JP2022128612A - 金属材、接続端子、および金属材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境を経ても、Ｉｎの有する特性を表面において発揮することができる金属材および接続端子、またそのような金属材を製造することができる方法を提供する。【解決手段】基材２と、少なくともＮｉを含み、前記基材２の表面を被覆する中間層３と、Ｉｎ、またはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金よりなり、前記中間層３の表面を被覆し、最表面に露出したＩｎ被覆層４と、を有し、前記中間層３と前記Ｉｎ被覆層４を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されている、金属材１とする。また、前記金属材１を含んで構成され、少なくとも、相手方導電部材と電気的に接触する接点部において、前記基材１の表面に、前記中間層３と前記Ｉｎ被覆層４が形成されている、接続端子とする。【選択図】図１

Description

本開示は、金属材、接続端子、および金属材の製造方法に関する。

接続端子等の電気接続部材において、ＣｕまたはＣｕ合金等よりなる基材の表面に、ＩｎまたはＩｎ合金の層が設けられる場合がある。Ｉｎは、非常に軟らかく、固体潤滑性を示す金属である。よって、接続端子の表面にＩｎを含む金属層を設けることで、表面の摩擦係数が低減され、接続端子の挿入や嵌合に要する力（挿入力）の低減を図ることができる。

例えば、特許文献１に、相互に電気的に接触する接点部の最表面にインジウム層をそれぞれ有する雄型コネクタ端子と雌型コネクタ端子とからなり、接点部に印加される荷重が所定の値に設定された端子対が開示されている。ここでは、インジウム層と、銅または銅合金の母材表面との間に、ニッケルよりなる中間層を設け、母材からインジウム層への銅原子の拡散を抑制することも開示されている。インジウム層の厚さとしては、０．５～３μｍの範囲、Ｎｉ層の厚さとしては、２μｍ以上の領域が、好ましいものとして挙げられている。

特許文献２には、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる母材の表面に、Ｉｎ又はＩｎを主体とする合金からなる表面めっき層が設けられ、該表面めっき層の下地に、表面めっき層よりも硬い硬質めっき層が形成されている接続用端子が開示されている。硬質めっき層は、ＣｕとＩｎの金属間化合物、もしくはＣｕ及びＩｎに、更にＮｉ等の元素を含む金属間化合物からなっている。さらに、硬質めっき層の下地に、Ｎｉ又はＮｉ合金からなる下地めっき層を設けることも記載されている。表面めっき層の厚さとしては、０．４５～１０μｍの範囲、硬質めっき層の厚さとしては、０．０５～１０μｍの範囲、下地めっき層の厚さとしては、０．０５～１０μｍの範囲が、好ましいものとして挙げられている。

特開２０１４－３５８７３号公報 特開２０１２－２８１３９号公報

近年、接続端子においては、挿入力の低減が、従来よりもさらに求められるようになっている。例えば、自動車用の接続端子の分野では、自動車の電動化や高機能化に伴い、コネクタの多極化、つまり１つのコネクタに含まれる接続端子の数の増大が進んでおり、コネクタを構成する各接続端子の挿入力を低減することで、コネクタ全体としての挿入力を低減する観点から、各接続端子の低挿入力化が、従来よりも高い水準で求められている。一方で、高温環境となる厳しい使用条件でも、使用に耐える接続端子が求められるようになっている。

特許文献１，２に開示されるように、Ｉｎ層を表面に有する金属材を用いて接続端子を構成すれば、Ｉｎの固体潤滑性により、低挿入力化を図ることができる。また、Ｉｎは、表面において低い接触抵抗を示すため、Ｉｎ層を表面に有する接続端子は、接続信頼性においても優れたものとなる。しかし、Ｉｎ層を表面に有する接続端子が、高温になる環境で使用された場合にも、低挿入力性や高接続信頼性等、Ｉｎが本来有する特性が、安定して維持されるとは限らない。例えば、Ｉｎ層に含まれるＩｎと、母材や下層の金属との間で、合金化が起こると、Ｉｎが本来有する特性が損なわれる可能性がある。Ｉｎ層を表面に有する接続端子を開示している特許文献１，２においても、高温環境下に接続端子を置くことについては言及しておらず、高温環境を経ても、Ｉｎ層による特性が十分に発揮されるか否かについては、それらの文献の記載からは不明である。

そこで、高温環境を経ても、Ｉｎの有する特性を表面において発揮することができる金属材および接続端子、またそのような金属材を製造することができる方法を提供することを課題とする。

本開示の金属材は、基材と、少なくともＮｉを含み、前記基材の表面を被覆する中間層と、Ｉｎ、またはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金よりなり、前記中間層の表面を被覆し、最表面に露出したＩｎ被覆層と、を有し、前記中間層と前記Ｉｎ被覆層を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されている。

本開示の接続端子は、前記金属材を含んで構成され、少なくとも、相手方導電部材と電気的に接触する接点部において、前記基材の表面に前記中間層と前記Ｉｎ被覆層が形成されている。

本開示の金属材の製造方法においては、基材の表面に、Ｎｉ、またはＩｎを不可避的不純物以外に含有しないＮｉ合金よりなるＮｉ原料層を形成し、さらに前記Ｎｉ被覆層の表面を被覆し、最表面に露出させて、Ｉｎ、またはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金よりなるＩｎ原料層を、前記Ｎｉ原料層の５．６倍以上の厚さで形成する。

本開示にかかる金属材および接続端子は、高温環境を経ても、Ｉｎの有する特性を表面において発揮することができる金属材および接続端子となる。また、本開示にかかる金属材の製造方法によると、そのような金属材を製造することができる。

図１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれ、本開示の第一の実施形態、第二の実施形態、第三の実施形態にかかる金属材の断面を示す模式図である。 図２は、本開示の一実施形態にかかる接続端子を示す断面図である。 図３は、Ｎｉ原料層とＩｎ原料層を積層した金属材について、１５０℃での加熱時間と、加熱によって合金を形成したＩｎ被覆層の厚さとの関係を示す図である。 図４は、Ｎｉ原料層とＩｎ原料層を積層した金属材について、Ｘ線回折の測定結果を示す図である。上段はＩｎ原料層を厚く形成した試料１の加熱後の状態、中段はＩｎ原料層を薄く形成した試料２の加熱後の状態を示している。下段は参照試料の非加熱の状態を示している。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。

本開示にかかる金属材は、基材と、少なくともＮｉを含み、前記基材の表面を被覆する中間層と、Ｉｎ、またはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金よりなり、前記中間層の表面を被覆し、最表面に露出したＩｎ被覆層と、を有し、前記中間層と前記Ｉｎ被覆層を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されている。

上記の金属材においては、最表面にＩｎ被覆層が露出していることで、表面において、摩擦係数の低減、接触抵抗の低減等、Ｉｎの有する特性を利用することができる。中間層には、高温になった際に、Ｉｎと合金を形成しやすい金属であるＮｉが含有されているが、中間層とＩｎ被覆層を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されている。ＩｎとＮｉは、Ｎｉ_３Ｉｎ_７なる組成を有する金属間化合物を形成しやすいが、Ｎｉとの比率として、この金属間化合物の組成比よりも多くのＩｎが、中間層とＩｎ被覆層を合わせた領域に含有されることで、高温になってＩｎとＮｉの合金化が進行しても、Ｎｉと合金を形成していないＩｎを含んだＩｎ被覆層が、金属材の表面に残存することになる。金属材が高温環境を経ても、表面にＩｎ被覆層が残存することで、表面において、Ｉｎが有する特性を発揮する状態が、維持されることになり、耐熱性の高い金属材となる。

ここで、Ｎｉ、またはＩｎを不可避的不純物以外に含有しないＮｉ合金よりなる層をＮｉ被覆層とし、ＮｉとＩｎを含む合金よりなる層を合金層として、前記中間層は、下記の第一の構造、第二の構造、第三の構造のいずれかを有しているとよい。第一の構造においては、前記中間層が、前記Ｎｉ被覆層よりなり、第二の構造においては、前記中間層が、前記Ｎｉ被覆層と、前記Ｎｉ被覆層の表面を被覆する前記合金層と、よりなり、第三の構造においては、前記中間層が、前記合金層よりなる。第一の構造の中間層を有する金属材を、高温の環境に放置すると、ＮｉとＩｎの間の合金化が進行し、第二の構造、さらには第三の構造の中間層を有する金属材が形成される。しかし、中間層が上記３種いずれの構造をとる段階においても、中間層とＩｎ被覆層を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されていることにより、その段階、およびさらに合金化が進行した段階において、金属材の表面に、Ｎｉと合金を形成していないＩｎを含むＩｎ被覆層が、残存することになる。

この場合に、前記被覆層は、前記第一の構造または前記第二の構造を有し、前記Ｉｎ被覆層の厚さは、前記Ｎｉ被覆層の厚さの５．６倍以上であるとよい。このＩｎ被覆層とＮｉ被覆層の厚さの比率は、ＩｎとＮｉの原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多い状態に対応する。よって、金属材が高温環境に置かれ、Ｉｎ被覆層を構成するＩｎと、Ｎｉ被覆層を構成するＮｉとの間で合金形成が進行し、Ｎｉ_３Ｉｎ_７が形成されたとしても、金属材の最表面に、Ｎｉと合金を形成していないＩｎを含んだＩｎ被覆層を、残存させることができる。

また、前記被覆層は、前記第一の構造または前記第二の構造を有し、前記Ｎｉ被覆層の厚さは、１μｍ以下であるとよい。Ｎｉ被覆層は、厚さが１μｍ程度あれば、基材からの金属原子の拡散を十分に抑制することができる。Ｎｉ被覆層の厚さは、できれば０．５μｍ以上であることが好ましい。Ｎｉ被覆層の厚さが１μｍである場合に、Ｉｎ被覆層の厚さを６μｍあるいはそれよりも厚くしておけば、ＩｎとＮｉの原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多い状態となる。よって、被覆層を過剰に厚く形成することなく、金属材が高温環境に置かれた場合に、金属材の最表面に、Ｎｉと合金を形成していないＩｎを含むＩｎ被覆層を、Ｉｎが有する特性を十分に発揮できる厚さで、残存させることができる。

これらの場合に、前記中間層は、前記第一の構造を有しているとよい。第一の構造においては、中間層がＮｉ被覆層のみより構成されており、Ｎｉ被覆層の表面を直接被覆して、Ｉｎ被覆層が形成されている。そのため、Ｉｎ被覆層を構成するＩｎが、Ｎｉ被覆層を構成するＮｉとの合金形成を特に起こしやすいが、Ｉｎ被覆層が、Ｎｉ被覆層に対して、十分に大きな厚さを有していることで、金属材が高温環境に置かれても、Ｎｉと合金化していないＩｎを含んだＩｎ被覆層を、最表面に残すことができる。

あるいは、前記中間層は、前記第二の構造または前記第三の構造を有し、前記合金層は、Ｎｉ_３Ｉｎ_７なる金属間化合物を含有するとよい。Ｎｉ_３Ｉｎ_７を含む中間層がＩｎ被覆層の下層に形成されることで、Ｉｎ被覆層の表面において、摩擦係数の低減に高い効果が得られる。Ｎｉ_３Ｉｎ_７は、ＮｉとＩｎの合金として形成されやすい金属間化合物であり、Ｉｎの含有比率の高いものであるが、上記のように、中間層とＩｎ被覆層を合わせた領域に、ＩｎがＮｉに対して十分な原子数で含有されることにより、Ｎｉ_３Ｉｎ_７を含む合金層の形成を経ても、金属材の最表面に、Ｎｉと合金化していないＩｎを含むＩｎ被覆層が露出した状態が、維持される。

前記中間層と前記Ｉｎ被覆層を合わせた単位面積あたりの含有量で、Ｎｉの含有量は、０．８９ｍｇ／ｃｍ^２以下、Ｉｎの含有量は、４．３ｍｇ／ｃｍ^２以上であるとよい。このＩｎとＮｉの含有量は、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多い状態に対応する。

前記基材は、ＣｕまたはＣｕ合金よりなるとよい。ＣｕおよびＣｕ合金は、高い加工性や機械的特性を有すること等により、接続端子等の電気接続部材の基材として汎用されるものであり、最表面に露出させてＩｎ被覆層を設けることで、電気接続部材の構成材料として好適に利用することができる。Ｉｎ被覆層の下層に設けられる中間層として、Ｎｉ被覆層、および／またはＮｉとＩｎを含む合金層が設けられることで、基材のＣｕ原子がＩｎ被覆層へと拡散するのを、抑制することができる。

本開示にかかる接続端子は、前記金属材を含んで構成され、少なくとも、相手方導電部材と電気的に接触する接点部において、前記基材の表面に前記中間層と前記Ｉｎ被覆層が形成されている。

上記接続端子においては、接点部の表面に、中間層とＩｎ被覆層が形成されており、かつ、中間層とＩｎ被覆層を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されている。よって、接点部の表面において、低摩擦係数や低接触抵抗等、Ｉｎが有する特性を利用することができ、挿入力の低さや接続信頼性の高さにおいて優れた接続端子とすることができる。さらに、高温環境を経ても、接点部の表面に、Ｎｉと合金化していないＩｎを含むＩｎ被覆層が残存するため、Ｉｎによって発揮されるそれらの特性を、安定に維持することができ、耐熱性に優れた接続端子となる。

本開示にかかる金属材の製造方法においては、基材の表面に、Ｎｉ、またはＩｎを不可避的不純物以外に含有しないＮｉ合金よりなるＮｉ原料層を形成し、さらに前記Ｎｉ被覆層の表面を被覆し、最表面に露出させて、Ｉｎ、またはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金よりなるＩｎ原料層を、前記Ｎｉ原料層の５．６倍以上の厚さで形成する。

上記金属材の製造方法においては、Ｎｉ原料層の表面に形成するＩｎ原料層の厚さを、Ｎｉ原料層の厚さの５．６倍以上としている。この厚さの比率は、Ｉｎ原料層に含まれるＩｎが、Ｎｉ原料層に含まれるＮｉに対して、原子数比で、７／３倍よりも多くなっていることを意味する。ＮｉとＩｎは、加熱を受けた際に合金を形成しやすい金属であり、Ｎｉ_３Ｉｎ_７なる金属間化合物を構成するが、Ｉｎ原料層が、Ｎｉ原料層に対して上記の厚さ比で形成されていることにより、Ｎｉ原料層とＩｎ原料層を積層した金属材が高温環境に置かれても、Ｎｉと合金化していないＩｎを含むＩｎ被覆層が、金属材の最表面に残存することになる。その結果、高温環境を経ても、Ｉｎが有する特性を、表面において発揮させることができる金属材となる。

ここで、前記Ｎｉ原料層の厚さを１μｍ以下とするとよい。Ｎｉ原料層は、厚さが１μｍ程度あれば、基材からの金属原子の拡散を十分に抑制することができる。Ｎｉ被覆層の厚さは、できれば０．５μｍ以上であることが好ましい。Ｎｉ原料層の厚さが１μｍである場合に、Ｉｎ原料層の厚さを６μｍあるいはそれよりも厚くしておけば、ＩｎとＮｉの原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多い状態に対応する。よって、被覆層を過剰に厚く形成することなく、金属材が高温環境に置かれた場合に、金属材の最表面に、Ｎｉと合金を形成していないＩｎを含むＩｎ被覆層を、Ｉｎが有する特性を十分に発揮できる厚さで、残存させることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下に、本開示の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。本明細書において、各元素の含有量（濃度）は、特記しない限り、原子％等、原子数を基準として示すものとする。また、単体金属には、不可避的不純物を含有する場合も含むものとする。合金には、特記しないかぎり、固溶体である場合も、金属間化合物を構成する場合も、含むものとする。さらに、ある金属を主成分とする合金とは、その金属元素が、組成中に５０原子％以上含まれる合金を指すものとする。

＜金属材＞
以下、本開示の実施形態にかかる金属材について、説明する。本開示の実施形態にかかる金属材を用いて、後に説明する本開示の実施形態にかかる接続端子を構成することができる。また、本開示の実施形態にかかる金属材を、本開示の実施形態にかかる金属材の製造方法によって製造することができる。

（金属材の構成の概略）
まず、本開示の実施形態にかかる金属材の概略について、説明する。本開示の実施形態にかかる金属材１は、後に説明する構造例を示した図１Ａ～１Ｃにあるように、基材２の表面に、中間層３と、Ｉｎ被覆層４を有している。基材２の表面を被覆して中間層３が設けられ、その中間層３を被覆し、最表面に露出して、Ｉｎ被覆層４が設けられている。

Ｉｎ被覆層４は、Ｉｎより構成されるか、あるいはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金より構成されている。ここで、Ｎｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金とは、Ｉｎ以外に他の金属を含むが、Ｎｉは不可避的不純物とみなせる量以上には含有しない合金を指す。好ましくは、Ｉｎ被覆層４において、Ｉｎが有する特性を強く発揮させる観点から、Ｉｎ被覆層４は、Ｉｎより構成されているとよい。Ｉｎ層がＩｎ合金よりなる場合にも、Ｉｎを主成分として構成された合金であるとよい。

中間層３は、少なくともＮｉを含む金属層である。中間層３の具体的な構成および成分組成は特に限定されるものではないが、中間層３と、上記Ｉｎ被覆層４とを合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されている。（［Ｉｎ］／［Ｎｉ］＞７／３）。中間層３は、次に挙げる第一の形態のように、Ｉｎを実質的に含有しないものであっても、あるいは第二の形態および第三の形態のように、Ｎｉに加え、Ｉｎを含有するものであってもよい。さらに、中間層３は、ＮｉとＩｎ以外の金属元素を含有してもよいが、ＮｉとＩｎを合わせて５０原子％以上含有していることが好ましい。特に、中間層３は、Ｉｎと合金を形成しうる金属元素は、Ｎｉ以外には含有しない方がよく、さらには、ＮｉとＩｎ以外の金属元素を不可避的不純物を除いて含有しないことが好ましい。

中間層３は、１層のみより構成されても、２層以上よりなる積層構造を有していてもよい。また、中間層３の層内に、空間的に不均一に、複数の相が混在していてもよい。中間層３の好ましい形態として、以下に第一の形態、第二の形態、第三の形態として示した３種の構造を例示することができる。

金属材１において、基材２と中間層３の間、また中間層３を構成する複数の層の間、中間層３とＩｎ被覆層４の間には、それぞれ、他の金属層が設けられてもよい。しかし、金属材１の構成および製造工程の簡素性の観点から、それら他の金属層は設けられず、基材２と中間層３、中間層３を構成する複数の層、中間層３とＩｎ被覆層４が、それぞれ直接に接して設けられていることが好ましい。Ｉｎ被覆層４の表面には、Ｉｎ被覆層４の特性に著しい影響を与えない限り、有機層等の薄膜（不図示）を設けてもよい。

基材２を構成する材料は、特に限定されるものではない。基材２としては、電気接続部材の構成材料として多用されているＣｕまたはＣｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金、ＦｅまたはＦｅ合金等を、好適に用いることができる。中でも、加工性や機械的特性に優れたＣｕまたはＣｕ合金を、好適に用いることができる。基材２と中間層３の間の界面においては、基材２を構成する金属と、中間層３を構成する金属が、合金を形成していてもよい。

（第一の形態）
図１Ａに、第一の形態にかかる金属材１Ａの層構成を示す。この金属材１Ａにおいては、中間層３が、Ｎｉ被覆層３ａより構成された単層構造を有している。つまり、基材２の表面を直接被覆して、Ｎｉ被覆層３ａが形成され、そのＮｉ被覆層３ａの表面を直接被覆して、Ｉｎ被覆層４が形成されている。

Ｎｉ被覆層３ａは、Ｎｉより構成されるか、あるいはＩｎを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金より構成されている。ここで、Ｉｎを不可避的不純物以外に含有しないＮｉ合金とは、Ｎｉ以外に他の金属を含むが、Ｉｎは不可避的不純物とみなせる量以上には含有しない合金を指す。好ましくは、Ｎｉ被覆層３ａは、Ｎｉより構成されているとよい。

（第二の形態）
図１Ｂに、第二の形態にかかる金属材１Ｂの層構成を示す。この金属材１Ｂにおいては、中間層３が、Ｎｉ被覆層３ａと合金層３ｂより構成された２層構造を有している。つまり、基材２の表面を被覆して、Ｎｉ被覆層３ａが形成され、そのＮｉ被覆層３ａの表面を被覆して、合金層３ｂが形成されている。さらに、合金層３ｂの表面を被覆して、Ｉｎ被覆層４が形成されている。

Ｎｉ被覆層３ａは、上記で説明した第一の形態にかかる金属材１Ａに含まれるＮｉ被覆層３ａと、同様の組成を有している。合金層３ｂは、ＮｉとＩｎを含む合金より構成されている。好ましくは、合金層３ｂは、Ｎｉ－Ｉｎ合金を主成分とする層、さらには、不可避的不純物を除いてＮｉ－Ｉｎ合金のみよりなる層として構成されているとよい。

合金層３ｂに含まれるＮｉ－Ｉｎ合金の組成は、特に限定されるものではない。ＮｉとＩｎの合金としては、Ｎｉ_３Ｉｎ_７なる組成を有する金属間化合物が形成されやすく、本形態における合金層３ｂも、Ｎｉ_３Ｉｎ_７を含むことが好ましい。さらには、中間層３に含まれるＮｉ－Ｉｎ合金は、Ｎｉ_３Ｉｎ_７を主成分とするものであるとよく、不可避的な成分を除いて、合金層３ｂに含まれるＮｉ－Ｉｎ合金の全体が、Ｎｉ_３Ｉｎ_７より構成されていると、より好ましい。

ＮｉとＩｎは、合金を形成しやすい金属であり、特に、加熱を受けた際に、合金化が進行しやすい。よって、上記で説明した、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４が積層された第一の形態にかかる金属材１Ａを高温環境で放置した場合に、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４との界面において合金化が進行し、この第二の形態にかかる金属材１Ｂが形成されやすい。

（第三の形態）
図１Ｃに、第三の形態にかかる金属材１Ｃの層構成を示す。この金属材１Ｃにおいては、中間層３が、合金層３ｂより構成された単層構造を有している。つまり、基材２の表面を直接被覆して、合金層３ｂが形成され、その合金層３ｂの表面を直接被覆して、Ｉｎ被覆層４が形成されている。この合金層３ｂは、上記で説明した第二の形態にかかる金属材１Ｂに含まれる合金層３ｂと、同様の組成を有している。

上記で説明した、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４が積層された第一の形態にかかる金属材１Ａを、高温環境で放置した場合に、ＮｉとＩｎのそれぞれ一部が合金化して、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４の間に合金層３ｂが形成された第二の形態にかかる金属材１Ｂとなる。その第二の形態にかかる金属材１Ｂを、高温環境でさらに長時間放置すると、合金化がさらに進行して、Ｎｉ被覆層３ａを構成していた全てのＮｉがＩｎと合金を形成し、第三の形態にかかる金属材１Ｃが形成されやすい。

（金属材の特性）
上記で説明した第一の形態、第二の形態、第三の形態にかかる金属材１Ａ，１Ｂ，１Ｃをはじめとして、本開示の実施形態にかかる金属材１は、最表面に、Ｉｎ被覆層４を有している。そのため、金属材１の最表面において、Ｉｎが有する特性を発揮させることができる。Ｉｎは、非常に軟らかい金属であり、固体潤滑性を有する。よって、Ｉｎ被覆層４の表面は、低い摩擦係数を示す。そのため、本開示の実施形態にかかる金属材１を、接続端子等、他の部材との間の摺動を伴う部材の構成材料として用いた際に、摺動に要する力を小さく抑えることが可能となる。接続端子の場合には、接続端子の挿入や嵌合に要する力である挿入力を、小さく抑えることができる。また、Ｉｎは、電気伝導性の高い金属であるうえ、最表面で酸化を受けても、荷重の印加等によって、酸化膜が容易に破壊される。よって、本開示の実施形態にかかる金属材１を、接続端子等、電気接続部材の構成材料として用いた際に、Ｉｎ被覆層４の表面において、接触抵抗を小さく抑え、高い接続信頼性を得ることができる。

ＮｉまたはＮｉ合金よりなるＮｉ被覆層３ａ、およびＮｉとＩｎを含む合金よりなる合金層３ｂは、Ｉｎ被覆層４と基材２との間に介在されることで、拡散抑制層として機能し、Ｃｕ等、基材２を構成する金属が、Ｉｎ被覆層４へと拡散するのを、抑制することができる。すると、基材２を構成する金属が、Ｉｎ被覆層４の層内でＩｎと合金を形成することや、最表面まで拡散して酸化物を形成し、接触抵抗を低下させることを、抑制することができる。

本開示の実施形態にかかる金属材１においては、中間層３とＩｎ被覆層４を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍、つまり２．３３倍よりも多く含有されている。ＩｎはＮｉと合金を形成しやすい金属であり、特に高温で合金形成が進行しやすい。よって、金属材１が高温の環境に置かれた際に、Ｉｎ被覆層４に含まれるＩｎが、下層の中間層３に含まれるＮｉと合金を形成する可能性がある。ＩｎとＮｉの合金としては、Ｎｉ_３Ｉｎ_７なる金属間化合物が形成されやすく、Ｎｉと過不足なく合金化するＩｎの量は、原子数比で、Ｎｉの７／３倍となる。しかし、本開示の実施形態にかかる金属材１においては、中間層３とＩｎ被覆層４を合わせて、Ｉｎ原子がＮｉ原子の７／３倍よりも多く含有されていることで、仮に、中間層３に含有されているＮｉの全てが、Ｉｎ被覆層４を構成するＩｎ、および／または中間層３（合金層３ｂ）に含まれるＩｎと合金を形成し、Ｎｉ_３Ｉｎ_７を形成したとしても、Ｎｉと合金化していない余剰のＩｎが、Ｉｎ被覆層４として残ることになる。つまり、本開示の実施形態にかかる金属材１においては、高温環境を経て、ＩｎとＮｉの合金化が進行しても、最表面にＩｎ被覆層４が残存する。

その結果、金属材１が高温環境を経ても、Ｉｎによって発揮される特性、つまり低摩擦係数や低接触抵抗等の特性、また接続端子とした際の低挿入力性や高接続信頼性を、金属材１の表面において享受することができる。つまり、金属材１が高い耐熱性を有するものとなる。もし、高温環境を経た際に、金属材の最表面にＩｎ被覆層４が残存せず、合金層３ｂが露出するとすれば、ＮｉとＩｎを含む合金は、硬質であること等により、Ｉｎのような優れた固体潤滑性や低い接触抵抗を示さないため、高温環境に置かれる前と比較して、金属材の表面が、接続端子等の電気接続部材としての適性の低いものとなる。

なお、ＩｎとＮｉの合金としては、Ｎｉ_３Ｉｎ_７以外にも、ＮｉＩｎ、Ｎｉ_２Ｉｎ、Ｎｉ_３Ｉｎ等の組成を有する金属間化合物が知られている。しかし、それらの金属間化合物の中で、Ｎｉ_３Ｉｎ_７が、Ｎｉに対するＩｎの割合が最も高い金属間化合物である。よって、金属材１において、中間層３とＩｎ被覆層４を合わせて、Ｉｎ原子がＮｉ原子の７／３倍よりも多く含有されていることにより、高温環境を経た際に、Ｎｉ_３Ｉｎ_７以外の金属間化合物が形成される場合であっても、金属材１の最表面に、Ｉｎ被覆層４を残存させることができる。

高温環境を経た際に、十分な厚さのＩｎ被覆層４を残しやすくする観点から、中間層３とＩｎ被覆層４を合わせて、Ｉｎの含有量が、原子数比で、Ｎｉの２．４倍以上、また３．０倍以上であると、さらに好ましい。Ｎｉを基準としたＩｎの含有量の上限は、特に限定されるものではないが、過剰量のＩｎを使用しない等の観点から、例えば、中間層３とＩｎ被覆層４を合わせて、Ｉｎの含有量を、原子数比で、Ｎｉの４倍以下としておくとよい。

特に第一の形態にかかる金属材１Ａにおいては、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４が隣接して形成されているため、高温環境において、ＮｉとＩｎの合金化が進行しやすい。ＮｉとＩｎの合金化がある程度進行すると、第二の形態にかかる金属材１Ｂのように、Ｎｉ被覆層３ａを構成していたＮｉの一部が、Ｎｉ－Ｉｎ合金を形成し、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４の間に、合金層３ｂを形成することになる。さらに合金化が進行すると、第三の形態にかかる金属材１Ｃのように、Ｎｉ被覆層３ａを構成していたＮｉの全てが、Ｎｉ－Ｉｎ合金を形成し、合金層３ｂを成長させる。しかし、第一の形態にかかる金属材１Ａにおいて、Ｉｎ被覆層４を構成するＩｎ原子が、Ｎｉ被覆層３ａを構成するＮｉ原子の７／３倍よりも多くなっていることで、合金化を経ても、第二の形態および第三の形態にかかる金属材１Ｂ，１Ｃとして図１Ｂ，１Ｃに図示したとおり、最表面には、Ｎｉと合金を形成しないＩｎを含むＩｎ被覆層４が、残ることになる。

第二の形態にかかる金属材１Ｂにおいても、高温環境で、さらにＮｉとＩｎの合金化が進行する可能性がある。その場合に、第三の形態にかかる金属材１Ｃのように、Ｎｉ被覆層３ａを構成するＮｉの全てが、Ｎｉ－Ｉｎ合金を形成し、合金層３ｂを構成するものとなる。しかし、第二の形態にかかる金属材１Ｂにおいて、Ｉｎ被覆層４と合金層３ｂに含まれるＩｎ原子が、合わせて、Ｎｉ被覆層３ａを構成するＮｉ原子の７／３倍よりも多くなっていることで、さらなる合金化の進行を経ても、第三の形態にかかる金属材１Ｃとして図１Ｃに図示したとおり、最表面には、Ｎｉと合金を形成していないＩｎを含むＩｎ被覆層４が、残ることになる。

第三の形態にかかる金属材１Ｃは、中間層３がＮｉ被覆層３ａを含んでいないため、それ以上の合金形成は、基本的には進行せず、最表面に形成されているＩｎ被覆層４が、高温環境を経ても、そのまま保持されることになる。あるいは、既に形成されている合金層３ｂにおいて、ＮｉＩｎ、Ｎｉ_２Ｉｎ、Ｎｉ_３Ｉｎ等、Ｎｉに対するＩｎの割合の低い金属間化合物から、Ｎｉ_３Ｉｎ_７のように、Ｉｎの割合の高い金属間化合物への変換が進むことがあっても、最表面にＩｎ被覆層４を有する状態が維持される。

第一の形態にかかる金属材１Ａにおける合金化の進行によって、第二の形態および第三の形態にかかる金属材１Ｂ，１Ｃが形成される場合には、合金層３ｂは、積極的に形成されるものではない。しかし、本開示の実施形態にかかる金属材１において、中間層３の少なくとも一部として、ＮｉとＩｎを含む合金よりなる合金層３ｂを、積極的に形成してもよい。中間層３を設けることの効果としては、軟質のＩｎ被覆層４の下層に、硬質の合金層３ｂが存在することで、Ｉｎ被覆層４の表面における摩擦係数の低減効果を高める点を挙げることができる。

Ｉｎの密度が７．３１ｇ／ｃｍ^３、Ｎｉの密度が８．９１ｇ／ｃｍ^３であることに基づいて、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多いという原子数比を、単体のＩｎ層と単体のＮｉ層の厚さの比率に換算すると、Ｉｎ層の厚さがＮｉ層の厚さの５．５５倍よりも大きいということになる。よって、中間層３がＮｉ被覆層３ａを含んでいる第一の形態および第二の形態にかかる金属材１Ａ，１Ｂにおいて、Ｉｎ被覆層４の厚さを、Ｎｉ被覆層３ａの厚さの５．６倍以上、さらには６．０倍以上、７．０倍以上としておくと、高温環境を経ても、Ｎｉと合金化していないＩｎを含むＩｎ被覆層４を、金属材１Ａ，１Ｂの最表面に確実に残存させやすくなる。特に、まだＩｎ被覆層４とＮｉ被覆層３ａの間で合金化が起こっていない第一の形態にかかる金属材１Ａの場合には、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４が隣接しており、高温環境において、合金化が進行しやすいが、上記の厚さの比率を採用すれば、合金化を経ても、Ｉｎ被覆層４を金属材１Ａの表面に残存させることができる。

第一の形態および第二の形態にかかる金属材１Ａ，１Ｂにおいて、Ｉｎ被覆層４およびＮｉ被覆層３ａの具体的な厚さは、特に限定されるものではないが、Ｎｉ被覆層３ａの厚さは、基材金属の拡散抑制等、Ｎｉ被覆層３ａを基材２の表面に形成することの効果を高める観点から、例えば０．５μｍ以上とすることが好ましい。また、Ｎｉ被覆層３ａの厚さは、１μｍ以下でも、基材金属の拡散抑制に高い効果が発揮される。例えば、Ｎｉ被覆層３ａの厚さを１μｍ以下とし、Ｉｎ被覆層４の厚さを６μｍ以上とする形態を例示することができる。Ｎｉ被覆層３ａの厚さが１μｍ以下である場合に、Ｉｎ被覆層４が６μｍ以上の厚さを有していることで、金属材１Ａ，１Ｂの表面において、Ｉｎが有する特性を効果的に発揮させることができる。特に、Ｉｎ被覆層とＮｉ被覆層３ａの間で合金化が起こっていない第一の形態にかかる金属材１Ａにおいて、これらの厚さを採用することが好ましい。すると、金属材１Ａが高温環境に置かれてＩｎとＮｉの間の合金化が進行しても、最表面に、Ｉｎの特性を効果的に発揮させるのに十分な厚さで、Ｉｎ被覆層３を残しやすい。Ｉｎ被覆層４の厚さの上限は、特に指定されないが、過剰に厚くしない等の観点から、例えば１０μｍ以下とすることが好ましい。

上に例示したＮｉ被覆層３ａが１μｍ以下、Ｉｎ被覆層４が６μｍ以上との厚さを、上記のＮｉおよびＩｎの密度に基づいて、中間層３およびＩｎ被覆層４を合わせた領域におけるＮｉおよびＩｎの単位面積あたりの含有量に換算すると、Ｎｉの含有量が０．８９ｍｇ／ｃｍ^２以下、Ｉｎの含有量が４．３ｍｇ／ｃｍ^２以上となる。第一、第二、第三の形態にかかる金属材１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、これらの範囲を満たすように、中間層３およびＩｎ被覆層４の厚さを設定すれば、高温環境を経ても、Ｎｉと合金を形成していないＩｎを含むＩｎ被覆層４を、金属材１Ａ，１Ｂ，１Ｃの最表面に確実に残存させやすい。

＜金属材の製造方法＞
本開示の実施形態にかかる金属材１の製造方法は、特に限定されるものではなく、中間層３の具体的な構成に応じた製造方法を適用すればよい。

例えば、上記第一の形態にかかる金属材１Ａは、基材２の表面に、Ｎｉ原料層と、Ｉｎ原料層とをこの順に形成することで、製造することができる。Ｎｉ原料層は、Ｎｉより構成されるか、あるいはＩｎを不可避的不純物以外に含有しないＮｉ合金より構成される層であり、製造される金属材１Ａにおいて、そのままＮｉ被覆層３ａとなる。Ｉｎ原料層は、Ｉｎより構成されるか、あるいはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金より構成される層であり、製造される金属材１Ａにおいて、そのままＩｎ被覆層４となる。Ｎｉ原料層およびＩｎ原料層を形成する方法は、特に限定されるものではないが、めっき法を好適に用いることができる。

この製造工程において、Ｉｎ原料層の厚さは、Ｎｉ原料層の厚さの５．６倍以上としておく。すると、原料として用いるＩｎが、原子数比で、Ｎｉの７／３倍よりも多くなるので、製造された第一の形態にかかる金属材１Ａが高温環境に置かれた際に、ＮｉとＩｎの間で合金化が進行しても、最表面に、Ｎｉと合金化しないＩｎを含むＩｎ被覆層４が、残存することになる。特に、Ｎｉ原料層の厚さを１μｍ以下、できれば０．５μｍ以上とし、Ｉｎ原料層の厚さを６μｍ以下とするとよい。

第二の形態にかかる金属材１Ｂは、第一の形態にかかる金属材１Ａを原料として製造される。つまり、第一の形態にかかる金属材１Ａが、保管中や使用中に、１５０℃以上等の高温の環境に置かれることで、Ｎｉ被覆層３ａを構成するＮｉと、Ｉｎ被覆層４を構成するＩｎとの間で合金化が進行し、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４の間に、Ｎｉ－Ｉｎ合金を含む合金層３ｂが形成される。この合金層３ｂの形成により、第二の形態にかかる金属材１Ｂが生成される。

第三の形態にかかる金属材１Ｃは、第一の形態にかかる金属材１Ａ、または第二の形態にかかる金属材１Ｂを原料として製造される。上記のように、第一の形態にかかる金属材１Ａが、保管中や使用中に、１５０℃以上等の高温の環境に置かれることで、ＮｉとＩｎの合金化が進行し、合金層３ｂをＮｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４の間に有する第二の形態にかかる金属材１Ｂとなるが、この第二の形態にかかる金属材１Ｂが、さらに長期にわたって放置されると、あるいはさらに高温の環境に放置されると、さらにＮｉとＩｎの間の合金化が進行し、Ｎｉ被覆層３ａを構成していたＮｉが、全てＩｎとの合金化に消費されてしまう。この合金化の進行に伴って、合金層３ｂが成長するとともに、Ｎｉ被覆層３ａが消失し、中間層３が合金層３ｂのみよりなる第三の形態にかかる金属材１Ｃとなる。

このように、第二の形態および第三の形態にかかる金属材１Ｂ，１Ｃに含まれる合金層３ｂは、意図的に形成されるものではなく、第一の形態にかかる金属材１Ａにおいて、Ｎｉ被覆層３ａとＩｎ被覆層４の界面から合金化が自然に進行することで、形成されるものである。しかし、上記のように、硬質の合金層３ｂの存在が、Ｉｎ被覆層４の表面の摩擦係数の低減に寄与しうること等を考慮して、また金属材１の使用中に、合金形成の進行によって金属材１の状態が経時的に変化するのを避ける観点等から、意図的に合金層３ｂを形成してもよい。例えば、第一の形態にかかる金属材１Ａを原料として形成したうえで、意図的に加熱を行うことで、合金層３ｂの形成を促進し、第二の形態にかかる金属材１Ｂまたは第三の形態にかかる金属材１Ｃを製造することができる。あるいは、合金めっき等によって、Ｎｉ被覆層３ａの表面に合金層３ｂを別途形成し、そのうえでＩｎ被覆層４を形成してもよい。

＜接続端子＞
次に、本開示の実施形態にかかる接続端子について説明する。本実施形態にかかる接続端子は、上記で説明した本開示の実施形態にかかる金属材１、例えば第一、第二、第三の形態にかかる金属材１Ａ，１Ｂ，１Ｃのいずれかを含んで構成されるものである。少なくとも、相手方導電部材と電気的に接触する接点部を含む領域が、本開示の実施形態にかかる金属材１より構成されていればよい。そして、少なくとも接点部において、基材２の表面に、中間層３とＩｎ被覆層４が形成されている。接続端子の表面において、少なくとも接点部に、中間層３とＩｎ被覆層４が、この積層順で形成されていれば、中間層３およびＩｎ被覆層４は、それぞれ、接続端子の表面全体を被覆していても、一部の領域のみを被覆していてもよい。

接続端子の具体的な種類や形状は、特に限定されるものではない。図２に、本開示の一実施形態にかかる接続端子の例として、メス型コネクタ端子２０を示す。メス型コネクタ端子２０は、公知の嵌合型のメス型コネクタ端子と同様の形状を有する。すなわち、前方が開口した筒状に挟圧部２３が形成され、挟圧部２３の底面の内側に、内側後方へ折り返された形状の弾性接触片２１を有する。メス型コネクタ端子２０の挟圧部２３内に、相手方導電部材として、平板型タブ状のオス型コネクタ端子３０が挿入されると、メス型コネクタ端子２０の弾性接触片２１は、挟圧部２３の内側へ膨出したエンボス部２１ａにおいて、オス型コネクタ端子３０と接触し、オス型コネクタ端子３０に上向きの力を加える。弾性接触片２１と相対する挟圧部２３の天井部の表面が内部対向接触面２２とされ、オス型コネクタ端子３０が弾性接触片２１によって内部対向接触面２２に押し付けられることにより、オス型コネクタ端子３０が、挟圧部２３内において挟圧保持される。

メス型コネクタ端子２０は、全体が、上記実施形態にかかる中間層３およびＩｎ被覆層４を有する金属材１より構成されている。ここで、金属材１の中間層３およびＩｎ被覆層４が形成された面は、挟圧部２３の内側に向けられ、弾性接触片２１および内部対向接触面２２の相互に対向する面を構成するように、配置され、それらの面の最表面に、Ｉｎ被覆層４が露出している。その結果、オス型コネクタ端子３０をメス型コネクタ端子２０の挟圧部２３に挿入して摺動させ、電気的接続を形成した際に、メス型コネクタ端子２０とオス型コネクタ端子３０の間の接触部において、Ｉｎ被覆層４による挿入力低減の効果と、高い接続信頼性が得られる。また、メス型コネクタ端子２０が高温環境に置かれても、最表面にＩｎ被覆層４が残存し、Ｉｎ被覆層４によってもたらされるそれらの特性が、維持される。

以上では、メス型コネクタ端子２０の全体が、中間層３およびＩｎ被覆層４を有する金属材１より構成される形態について説明したが、中間層３およびＩｎ被覆層４は、少なくとも、相手方導電部材と接触する接点部の表面、つまり弾性接触片２１のエンボス部２１ａと内部対向接触面２２の表面に形成されていれば、いかなる範囲に形成されていてもよい。本開示の実施形態にかかる接続端子は、上記のような嵌合型のメス型コネクタ端子、あるいはオス型コネクタ端子の他に、プリント基板に形成されたスルーホールに圧入接続されるプレスフィット端子等、種々の形態とすることができる。本開示の実施形態にかかる各種接続端子は、例えば、絶縁材料よりなるコネクタハウジングに収容して、コネクタの形態で使用することができる。また、電線の端末に、そのコネクタを接続して、ワイヤーハーネスの形で使用することができる。好ましくは、共通のコネクタハウジングに、本開示の実施形態にかかる接続端子を複数収容した多極コネクタの形態とするとよい。

本開示の実施形態にかかる接続端子は、自動車内等、高温になりうる環境において、好適に用いることができる。近年、自動車分野においては、コネクタの多極化が進んでおり、コネクタ全体としての挿入力を小さく抑える観点から、コネクタに含まれる多数の接続端子のそれぞれにおいて、低挿入力化が求められている。また、自動車内は、高温になる箇所も多く、接続端子が高い耐熱性を有することも求められている。そこで、Ｉｎ被覆層４の寄与により、低挿入力性と高接続信頼性が得られ、かつ高温でもそれらＩｎによる特性が維持できる本開示の実施形態にかかる接続端子を、自動車内で好適に利用することができる。

以下、実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。ここでは、基材の表面にＮｉ被覆層とＩｎ被覆層を有する、上記第一の形態にかかる金属材を作製し、高温環境に置かれた際の変化を検証している。以下では、特記しない限り、試料の作製および評価は、大気中、室温にて行っている。

＜試料の作製＞
銅合金基材の表面に、電解めっき法により、Ｎｉ層とＩｎ層をこの順に作製した。試料としては、Ｎｉ層の厚さを１μｍ、Ｉｎ層の厚さを１．５μｍとして、下記で合金化の速度を検証するための検証用試料を作製した。また、別途、下記で加熱後の結晶層の同定に用いるために、Ｎｉ層およびＩｎ層の厚さを異ならせて、以下の３とおりの試料を作製した。
・試料１－Ｎｉ層の厚さ：１．１６μｍ、Ｉｎ層の厚さ：９．２０μｍ（原子数比［Ｉｎ］／［Ｎｉ］＝３．３０）
・試料２－Ｎｉ層の厚さ：１．０１μｍ、Ｉｎ層の厚さ：１．２５μｍ（原子数比［Ｉｎ］／［Ｎｉ］＝０．５１９）
・参照試料－Ｎｉ層の厚さ：１．０μｍ、Ｉｎ層の厚さ：０．５μｍ（原子数比［Ｉｎ］／［Ｎｉ］＝０．２１）

＜評価方法＞
（１）合金化の速度
上記で作製した検証用試料を、１５０℃の恒温槽に投入した。所定時間経過後に、恒温槽から取り出し、Ｉｎ層のみを剥離後、合金中のＩｎの含有量を蛍光Ｘ線膜厚計によって計測することで、Ｎｉと合金を形成したＩｎ層の厚さ（合金形成に費やされたＩｎ層の厚さ）を見積もった。恒温槽にて加熱する時間を変化させて、加熱時間と、合金を形成したＩｎ層の厚さとの関係を評価した。

（２）加熱後の結晶層の同定
上記で作製した試料１および試料２を、１５０℃の恒温槽にて２１０時間加熱した。加熱後の試料１，２、および加熱を経ていない参照試料に対して、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定を行った。測定は、線源としてＣｕ Ｋα線を用い、θ－２θ法によって行った。入射角は１°、測定範囲は５～８０°とした。

＜評価結果＞
（１）合金化の速度
図３に、１５０℃での加熱時間（横軸）と、合金を形成したＩｎ層の厚さ（縦軸）の関係を示す。図によると、加熱時間の増大に伴って、合金を形成したＩｎ層の厚さが、直線的に大きくなっている。図中に近似直線も表示しているが、近似直線は、データ点をよく近似するものとなっている。このことから、Ｎｉ層とＩｎ層の積層構造において、ＮｉとＩｎの合金化は、一定とみなすことができる速度で進行することが分かる。加熱を行っていない初期状態（加熱時間ゼロ）においては、合金を形成したＩｎ層の厚さはほぼゼロであり、ＮｉとＩｎの合金化は、ほぼ起こっていない。

加熱時間をｔ時間、合金を形成したＩｎ層の厚さをＬμｍとして、図中の近似直線は、Ｌ＝０．０４９２ｔ＋０．０８１４との近似式で表現される。次に結果を示す（２）の試験では、試料１，２を１５０℃で２１０時間加熱しているが、この２１０時間との加熱時間を、上記近似式のｔに当てはめると、合金を形成するＩｎ層の厚さＬは、１０．３３μｍとなる。これは、試料１および試料２のＩｎ層の厚さよりも大きく、２１０時間との加熱時間は、試料１および試料２において、全てのＮｉの合金化が進行する時間として、十分に長いものであることが確認される。

（２）加熱後の結晶層の同定
図４に、試料１および試料２を１５０℃で２１０時間加熱した後の状態、および加熱を経ず室温に保持したままの参照試料に対して得られたＸＲＤの測定結果を示す。横軸が２θ（単位：度）、縦軸が回折Ｘ線強度（任意単位）を示しており、上段が加熱後の試料１、中段が加熱後の試料２、下段が非加熱の参照試料である。参照試料については、試料１，２よりもＩｎ層を薄く形成したことに起因して、Ｎｉ由来のピークが強くなっているため、縦軸のスケールを０．５倍にして表示している。図中には、データベースの情報をもとに、各種金属の結晶に対応するピーク位置を、記号にて表示している。白抜き円（〇）がＩｎ、黒塗り円（●）がＮｉ_３Ｉｎ_７、三角形（△）がＮｉ、正方形（□）がＣｕを表している。

図４において、まず、加熱を経ていない参照試料の測定結果（下段）を見る。参照試料においては、基材のＣｕのピークに加え、ＩｎおよびＮｉのピークが大きな強度で出現している。Ｎｉ_３Ｉｎ_７のピークは、出現しているが、ＩｎおよびＮｉのピークに比べて、全体に強度が小さくなっている。このことから、加熱を経ていないＮｉ層とＩｎ層の積層構造においては、上記（１）の試験の加熱時間ゼロのデータ点でも示されたとおり、ＮｉとＩｎの間の合金形成はわずかしか起こっていない。そして、Ｎｉ層として積層されたＮｉの大部分が、単体のＮｉの状態をとり、Ｉｎ層として積層されたＩｎの大部分が、単体のＩｎの状態をとっていることが確認される。

次に、加熱を経た後の試料２についての測定結果を見る。加熱後の試料２（中段）においては、Ｉｎ単体の結晶に帰属されるピーク（〇）が、観測されていない。Ｎｉ単体の結晶に帰属されるピーク（△）は、観測されているものの、その強度は小さい。一方で、Ｎｉ_３Ｉｎ_７に帰属されるピーク（●）が、Ｎｉのピークと比較して、全体に大きな強度で観察されている。この結果から、試料２においては、積層したＩｎ層とＮｉ層の間で、合金化が進行して、Ｎｉ_３Ｉｎ_７が形成されるとともに、単体のＩｎ層が消失したものと考えられる。試料２においては、ＩｎとＮｉの原子数比が、［Ｉｎ］／［Ｎｉ］＝０．５１９となっており、Ｎｉ_３Ｉｎ_７の組成に対応する原子数比２．３３よりもかなり小さい（Ｎｉに対してＩｎが少ない）。よって、Ｉｎ層を構成していたＩｎが、全てＮｉと合金化し、Ｎｉ_３Ｉｎ_７を形成したものと考えられる。

一方、加熱を経た後の試料１の測定結果（上段）においては、Ｉｎ単体に帰属されるピーク（〇）と、Ｎｉ_３Ｉｎ_７に帰属されるピーク（●）が観測されている。Ｎｉ単体に帰属されるピーク（△）は、検出限界以上の強度では出現していない。この結果は、試料１においては、積層したＩｎ層とＮｉ層の間で、合金化が進行して、Ｎｉ_３Ｉｎ_７が形成されているが、その合金化を経ても、合金形成に消費されていない単体のＩｎが残存していることを、示している。Ｎｉは合金化に全て消費されたものと考えられる。試料１においては、ＩｎとＮｉの原子数比が、［Ｉｎ］／［Ｎｉ］＝３．３０となっており、Ｎｉ_３Ｉｎ_７の組成に対応する原子数比２．３３よりも大きくなっている（Ｎｉに対してＩｎが多い）。よって、ＩｎとＮｉの間の合金化を経ても、合金化に消費されない余剰のＩｎが、単体Ｉｎの状態のままで、試料表面に残存しているものと解釈される。試料１、試料２とも、測定を行った２θの全領域に、Ｎｉ_３Ｉｎ_７以外の組成を有するＮｉとＩｎの金属間化合物に対応付けられる回折ピークは、観測されておらず、ＩｎとＮｉの合金は、ほぼＮｉ_３Ｉｎ_７として形成されていると言える。なお、試料１において、試料２と比較して、Ｎｉ_３Ｉｎ_７のピーク強度が小さいことは、試料１では、Ｎｉ_３Ｉｎ_７の表面にＩｎ層が存在し、Ｉｎ層によってＸ線の透過強度が減衰しているためであると考えられる。試料１において、基材のＣｕのピークが観測されていないことも、Ｉｎ層およびＮｉ_３Ｉｎ_７層によるＸ線の透過強度の減衰のためであると考えられる。

以上に示した、加熱後の試料１と試料２のＸＲＤ測定の結果をまとめると、Ｎｉ層に対してＩｎ層が薄く形成され、原子数比［Ｉｎ］／［Ｎｉ］がＮｉ_３Ｉｎ_７の組成比に対応する７／３（＝２．３３）よりも小さい試料２においては、ＩｎとＮｉとの間の合金化の進行により、単体のＩｎの層が残存していない。これに対し、Ｎｉ層に対してＩｎ層が厚く形成され、原子数比［Ｉｎ］／［Ｎｉ］が７／３よりも大きい試料１においては、ＩｎとＮｉとの間の合金化を経ても、合金化していない単体のＩｎの層が、試料表面に残存している。このことから、Ｎｉ層とＩｎ層を積層した積層構造において、原子数比［Ｉｎ］／［Ｎｉ］を７／３よりも大きくしておくことで、高温環境でのＮｉとＩｎの合金化を経ても、合金化していないＩｎ層を残存させられる。

さらに、試料１について、加熱前と加熱後のそれぞれの状態に対して、表面の接触抵抗を測定したところ、３Ｎの接触荷重を印加した際の接触抵抗値が、加熱前の状態で約０．８ｍΩ、加熱後の状態で約１ｍΩとなっていた。つまり、加熱を経ても、接触抵抗がごくわずかしか上昇しておらず、しかも絶対値が小さく抑えられている。このことは、加熱後の試料１の表面に、合金化していないＩｎ層が形成されていることに対応づけられる。合金化していないＩｎ層が残存することで、Ｉｎが有する接触抵抗低減の効果が、加熱を経ても維持されているものと考えられる。

以上、本開示の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 金属材
１Ａ 第一の形態にかかる金属材
１Ｂ 第二の形態にかかる金属材
１Ｃ 第三の形態にかかる金属材
２ 基材
３ 中間層
３ａ Ｎｉ被覆層
３ｂ 合金層
４ Ｉｎ被覆層
２０ メス型コネクタ端子
２１ 弾性接触片
２１ａ エンボス部
２２ 内部対向接触面
２３ 挟圧部
３０ オス型コネクタ端子

Claims (11)

1. 基材と、
   少なくともＮｉを含み、前記基材の表面を被覆する中間層と、
   Ｉｎ、またはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金よりなり、前記中間層の表面を被覆し、最表面に露出したＩｎ被覆層と、を有し、
   前記中間層と前記Ｉｎ被覆層を合わせて、原子数比で、ＩｎがＮｉの７／３倍よりも多く含有されている、金属材。
2. Ｎｉ、またはＩｎを不可避的不純物以外に含有しないＮｉ合金よりなる層をＮｉ被覆層とし、
   ＮｉとＩｎを含む合金よりなる層を合金層として、
   前記中間層は、下記の第一の構造、第二の構造、第三の構造のいずれかを有している、請求項１に記載の金属材。
   第一の構造においては、前記中間層が、前記Ｎｉ被覆層よりなり、
   第二の構造においては、前記中間層が、前記Ｎｉ被覆層と、前記Ｎｉ被覆層の表面を被覆する前記合金層と、よりなり、
   第三の構造においては、前記中間層が、前記合金層よりなる。
3. 前記被覆層は、前記第一の構造または前記第二の構造を有し、
   前記Ｉｎ被覆層の厚さは、前記Ｎｉ被覆層の厚さの５．６倍以上である、請求項２に記載の金属材。
4. 前記被覆層は、前記第一の構造または前記第二の構造を有し、
   前記Ｎｉ被覆層の厚さは、１μｍ以下である、請求項２または請求項３に記載の金属材。
5. 前記中間層は、前記第一の構造を有している、請求項３または請求項４に記載の金属材。
6. 前記中間層は、前記第二の構造または前記第三の構造を有し、
   前記合金層は、Ｎｉ_３Ｉｎ_７なる金属間化合物を含有する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の金属材。
7. 前記中間層と前記Ｉｎ被覆層を合わせた単位面積あたりの含有量で、
   Ｎｉの含有量は、０．８９ｍｇ／ｃｍ^２以下、
   Ｉｎの含有量は、４．３ｍｇ／ｃｍ^２以上である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の金属材。
8. 前記基材は、ＣｕまたはＣｕ合金よりなる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の金属材。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の金属材を含んで構成され、少なくとも、相手方導電部材と電気的に接触する接点部において、前記基材の表面に、前記中間層と前記Ｉｎ被覆層が形成されている、接続端子。
10. 基材の表面に、
    Ｎｉ、またはＩｎを不可避的不純物以外に含有しないＮｉ合金よりなるＮｉ原料層を形成し、
    さらに前記Ｎｉ被覆層の表面を被覆し、最表面に露出させて、Ｉｎ、またはＮｉを不可避的不純物以外に含有しないＩｎ合金よりなるＩｎ原料層を、前記Ｎｉ原料層の５．６倍以上の厚さで形成する、金属材の製造方法。
11. 前記Ｎｉ原料層の厚さを１μｍ以下とする、請求項１０に記載の金属材の製造方法。

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