JPH11140562A - 酸化物分散強化銅及びその製造方法 - Google Patents
酸化物分散強化銅及びその製造方法Info
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- JPH11140562A JPH11140562A JP32514997A JP32514997A JPH11140562A JP H11140562 A JPH11140562 A JP H11140562A JP 32514997 A JP32514997 A JP 32514997A JP 32514997 A JP32514997 A JP 32514997A JP H11140562 A JPH11140562 A JP H11140562A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充分な導電性と強化効果を有し、製造及び加
工が容易で、かつ、満足できる硬さを有する分散強化銅
を提供する。 【解決手段】 銅粉末、アルミニウム粉末及び酸化銅粉
末を混合した後加熱溶解させて得た酸化物分散強化銅。
工が容易で、かつ、満足できる硬さを有する分散強化銅
を提供する。 【解決手段】 銅粉末、アルミニウム粉末及び酸化銅粉
末を混合した後加熱溶解させて得た酸化物分散強化銅。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物分散強化銅
技術に関する。
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温での強度が要求される分野に適した
導電性材料としてアルミナなどの粒子が分散された分散
強化銅（粒子分散強化銅とも云う）が用いられている。
ここで分散強化銅は主として粉末冶金による。例えば酸
化物の場合、内部酸化に必要な酸化銅粉末を原料粉末と
混合し、次いで内部酸化処理によって銅マトリックス中
に酸化物粒子を均一分散させ、これを固形化後熱間押出
し加工して必要な製品寸法に塑性加工するものである。
導電性材料としてアルミナなどの粒子が分散された分散
強化銅（粒子分散強化銅とも云う）が用いられている。
ここで分散強化銅は主として粉末冶金による。例えば酸
化物の場合、内部酸化に必要な酸化銅粉末を原料粉末と
混合し、次いで内部酸化処理によって銅マトリックス中
に酸化物粒子を均一分散させ、これを固形化後熱間押出
し加工して必要な製品寸法に塑性加工するものである。
【０００３】このように、従来のアルミナ分散強化銅は
その製造工程が長く、複雑であるために、製造コストが
極端に高くなる問題をかかえており、殆ど製品化されて
いない。このような問題に対し、鋳造方式により解決を
目指す試みがなされているものの、現状では満足できる
結果は得られていない。例えば特開昭６０−１５２６４
４号公報では、クロム、リチウム、マグネシウム及び希
土類元素のうち１種類以上含む銅合金溶湯に酸化ジルコ
ニウム（ＺｒＯ2）をアルゴンガスと共に噴射して均一
分散させる方法が示されているが、コスト的にも高く、
実験室的な方法と云わざるを得ない。
その製造工程が長く、複雑であるために、製造コストが
極端に高くなる問題をかかえており、殆ど製品化されて
いない。このような問題に対し、鋳造方式により解決を
目指す試みがなされているものの、現状では満足できる
結果は得られていない。例えば特開昭６０−１５２６４
４号公報では、クロム、リチウム、マグネシウム及び希
土類元素のうち１種類以上含む銅合金溶湯に酸化ジルコ
ニウム（ＺｒＯ2）をアルゴンガスと共に噴射して均一
分散させる方法が示されているが、コスト的にも高く、
実験室的な方法と云わざるを得ない。
【０００４】特開昭６０−１５２６４４号公報ではクロ
ム、リチウム、マグネシウム及び希土類元素のうち１種
類以上を含む銅合金溶湯に酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ2）をアルゴンガスと共に噴射して均一分散させる方
法が示されているが、特性値としては高温強度と８００
℃におけるクリープ特性だけである。また、特開平６−
２６４１６２号公報に記載された技術では、マトリック
ス材である銅・錫合金の液固混相に酸化アルミニウム粒
子を攪拌しながら添加し、分散させる方法が示されてい
るが、分散状態は不明であった。
ム、リチウム、マグネシウム及び希土類元素のうち１種
類以上を含む銅合金溶湯に酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ2）をアルゴンガスと共に噴射して均一分散させる方
法が示されているが、特性値としては高温強度と８００
℃におけるクリープ特性だけである。また、特開平６−
２６４１６２号公報に記載された技術では、マトリック
ス材である銅・錫合金の液固混相に酸化アルミニウム粒
子を攪拌しながら添加し、分散させる方法が示されてい
るが、分散状態は不明であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の問題点を改善する、すなわち、充分な導電性と強化
効果を有し、満足できる硬さを有する分散強化銅を提供
することを目的とする。
来の問題点を改善する、すなわち、充分な導電性と強化
効果を有し、満足できる硬さを有する分散強化銅を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１に記載の通り、銅粉末とアルミニウ
ム粉末と酸化銅粉末とを混合した後加熱溶解させて得た
酸化物分散強化銅である。また本発明の酸化物分散強化
銅の製造方法は、銅粉末とアルミニウム粉末と酸化銅粉
末とを混合した後加熱溶解させる工程を有する。
するため、請求項１に記載の通り、銅粉末とアルミニウ
ム粉末と酸化銅粉末とを混合した後加熱溶解させて得た
酸化物分散強化銅である。また本発明の酸化物分散強化
銅の製造方法は、銅粉末とアルミニウム粉末と酸化銅粉
末とを混合した後加熱溶解させる工程を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において、銅、アルミニウ
ム、及び酸化銅は粉末状のものを用いる必要がある。す
なわち、粒状のもの（２００メッシュより大きいもの）
を用いると本発明の効果が得られない。使用する酸化銅
粉末及びアルミニウム粉末の比は化１を満足するよう求
めた。すなわち、酸化銅（Ｉ）１．５モルに対してアル
ミニウム１モルである。
ム、及び酸化銅は粉末状のものを用いる必要がある。す
なわち、粒状のもの（２００メッシュより大きいもの）
を用いると本発明の効果が得られない。使用する酸化銅
粉末及びアルミニウム粉末の比は化１を満足するよう求
めた。すなわち、酸化銅（Ｉ）１．５モルに対してアル
ミニウム１モルである。
【０００８】
【化１】 ２Ａｌ ＋ ３Ｃｕ2Ｏ → ６Ｃｕ ＋ Ａｌ2Ｏ3
【０００９】なお、アルミニウム粉末の使用量は全体の
０．１５重量％以上５重量％以下であることが好まし
い。ここで０．１５重量％以下であると強化効果が少な
く、５重量％を超えて添加すると、加工性が著しく低下
するためである。これら混合比を満足するよう調整して
銅粉末、アルミニウム粉末、及び酸化銅粉末を充分良く
混合し、例えばタンマン管などの耐熱容器に入れ、不活
性ガス雰囲気中で加熱する。加熱により化１に示した反
応が生じ、冷却後、酸化アルミニウムが均一分散した酸
化物分散強化銅が得られる。
０．１５重量％以上５重量％以下であることが好まし
い。ここで０．１５重量％以下であると強化効果が少な
く、５重量％を超えて添加すると、加工性が著しく低下
するためである。これら混合比を満足するよう調整して
銅粉末、アルミニウム粉末、及び酸化銅粉末を充分良く
混合し、例えばタンマン管などの耐熱容器に入れ、不活
性ガス雰囲気中で加熱する。加熱により化１に示した反
応が生じ、冷却後、酸化アルミニウムが均一分散した酸
化物分散強化銅が得られる。
【００１０】
【実施例】それぞれ２００メッシュの銅粉末、アルミニ
ウム粉末及び酸化銅粉末をアルミニウム粉末重量が全体
重量の０．３５重量％となり、かつ、このアルミニウム
１モルに対して酸化銅粉末１．５モルとなるよう乳鉢に
入れ、均一となるよう充分に混合した。この混合物を、
モデル的な断面図である図１（ａ）に符号２を付して示
した直径１２ｍｍタンマン管５本に底部より３０ｍｍの
高さとなるように入れた。
ウム粉末及び酸化銅粉末をアルミニウム粉末重量が全体
重量の０．３５重量％となり、かつ、このアルミニウム
１モルに対して酸化銅粉末１．５モルとなるよう乳鉢に
入れ、均一となるよう充分に混合した。この混合物を、
モデル的な断面図である図１（ａ）に符号２を付して示
した直径１２ｍｍタンマン管５本に底部より３０ｍｍの
高さとなるように入れた。
【００１１】さらにこれらタンマン管を、上面図である
図１（ｂ）に示したようにカーボン坩堝１に納め、中央
のタンマン管には熱電対４をセットして、アルゴン雰囲
気中、１００℃／分の昇温速度で、１２００℃付近まで
昇温させ、その温度で３０分間保ち、その後るつぼ内で
冷却し鋳塊Ａ（実施例１）を得た。この鋳塊Ａの断面Ｓ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真と、アルミニウム元素及
び酸素元素の分布状況を走査型電子顕微鏡及びＥＰＭＡ
（Ｘ線マイクロアナライザ）により調べた。断面のＳＥ
Ｍ写真を図２（ａ）に、その同一箇所・同一倍率におけ
るアルミニウム元素の分布状況及び酸素元素の分布状況
をそれぞれ図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す。これら図
において、白色の部分がそれぞれ、アルミニウム原子或
いは酸素原子の分布している箇所を表す。
図１（ｂ）に示したようにカーボン坩堝１に納め、中央
のタンマン管には熱電対４をセットして、アルゴン雰囲
気中、１００℃／分の昇温速度で、１２００℃付近まで
昇温させ、その温度で３０分間保ち、その後るつぼ内で
冷却し鋳塊Ａ（実施例１）を得た。この鋳塊Ａの断面Ｓ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真と、アルミニウム元素及
び酸素元素の分布状況を走査型電子顕微鏡及びＥＰＭＡ
（Ｘ線マイクロアナライザ）により調べた。断面のＳＥ
Ｍ写真を図２（ａ）に、その同一箇所・同一倍率におけ
るアルミニウム元素の分布状況及び酸素元素の分布状況
をそれぞれ図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す。これら図
において、白色の部分がそれぞれ、アルミニウム原子或
いは酸素原子の分布している箇所を表す。
【００１２】アルミニウム粉末重量が全体重量の３重量
％となり、かつ、このアルミニウム１モルに対して酸化
銅粉末１．５モルとなるよう用いた以外は実施例１同様
にして別の鋳塊Ｂ（実施例２）を得た。この鋳塊Ｂの断
面のＳＥＭ写真を図３（ａ）に、その同一箇所・同一倍
率におけるアルミニウム元素の分布状況及び酸素元素の
分布状況をそれぞれ図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す。
これら図において、白色の部分がそれぞれ、アルミニウ
ム原子或いは酸素原子の分布している箇所を表す。
％となり、かつ、このアルミニウム１モルに対して酸化
銅粉末１．５モルとなるよう用いた以外は実施例１同様
にして別の鋳塊Ｂ（実施例２）を得た。この鋳塊Ｂの断
面のＳＥＭ写真を図３（ａ）に、その同一箇所・同一倍
率におけるアルミニウム元素の分布状況及び酸素元素の
分布状況をそれぞれ図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す。
これら図において、白色の部分がそれぞれ、アルミニウ
ム原子或いは酸素原子の分布している箇所を表す。
【００１３】これら図２及び図３により、これら鋳塊Ａ
及びＢにおいて、それぞれアルミニウム元素の分布と酸
素元素の分布が一致しており、これらが酸化アルミニウ
ム粒子を形成して銅マトリックス内に均一に分布してい
ることが確認された。さらに、これら鋳塊の硬さを調べ
たところ、アルミニウム添加量０．３５重量％の鋳塊Ａ
ではＨｖ７８であり、アルミニウム添加量３％の鋳塊Ｂ
ではＨｖ１０１であり、純銅の硬さＨｖ５０に比して、
共に大幅に増加していることが確認された。
及びＢにおいて、それぞれアルミニウム元素の分布と酸
素元素の分布が一致しており、これらが酸化アルミニウ
ム粒子を形成して銅マトリックス内に均一に分布してい
ることが確認された。さらに、これら鋳塊の硬さを調べ
たところ、アルミニウム添加量０．３５重量％の鋳塊Ａ
ではＨｖ７８であり、アルミニウム添加量３％の鋳塊Ｂ
ではＨｖ１０１であり、純銅の硬さＨｖ５０に比して、
共に大幅に増加していることが確認された。
【００１４】
【発明の効果】本発明の酸化物分散強化銅は、熱間押出
し加工を必要とせず、硬さの高い優れた酸化物分散強化
銅であり、かつ、極めて容易に得ることができるもので
ある。
し加工を必要とせず、硬さの高い優れた酸化物分散強化
銅であり、かつ、極めて容易に得ることができるもので
ある。
【図１】実施例で用いたるつぼを示すモデル図である。 （ａ）断面図 （ｂ）上面図
【図２】（ａ）アルミニウム添加量が０．３５重量％の
本発明に係る酸化物分散強化銅の断面を示すＳＥＭ写真
である。 （ｂ）（ａ）の断面のアルミニウムの分布調査結果を示
す図である。 （ｃ）（ａ）の断面の酸素の分布調査結果を示す図であ
る。
本発明に係る酸化物分散強化銅の断面を示すＳＥＭ写真
である。 （ｂ）（ａ）の断面のアルミニウムの分布調査結果を示
す図である。 （ｃ）（ａ）の断面の酸素の分布調査結果を示す図であ
る。
【図３】（ａ）アルミニウム添加量が３重量％の本発明
に係る酸化物分散強化銅の断面を示すＳＥＭ写真であ
る。 （ｂ）（ａ）の断面のアルミニウムの分布調査結果を示
す図である。 （ｃ）（ａ）の断面の酸素の分布調査結果を示す図であ
る。
に係る酸化物分散強化銅の断面を示すＳＥＭ写真であ
る。 （ｂ）（ａ）の断面のアルミニウムの分布調査結果を示
す図である。 （ｃ）（ａ）の断面の酸素の分布調査結果を示す図であ
る。
１ るつぼ ２ タンマン管 ３ 原料 ４ 熱電対
Claims (3)
- 【請求項１】 銅粉末、アルミニウム粉末及び酸化銅粉
末を混合した後加熱溶解させて得たことを特徴とする酸
化物分散強化銅。 - 【請求項２】 銅粉末とアルミニウム粉末と酸化銅粉末
とを混合した後加熱溶解させる工程を有することを特徴
とする酸化物分散強化銅の製造方法。 - 【請求項３】 アルミニウム粉末の使用量が銅粉末、ア
ルミニウム粉末及び酸化銅粉末を合わせた全体の０．１
５重量％以上５重量％以下であることを特徴とする請求
項２に記載の酸化物分散強化銅の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32514997A JPH11140562A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 酸化物分散強化銅及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32514997A JPH11140562A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 酸化物分散強化銅及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140562A true JPH11140562A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18173594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32514997A Withdrawn JPH11140562A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 酸化物分散強化銅及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140562A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100694335B1 (ko) | 2005-02-24 | 2007-03-12 | 황승준 | 산화알루미늄 분산 강화형 동합금 분말과 그의 제조방법 |
| CN100450675C (zh) * | 2006-08-31 | 2009-01-14 | 昆明冶金研究院 | 弥散强化铜材料中氧化铝相原位生长工业生产技术 |
| CN108251671A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-06 | 北京科技大学 | 一种掺杂氧化石墨烯增强ods铜的制备方法 |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP32514997A patent/JPH11140562A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100694335B1 (ko) | 2005-02-24 | 2007-03-12 | 황승준 | 산화알루미늄 분산 강화형 동합금 분말과 그의 제조방법 |
| CN100450675C (zh) * | 2006-08-31 | 2009-01-14 | 昆明冶金研究院 | 弥散强化铜材料中氧化铝相原位生长工业生产技术 |
| CN108251671A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-06 | 北京科技大学 | 一种掺杂氧化石墨烯增强ods铜的制备方法 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |