CN103459667A - 层叠体、导电材料及层叠体的制造方法 - Google Patents

层叠体、导电材料及层叠体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明利用冷喷射法制造界面强度高、在铝基材上层叠铜皮膜而成的层叠体、或在铜基材上层叠铝皮膜而成的层叠体。本发明的层叠体（10）具备：基材（1），其由铝或含有铝的合金形成；中间层（2），在基材（1）表面，由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成；以及皮膜层（3），在中间层（2）的表面，将铜或含有铜的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成。

Description

层叠体、导电材料及层叠体的制造方法
技术领域
本发明涉及层叠体、导电材料及层叠体的制造方法。
背景技术
近年来，作为喷镀法的1种，通过将材料粉末高温、高速地向基材吹送而将该材料粉末堆积、涂布在基材上的冷喷射方法受到关注。冷喷射方法中，通过与加热到材料粉末的熔点或软化点以下的惰性气体一起，从缩扩（Laval）喷嘴喷射，使成为皮膜的材料以固相状态冲撞基材而在基材的表面形成皮膜，因此可以获得没有相变且氧化也被抑制了的金属皮膜。
以往，作为冷喷射方法，公开过将基材的温度控制为规定温度后、将材料粉末喷射的技术（例如参照专利文献1）、控制基材和/或惰性气体的温度而形成金属皮膜的技术（例如参照专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－302317号公报
专利文献2：日本特开2008－127676号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在将利用冷喷射法形成了金属皮膜的层叠体用于导电材料等中的情况下，适合使用具有高导电性的层叠体。然而，利用冷喷射法层叠的层叠体不具有所需的导电性，因此需要进行退火处理。
在将铜退火处理的情况下，通常在300～600℃左右进行退火处理，而在铝基材上层叠了铜皮膜的层叠体中，无法将退火温度提高到600℃。一般来说，越是在高温下进行退火处理，越有望提高铜皮膜的加工性及导电性，然而如果将铜/铝层叠体在250℃以上的温度下进行退火处理，则会在铜与铝的界面中生成金属间化合物，具有界面的强度降低及层叠体的电阻增大的问题。
本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于，可以抑制该层叠体的界面中的金属间化合物的生成，防止层叠体的界面的强度的降低的同时，提供一种层叠体、使用该层叠体的导电材料和层叠体的制造方法，所述层叠体是使用冷喷射法将铜皮膜层叠于铝基材上、或将铝皮膜层叠于铜基材上的层叠体。
解决问题的手段
为了解决上述的问题，达成目的，本发明所涉及的层叠体的特征在于，具备：基材，其由铝或含有铝的合金形成；中间层，在所述基材表面，由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成；以及皮膜层，在所述中间层的表面，将铜或含有铜的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成。
另外，本发明所涉及的层叠体的特征在于，具备：基材，其由铜或含有铜的合金形成；中间层，在所述基材表面，由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成；以及皮膜层，在所述中间层的表面，将铝或含有铝的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成。
另外，本发明所涉及的层叠体的特征在于，在上述发明中，所述层叠体在形成所述皮膜层后，在规定温度下进行加热处理。
另外，本发明所涉及的层叠体的特征在于，在上述发明中，所述加热处理温度为300～500℃。
另外，本发明所涉及的层叠体的特征在于，在上述发明中，所述中间层是所述元素的多层层叠体。
另外，本发明所涉及的层叠体的特征在于，在上述发明中，所述中间层的厚度为0.2～20μm。
另外，本发明所涉及的层叠体的特征在于，在上述发明中，利用喷镀、冷喷射、镀敷、溅射、或CVD形成所述中间层。
另外，本发明所涉及的导电材料的特征在于，使用上述的任意一项所述的层叠体。
另外，本发明所涉及的层叠体的制造方法的特征在于，包括：中间层形成步骤，在利用铝或含有铝的合金形成的基材的表面，形成由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成的中间层；皮膜层形成步骤，在所述中间层的表面，将铜或含有铜的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成皮膜层。
另外，本发明所涉及的层叠体的制造方法的特征在于，包括：中间层形成步骤，在利用铜或含有铜的合金形成的基材的表面，形成由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成的中间层；皮膜层形成步骤，在所述中间层的表面，将铝或含有铝的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成皮膜层。
另外，本发明所涉及的层叠体的制造方法的特征在于，在所述皮膜层形成步骤后，包括在规定温度下进行加热处理的退火处理步骤。
发明效果
本发明所涉及的层叠体起到如下的效果，即，通过在铝基材与铜皮膜之间、或铜基材与铝皮膜之间，设置由规定的金属等形成的中间层，由此来抑制在将该层叠体进行退火处理时可能发生的铝与铜的金属间化合物的生成，防止界面处的强度降低，提高层叠体的导电性。此外，本发明的层叠体即使在未进行退火处理的情况下，在长时间的使用环境下也可以抑制金属间化合物的生成，因此起到可以保持层叠体的界面处的强度的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的层叠体的构成的示意图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的层叠体的制造中使用的冷喷射装置的概要的示意图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的层叠体的剖面结构的图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的层叠体的剖面结构的图。
图5是表示比较例所涉及的层叠体的剖面结构的图。
图6是表示本发明的层叠体的长时间保持试验后的剖面结构的图。
图7是表示比较例所涉及的层叠体的长时间保持试验后的剖面结构的图。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式与附图一起进行详细说明。而且，本发明并不受以下的实施方式限定。另外，在以下的说明中参照的各图只不过是在可以理解本发明的内容的程度内对形状、大小、以及位置关系进行概略性的表示。即，本发明并不仅限定于各图中例示的形状、大小、以及位置关系。
首先，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的层叠体进行详细说明。图1是表示本发明的实施方式所涉及的层叠体的构成的示意图。
层叠体10由基材1、形成于基材1的表面的中间层2、以及利用后述的冷喷射法层叠于中间层2上的金属皮膜3构成。
基材1使用近似板状的基材，由铝或铝合金形成。
中间层2是在基材1的表面利用喷镀、冷喷射、镀敷、溅射或CVD形成的皮膜。中间层2由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成。中间层2优选为0.2～20μm的厚度。这是因为，如果小于0.2μm，则抑制基材1与后述的金属皮膜3之间的金属间化合物的生成的效果变小，另外如果厚度大于20μm，则有可能对层叠体10的导电性等造成影响。另外，中间层2除了上述的由任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成的1层结构的中间层2以外，也可以制成由上述的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金分别形成的2层以上的多层结构的中间层2。
金属皮膜3是隔着中间层2形成于基材1的表面的铜或铜合金的皮膜。金属皮膜3是通过将铜或铜合金的粉末材料利用后述的冷喷射装置与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向中间层2的与基材1接触的面的相反一面吹送而堆积形成。
下面，参照图2，对金属皮膜3的形成进行说明。图2是表示金属皮膜3的形成中使用的冷喷射装置的概要的示意图。
冷喷射装置60具备加热压缩气体的气体加热器61、收容向基材喷射的粉末材料并向喷枪62供给的粉末供给装置63、将在喷枪62中与加热了的压缩气体混合的材料粉末向基材1喷射的气体喷嘴64。
作为压缩气体，可以使用氦气、氮气、空气等。所供给的压缩气体由阀门65及66分别向气体加热器61和粉末供给装置63供给。向气体加热器61供给的压缩气体在被加热到例如50℃以上、且在作为金属皮膜3的材料粉末的铜或铜合金的熔点以下的温度后，向喷枪63供给。压缩气体的加热温度优选为300～900℃。
向粉末供给装置63供给的压缩气体将粉末供给装置63内的例如粒径为10～100μm左右的材料粉末以达到规定的喷出量的方式向喷枪62供给。被加热了的压缩气体被制成缩扩形状的气体喷嘴64弄成超音速流（约340m/s以上）。另外，压缩气体的气体压力优选设为1～5MPa左右。通过将压缩气体的压力设为1～5MPa左右，就可以实现基材1与金属皮膜3之间的密合强度的提高。优选以2～4MPa左右的压力进行处理。向喷枪62供给的粉末材料因被投入该压缩气体的超音速流中而被加速，在保持固相状态下与基材高速冲撞而形成皮膜。而且，只要是可以使材料粉末以固相状态与基材1冲撞而形成皮膜的装置，就不限定于图2的冷喷射装置60。
在利用冷喷射装置隔着中间层2在基材1上形成金属皮膜3后，对层叠体10进行在规定温度下加热处理的退火处理。退火处理温度优选在300～500℃下进行。通过在300℃以上的温度下加热，可以降低由铜或铜合金构成的金属皮膜3的硬度而提高加工性，并且可以提高层叠体10的导电性。另外，通过设为500℃以下的温度，可以减少由加热造成的对层叠体10的影响。
本发明的实施方式所涉及的层叠体10由于在由铝或铝合金构成的基材1与利用冷喷射装置60层叠的铜或铜合金的金属皮膜3之间，形成抑制铝与铜的金属间化合物的形成的由规定的金属等构成的中间层2，因此可以在更高温度下进行退火处理，可以在抑制层叠体10的界面处的强度降低的同时，实现层叠体10的加工性及导电性的提高。
而且，虽然上述的本发明的实施方式对如下的层叠体10进行了说明，即，作为基材1选择铝或铝，在基材1上形成由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金构成的中间层2，利用冷喷射装置60在中间层2的表面形成由铜或铜合金构成的金属皮膜3，然而对于如下的层叠体10也可以同样地制造，即，作为基材1选择铜或铜合金，在基材1上形成由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金构成的中间层2，利用冷喷射装置60在中间层2的表面形成由铝或铝合金构成的金属皮膜3。
在隔着中间层2在由铜或铜合金构成的基材1上形成铝或铝合金的金属皮膜3的情况下，将冷喷射装置60中使用的压缩气体加热到例如50℃以上、且在作为金属皮膜3的材料粉末的铝或铝合金的熔点以下、优选为200～400℃后进行。
在由铜或铜合金构成的基材1与利用冷喷射装置60层叠的铝或铝合金的金属皮膜3之间形成了抑制铝与铜的金属间化合物的形成的由规定的元素构成的中间层2的本发明的层叠体10可以在高温下进行退火处理，从而可以在抑制层叠体10的界面处的强度降低的同时，实现层叠体10的加工性及导电性的提高。
实施例
（实施例1）
在由铝构成的基材1上，利用镀敷法形成银或镍的中间层2（厚度：5μm），利用冷喷射装置60在中间层2的与基材1接触的面的相反一侧的面形成铜的金属皮膜3（压缩气体温度：800℃、气体压力：5MPa），形成层叠体10。对该层叠体10在真空中、在400℃下进行4小时退火处理，对于铝与铜的金属间化合物的形成进行了确认。另外，作为比较例，在由铝构成的基材1上，不形成规定的中间层2，利用冷喷射装置在基材1表面形成铜的金属皮膜3而制成层叠体，对于该层叠体（压缩气体温度：800℃、气体压力：5MPa），也同样地在真空中、400℃下进行了4小时退火处理，对金属间化合物的形成进行了确认。
图3是表示用银形成了中间层2的本发明的实施例1所涉及的层叠体10的剖面结构的图。图4是表示用镍形成了中间层2的本发明的实施例1所涉及的层叠体10的剖面结构的图。图5是表示比较例所涉及的层叠体的剖面结构的图。
如图5所示，比较例中，由于不具有中间层2，因此会因真空中、400℃下、4小时的退火处理而形成大约16μm的厚度的金属间化合物。与此相对，可知在以厚5μm的银作为中间层2利用镀敷法形成的层叠体10中，如图3所示，金属间化合物的生成被抑制为大约11μm的厚度。另外，以厚5μm的镍作为中间层2利用镀敷法形成的层叠体10中，如图4所示，金属间化合物的生成被抑制为大约2μm为止的厚度。
（实施例2）
在由铝构成的基材1上，利用镀敷法形成镍的中间层2（厚度：2μm），利用冷喷射装置60在中间层2的与基材1接触的面的相反一侧的面形成铜的金属皮膜3（压缩气体温度：800℃、气体压力：5MPa），形成层叠体10。将该层叠体10在大气中、在250℃、保持300小时，进行了层叠体10的使用环境下的长时间保持试验。另外，作为比较例，在由铝构成的基材1上，不形成规定的中间层2，利用冷喷射装置在基材1表面形成铜的金属皮膜3而制成层叠体，对于该层叠体（压缩气体温度：800℃、气体压力：5MPa），也同样地在大气中、250℃、保持300小时而进行了长时间保持试验。
图6是表示用镍形成了中间层2的本发明的实施例2所涉及的层叠体10的长时间保持试验后的剖面结构的图。图7是表示比较例所涉及的层叠体的长时间保持试验后的剖面结构的图。
如图7所示，比较例中，在大气中、250℃、保持300小时的长时间保持试验中，形成了约6μm的厚度的金属间化合物。与此相对，在以厚2μm的镍作为中间层2利用镀敷法形成的层叠体10中，如图6所示，基本上观察不到金属间化合物的层，可知金属间化合物的生成得到抑制。
产业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的层叠体、使用该层叠体的导电材料、以及层叠体的制造方法在导电构件的制造中有用。
符号说明
1   基材
2   中间层
3   金属皮膜
10  层叠体
60  冷喷射装置
61  气体加热器
62  喷枪
63  粉末供给装置
64  气体喷嘴

Claims (11)

1.一种层叠体，其特征在于，
具备：
基材，其由铝或含有铝的合金形成；
中间层，其是在所述基材表面，由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属，或者含有所述任意一种金属的合金形成；以及
皮膜层，其是在所述中间层的表面，将铜或含有铜的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成。
2.一种层叠体，其特征在于，
具备：
基材，其由铜或含有铜的合金形成；
中间层，其是在所述基材表面，由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属，或者含有所述任意一种金属的合金形成；以及
皮膜层，其是在所述中间层的表面，将铝或含有铝的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成。
3.根据权利要求1或2所述的层叠体，其特征在于，
所述层叠体在形成所述皮膜层后，在规定温度下经过了加热处理。
4.根据权利要求3所述的层叠体，其特征在于，
所述加热处理温度为300～500℃。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的层叠体，其特征在于，
所述中间层是所述任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金的多层层叠体。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的层叠体，其特征在于，
所述中间层的厚度为0.2～20μm。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的层叠体，其特征在于，
所述中间层是利用喷镀、冷喷射、镀敷、溅射或CVD形成。
8.一种导电材料，其特征在于，
使用权利要求3～7中任一项所述的层叠体。
9.一种层叠体的制造方法，其特征在于，
包括：
中间层形成步骤，在利用铝或含有铝的合金形成的基材的表面，形成由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成的中间层；
皮膜层形成步骤，在所述中间层的表面，将铜或含有铜的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成皮膜层。
10.一种层叠体的制造方法，其特征在于，
包括:
中间层形成步骤，在利用铜或含有铜的合金形成的基材的表面，形成由选自银、金、铬、铁、锗、锰、镍、硅或锌中的任意一种金属或非金属、或者含有所述任意一种金属的合金形成的中间层；
皮膜层形成步骤，在所述中间层的表面，将铝或含有铝的合金的粉末材料与加热到比该粉末材料的熔点低的温度的气体一起加速，在保持固相状态下向所述中间层吹送而堆积形成皮膜层。
11.根据权利要求9或10所述的层叠体的制造方法，其特征在于，
在所述皮膜层形成步骤后，包括在规定温度下进行加热处理的退火处理步骤。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105015743A (zh) * 2015-07-13 2015-11-04 苏州金业船用机械厂 一种高强度耐腐蚀性螺旋桨壳体
CN107709613A (zh) * 2015-06-23 2018-02-16 日本发条株式会社 复合管以及复合管的制造方法
CN108290380A (zh) * 2015-11-11 2018-07-17 日本发条株式会社 层叠体及层叠体的制造方法
CN110234796A (zh) * 2017-02-03 2019-09-13 日产自动车株式会社 滑动构件和用于内燃机的滑动构件
CN111726938A (zh) * 2020-06-15 2020-09-29 江苏百旭电子新材料科技有限公司 一种fccl挠性覆铜板及其制造方法
CN113278963A (zh) * 2021-04-28 2021-08-20 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种利用冷喷涂成型制备的铜铬合金端环及其制备方法
CN114425560A (zh) * 2021-12-21 2022-05-03 西安理工大学 铝/铜/铝复合材料的制备方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5745315B2 (ja) * 2011-04-06 2015-07-08 日本発條株式会社 積層体および積層体の製造方法
JP5712054B2 (ja) * 2011-05-31 2015-05-07 日本発條株式会社 シャフト付きヒータユニットおよびシャフト付きヒータユニットの製造方法
US9335296B2 (en) 2012-10-10 2016-05-10 Westinghouse Electric Company Llc Systems and methods for steam generator tube analysis for detection of tube degradation
JP6122666B2 (ja) 2013-03-07 2017-04-26 東京エレクトロン株式会社 ホッパー及び溶射装置
JP2022512869A (ja) * 2018-11-09 2022-02-07 エフュージョンテック アイピー ピーティーワイ リミテッド 物体をスプレー形成する方法
US11935662B2 (en) 2019-07-02 2024-03-19 Westinghouse Electric Company Llc Elongate SiC fuel elements
WO2021055284A1 (en) 2019-09-19 2021-03-25 Westinghouse Electric Company Llc Apparatus for performing in-situ adhesion test of cold spray deposits and method of employing
GB202000103D0 (en) * 2020-01-06 2020-02-19 Rolls Royce Plc Cold spraying
JP7231586B2 (ja) * 2020-07-17 2023-03-01 株式会社神戸製鋼所 異材接合構造体の製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4625228A (en) * 1983-11-30 1986-11-25 W.C. Heraeus Gmbh Multi-layer electrical support substrate
US5302414A (en) * 1990-05-19 1994-04-12 Anatoly Nikiforovich Papyrin Gas-dynamic spraying method for applying a coating
US5448021A (en) * 1993-08-12 1995-09-05 Fujitsu Limited Copper plating process and wiring board
JP2009197294A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Honda Motor Co Ltd 積層体の製造方法
US20100230086A1 (en) * 2007-07-19 2010-09-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for manufacturing heat transfer member, power module, vehicle inverter, and vehicle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07153866A (ja) * 1993-10-04 1995-06-16 Tokuyama Corp セラミック回路基板
US6454878B1 (en) * 2000-11-01 2002-09-24 Visteon Global Technologies, Inc. Cladded material construction for etched-tri-metal circuits
US8216931B2 (en) * 2005-03-31 2012-07-10 Gang Zhang Methods for forming multi-layer three-dimensional structures
US20070215677A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Honeywell International, Inc. Cold gas-dynamic spraying method for joining ceramic and metallic articles
WO2007138956A1 (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho 高強度、高導電率および曲げ加工性に優れた銅合金
JP4765103B2 (ja) * 2006-09-29 2011-09-07 日本ケミコン株式会社 コンデンサ
JP2008127676A (ja) 2006-11-24 2008-06-05 Toyohashi Univ Of Technology 金属皮膜の形成方法
JP4973324B2 (ja) 2007-06-08 2012-07-11 株式会社Ｉｈｉ コールドスプレー方法、コールドスプレー装置
JP5159359B2 (ja) * 2008-02-18 2013-03-06 株式会社東芝 異種材料複合部材の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4625228A (en) * 1983-11-30 1986-11-25 W.C. Heraeus Gmbh Multi-layer electrical support substrate
US5302414A (en) * 1990-05-19 1994-04-12 Anatoly Nikiforovich Papyrin Gas-dynamic spraying method for applying a coating
US5302414B1 (en) * 1990-05-19 1997-02-25 Anatoly N Papyrin Gas-dynamic spraying method for applying a coating
US5448021A (en) * 1993-08-12 1995-09-05 Fujitsu Limited Copper plating process and wiring board
US20100230086A1 (en) * 2007-07-19 2010-09-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for manufacturing heat transfer member, power module, vehicle inverter, and vehicle
JP2009197294A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Honda Motor Co Ltd 積層体の製造方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107709613A (zh) * 2015-06-23 2018-02-16 日本发条株式会社 复合管以及复合管的制造方法
CN107709613B (zh) * 2015-06-23 2020-05-08 日本发条株式会社 复合管以及复合管的制造方法
CN105015743A (zh) * 2015-07-13 2015-11-04 苏州金业船用机械厂 一种高强度耐腐蚀性螺旋桨壳体
CN108290380A (zh) * 2015-11-11 2018-07-17 日本发条株式会社 层叠体及层叠体的制造方法
CN108290380B (zh) * 2015-11-11 2020-06-30 日本发条株式会社 层叠体及层叠体的制造方法
CN110234796A (zh) * 2017-02-03 2019-09-13 日产自动车株式会社 滑动构件和用于内燃机的滑动构件
US10927893B2 (en) 2017-02-03 2021-02-23 Nissan Motor Co., Ltd. Sliding member, and sliding member for internal combustion engine
CN111726938A (zh) * 2020-06-15 2020-09-29 江苏百旭电子新材料科技有限公司 一种fccl挠性覆铜板及其制造方法
CN113278963A (zh) * 2021-04-28 2021-08-20 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种利用冷喷涂成型制备的铜铬合金端环及其制备方法
CN113278963B (zh) * 2021-04-28 2022-12-20 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种利用冷喷涂成型制备的铜铬合金端环及其制备方法
CN114425560A (zh) * 2021-12-21 2022-05-03 西安理工大学 铝/铜/铝复合材料的制备方法

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US20140069700A1 (en) 2014-03-13
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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