JP2533529B2 - アモルフアス金属−金属複合体及びその製造方法 - Google Patents

アモルフアス金属−金属複合体及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アモルファス金属、アモルファス合金、ア
モルファス或いは非晶質金属と呼ばれる主として金属元
素から構成され、溶融状態から急速に冷却固化して製造
された為、結晶構造を持たない材料（以後アモルファ
ス）と、一般の結晶化金属とを爆薬の爆発圧力を利用し
て接合して成るアモルファス金属−金属複合体（以後複
合体）及びその製造方法に関する。
アモルファス金属は優れた磁気特性を有する為、各種
の磁気材料としての利用が考えられて居る。
（従来の技術） アモルファスは急冷法の他にスパッター法、気相化学
法、メッキ法等種々な方法で製造され得るが、何れも数
100μｍ未満の薄板、細線、粉末状の製品としてしか得
られず、限られた用途に用いられるに過ぎなかった。広
範な用途に用いるにはより寸法の大きな材料を必要と
し、その為爆発によってアモルファス金属粉末を圧縮成
形体としたものが提案されて来た（特開昭61−139629号
公報）。
また、特開昭61−195905号公報には、金属製の母材に
アモルファス金属粉末を爆発圧力によって接合したアモ
ルファス被覆体が開示され、特開昭62−23905号公報に
は、アモルファス金属粉末と金属粉末からなる複合焼結
体を高エネルギー衝撃を利用して製造する方法が開示さ
れている。
さらに、厚さ100μｍ以下のアモルファス金属薄板を
金属の板や丸棒に爆発圧力によって接合し、磁気特性を
利用する部分についてはアモルファス金属に受け持た
せ、強度については金属に受け持たせることが考えら
れ、また提案されて来た（第10回日本応用磁気学会学術
講演概要集（1986.11）61P,講演番号4PC−10“爆着法に
よるトルクセンサの特性”笹田一郎他）。また、特開昭
61−132282号公報には、塩素発生電解用電極として用い
るもので、金属とアモルファス金属との間に隙間を設
け、爆発圧力によって両者を接合する方法が開示されて
いる。
一方、従来100μｍ前後の金属薄板を爆発圧力で接合
する手段として、例えば第２図に示すように厚さ１乃至
2mm程度の金属板１′に金属薄板２′を接着剤３′で貼
りつけ、金属板１′の金属薄板２′を貼りつけた面の反
対側の面に板状の爆薬４′を装着し、金属薄板２′の接
着した面と反対側の面を爆発によって接合しようとする
金属５′に間隔を設けて向い合せて設置し、爆薬４′を
爆発させることによって厚さ１乃至2mmの金属板１′を
介して金属薄板２′を接合しようとする金属５′に高速
で衝突させて接合する方法があった。
金属板と金属板とを爆発によって圧接する場合に、例
えばチタン等の金属を鋼と圧接する場合に、金属表面を
ほぼ0.7μｍ以下の粗さに仕上げてから圧接すると良い
結果が得られることも知られている（特公昭42−24982
号公報）。
（発明が解決しようとする問題点） 従来のアモルファス金属粉末を用いて得られるアモル
ファス金属成形体は、アモルファス金属部分がブロック
状、丸棒状、環状で厚みを持ったものであり、また、粉
末を固めたものである為、強度が低く、例えばエンジン
のトルクを検出する為のセンサーであるトルクセンサー
等に利用するには強度が不十分であった。
それを改善するためにアモルファス金属粉末と金属粉
末を組合せて焼結体を作っても強度的には十分な改善が
見られなかった。また、アモルファス金属焼結体部分
は、詳細に見れば粉体の個々の粒が接合されたものであ
るため、境界で磁気的にわずかな歪みがあり、それによ
って成形体全体としての磁気特性が低下する傾向があっ
た。
また、従来のアモルファス金属薄板と金属の複合体を
製造する方法には、粉末を原料とした成形体が有する強
度の低さと粉末同士の接合境界による磁気特性の低下の
問題はないが、まだ2,3の問題がある。その一つは、ア
モルファス金属薄板の厚みが100μｍ以下、多くの場合2
0μｍ乃至30μｍ程度であるため、爆発圧力によって金
属に接合しようとすると変形して、平滑な表面を有する
複合体が得られなかったり、部分的な接合しか得られな
かったりする問題があった。また、接合に際してはアモ
ルファス金属と金属の接合界面は高温にさらされ、場合
によってはアモルファス金属の多くの部分がその高温に
よって結晶化し、優れた磁気特性を失うと云う問題もあ
った。さらに、アモルファス金属薄板を金属に高速で衝
突させて接合する方法も、原理的には可能であっても、
現実には良好に接合した複合体を得ることは困難で実用
性は極めて低い。
本発明者らは、アモルファス金属薄板を金属に接合す
る有効な手段を見出す為に、前記従来の方法の有する問
題点につき考察を加えた。
まず、従来の方法において、金属に接合したアモルフ
ァス金属の表面が平滑でなくなる理由としては次の２つ
の理由が考えられる。
（１） 従来の金属板の他の金属板又は金属塊に爆発圧
力を利用して接合する方法では、第３図に示すように金
属板２″を金属板５″から僅かに離して平行に設置し、
金属板２″の金属板５″に相対する面と反対側の面に接
して爆薬層４″を置き、その一端から爆発を開始させて
爆発圧力によって金属板２″を高速で飛ばし、金属板
５″に衝突させ、衝突点が爆発の進行に伴って連続的に
移動して金属板２″と金属板５″が接合されるものであ
るが、金属板２″が薄いと、爆発圧力によって飛ばされ
衝突する迄の過程で、金属板２″は金属板５″に衝突す
る前に爆発圧力による歪によって塑性変形したり、場合
によっては破断して歪んだ接合体や金属板２″が破断し
た状態で金属板５″に接合したものが得られることがあ
った。特に、本発明において対象とするアモルファス金
属を金属板２″に置き換えて接合しようとする場合は、
アモルファス金属は薄い上に固いが変形能が小さく破断
されやすい為に金属板５″に衝突する前に破断したり、
好ましくない歪によって接合が不十分であったりする場
合があった。
（２） 前項で述べた金属板２″が飛ばされる過程で変
形したり破断したりする不具合は、例えば前述した様に
金属板２′を厚さ１乃至2mm程度の金属板１′に接着剤
３′で接合し、爆発圧力をその金属板１′を介して負荷
することによって避けることが考えられた。しかし、飛
ばされる過程で金属板２′の変形や破断が回避されて
も、接合する際に金属板２′と金属板５′の接合界面で
相互の塑性流動が起き、その塑性流動が金属板２′の表
面の形状に影響を及ぼして波状の変形を示したり、場合
によっては表面が破断した接合体が得られることが多か
った。その理由は次のように考えられる。従来金属を爆
発で接合する場合、金属同士の衝突点の移動速度が金属
板２′或いは金属板５′のいずれかの音速より低い値で
あることを要し、その要件が達成される場合に金属板
２′と金属板５′の界面が塑性流動を起して強固に接合
され、その要件が達成されないと金属板２′と金属板
５′は反発して接合されないことが知られていた。即ち
従来爆発圧力を利用して金属同士或いはアモルファス金
属と金属を接合しようとする際、接合界面で塑性流動を
起こさせることがその必須条件であり、それが無い場合
は接合は期待できなかった。処が、その接合を達成する
為の必須条件がアモルファス金属薄板を接合する場合に
はその表面を変形させたり、破断させたりする原因とな
り、謂わば二律背反の状態であった。特にアモルファス
金属の場合には、硬度が高く、よって変形させることが
困難で、無理に大きな応力を負荷して変形させようとす
ると破断する為、上記の問題が金属に比べて大きく影響
すると考えられる。
（問題点を解決するための手段） 前記従来の２つの問題点を解決するには次の方策が考
えられる。
（１） アモルファス金属薄板が、爆発圧力を受けて飛
ばされる過程で変形することを防止する為に、飛ばされ
る距離を最小限に止め、出来得れば爆発圧力で飛ばされ
ること無く接合することを検討する。
（２） アモルファス金属薄板と金属の接合界面での塑
性変形を最小限に止めるには、接合界面の衝突点の進行
速度をアモルファス金属薄板及び金属の音速の高い方の
値より高くして塑性流動を最小限に止め、かつ両者が十
分な強度で接合し得る新たな方法を開発する。
（３） 以上が達成されても、アモルファス金属の優れ
た性質を保持する為に結晶化を最小限に止めることが必
要である。従って、接合界面での発熱を抑制して、アモ
ルファス金属が結晶化される温度に到達する領域の幅を
最小限に止める。
本発明者らは、これらの方策を達成する手段として各
種の方法につき、理論的、実験的に検討を重ね、本発明
を完成した。
即ち、本発明の製造方法は、上記（１）、（２）、
（３）を達成する為にアモルファス金属薄板を接合しよ
うとする金属の表面を予め一定の面粗度で仕上げ、その
面にアモルファス金属薄板を密着させて重ね合わせ、ア
モルファス金属薄板の金属と重ね合わせた面と反対側の
面（以後表面）に爆発圧力を負荷して接合するものであ
る。その際、（２）の要件を達成する為、表面に負荷す
る爆発圧力は、表面を平面状に衝突するか、アモルファ
ス金属薄板の音速より高い速度で表面を移動する、厳密
にはアモルファス金属と金属の衝突点が移動する衝撃で
なければならない。また、（３）の要件を達成し、同時
に塑性変形を必要最小限に止める為には、アモルファス
金属薄板を接合する金属の面の中心線平均粗さは１μｍ
を越え、10μｍ以下にすることが好ましい。
このようにして得られる本発明のアモルファス金属−
金属複合体は、アモルファス金属薄板と金属を爆発によ
って接合して成る複合体において、アモルファス金属薄
板と金属の接合界面が事実上平坦であり、接合時にアモ
ルファス金属の結晶化した部分がアモルファス金属と金
属の界面に沿って存在し、かつその幅が1.3〜9.8μｍで
あり、アモルファス金属の結晶化していない部分の幅が
10μｍ以上であることを特徴とする。
次に本発明を具体的に説明する。本発明は原則として
どのような形状の金属にもアモルファス金属薄板を接合
できる。しかし、実際の問題としては前に説明したよう
にアモルファス金属薄板が空間を飛ばされる距離を最小
にして、歪を可能な限り抑制することが要求されるの
で、金属表面に密着させることが必要である。無論これ
迄説明したように、金属表面は一定の面粗度を与える必
要がある為、アモルファス金属薄板を全面にわたって隙
間なく密着させることは不可能であり、面の荒れた状態
を波に例えれば、波の頂点を連ねてなる仮想の表面に出
来るだけ密着させることが求められる。反面、現在得ら
れるアモルファス金属薄板は主としてロール法によって
製造され、１方向にはしわを発生することなく曲げるこ
とが可能であるが、しわを発生することなく同時に２方
向以上の方向に曲げることは出来ない。従って本発明に
よって得ることが出来るアモルファス金属−金属複合体
は平面又は１方向のみに曲っている面を有する形状のも
のである。
本発明においてアモルファス金属と金属表面の密着の
させ方は、アモルファス金属と金属表面は可能な限り密
着させることが望ましい。それが不十分で一部分でも浮
き上がった部分があると、その部分でアモルファス金属
が破断されたり、接合が不十分なことがある。その要件
に対して、アモルファス金属は薄板であり、一般に巻い
た状態で供給保管される為、癖があって必ずしも相手側
の金属表面形状に沿わない。それを矯正して相手側の金
属表面に沿わせる為には、何等かの強制手段を必要とす
る。まず、相手側金属表面の形状が平面の場合は、第５
図に示すようにアモルファス金属薄板２′と金属５′を
重ね合わせたもののアモルファス金属薄板２′の表面
を、ゴム板やプラスチック板のような弾性体10で覆い、
更にその上面に別の金属板８′を重ね合わせて、弾性体
10が圧縮されるようにプラスチックの粘着テープ９′を
緊張させながら縛着することによって可能となる。圧縮
された弾性体10は、復元しようとする応力を発生するこ
とによって、アモルファス金属薄板２′を相手側の金属
板８′に押しつけるので両者の界面は密着することにな
る。また、別の金属板８′と弾性体10はアモルファス金
属薄板２′を金属５′に押しつける以外に薄くて爆発衝
撃によって変形破損し易いアモルファス金属薄板の表面
を保護し、同時に衝撃が伝わる際の伝達時間を調整する
作用も併せ持つ。どの程度の別の金属板８′と弾性体10
を用いればどの程度の保護作用と衝撃伝達時間調整作用
が得られるかは、当業者であれば本発明の実施例を参考
にすれば容易に判断可能である。もう１つの方法は第６
図に示すように、アモルファス金属薄板２″の縁を気密
性のテープ11″で覆い、真空ポンプ12″で排気すること
によって大気圧を利用してアモルファス金属薄板２″を
相手側の金属板５″に密着させる方法である。この場
合、真空を保持する為の補助手段として、爆発衝撃をア
モルファス金属薄板２″に負荷する妨げにならない程度
の真空コンパウンドやシール材を使用するのは差し支え
ない。また、アモルファス金属薄板２″の縁を気密性の
テープ11″で覆う代りに、アモルファス金属薄板２″を
相手側の金属板５″に重ねたものを気密性のプラスチッ
クの袋に納め、プラスチックの袋の内部を真空ポンプで
排気しても同様な効果が得られる。この場合も別の金属
板と弾性体を用い得るが、金属板については爆発設計の
範囲に属し、使用しなくても差し支えない場合がある
が、これも当業者であれば容易に判断し得る問題であ
る。
無論、何れの場合についても爆発衝撃はアモルファス
金属薄板２′又は２″側の外面に負荷する訳であるが、
その方法については後に説明する。
相手側の金属表面の形状が曲面である場合についは、
第５図、第６図の方法が原則的には利用可能であるが、
円柱の表面については、別の方法として、第７図の方法
が利用可能である。第７図は、アモルファス金属薄板2a
を金属円柱5aの表面に接合しようとして密着させた場合
の金属円柱5aの軸に直角な断面の図で、プラスチック粘
着テープ9aを緊張させながらアモルファス金属薄板2aに
巻きつけ、その収縮力を利用して両者を密着させたもの
である。第５図の場合は、形状が平板である為、プラス
チック粘着テープ９′の収縮力のみではアモルファス金
属薄板２′と相手側の金属板５′の中央部分は密着する
ことが困難で、ゴム板やプラスチック板のような弾性体
10の復元力を利用する必要があったが、円柱の場合はア
モルファス金属薄板2a表面全面にプラスチック粘着テー
プ9aや熱収縮チューブ等の収縮力を伝えることが可能で
あり、ゴム板やプラスチック板のような弾性体10や、そ
の上面の金属板８′は使用しないで済む。また、円柱に
限らず、円柱の一部を切取った形状の曲面についても第
７図の方法は利用可能である。更に、この場合爆発の態
様によっては第5,6図で採用した弾性体10と別の金属板
８′の替りにプラスチック粘着テープ9aのみをアモルフ
ァス金属表面の保護材として利用し得る。
次に本発明における面の荒し方について説明する。ア
モルファス金属薄板を接合する、相手金属の面荒さの様
式には２つの種類がある。１つは旋盤やセーパーで加工
した表面のように、規則的な形状が規則的に繰り返され
るもので、他は研削砥石やサンドペーパーで加工した場
合のように粗さの値に一定の幅はあるが表面形状がラン
ダムなものである。本発明を実施する場合、何れの面粗
さ様式でも差し支えなく、違いがあるとすれば、塑性変
形して溶融すると考えられる部分の体積Ｖを推定する場
合、表面の波形をどのように取扱うかの問題のみであ
り、実際上の問題は存在しない。面の粗さは面の中心線
平均粗さで表わされ、このことについては後で詳しく述
べる。
次に本発明におけるアモルファス金属薄板表面の保護
について説明する。爆発負荷によってアモルファス金属
薄板の表面が傷つけられたり、汚染されたりする可能性
があるが、第５図の方法によれば弾性体10、別の金属板
８′、プラスチック粘着テープ９′がこれを防ぐ役割を
果す。他の方法の場合についても、アモルファス金属薄
板と金属を密着させる手段として用いる材料を、アモル
ファス金属薄板表面の保護材料として用いることが出来
るが、不足する場合は第５図の方法に用いられた材料を
補助的に採用して防護することにより、表面を傷や汚染
から防護することが可能である。これについても、どの
ような材料でどの程度に防護すれば良いかは、当業者で
あれば本発明の実施例を参考にして容易に設定出来る程
度のものである。
次に本発明における衝撃の負荷方法について説明す
る。ここでは、基本的な爆発負荷方法について説明する
が、それらは代表例であり，爆発負荷方法自体はアモル
ファス金属薄板表面を衝撃が移動する速度の要件を除
き、本発明の一部を構成するものでもなく、制約するも
のでもない。基本的には本発明を実施する上で達成しな
ければならない要件は、アモルファス金属薄板を高速で
金属表面に押し付けることである。その際、接合が全面
均一に、表面状態が良い状態で接合される為の要件は上
記で詳述してある。後はどの程度の衝撃をどのようにし
て負荷すれば、接合可能な条件でアモルファス金属薄板
を高速で金属表面に押し付けられるか、と云う問題が残
る。これは、単純にアモルファス金属薄板と金属が重ね
合わされ、アモルファス金属薄板の表面に爆発衝撃を負
荷するだけの問題であれば、どの程度の衝撃をアモルフ
ァス金属薄板表面に負荷すれば良いかを条件付けること
が可能である。しかし、本発明においては、接合する材
料の一方がアモルファス金属薄板と云う、接合を全面均
一に、表面状態が良い状態で接合することが極めて困難
な材料の為、アモルファス金属薄板の方面にゴム板或い
はプラスチックの板のような弾性体やその表面を覆う金
属板、或いはプラスチックの粘着テープ類等が覆ってい
て、負荷した爆発衝撃の伝播状態が覆った状態によって
異なり、一般化して規定することが困難である。しか
し、当業者であれば、本発明の実施例を参考にして2,3
の実験をする程度で、容易に良好な接合が得られる条件
を設定出来る。
第８図は本発明を実施する際、爆発応力を負荷する方
法の１例を示す側面図で、板状の爆薬13に電気雷管14が
設置されたものがアモルファス金属薄板と金属板を組合
せたもの（以後アセンブリー）15の上に載置されてい
る。アセンブリー15をどのような組合せにするかは任意
であり、第５図の方法、第６図の方法、その他上記各種
要件を達成するものであれば、どのような方法によって
も差し支えない。この際、必須の条件は、板状の爆薬13
の爆発速度、云い替えればアモルファス金属の下面が金
属の表面に押しつけられる点が、爆発の進行する方向に
移動する速度がアモルファス金属の音速を越えているこ
とである。もしそれがアモルファス金属の音速より低い
と、アモルファス金属が塑性流動を起こして接合不良と
なったり、アモルファス金属表面に波形の変形模様が現
われたり、甚だしくはそれが発展してアモルファス金属
が破断したりさえする。
第８図の方法は、アセンブリーに直接爆発衝撃を負荷
する方法であるが、第９図のように板状の爆薬13′を金
属板16′に載置し、電気雷管14′が爆発すると板状の爆
薬13′が爆発して金属板16′を下方に投射し、金属板1
6′はアセンブリー15′の表面に衝突する。その際、板
状の爆薬13′が電気雷管14′の反対側の方向に爆発して
行く爆発速度をＤとし、金属板16′がアセンブリー15′
の表面に衝突してその衝突点が爆発の進行方向と同じ方
向に移動する速度をU0、同様にしてアモルファス金属の
下面が金属の表面に押しつけられる点が爆発の進行する
方向に移動する速度をU1とすると、それらの間には次式
の関係が成立する。
Ｄ＝U0＝U1 ……（３） ここで、前述のアモルファス金属の下面が金属の表面
に押しつけられる点が爆発の進行する方向に移動する速
度がアモルファス金属の音速C0を越えていると、云う要
件を加えれば（３）は次式になる。
Ｄ＝U0＝U1＞C0 ……（３）′ 第９図の方法は、アモルファス金属を金属に高速で押
しつける際に，爆薬を直接アモルファス金属の外周に設
置して爆発させたのでは、爆発圧力が不十分であると考
えられる際に採用して効果がある方法である。
第10図は第９図の方法を多少変更した方法で、金属板
16″とアセンブリー15″の間に角度θが設定されてい
る。この方法によれば、爆発速度Ｄがアモルファス金属
の音速C0より低くても角度θを調整することによってU0
＝U1＞C0とすることが可能である。どの程度のＤ、C0に
対してどの程度のθを設ければ良いかは当業者にとって
容易に判断できることであり、本発明の実施例を参考に
すれば条件設定は簡単に実施できる。この考え方を進め
ると、U0＝U1＝∽、即ち公知の平面波発生装置を使用し
て平面衝撃を負荷することに到達するが、これも当業者
にとっては容易なことであり、特に説明は必要としな
い。
第11図は金属円柱17の表面にアモルファス金属薄板18
を重ね、プラスチック粘着テープ19を引張りながら巻き
つけて密着させ、その外側にアモルファス金属薄板18の
表面を保護する為のゴム板20を接着剤で接合し、更にそ
の外側に空隙を置いて外周に板状の爆薬21を巻きつけた
金属管22を、円柱軸に対して同心円位置に設置した場合
の軸に平行な断面図である。これは、爆発負荷方法とし
ては第９図の方法を円柱に応用する場合の図であり、電
気雷管23が爆発すると、爆薬21が電気雷管23の反対方向
へ爆発して行き、速度関係が（３）式と同様であること
は変りない。また、金属管22を使用しないで、爆薬21を
直接ゴム板20の周囲に巻きつけても、接合の為の要件が
達成されれば差し支えない。
上記以外にも、爆発圧力の負荷方法として色々な手段
が考えられるが、これ迄説明した来た要件を達成できれ
ばどのような方法でも利用し得る。
次に衝突点の移動速度の設定方法について説明する。
本発明において、本発明を実施する上で必須の要件の一
つとして、アモルファス金属の下面が金属の表面に押し
つけられる点が、爆発の進行する方向に移動する速度が
アモルファス金属の音速を越えていることがあることは
十分説明したが、アモルファス金属の音速がどの程度で
あるかはこれまで説明しなかった。
これ迄多くの種類のアモルファス金属が開発され、各
種のデータが公表されているが、音速に関するデータは
殆ど発表されていない。しかし体積弾性率K0と密度ρ０
が分れば、音速C0は（４）式によって容易に求めること
ができる。
C0＝（K0/ρ０）1/2 ……（４） 但し体積弾性率K0、密度ρ０の両方のデータが揃って
得られる場合も少なく、必ずしも全てのアモルファス金
属について音速C0が得られるとは限らない。発明者らは
それらの事情に鑑み、それらのデータが入手出来たもの
について音速C0を計算した。その結果、殆どのアモルフ
ァス金属の音速は4km/secから5km/secの間にあることが
判明した。よって任意のアモルファス金属の音速C0が判
明しない場合、アモルファス金属の下面が金属の表面に
押しつけられる点が、爆発の進行する方向に移動する速
度U1を5km/sec以上に設定すれば良好なアモルファス金
属−金属複合体が得られる。
以上の方法で得られる本発明のアモルファス金属−金
属複合体は、アモルファス金属薄板を用いていることに
より、アモルファス金属粉末を用いたときに生ずる磁気
的な歪がなく、即ちアモルファス金属の結晶化していな
い部分は事実上均一なものである。
（作 用） 本発明の方法によって良好な複合体が得られる理由は
次の様に考えられる。
アモルファス金属薄板が表面に爆発圧力を受けると、
大きな応力で金属の一定の面粗度を持った面に押しつけ
られ、金属表面の粗い部分は急激に押し潰されて、その
変形エネルギーの余剰の部分が熱に変換されて変形した
部分は高温になり、溶融又は半溶融状態になりアモルフ
ァス金属薄板と金属は強固に溶接されると考えられる。
溶融又は半溶融状態になった部分は、熱伝導によってそ
の熱エネルギーをアモルファス金属薄板と金属に奪われ
て凝固するが、過渡的にアモルファス金属薄板の金属に
接した側の部分は、その結晶化温度以上に加熱されると
推定される。しかし、その時間は極めて短時間であり、
また、金属表面の面粗度を予め制御して一定の範囲内に
収めて置けば、溶融又は半溶融状態部分もそれに応じた
量に抑えられ、よって発生する熱エネルギーの量も制御
可能であると考えられる。
第1a図はその原理を図によって説明するための図で、
爆薬４、アモルファス金属薄板２及び金属５の一部を示
したものである。図の山形の部分６は、金属の表面の粗
い部分で、ｈは面の中心平均粗さRaを示している。面の
粗さを表示する場合、一般にRaと云う記号が用いられる
が、この意味は表面の断面曲線から一定の長さより長い
波長の成分、即ち、うねり、平面度を除いたものの中心
線からの平均値（単位はμｍ）である。爆薬４が爆発す
ると、その強大な衝撃圧力でアモルファス金属薄板２は
金属５の山形の部分６を高速で押し潰して金属５に密着
する。山形の部分６が押し潰される時間は極めて短く、
その為押し潰されることによって発生する熱がアモルフ
ァス金属薄板２と金属５の平坦な部分に熱伝導によって
移動する量は少なく、山形の部分６は急激な変形によっ
て高温に加熱され、溶融若しくは半溶融状態になると考
えられる。アモルファス金属が押しつけられる速度は数
100m/秒乃至千数100m/秒と考えられるが、例えば山形の
部分６の高さを10μｍとすると、変形を開始してからア
モルファス金属２が金属５の平坦な部分に密着する迄の
時間は数ナノ秒から数10ナノ秒の間（数億分の１秒乃至
数1000万分の１秒）となり、発生した熱が伝達する暇が
ないことが理解される。その様な作用によってアモルフ
ァス金属薄板２と金属５の平坦な部分の間に溶融状態又
は半溶融状態の層が形成され、しかも爆発の強大な圧力
によって密接に押しつけられるため、第1b図に示すよう
にアモルファス金属薄板２と金属５は溶融凝固層７を介
して強固に接合される。
第4a図から第4d図迄は第1a図の山形の部分６が潰され
発熱して冷却され、最終的に第1b図の溶融凝固層７にな
る迄の温度履歴を模式的に示した説明図である。第4a図
は山形の部分が溶融して溶融状態の層７′を形成し、か
つアモルファス金属２と金属５に熱伝達が行われていな
いとした状態を示す概念図であり、Ｔは温度を意味し、
溶融状態の層７′と金属の溶融温度Tmに、アモルファス
金属及び金属は常温Toであることを意味する。厳密には
アモルファス金属及び金属共に爆発衝撃を受けて圧縮さ
れる為、衝撃を受ける以前の温度より高い温度になる
が、温度上昇は数10℃程度で金属の溶融温度に比べれば
十分に低く、無視して差し支えない。
第4b図は第4a図の状態の僅かな時間後の温度分布状態
を示す模式図、第4c図は更に僅少な時間を経てからの温
度分布状態を示す模式図で、溶融状態の層７′の温度、
アモルファスと金属の各々の熱伝導率が分れば計算で求
めることが出来る。しかし、実際上の問題として溶融状
態の層の熱がどのような時間経過で伝達されて周囲の温
度が変化して行くかを求めてもあまり意味がなく、実用
的な意味から以下の仮定を置いて、どの程度の面粗さを
金属に与えれば良好な複合体が得ることが出来るかを検
討する。第4d図は、第4c図では温度分布が山形を示して
いたものを平均化し、高さＴの矩形の温度分布を示すも
のとして描いた温度分布の模式図である。組成によって
多少の差はあるが、一般にアモルファス金属は組成によ
るが、数10分程度の時間範囲では約400〜600℃を越える
と結晶化することが知られている。しかし、爆発衝撃を
受けて部分的に溶融した金属が冷却される過程の様な、
極めて短い時間のうちにアモルファス金属が結晶化する
現象が何度Ｃ以上で起きるかは未だ知られていない。こ
のような構成でアモルファス金属が金属の融点の様な極
めて高い温度に熱伝達によってさらされるのは、金属の
溶融した部分と密接した部分に限られ、僅かに離れた部
分ではかなり低い温度に、しかも極めて短い時間さらさ
れるに過ぎないと予想される。以上の過程に基づいて、
どの程度の面粗さの金属に接合されると、どの程度のア
モルファス金属の部分が結晶化するかを第4d図の模式図
による温度分布をとるものとして推定した。
上記の様な仮定に基づいて、良好な接合を得る為の具
体的な条件を求める方法を以下に検討する。まず接合の
際、金属５の山形の部分６が押し潰されることによって
発生する熱の発生位置は山形の部分６に限られ、それに
よって発生する熱は山形の部分を溶融状態にするだけの
熱量とする。その理由は、アモルファス金属薄板２が高
速で山形の部分６におしつけられると、その衝撃は選択
的に山形の部分６に負荷されるが、山形の部分６が押し
潰されると、金属５の平坦な部分全体に衝撃が加わり、
その場合は殆ど塑性流動を伴わない為、前述の様に高圧
による圧縮のみであり温度上昇は数10℃程度でしかない
ので殆ど無視出来る為であり、余分なエネルギーは全て
アモルファス金属薄板２と金属５の運動エネルギーに転
換されると考えて良い為である。ここで、山形の部分６
の金属５の表面の単位面積当り体積をＶとすると、山形
の部分６を溶融させるに要した熱量Emは、次式で求めら
れる。
Em＝Ｖ・ρｏ・Cv・Tm＋Em1 ……（１） ここで、ρｏは金属５の密度、Cvは金属５の常温から
溶融温Tmに達する間の比熱の平均値、Em1は金属５の溶
融潜熱である。更に、簡単の為にこの溶融に要した熱量
は周囲のアモルファス金属薄板２と金属５によって冷却
される際、両者に均等に分配されると考える。アモルフ
ァス金属は構成元素の殆どが金属又は半金属元素であ
り、その仮定によっても十分に実際の状況に沿った推定
が可能なことが後の実験によって確認された。上記に、
第4d図の模式図による仮定を加えると次式が得られる。
Wt＝Ｖ・（Em−ρｏ・Cvt・ｔ）／（２・ρａ・Cvat）
……（２） Wtはアモルファス金属薄板２の接合界面側の温度がｔ
℃に達する部分の幅、ρａはアモルファス金属薄板２の
密度、ｔは結晶化上限温度、Cvatはアモルファス金属薄
板２の、Cvtは金属の、常温からｔの間の比熱の平均値
である。Emからρｏ・Cvt・t/2が差引かれている理由
は、金属の溶融した部分がアモルファス金属と同等の温
度であることを計算に入れ、その保持する熱エネルギー
をEmから差引いているものである。
原則としては、上記２式で結晶化上限温度ｔさえ分れ
ばどのような面粗さの金属にアモルファス金属薄板を接
合すれば、どの程度の結晶化領域幅を有する接合体が得
られるかが求められる訳であるが、ここで注意する必要
があることは、金属表面の単位面積当りの山形の部分の
体積Ｖは、面の粗さの状態によって異なることで、例え
ば金属丸棒の表面を旋盤を使用して刃先が円弧のバイト
で切削した場合と、サンドペーパーや研削砥石の様なあ
る一定の幅を持ったランダムに近い面状態のものとでは
扱いを変えなければならない。前者の場合であれば、バ
イトの刃先の曲率と旋盤の送りから容易に求められ、後
者の場合は面粗さ計を用いてRa値を求め、表面の波は一
定の高さRaを有する鋸歯状波であると仮定して計算可能
である。無論、前者についても後者同様、面粗さ計を用
いてRa値を求めて体積Ｖを推定しても差し支えない。何
れの場合についても、一般的な数学の知識によって容易
に求めることが出来る。また、金属或いはアモルファス
金属の密度は各種便覧や、製造業者のカタログから求め
られる。Cv及びCvatについては、同様にして求めるか、
もし得られない場合は、デバイモデルを利用して求める
ことが出来る。デバイモデルは、熱力学の教科書に記載
され、当業者であれば容易にその指示に従って計算し、
比熱の値を得ることが出来る。
以上の論理を発明者等の実験の結果と突き合わせた
処、アモルファス金属は900℃を越えた温度にさらされ
ると結晶化するもの推定して安全であると考えられる結
果が得られた。
（発明の効果） 本発明によるアモルファス金属−金属複合体及びその
製造法は、従来接着剤等の接応材料を使用しなければ接
合できなかったか、爆発圧力を使用して直接接合しよう
としても接合が不十分であったり、表面が破断、汚染、
変形等によって良好な複合体が得られず、或いは見掛け
上良好な接合が得られたとしても、アモルファス金属の
かなりな部分が結晶化をしたり、アモルファス金属粉体
の個々の粒の接合部分が磁気特性を劣化したりして、ア
モルファス金属本来の優れた磁気特性を発揮出来なかっ
たものを、特定の条件で処理することによって事実上均
一なアモルファス金属の層が結晶化したアモルファス金
属の層を介して金属に接合した成形体を得て上記の問題
を一気に解決した、極めて優れたアモルファス金属−金
属複合体及びその製造方法である。
また、本発明の複合体は強度的にも優れているため、
トルクセンサーに好適に使用可能である。
（実施例） 次に本発明を実施例によって説明する。
実施例１ 幅20mm×長さ50mm×厚さ25μｍのFe78B13Si9（数字は
それぞれの原子％）の組成を有するアモルファス金属薄
板を、予め＃60のサンドペーパーによる手作業で片側の
表面の面粗さを3.2Raにした幅50mm×長さ80mm×厚さ2mm
のCu板のサンドペーパーによる表面処理をした側に、概
ね面の中央に位置するようにして重ねた。アモルファス
金属薄板のCu板と向い合った面の反対側の面に、平面寸
法がCu板と同じで厚さが2mmの黒ゴム板をその縁をCu板
の縁に合わせて重ね、更にアモルファス金属薄板に面し
た側と反対側の面に、平面寸法がCu板と同じで厚さが1m
mの冷間圧延鋼板を同様に縁−縁に合わせて重ね合わせ
た。以上の下からCu板−アモルファス金属薄板−黒ゴム
板−冷間圧延鋼板の組合せ体（以後アセンブリー）を、
市販の塩化ビニール絶縁テープでテープの縁と縁が接す
るようにしてテープを緊張しながら巻きつけ、アセンブ
リーの全面が一層のテープで覆われるようにした。
テープで覆われたアセンブリーの冷間圧延鋼板側の上
面に、幅60mm×長さ120mm×厚さ5mmの密度が1.4g/cm3、
爆発速度5.5km/secの爆薬を、３つの縁でアセンブリー
の縁から爆薬の縁が5mmづつはみ出し、他の一辺で35mm
はみ出す様にしてテープと爆薬の間に空隙が無いように
して合成ゴム系接着剤で接着し、35mmはみ出した側の辺
の中央に60号電気雷管を設置して爆薬の面を上にして、
地上に置かれた長さと幅が300mmで厚さが30mmの鋼板製
台座の略中央に置き、電気雷管に通電して爆薬を爆発さ
せた。
回収したアセンブリーは、冷間圧延鋼板と黒ゴム板は
飛散していたが、アモルファス金属薄板とCu板は強固に
接合され、アモルファス金属薄板の表面には汚染、破
断、波状の変形等は認められなかった。ただし、アモル
ファス金属薄板を接合した側の面は、アモルファス金属
部分、露出したCu板部分に黒ゴム板が分解して出来たと
考えられる煤状の汚れが付着していたが、溶剤で拭くこ
とによって容易に除去できた。
接合したアモルファス金属の音速については、データ
が無かったが、類似の組成のものの体積弾性率が141GPa
であり、実測した密度が7.18g/cm3であったので、その
値を用いて（４）式によって計算した処、音速の値とし
て4.431Km/secが得られた。この値に対して、使用した
爆薬の爆発速度である5.5Km/secは十分に高く、また、
先にアモルファス金属の音速が不明の場合、アモルファ
ス金属薄板と金属の衝突点の移動速度を5Km/sec以上と
すれば良い旨説明したが、その値と比べても問題はな
い。
アモルファス金属薄板とCu板の接合した部分の一部を
精密カッターにより冷却しながら切取った後、イオンミ
ーリング装置を用いてアモルファス金属部分から接合境
界部分にかけて薄肉化して透過型電子顕微鏡（TEM）観
察用試片を作成した。そして、TEMによって高分解能像
観察及び電子線回折をアモルファス金属部分から接合境
界部分にかけて丹念に行った。その結果、接合境界近傍
のアモルファス金属部分に結晶化した領域が観察された
が、アモルファス金属−Cuの境界から2.4μｍ以上離れ
た部分では結晶化が起きていないことが確認された。一
方、（１）及び（２）式によって熱伝達によってアモル
ファス金属が900℃以上に加熱される幅を推定した処、
2.1μｍの値が得られた。この値は実際に結晶化されて
いた領域の幅に近く、良い近似が得られたと考えられ
る。一般に結晶化温度とされる約500℃の値は、数分か
ら数時間と云ったような比較的長時間の値であるのに対
して、本発明を実施する場合、接合の熱にアモルファス
金属がさらされる時間は１μsec（10-6sec）未満の極く
短い時間である為、その程度の温度では結晶化せず、よ
り高い温度にさらされた部分のみが結晶化したものと考
えて良い。
比較例１ 実施例１の実験を繰り返した。ただし、Cu板のアモル
ファス金属薄板と向い合う面は、表面を電解研磨した状
態で、0.8Raの面粗度のものとした。
爆薬を爆発させた後、アセンブリーを回収した処、見
掛け上アモルファス金属薄板とCu板は接合しているよう
に見えたが、殆どの部分で容易に手で剥離することが出
来た。
実施例２ 実施例１の実験を繰り返した。ただし、アモルファス
金属−Cu板−黒ゴム板−冷間圧延鋼板を組合せる際、塩
化ビニールテープを緊張して巻きつける代りに、アセン
ブリーの縁の部分を幅20mm長さ30mmの塩化ビニールテー
プで仮止めし、全体を気密性の幅100mm×長さ200mm×厚
さ0.05mmのプラスチックの袋に収め、口に真空ホース及
び真空ポンプに接続された外径10mm×内径8mm×長さ150
mmの銅管を取付け、塩化ビニールテープと油粘土でシー
ルした。全体を実施例１で使用した鋼板製の台座の略中
央に冷間圧延鋼板の面が上になるようにして置き、幅80
mm×長さ120mm×厚さ2mmのA1板の上面に、厚さ3mmで平
面寸法がA1板と等しい爆薬で爆発速度が7Km/secのもの
を合成ゴム系接着剤で接着し、A1板の下面が間圧延鋼板
の上面に向い合い、両者の間が平行で距離が10mmになる
ようにして，縁の部分でボール紙で指示して設置した。
その際、平面的なアセンブリーと爆薬−A1板の相対位置
は、実施例１と同様になるようにした。
真空ポンプを起動してプラスチックの袋の内部を排気
し、1torr以下の気圧にした処、大気圧によってアセン
ブリーは強固に押しつけられた。その状態で爆薬のアセ
ンブリーの端から長くはみ出した側の縁の中央に取付け
た電気雷管によって爆薬を爆発させた処、A1板は高速で
冷間圧円鋼板の上面に衝突し、アモルファス金属薄板と
Cu板は強固に接合して回収された。実施例１と同様な方
法でアモルファス金属の結晶化した部分の幅を測定した
処、1.8μｍであった。
比較例２ 実施例２と同様な実験を行った。ただし、Cu板のアモ
ルファス金属薄板と向い合った面は、＃36のアルミナ砥
石を取付けたディスクグライダーで研磨して、表面の面
粗さを21Raに調整したものとした。実施例２と同様にし
て爆発処理した結果外観良好なアモルファス金属−金属
複合体が得られたが、アモルファス金属の結晶化領域を
３ケ所で測定した処、平均13.8μｍの幅が結晶化してい
ることが分った。この結晶化領域の幅は、場所によって
ばらつきがある為、残存した非結晶化領域の幅は10μｍ
に満たない場所があった。この場合のアモルファス金属
が900℃になる領域の幅を計算した処14.5μｍで、結晶
化領域の幅を推定するには、900℃以上にさらされる領
域の幅を求めると良い近似が得られることが判明した。
実施例３ 実施例１で使用したアセンブリーと同様なものを用意
した。ただし、アモルファス金属薄板は実施例１で使用
したものとほぼ同じとしたが、材質はNi89P11のものと
した。この組成の場合、計算して求めた音速は3.715Km/
secであった。また、アモルファス金属薄板を接合する
相手として、Cu板の替りに同平面寸法で厚さ1mmの工業
用純Ti板の表面を＃80のGC砥石で平面研磨し、面粗さを
4Raに調整したものを用いた。一方、爆発衝撃を負荷す
る手段として平面波発生装置を用意した、平面波発生装
置は、平面寸法が120mm×120mm、厚さが2mmのA1板の表
面に実施例で使用した爆薬と同種類の爆薬で平面寸法が
A1板とほぼ等しいものを合成ゴム系接着剤で貼り付け、
被衝撃面に対してA1板の底面を12゜傾けてA1板の投影面
の中心にアセンブリーが位置するようにして設置し、A1
板の被衝撃面から最も離れた側の縁に、同種のA1板で幅
30mm×長さ150mm×厚さ2mmのもので片面に上記の爆薬と
同種で平面寸法がA1板とほぼ等しく、厚さが3mmの爆薬
を同様にして貼りつけたものを、120mm角の爆薬の厚み
の中心の平面の延長に対して幅30mmのA1板の長手の中心
線が一致し、長手の端が120mmの縁の一方の端に接し、
他の端が120mmの縁の他端から離れるようにし、かつ30m
m×150mmのA1板の爆薬を貼りつけていない側の面が120m
mの縁に対して120mm角の平面の延長面上で12゜の角度を
有しつつ、平面の延長面に対して直角に設置したものを
使用した。
アセンブリーを実施例１と同様の鋼板上に設置し、上
記の平面波発生装置の30mm×150mmの平面寸法の爆薬の1
20mm角の爆薬から最も離れた位置の端に６号電気雷管を
設置して起爆した。30mm×150mmの爆薬が一端から起爆
されたことにより、接着されたA1板は高速で飛ばされ、
120mm角の爆薬の一辺にほぼ同時に衝突し、線状の爆轟
波で起爆した。120mm角の爆薬の爆発によって、その下
面に貼り付けられたA1板は高速で下方に飛ばされ、塩化
ビニールテープで覆われた鋼板の上面に1.5Km/secの速
度で衝突した、その際、鋼板の上面はほぼ同時に120mm
角のA1板によって衝撃される所謂平面波衝撃を負荷され
た。平面波衝撃の場合、アモルファス金属薄板と金属の
衝突点の移動速度は前に述べたように無限大と考えて良
いので、アモルファス金属の音速に対する衝突点移動速
度の要件は十分に充たしている。
アセンブリーのうちのアモルファス金属薄板とTi板は
強固に接合して回収され、実施例１と同様にしてアモル
ファス金属の結晶化領域の幅を測定した処、9.8μｍで
あった。900℃以上さらされた領域の幅を計算した処、1
0.0μｍの値が得られ、非常に良い近似であることが分
った。
比較例３ 実施例３と同様の実験を行った。ただし、平面波発生
装置の起爆側の端を塩化ビニールテープで覆われた鋼板
の上面に近い方に、他の端を塩化ビニールテープで覆わ
れた鋼板の上面から遠ざけ、平面波発生装置底面のA1板
と塩化ビニールテープで覆われた鋼板の上面の線に形成
される角度を12゜として設置した、爆発処理したアセン
ブリーのアモルファス金属薄板とTi板は強固に接合され
た状態で回収されたが、アモルファス金属の上面には波
状の歪が現われ、一部分は波状の変形の谷の部分で破断
してTi板が破断面から見えていた。更に、アモルファス
金属の端では、端から１乃至2mm程度アモルファス金属
が長さ３乃至30mmにわたって切断されている部分があっ
た。
この場合のアモルファス金属薄板と金属の衝突点の移
動速度は3.5Km/secで、計算によって得られたアモルフ
ァス金属の音速3.715Km/secより低かった。
実施例４ 外周の面粗さを旋盤加工によって調整し、2.1Raとし
たSUS304ステンレス鋼で長さ200mm×直径φ22mmのもの
の長手方向の中央部に、幅50mmのアモルファス金属薄板
で厚さ28μｍのものをステンレス鋼の周囲を一周し、ア
モルファス金属薄板の端と端が隙間なく突き合されるよ
うにして巻き、塩化ビニールテープでテープの縁と縁が
接するようにしてテープを緊張しながら巻いて固定し
た。その際、塩化ビニールテープはアモルファス金属薄
板の周囲のみでなく、ステンレス鋼丸棒の全周を覆うよ
うにした。アモルファス金属薄板の組成はCo66Fe4Ni1B
14Si15のもので、計算によって求めた音速は4.676Km/se
cであった。塩化ビニールテープの外側に合成ゴム系接
着剤で幅200mm×厚さ2mmの黒ゴム板を周囲を一周して端
と端が隙間なく突き合されるようにして接着し、更にそ
の外側に長さ200mm×外径30mm×厚さ1.5mmの銅管を端が
ステンレス丸棒の端と一致するようにして被せ、端を塩
化ビニールテープで封じた。以上の構成（以後アセンブ
リー）を長さ280mm×直径70mmの円柱状の爆薬の軸中心
にセンブリーの軸中心が一致し、アセンブリーの一端が
爆薬の一端から20mm、他の端が60mmになるようにして埋
め込んだ。爆薬は爆薬速度が5.9Km/secで比重が1.3のも
のとした。
爆薬のアセンブリーの端から長さ60mmの距離を取った
側の中央部に６号電気雷管を設置して爆発させた処、ア
センブリーはほぼ元の形状のまま回収された。ただし、
最外周の銅管の外径は平均して約26mm程度に収縮してい
た。銅管を切断砥石で切開いて除去した処、アモルファ
ス金属薄板とステンレス丸棒は強固に接合され、清掃で
きない表面汚れ、波状の変形、アモルファス金属の破断
や不整合部分は認められなかった。
実施例１の方法と同様の方法で測定した処、アモルフ
ァス金属の結晶化領域の幅は1.3μｍで、推定結晶化部
分幅は1.9μｍであった。
比較例４ 実施例４の実験を繰り返した。但し、ステンレス鋼丸
棒の表面は円筒研削によって0.5Raの粗さに調整し、ア
モルファス金属薄板をステンレス鋼丸棒に巻きつける
際、両者の間に平均粒径160μｍの鉄粉を10mm2の間に10
個程度介在させて平行な空隙を設けた。回収したアセン
ブリーの外周の銅管を除去してアモルファス金属薄板と
ステンレス鋼丸棒の接合状況を観察した処、アモルファ
ス金属薄板は幅１乃至3mm程度の細い帯状に略々円周に
沿って分断された所々で接合されて居り、隣り合う細い
帯状のアモルファス金属薄板の間からはステンレス鋼丸
棒が見えていた。また、アモルファス金属薄板の端の部
分では全く接合されてなく、殆どの部分で幅２乃至5mm
の帯状に千切れていた。
以上のように、本発明では、アモルファス金属薄板
を、相手金属表面の面粗度を適切に調整することによっ
て、ごく境界近傍を除いてアモルファス状態を保持した
まま強固に接合できる爆発圧着技術を開発した。これに
より、従来、アモルファス金属薄板−金属間の接合が樹
脂接着でしかできなかったために生じていた接合強度、
耐久性、信頼性（特に温度上昇時）等の問題を一気に解
決することができた。
本発明を適用できるアモルファス金属薄板はFe系、Co
系、Ni系合金はもとより、大部分の組成のアモルファス
金属薄板について可能であり、相手金属もステンレス、
Cu、Al、Tiの他、ほとんどの金属について可能である。
また、本発明は磁性部品、高強度複合材料、耐食材
料、電気部品といったアモルファス金属薄板を用いるほ
とんどの用途に適用できるが、なかでも、磁気センサ、
磁気シールド、フィルタ等については利用価値が高い。
また、本発明を用いて、高磁歪特性を有するFe78B13S
i9及びFe67Co18B14Si1アモルファス金属薄板２種につい
て、直径22m、長さ200mmのSUS304ステンレス丸棒及びTi
丸棒に爆発圧接することによりトルクセンサシャフトを
製作し、それを用いて磁歪式非接触トルクセンサを試作
してセンサ特性を測定したが、その結果、パーマロイ製
シャフトを用いた同型のトルクセンサと比較して、同等
以上の感度が得られた上、さらに出力−トルク間の線形
性が良好で、そのヒステリシスも極めて小さく、パーマ
ロイよりも優れたセンサ特性を示した。
【図面の簡単な説明】
第1a図及び第1b図は本発明の実施態様の原理を説明する
図、 第２図は従来の爆薬を使って金属薄板を接合する方法の
１例を示す説明図、 第３図は従来の爆薬を使って金属板を接合する場合の問
題点を説明する為の図、 第4a図、第4b図、第4c図及び第4d図は本発明のアモルフ
ァス金属薄板の結晶化の機構を説明する為の図、 第５図は本発明を実施する為の１例を示す図、 第６図は本発明の他の実施態様を示す図、 第７図は本発明の円柱状の金属について実施する場合の
説明図、 第８図は本発明を実施する際に爆発応力を負荷する方法
の１例を示す図、 第９図は本発明を実施する際に爆発応力を負荷する方法
の他の例を示す図、 第10図は第９図の方法を多少変更した方法を説明する
図、さらに 第11図は第９図の方法を円柱に応用する場合の説明図で
ある。 １′……金属板 2,2″,2a……アモルファス金属薄板 ２′……金属薄板、３′……接着剤 4,4′,4″……爆薬、5,5′,5″……金属板 5a……金属円柱 ６……金属の表面の山形の部分 ７……溶融凝固層、７″……弾性体 ８′,8″……別の金属 ９′,9a……プラスチック粘着テープ 10……弾性体、11″……気密性のテープ 12″……真空ポンプ、12,12′……板状の爆薬 13……電気雷管 14,14′,14″……アセンブリー 15′,15″……金属板、16……金属円柱 17……アモルファス金属薄板 18……プラスチック粘着テープ 19……ゴム板、20……板状の爆薬 21……金属管、22……電気雷管 ｈ……面の中心線平均粗さ Tm……溶融凝固層の温度 To……アモルファス金属及び金属が溶融層からの熱伝達
を受けない状態での温度 ｔ……温度分布が矩形であると仮定した場合の温度 θ……アセンブリーと金属板との間に設定された角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 能人 愛知県大府市横根町名▲高▼１−５ (72)発明者 井村 徹 愛知県名古屋市千種区東山元町６―１ (56)参考文献 特開 昭60−194085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132282（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アモルファス金属薄板と金属を爆発によっ
    て接合して成る複合体において、アモルファス金属薄板
    と金属の接合界面が事実上平坦であり、接合時にアモル
    ファス金属の結晶化した部分がアモルファス金属と金属
    の界面に沿って存在し、かつその幅が1.3〜9.8μｍであ
    り、アモルファス金属の結晶化していない部分の幅が10
    μｍ以上であることを特徴とするアモルファス金属−金
    属複合体。
  2. 【請求項２】トルクセンサーに適用することを特徴とす
    る請求項１記載のアモルファス金属−金属複合体。
  3. 【請求項３】アモルファス金属薄板と金属を爆発によっ
    て接合する際に、金属のアモルファス金属と向かい合っ
    た面の中心線平均粗さを１〜10μｍにし、負荷する爆発
    衝撃によって、金属表面の粗い部分に密着したアモルフ
    ァス金属が高速で金属表面の粗い部分を塑性変形させ、
    その際のアモルファス金属と金属が押しつけられて行く
    部分の移動速度がアモルファス金属の音速を越え、金属
    のアモルファス金属に面した側の表面の平滑でない部分
    が全部衝突時発熱によって溶融したものとして、その熱
    量がアモルファス金属と金属に均等に配分したと考えた
    際に、アモルファス金属部分の900℃を越える部分の幅
    がアモルファス金属の厚みから10μｍを引いた値より小
    さいことを特徴とするアモルファス金属−金属複合体の
    製造方法。
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