JP6311325B2 - 電極材料及び電極材料の製造方法 - Google Patents
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比較例1−6及び参考例1−5の電極材料を作製して、Cr粉末の粒度分布の違いによる電極材料の耐電圧性及びろう付け性についての検討を行った。後に詳細に説明する比較例、参考例及び実施例の電極材料の製造方法において、Cu粉末と、Mo粉末(平均粒子径3μm)は、共通のものを用いた。
比較例1の電極材料は、電極材料として従来から製造されているCu−Cr系の電極材料であり、各メーカでCr粒径及び組成、成形圧、焼結温度、焼結時間は所望とする特性より変えられている。
Cu粉末と、平均粒子径80μmのCr粉末(以後、Cr粉末Bと称する)と、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=79:20:1の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1070℃で2時間焼成し、参考例1の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=78:19:3の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1070℃で2時間焼成し、参考例2の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Aと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=79:20:1の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1045℃で2時間焼成し、比較例2の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Aと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=78:19:3の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1045℃で2時間焼成し、比較例3の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Aと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=76:19:5の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1045℃で2時間焼成し、比較例4の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Aと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=73:18:9の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1045℃で2時間焼成し、比較例5の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=76:19:5の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1045℃で2時間焼成し、参考例3の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=74:19:7の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1045℃で2時間焼成し、参考例4の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=76:19:5の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1030℃で2時間焼成し、参考例5の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、100メッシュ(目開き150μm)のCr粉末と、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=80:5:15の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して、2t/cm2のプレス圧で加圧成型した。成形体の充填率は64%であった。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1050℃で2時間焼成し、比較例6の焼結体(電極材料)を得た。比較例6の焼結体の充填率は73%であり、焼結による収縮があまり発生せず、電極材料内部に気孔が多く存在しているものと考えられる。
参考例1〜5及び比較例1〜6の焼結体に対して、充填率(%)、ろう付け性、耐電圧性能を測定した。充填率は、焼結体の密度を実測し、(実測密度/理論密度)×100(%)で算出した。ろう付け性は、焼結体とCu電極棒との間にろう材を入れ、真空ろう付け後、簡易的なハンマー衝撃法若しくは焼結体とCu電極棒の引張試験を行うことで密着力を評価した。耐電圧性能は、焼結体を電極として真空インタラプタを構成し、雷インパルスフラッシュオーバー試験(昇降法)にて、50%フラッシュオーバー電圧を求めた。なお、耐電圧性能は、比較例1の焼結体を1.0とした場合の相対値で示している。各焼結体の測定結果を表1に示す。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、Te粉末(平均粒子径45μm)と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo:Te=76:19:5:0.05の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1058℃で2時間焼成し、実施例1の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo=76:19:5の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1058℃で2時間焼成し、参考例6の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、Te粉末(平均粒子径45μm)と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo:Te=74:19:7:0.05の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1058℃で2時間焼成し、参考例7の焼結体(電極材料)を得た。
Cu粉末と、Cr粉末Bと、Mo粉末と、Te粉末(平均粒子径45μm)と、を重量比(wt%)で、Cu:Cr:Mo:Te=73:18:9:0.05の組成となるように混合し、この混合粉末を内径が50mmの金型に80g充填して4t/cm2のプレス圧で成形した。得られた成形体を非酸化性雰囲気(5×10-5Torrの真空中)にて1058℃で2時間焼成し、参考例8の焼結体(電極材料)を得た。
まず、実施例1の焼結体の断面を顕微鏡(反射電子画像)により観察した。
実施例1及び参考例6−8の焼結体に対して、引張強さの試験を行った結果を図5に示す。
2…真空容器
3…固定電極
4…可動電極
5…絶縁筒
6…固定側端板
7…可動側端板
8…電極材料(電極接点)
9…ベローズ
10…Cu相
11…Cr粒子
12…Mo−Crの固溶体
Claims (5)
- 10〜50重量%の、粒子径が40μm以下の粒子の体積相対粒子量が10%未満であるCr粉末と、
1重量%以上〜7重量%未満の、粒子径が30μm以下である耐火性金属粉末と、
0.01〜0.2重量%のTeと、を含有し、
残部がCu粉末と不可避的不純物である混合物を、加圧成形して焼結した
ことを特徴とする電極材料。 - 前記耐火性金属は、Mo、W、Nb、Ta、V、Zr、Be、Hf、Ir、Pt、Ti、Si、Rh及びRuのいずれかから選択される少なくとも1種である
ことを特徴とする請求項1に記載の電極材料。 - 前記Cr粉末の平均粒子径は、150μm以下である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電極材料。 - 10〜50重量%の、粒子径が40μm以下の粒子の体積相対粒子量が10%未満であるCr粉末と、1重量%以上〜7重量%未満の、粒子径が30μm以下である耐火性金属粉末と、0.01〜0.2重量%のTeと、残部であるCu粉末と、を混合する混合工程と、
前記混合工程で得られた混合物を加圧成形する成形工程と、
前記成形工程で得られた成形体を焼結する焼結工程と、
を有することを特徴とする電極材料の製造方法。 - 真空容器内に、固定電極と、当該固定電極に離接可能に対向配置される可動電極とを設けた真空インタラプタであって、
前記固定電極と前記可動電極の少なくとも一方の電極を、
10〜50重量%の、粒子径が40μm以下の粒子の体積相対粒子量が10%未満であるCr粉末と、
1重量%以上〜7重量%未満の、粒子径が30μm以下である耐火性金属粉末と、
0.01〜0.2重量%のTeと、を含有し、
残部がCu粉末と不可避的不純物である混合物を、加圧成形後、焼結して形成する
ことを特徴とする真空インタラプタ。
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