JP6073054B2 - 銀をベースとするカドミウムフリー材料の製造方法 - Google Patents
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Description
・銀と少なくとも1種の被酸化性合金元素とを含有する第一合金を準備する工程;
・銀と少なくとも1種の被酸化性合金元素とを含有する第一合金の表面積を増加させて第二合金を得る工程;
・第二合金を第一熱処理する工程、その際に前記熱処理が還元雰囲気中で実施されて第三合金が得られる;
・第三合金を第二熱処理する工程、その際に前記熱処理が含酸素雰囲気中で実施されて第四合金が得られる
を含んでなる、銀をベースとする材料の製造方法によって達成される。
1.銀をベースとするカドミウムフリー材料の製造方法であって、次の工程:
・銀と少なくとも1種の被酸化性合金元素とを含有し、カドミウムを含まない第一合金を準備する工程;
・銀と少なくとも1種の被酸化性合金元素とを含有する第一合金の表面積を増加させて第二合金を得る工程;
・第二合金を第一熱処理する工程、その際に前記熱処理を還元雰囲気中で実施して第三合金を得る;
・第三合金を第二熱処理する工程、その際に前記熱処理を含酸素雰囲気中で実施して第四合金を得る
を含んでなる、銀をベースとするカドミウムフリー材料の製造方法。
2.第一熱処理を、350℃〜第一合金の固相線温度を5℃下回る温度で、特に650℃で実施する、上記箇条1記載の方法。
3.第一熱処理を、15秒〜3時間の期間にわたって実施する、上記箇条記載の方法。
4.第一熱処理を、水素、一酸化炭素、炭化水素、メタン、窒素、不活性ガス又はそれらの混合物を含有する還元雰囲気中で実施する、上記箇条記載の方法。
5.第一熱処理を、還元雰囲気の流れ中で2バール未満の圧力で実施する、上記箇条記載の方法。
6.第一熱処理後に、第三合金を、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で200℃未満の温度に、好ましくは室温に冷却する、上記箇条記載の方法。
7.第二熱処理を、500℃〜第一合金の固相線温度を150℃下回る温度、特に固相線温度を5℃下回る温度で実施する、上記箇条記載の方法。
8.第二熱処理を2つの温度段階で実施し、その際に熱処理を、
・500℃〜第一合金の固相線温度を150℃下回る初期温度で第一期間にわたって、及び
・500℃〜第一合金の固相線温度を5℃下回る温度で第二期間にわたって実施し、その際に
第二温度が第一温度よりも高い、上記箇条記載の方法。
9.第一期間が30〜240分であり、及び/又は第二期間が10時間〜7日である、上記箇条記載の方法。
10.第二熱処理を、単体酸素、発生期の酸素、オゾン、窒素、不活性ガス又はそれらの混合物を含有する含酸素雰囲気中で実施する、上記箇条記載の方法。
11.第二熱処理を、含酸素雰囲気の流れ中で2バール未満の圧力で実施する、上記箇条記載の方法。
12.第一合金表面積の増加を、粉砕、ガス噴霧、液体噴霧、造粒、ワイヤ引抜き、シート圧延、押出プレス、切断又は押出及びそれらの組合せにより行う、上記箇条記載の方法。
13.第二合金を、熱処理前に銀でコーティングする、上記箇条記載の方法。
14.第二合金が、BET(Brunauer、Emmett及びTeller)による0.75〜100cm2/gの比表面積を有する、上記箇条記載の方法。
15.第一合金の被酸化性合金元素が、インジウム、テルル、ビスマス、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、ガリウム、ゲルマニウム、セレン、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、鉛及びそれらの組合せからなる群から選択される、上記箇条記載の方法。
16.第一合金がスズを8質量%まで含有する、上記箇条記載の方法。
17.第一合金が、インジウムと、スズ8〜12質量%とを含有する、上記箇条記載の方法。
18.第一合金がインジウム2〜15質量%を含有する、上記箇条記載の方法。
19.第一合金がテルル0.05〜4質量%を含有する、上記箇条記載の方法。
20.第一合金が、鉄、ニッケル、コバルト又は銅を個々に又は組合せで約0.001〜1質量%の量で含有する、上記箇条記載の方法。
21.第一合金がスズの代わりに亜鉛を含有する、上記箇条記載の方法。
22.第一合金がテルルの代わりにビスマスを含有する、上記箇条記載の方法。
23.第四合金が、酸化スズ、酸化インジウム、酸化テルル、酸化ビスマス、酸化ニッケル、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、二酸化セレン、二酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化鉛及びそれらの混合物からなる群から選択される、上記箇条記載の方法。
24.第四合金が12質量%を上回る酸化物を含有する、上記箇条記載の方法。
25.第四合金を第二熱処理後に冷却する、上記箇条記載の方法。
26.第四合金を第三熱処理にかけて第五合金を得る、上記箇条記載の方法。
27.第三熱処理を、900〜970℃で2〜40時間、好ましくは10〜20時間実施する、上記箇条記載の方法。
28.第四合金又は第五合金をプレスし、焼結し、かつ任意に押出プレスにより成形する、上記箇条記載の方法。
表面積の増加及びその後の還元雰囲気中での熱処理が、第二熱処理中に起こる内部酸化を2バール未満の圧力で、特に常圧で約10時間から7日以内で可能にするために十分な活性化を提供することが、意外なことに見出された。期間は、例えば合金組成、酸素分圧、雰囲気の種類、表面積及び温度のようなファクターに依存する。
スズ5〜8質量%、インジウム1.5〜3質量%、テルル0.1〜1質量%、コバルト0.05〜0.2質量%及び銀100%まで及び不可避不純物;又は
スズ5.2〜8質量%、インジウム2.8〜3.9質量%、テルル0.5〜0.75質量%、ニッケル0.08〜1.2質量%及び銀100質量%まで(銀は残部である)及び不可避不純物;又は
スズ5.2〜8質量%、インジウム2.8〜3.9質量%、テルル0.5〜0.75質量%、銅0.05〜0.9質量%及び銀100質量%まで(銀は残部である)及び不可避不純物、又は
スズ5〜8質量%、インジウム1.5〜3質量%、テルル0.1〜1質量%、銅0.05〜0.09質量%及び銀100質量%まで(銀は残部である)及び不可避不純物
を有する合金である。
Claims (9)
- 銀をベースとするカドミウムフリー材料の製造方法であって、次の工程:
インジウム、テルル、ビスマス、亜鉛、スズ、ガリウム、ゲルマニウム、セレン、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、鉛及びそれらの組合せからなる群から選択される、少なくとも1種の被酸化性合金元素を全量で5質量%〜15質量%含有し、任意に鉄、ニッケル、コバルト又は銅の添加元素をそれぞれ0.001〜1質量%含有し、残部が銀と不可避不純物からなる、カドミウムを含まない第一合金を準備する工程;
銀と少なくとも1種の被酸化性合金元素とを含有する第一合金の表面積を増加させて第二合金を得る工程;
第二合金を第一熱処理する工程、前記第一熱処理は還元雰囲気中で少なくとも350℃の温度かつ第一合金の固相線温度を5℃下回る温度上限で2バール未満の圧力で15秒〜3時間の期間にわたって実施されて第三合金が得られる;
第三合金を第二熱処理する工程、前記第二熱処理は含酸素雰囲気中で低くとも500℃の温度かつ高くとも第一合金の固相線温度を150℃下回る温度で2バール未満の圧力で10時間〜7日の期間にわたって実施され、かつ内部酸化が完了するまで続けられて第四合金が得られる
を含んでなる、銀をベースとするカドミウムフリー材料の製造方法。 - 第一熱処理を、650℃で実施する、請求項1記載の方法。
- 第一熱処理を、水素、一酸化炭素、炭化水素、メタン、窒素、不活性ガス又はそれらの混合物を含有する還元雰囲気中で実施し、その際に、第一熱処理を、還元雰囲気の流れ中で実施する、請求項1又は2記載の方法。
- 第二熱処理を、高くとも第一合金の固相線温度を5℃下回る温度で実施するか、又は第二熱処理を2つの温度段階で実施し、その際に、前記熱処理を
・少なくとも500℃かつ高くとも第一合金の固相線温度を150℃を下回る初期温度で第一期間にわたって、かつ
・少なくとも500℃かつ高くとも第一合金の固相線温度を5℃下回る第二温度で第二期間にわたって実施し、その際に、
第二温度が初期温度よりも高い、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 第一期間が30〜240分であり、及び/又は第二期間が10時間〜7日である、請求項4記載の方法。
- 第二熱処理を、単体酸素、発生期の酸素、オゾン、窒素、不活性ガス又はそれらの混合物を含有する含酸素雰囲気中で実施する、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 第一合金が、スズ又は亜鉛を8質量%まで含有するか、又は第一合金が、2〜5質量%の量のインジウムと、亜鉛8〜12質量%とを含有するか、又は第一合金が、2〜5質量%の量のインジウムとの組合せでスズ8〜12質量%を含有する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 第一合金が、テルル又はビスマス0.05〜4質量%を含有する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 第四合金を、900〜970℃で2〜40時間にわたって実施される第三熱処理にかけて、第五合金を得る、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
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