼結
体と、台金となる周期律表Ib族の金属又はその合金と
の接合強度の向上と安定性を求める。 【構成】 一方がW又はWを含む焼結体で、他方が周期
律表Ib族の金属又はその合金で、それらの間にNi,
Pd,Ptの少なくとも1種以上を主成分とする合金薄
層が介在して一体化した電気伝導材料であり、この合金
薄膜はNi,Pd,Ptの少なくとも1種以上とPの合
金であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気接点や放電加工用電
極などに用いる電気伝導材料及びその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】電気接点や放電加工用電極などの電気伝
導部品は、W,WC,W−Ag,WC−Ag,W−Cu
又はWC−CuなどのWを含む焼結体が用いられてい
る。これらの材料は単体として使用される場合もある
が、一般にCuやAgなどの周期律表Ib族の金属又は
その合金の台金に接合またロウ接して使用される。この
ロウ接の際に用いられるロウ材は、Agを主成分とす
る、いわゆる銀ロウである。又これらの焼結体はWを含
んでいるので、Wとぬれ性のよいNi元素を含有したJ
IS規格BAg−3などの銀ロウがロウ材として選定さ
れている。しかし乍ら、そのロウ接強度(接合強度)の
大きさや安定性が十分であるとは言いがたい。
【0003】通常、接合は被接合体の間にあるロウ材が
つなぐ役目をするという見方でロウ接現象をとらえる
が、本発明では、ロウ材自体をも被接合体としてとら
え、界面にそれらを結び付け易いものを介在させるとい
うとらえかたを行った。これを継電器用接点として使用
されるW焼結体を、Ag台金に銀ロウBAg−3でロウ
接する場合を例にとって説明する。Agの融点は約96
0℃であるから、融点がそれよりも低く、しかもAgと
Wの両方にぬれ性のよいロウ材として、JIS規格のB
Ag−3が用いられる。このロウ材には、Niが含有さ
れているが、WとNi元素の相互拡散が行われるには、
このロウ材のロウ接温度である約800℃では低過ぎ、
Ag台金の融点近くもしくはそれ以上にする必要があ
る。これでは台金が変形もしくは溶けてしまうので、実
用的ではない。しかし、台金の変形や溶融のない通常の
ロウ接条件で得られる接合強度は低く、そのバラツキも
大きくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、接合強度の不足と不安定さを軽減
することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、被
接合体とロウ材との間(界面)の性状に着眼し、その界
面に元素の拡散を促進する状況を作り出すことにより解
決できた。それは低温でもWを含む焼結体と台金との界
面に拡散が起き易い状態を設定しさえすれば、所期の目
的が達成できるという考えにたち、Ni,Pd,Ptの
うち少なくとも1種以上とPとの合金層を介在(接合面
以外には無くても可)させるということである。Ni−
Pでは、11wt%Pで880℃の低融点を有するの
で、Ni−11wt%Pを界面に介在させることによ
り、NiとWの相互拡散が生じ、接合がなされる。Ni
−P中のPの量は、その融点が台金であるAgの融点を
越えると拡散作用が著しく減少するので、9〜13wt
%が好ましい。Ni−P層の厚さは0.2μm未満であ
ると、その量が少なすぎて効果が現れにくく、又厚すぎ
ても効果はあるものの、拡散の介添えを果たせば十分で
あるから普通のメッキ層厚である20μm以内でよい。
Pd−Pの場合、約8wt%で約740℃の低融点を有
するので、Pd−8wt%Pを界面に介在させることに
より、PdとWの相互拡散が生じ、接合がなされる。P
d−P中のPの量はその融点が台金成分のAgの融点を
越えると拡散作用が著しく減少するので、6〜10wt
%が好ましい。Pd−P層の厚さは0.2μm未満であ
ると、その量が少なすぎて効果が現れにくく、又厚すぎ
ても効果はあるものの、拡散の介添えを果たせば十分で
あるから普通のメッキ層厚である20μm以内でよい。
Pt−Pの場合、4wt%Pで588℃の低融点を有す
るので、Pt−4wt%Pを界面に介在させることによ
り、PtとWの相互拡散を生じ、接合がなされる。Pt
−P中のPの量はその融点が台金成分のAgの融点を越
えると拡散作用が著しく減少するので、3〜6wt%が
好ましい。Pt−P層の厚さは0.2μm未満である
と、その量が少なすぎて効果が現れにくく、又厚すぎて
も効果はあるものの、拡散の介添えを果たせば十分であ
るから普通のメッキ層厚である20μm以内でよい。
【0006】ロウ材へのNi,Pd,Ptのうち少なく
とも1種以上とPとの合金又はそれを構成する元素の形
成は、メッキ,クラッドまたは粉末塗布等の方法によっ
て行われる。またロウ材を用いずに被接合体表面に前記
合金を形成して接合することもできる。Wとのぬれ性、
安定性、経済性の面からAgロウ材にNi−P合金メッ
キを施したものが最適である。
【0007】
【作用】本発明では、被接合体の界面にNi,Pd,P
tのうち少なくとも1種以上とPとの合金層を介在させ
て接合することにより、元素の拡散が促進されて十分な
接合強度が得られる。
【0008】
【実施例】以下本発明を実施例を示し乍ら詳述する。実施例1 被接合体として、外径4mm,厚さ0.5mmのW部材1及
び同じ外径を有する厚さ2.5mmのAg部材3を用い、
又銀ロウ材として外径4mm,厚さ0.06mmでその全面
を厚さ2μmで約10.5wt%のPを含有したNi−
P合金無電解メッキ層4を施し、図1に示したようにW
部材1を下にし、その上に銀ロウ材2を、最上段にAg
部材3を載せた状態にして、水素雰囲気中炉中でロウ接
をおこなった。又比較のため、従来のNi−P合金無電
解メッキをしていない同材種の銀ロウを用いてロウ接を
行った。ロウ接温度は、本発明試料及び比較試料とも8
50℃で行い、本発明試料は更に750℃で行い温度の
変動に対する接合の安定性を確認した。その結果を図2
に示す、図2中○印と△印は本発明試料、×印は比較試
料を示す。図2より本発明によると比較試料よりも剪断
応力は大きく、そのバラツキも少ないことが判る。又ロ
ウ接温度は750〜850℃の広い範囲で変動してもよ
いことが判る。次に上記ロウ接後、X線マイクロアナザ
イラーにて元素分布を分析した結果を図3〜図11に示
す。即ち図3〜図5は850℃でロウ接した本発明試料
のもので、これらの写真に現れている白点は図3がA
g、図4がNi、図5がW元素の分布を示し、又図6〜
図8は850℃でロウ接した比較試料のもので、これら
の写真に現れている白点は図6がAg、図7がNi、図
8がW元素の分布を示し、又図9〜図11は750℃で
ロウ接した本発明試料のもので、これらの写真に現れて
いる白点は図9がAg、図10がNi、図11がW元素
の分布を示す。又図3〜図11中矢印A,Bはそれぞれ
W側,Ag側の界面の位置を示している。この図3〜図
5よりNiとWの元素が相互に拡散していることが判
り、十分な接合がなされていることが示されている。こ
れに対し図6〜図8に示した比較試料をみるとNi元素
はロウ層内に点在しており、このNiは銀ロウに当初よ
り含まれていたものであり、W界面への拡散は認められ
ない。図9〜図11では、Ag界面のNiは不連続にな
っているが、W界面では連続している。このことは図3
〜図5程明らかではないがNi元素の拡散が行われ、W
との接合がなされていると解釈できる。ロウ層中のNi
は図7と同じ状態にある。この図9〜図11のロウ接が
より進行すると図3〜図5のようになっていく。なお上
記したのは台金にAgを使用した場合についてである
が、台金をCu又はAuにした場合でも同様な結果が得
られた。Wの代わりにWの表面を浸炭した焼結体又はW
C−Ag、W−Cu、W−Ag複合材料を被接合体とし
て実施した結果も同様であった。又被接合体のうち少な
くともWを含む焼結体にNi−P合金メッキしても同様
な結果が得られ、銀ロウとしてBAg−3以外の銀ロウ
を用いても同様な結果が得られた。
【0009】実施例2 外径4mm,厚さ0.5mmのW部材1及び同じ外径を有す
る厚さ2.5mmのAg部材3の表面に無電解メッキ法に
より11wt%のPを含有したNi−P合金メッキ層4
を施し、それらの間に外径4mm,厚さ0.06mmの銀ロ
ウ(BAg−3)材2を、図12に示すように挾みW部
材1を下にし、上がAg部材3になるような状態で水素
雰囲気の電気炉でロウ接を行った。他の方法として前記
と同形状のW部材及びAg部材及びロウ材を用い、W部
材とロウ部材との間に厚さ2μmのNi−P(11wt
%P)合金箔を挾み上記と同様にロウ接を行った。又N
i−11wt%P混合粉末とジエチレングリコールブチ
ルエーテルモノアセテートと混合ペーストを上記のW部
材とAg部材の表面に塗布し乾燥後、上記ロウ材をこれ
らの間に挾んで上記と同様にして水素雰囲気の電気炉で
ロウ接を行った。その他の方法としてNi−11wt%
P粉末をプラズマ溶射装置を用いてW部材とAg部材の
表面にAr雰囲気で溶射して、それらの間にロウ材を挾
んで同様にロウ接した。又比較のためNi−P合金層が
介在しない従来の電気伝導材料を作成した。ロウ接温度
は本発明試料及び比較試料とも850℃で行い、本発明
試料は更に750℃で行って温度変動に対する接合の安
定性を確認した。ロウ接後、ロウ層の接合強度及びX線
マイクロアナライザーにて元素分布を分析した。その結
果は上記実施例1の結果と同様であった。即ち、接合強
度は本発明のものはいずれも比較試料よりも大きく、そ
のバラツキも少なかった。又ロウ接温度は750〜85
0℃の広い範囲で変動してもよいことが判った。元素分
布の面分析の結果は、実施例1と同様にNiとWの元素
が相互に拡散しており、W部材とAg部材が強固に接合
されていることが判った。なお上記したのは台金として
Agを用いた例であるが、Cu又はAuを用いた場合も
同様な結果となった。又Wの代わりにWの表面を浸炭し
た焼結体又はWC−Ag、W−Cu、W−Ag複合材料
を被接合体として実施した結果も同様であった。
【0010】実施例3 実施例1と同様にしてW部材とAg部材との間にPd−
P合金層が介在する場合についての電気伝導材料を作成
した結果、実施例1と略同様の結果が得られた。
【0011】実施例4 実施例1と同様にしてW部材とAg部材の間にPt−P
合金層が介在する場合についての電気伝導材料を作成し
た結果、実施例1と略同様の結果が得られた。
【0012】
【発明の効果】以上述べて来た如く、本発明によれば、
被接合体及び又は銀ロウにNi,Pd,Ptの少なくと
も1種以上を主成分とする層を介在させているので、該
層の介在がない場合よりも剪断強度は大きく、しかも安
定した接合が得られ、かつ特別なロウ材を製造すること
なく、通常の銀ロウを用いて行えるので経済的であると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の概要説明図である。
【図2】実施例1で求めたロウ接温度と接合強度の関係
を示すグラフである。
【図3】実施例1で求めた本発明試料のAgのX線マイ
クロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図4】実施例1で求めた本発明試料のNiのX線マイ
クロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図5】実施例1で求めた本発明試料のWのX線マイク
ロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図6】実施例1で求めた比較試料のAgのX線マイク
ロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図7】実施例1で求めた比較試料のNiのX線マイク
ロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図8】実施例1で求めた比較試料のWのX線マイクロ
アナライザー分析結果を示す写真である。
【図9】実施例1で求めた本発明試料のAgのX線マイ
クロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図10】実施例1で求めた本発明試料のNiのX線マ
イクロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図11】実施例1で求めた本発明試料のWのX線マイ
クロアナライザー分析結果を示す写真である。
【図12】実施例2の概要説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 健 福岡市南区清水2丁目20番31号 日本タン グステン株式会社内 (72)発明者 松本 実男 福岡市南区清水2丁目20番31号 日本タン グステン株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方がW又はWを含む焼結体で、他方が
    周期律表Ib族の金属又はその合金で、それらの間にN
    i,Pd,Ptの少なくとも1種以上を主成分とする合
    金薄層が介在して一体化したことを特徴とする電気伝導
    材料。
  2. 【請求項2】 合金薄層がNi,Pd,Ptの少なくと
    も1種以上とPの合金であることを特徴とする請求項1
    記載の電気伝導材料。
  3. 【請求項3】 W又はWを含む焼結体で、他方が周期律
    表Ib族の金属又はその合金の表面に、Ni,Pd,P
    tの少なくとも1種以上とPとの合金又はそれを構成す
    る元素を、被覆,塗布又はクラッドにして、それらを加
    熱し、又は加熱し乍ら加圧し接合することを特徴とする
    電気伝導材料の製造方法。
  4. 【請求項4】 Ni,Pd,Ptの少なくとも1種以上
    とPとの合金又はそれを構成する元素の粉末をロウ材の
    表面に被覆,塗布又はクラッドしたものをWを含む焼結
    体と、周期律表Ib族の金属又はその合金との間に挾み
    ロウ接することを特徴とする電気伝導材料の製造方法。
  5. 【請求項5】 被覆がメッキによることを特徴とする請
    求項3又は請求項4記載の電気伝導材料の製造方法。
  6. 【請求項6】 被覆がプラズマ溶射によることを特徴と
    する請求項3又は請求項4記載の電気伝導材料の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 塗布が揮発性有機物と、Ni,Pd,P
    tの少なくとも1種以上の粉末とP粉末の混合物又はそ
    れらの合金粉末との混合物を塗布材として用いることを
    特徴とする請求項3又は請求項4記載の電気伝導材料の
    製造方法。
JP3220999A 1991-08-05 1991-08-05 電気伝導材料及びその製造方法 Pending JPH0681008A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116713548A (zh) * 2023-07-18 2023-09-08 福建阿石创新材料股份有限公司 一种银靶材的绑定方法

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Effective date: 20010223