JP6855292B2

JP6855292B2 - Ａｇ−Ｃｕ合金粉末およびその製造方法

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Publication number: JP6855292B2
Application number: JP2017047435A
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Inventors: 山田　雄大; 雄大山田; 井上　健一; 健一井上; 江原　厚志; 厚志江原; 良幸道明; 吉田　昌弘; 昌弘吉田
Original assignee: Dowa Electronics Materials Co Ltd
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Publication date: 2021-04-07
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Description

本発明は、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末およびその製造方法に関し、特に、ろう材や導電性ペーストなどに使用するのに適したＡｇ−Ｃｕ合金粉末およびその製造方法に関する。

Ａｇ−Ｃｕ合金粉末は、ろう材や導電性ペーストなどに使用されており、Ａｇ−Ｃｕろう材を使用して金属導体層とセラミックの絶縁基板を接合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなＡｇ−Ｃｕろう材を使用して金属導体層とセラミック基板を接合すると、金属導体層上に搭載された半導体チップの動作による大電流と熱を金属導体層とＡｇ−Ｃｕろう材を介してセラミック基板に逃がすことができる。

ろう材や導電性ペーストに使用するＡｇ−Ｃｕ合金粉末の粒子径を小さくすると、粒子間の接触点の増加による導電性の向上を図ることができるため、粒子径の小さいＡｇ−Ｃｕ合金粉末が望まれている。このような粒子径の小さいＡｇ−Ｃｕ合金粉末を製造する方法として、高圧水アトマイズ法によって平均粒径１〜１５μｍの球状の銀銅合金粉を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−１１８９７０号公報（段落番号０００５）特開平４−１８７５７４号公報（第２頁）

しかし、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の粒子径を小さくすると、酸素含有量が高くなり易く、導電性が低下し易いという問題がある。特許文献２の方法で製造した銀銅合金粉の酸素含有量も０．２質量％程度と高く、酸素含有量をさらに低下させることが望まれている。また、特許文献１に記載されているように、Ａｇ−Ｃｕろう材を使用して金属導体層とセラミック基板を接合する場合には、７００℃以上の高温で加熱して接合する必要があり、この加熱の際にＡｇ−Ｃｕろう材が大きく収縮すると、金属導体層とセラミック基板との熱による収縮の差が大きくなって、セラミック基板に応力がかかり、セラミック基板の割れやクラックの発生の原因になる。

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、粒子径が小さく、酸素含有量が低く且つ熱による収縮率が低いＡｇ−Ｃｕ合金粉末およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、銀と銅を溶解した溶湯を落下させながら、非酸化性雰囲気中において高圧水を吹き付けて急冷凝固させることによって得られた粉末を、還元処理することにより、粒子径が小さく、酸素含有量が低く且つ熱による収縮率が低いＡｇ−Ｃｕ合金粉末を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法は、銀と銅を溶解した溶湯を落下させながら、非酸化性雰囲気中において高圧水を吹き付けて急冷凝固させることによって得られた粉末を、還元処理することを特徴とする。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法において、非酸化性雰囲気が窒素雰囲気であるのが好ましく、還元処理が水素雰囲気中において熱処理することによって行われるのが好ましい。また、高圧水が水圧２０〜１６０ＭＰａで吹き付けられるのが好ましい。

また、本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末は、平均粒径が１〜２０μｍ、酸素含有量が０．１質量％以下であり、且つ４００℃における収縮率が６％以下であることを特徴とする。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末は、ＢＥＴ比表面積が０．０１〜１ｍ^２／ｇであるのが好ましく、タップ密度が３ｇ／ｃｍ^３以上であるのが好ましく、炭素含有量が０．１質量％以下であるのが好ましい。

また、本発明による導電性ペーストまたはろう材ペーストは、上記のＡｇ−Ｃｕ合金粉末と溶剤からなることを特徴とする。また、本発明による粉末ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末からなることを特徴とする。さらに、本発明による接合方法は、上記のろう材ペーストまたは粉末ろう材を被接合物間に介在させて加熱することにより、被接合物同士を接合することを特徴とする。この接合方法において、被接合物の一方がセラミック基板であるとともに他方が金属部材であるのが好ましく、加熱が７００〜１２００℃で行われるのが好ましい。

なお、本明細書中において、「平均粒径」とは、（ヘロス法によって）レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ_５０径）をいう。

本発明によれば、粒子径が小さく、酸素含有量が低く且つ熱による収縮率が低いＡｇ−Ｃｕ合金粉末を製造することができる。

実施例１で得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末とＡｇおよびＣｕについての粉末Ｘ線回折法（ＸＲＤ）による測定結果を示す図である。実施例１〜３、比較例２、４および６で得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末の熱機械的分析（ＴＭＡ）における温度に対する膨張率の関係を示す図である。実施例１〜３で得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末の熱機械的分析（ＴＭＡ）における温度に対する膨張率の関係を示す図である。比較例４および６で得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末のＴＭＡにおける温度に対する膨張率の関係を示す図である。実施例３および比較例６で得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末のＴＭＡにおける温度に対する膨張率の関係を示す図である。実施例１および比較例４で得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末のＴＭＡにおける温度に対する膨張率の関係を示す図である。

本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法の実施の形態では、銀と銅を溶解した溶湯を落下させながら、非酸化性雰囲気中において（好ましくは水圧２０〜１６０ＭＰａ、さらに好ましくは水圧２０〜１５０ＭＰａで）高圧水を吹き付けて急冷凝固させることによって得られた（スラリーを固液分離して得られた固形物を乾燥して得られた）粉末を、還元処理して、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末を得る。なお、必要に応じて、固形物を乾燥する前に水洗してもよく、乾燥した後に解砕したり、分級して、粒度を調整してもよい。

高圧水を吹き付ける、所謂水アトマイズ法によりＡｇ−Ｃｕ合金粉末を製造すると、粒子径が小さいＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得ることができる。粒子径が小さいＡｇ−Ｃｕ合金粉末をろう材や導電性ペーストに使用すると、導電性を向上させることができる。一方、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の粒子径が小さくなると、酸素含有量が高くなり易く、酸素含有量が高くなると、導電性が低下し易くなるという問題がある。また、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の粒子径が同程度であれば、酸素含有量が高くなると、加熱による収縮率も大きくなる。本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法の実施の形態では、非酸化性雰囲気中において水アトマイズ法により製造したＡｇ−Ｃｕ合金粉末を還元処理することにより、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の粒子の表面の酸素だけでなく、粒子の内部の酸素の量も低下させることができ、粒子全体の酸素含有量を低下させることができる。特に、水アトマイズ法により製造したＡｇ−Ｃｕ合金粉末を還元処理することにより、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の粒子の表面の酸素を除去するだけでは、粒子全体の酸素含有量を十分に低下させることができないが、非酸化性雰囲気中において水アトマイズ法によりＡｇ−Ｃｕ合金粉末を製造すれば、粒子の内部の酸素の量を低下させることができ、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の粒子径が同程度であれば、加熱による収縮率を低下させることもできる。なお、高圧水を吹き付けることにより、銀と銅を溶解した溶湯を急冷凝固させて得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末は、非共晶合金粉末になる。

なお、非酸化性雰囲気として、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性雰囲気や、水素、一酸化炭素などの還元性雰囲気が挙げられるが、コストや安全性の観点から、窒素雰囲気であるのが好ましい。また、還元処理の方法として、水素雰囲気や一酸化炭素雰囲気中において熱処理する、気相還元法が挙げられるが、コストや安全性の観点から、水素雰囲気中における熱処理（水素還元処理）であるのが好ましい。この熱処理における加熱温度は１２０〜３２０℃であるのが好ましく、熱処理後の粉末の凝集を防止するために、１２０〜２６０℃であるのがさらに好ましい。また、熱処理時間は５〜２０時間であるのが好ましい。

上述したＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法の実施の形態により、本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の実施の形態を製造することができる。

また、本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の実施の形態は、平均粒径が１〜２０μｍ（加熱による収縮率を小さくするためには、好ましくは３〜１８μｍ、さらに好ましくは５〜１６μｍ）であり、酸素含有量が０．１質量％以下（好ましくは０．０８質量％以下、さらに好ましくは０．０５質量％以下）であり、４００℃における収縮率が６％以下（好ましくは５％以下、さらに好ましくは３％以下、最も好ましくは１．５％以下）である。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末の形状は、好ましくは粒状または（略）球状である。Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＡｇとＣｕの質量割合（Ａｇ：Ｃｕ）は、好ましくは３０：７０〜８０：２０であり、さらに好ましくは４０：６０〜７５：２５である。Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は、０．０１〜１ｍ^２／ｇであるのが好ましく、０．０３〜０．６ｍ^２／ｇであるのがさらに好ましく、０．０５〜０．２ｍ^２／ｇであるのが最も好ましい。Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のタップ密度は、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末をろう材ペーストや導電性ペーストに使用する場合に粉末の充填性を高めるために、３ｇ／ｃｍ^３以上であるのが好ましく、５ｇ／ｃｍ^３以上であるのがさらに好ましく、５〜６ｇ／ｃｍ^３であるのが最も好ましい。Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の炭素含有量は、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末をろう材や導電性ペーストに使用する場合に加熱により発生するガスにより被接合物との密着性が低下するのを防止するために、０．１質量％以下であるのが好ましく、０．０５質量％以下であるのがさらに好ましく、０．０２質量％以下であるのが最も好ましい。

本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の実施の形態は、導電性に優れるとともに、加熱による収縮率が低いため、ろう材に使用するのに適している。Ａｇ−Ｃｕ合金粉末をそのまま粉末ろう材として使用してもよいし、溶剤と混合してろう材ペーストとして使用してもよい。ろう材ペーストは、必要に応じてバインダ樹脂を含んでもよい。ろう材ペーストに混合する溶剤として、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、イソホロン、トルエン、酢酸エチル、テレピネオール、ジエチレングリコール、モノブチルエーテル、テキサノールなどの有機溶剤を使用することができ、バインダ樹脂として、セルロース系樹脂や、（メタ）アクリル樹脂などを使用することができる。

本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の実施の形態をろう材ペーストまたは粉末ろう材に使用し、このろう材ペーストまたは粉末ろう材を（好ましくは被接合物の少なくとも一方に印刷などにより塗布することにより）被接合物間に介在させて（好ましくは７００〜１２００℃の温度で）加熱してろう材ペーストまたは粉末ろう材中のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を焼結させることにより、被接合物同士（好ましくはセラミック基板と金属部材）を接合することができる。セラミック基板として、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などからなる絶縁基板を使用することができる。金属部材として、アルミニウムや銅などの金属板や金属導体層などを使用することができる。

本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の実施の形態は、導電性に優れるとともに、加熱による収縮率が低いため、ろう材ペーストまたは粉末ろう材に使用してセラミック基板と金属部材を接合する際に加熱しても、セラミック基板にかかる応力を小さくし、セラミック基板の割れやクラックの発生を防止することができる。本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の実施の形態をろう材ペーストまたは粉末ろう材に使用してセラミック基板と金属部材を接合して得られた積層体は、パワーモジュール用の放熱板として使用することができる。

本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末の実施の形態は、導電性に優れるとともに、加熱による収縮率が低いため、溶剤と混合して（好ましくは６００〜１０００℃程度の高温で焼成する）焼成温度が高い焼結型導電性ペーストに使用することができる。導電性ペーストに混合する溶剤として、飽和脂肪族炭化水素類、不飽和脂肪族炭化水素類、ケトン類、芳香族炭化水素類、グリコールエーテル類、エステル類、アルコール類などの有機溶剤を使用することができる。また、必要に応じて、エチルセルロースや（メタ）アクリル樹脂などのバインダ樹脂を有機溶剤に溶解したビヒクル、ガラスフリット、無機酸化物、分散剤などを導電性ペーストに添加してもよい。

以下、本発明によるＡｇ−Ｃｕ合金粉末およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
（純度９９．９９質量％の）ショット銀７．２ｋｇと（純度９９．９９質量％の）銅ボール２．８ｋｇを１２００℃に加熱して溶解した溶湯をタンディッシュ下部から落下させながら、水アトマイズ装置により窒素雰囲気中において水圧７０ＭＰａ、水量１６０Ｌ／分で２０℃の高圧水を吹き付けて急冷凝固させ、得られたスラリーを固液分離し、固形分を水洗し、乾燥し、解砕して得られた粉末を、水素雰囲気中において２００℃で１０時間加熱して熱処理（水素還元処理）した後、解砕し、篩分して、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。

このようにして得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めるとともに、粉末Ｘ線回折法（ＸＲＤ）による測定を行った。

ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ比表面積測定器（ユアサアイオニクス株式会社製の４ソーブＵＳ）を使用し、測定器内に１０５℃で２０分間窒素ガスを流して脱気した後、３０体積％の窒素と７０体積％のヘリウムの混合ガスを流しながら、ＢＥＴ１点法により測定した。その結果、ＢＥＴ比表面積は０．１６ｍ^２／ｇであった。

タップ密度（ＴＡＰ）は、特開２００７−２６３８６０号公報に記載された方法と同様に、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末を内径６ｍｍの有底円筒形のダイに充填して合金粉末層を形成し、この合金粉末層の上面に０．１６０Ｎ／ｍ^２の圧力を均一に加えた後、合金粉末層の高さを測定し、この合金粉末層の高さの測定値と、充填された合金粉末の重量とから、合金粉末の密度を求めて、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のタップ密度とした。その結果、タップ密度は５．１６ｇ／ｃｍ^３であった。

酸素含有量は、酸素・窒素・水素分析装置（株式会社堀場製作所製のＥＭＧＡ−９２０）により測定した。その結果、酸素含有量は０．０３質量％であった。

炭素含有量は、炭素・硫黄分析装置（堀場製作所製のＥＭＩＡ−２２０Ｖ）により測定した。その結果、炭素含有量は０．０１０質量％であった。

粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製のへロス粒度分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ（気流式の乾燥モジュール）））を使用して、分散圧５ｂａｒで測定した。その結果、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は２．４μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は３．８μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は５．９μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は９．２μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は１４．４μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は２２．５μｍであった。

また、得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、Ｘ線回折装置（株式会社リガク製のＲＩＮＴＵｌｔｉｍａＩＩＩ）を使用して、Ｃｏ管球により、電圧４０ｋＶ、電流３０ｍＡ、スキャン速度２°／分、測定間隔０．０１°の条件で、１０〜９０°／２θの範囲を測定して、Ｘ線回折（ＸＲＤ）による結晶構造の評価を行った。この測定結果を図１に示す。図１に示すように、ＡｇとＣｕの単相は確認されず、非共晶合金粉末であることがわかった。

［実施例２］
水アトマイズにおける水圧を３０ＭＰａとした以外は、実施例１と同様の方法により、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．０６ｍ^２／ｇ、タップ密度は５．５４ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．０３質量％、炭素含有量は０．００５質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は６．５μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は９．４μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は１５．０μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は２６．０μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は４０．３μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は６８．３μｍであった。

［実施例３］
水アトマイズにおける水圧を１５０ＭＰａとした以外は、実施例１と同様の方法により、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．５８ｍ^２／ｇ、タップ密度は４．４５ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．０８質量％、炭素含有量は０．０１３質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は１．１μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は１．７μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は２．６μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は３．７μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は５．０μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は８．２μｍであった。

［比較例１］
（純度９９．９９質量％の）ショット銀５．０ｋｇと（純度９９．９９質量％の）銅ボール５．０ｋｇを１２００℃に加熱して溶解した溶湯をタンディッシュ下部から落下させながら、実施例１と同様の水アトマイズ装置により大気中において水圧１５０ＭＰａ、水量１６０Ｌ／分で２０℃の高圧水を吹き付けて急冷凝固させ、得られたスラリーを固液分離し、固形分を水洗し、乾燥し、解砕して得られた粉末を、水素雰囲気中において１４０℃で１０時間加熱して熱処理（水素還元処理）した後、解砕し、篩分して、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。

このようにして得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．９７ｍ^２／ｇ、タップ密度は３．０９ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．２７質量％、炭素含有量は０．０１４質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は１．０μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は１．６μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は２．３μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は３．４μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は４．９μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は９．４μｍであった。

［比較例２］
水アトマイズにおける雰囲気を大気とし、水素還元を行わなかった以外は、実施例１と同様の方法により、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．２８ｍ^２／ｇ、タップ密度は４．６４ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．２１質量％、炭素含有量は０．００７質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は２．２μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は３．４μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は５．５μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は８．６μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は１２．５μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は１９．０μｍであった。

［比較例３］
水アトマイズにおける雰囲気を大気とし、水素還元温度を１４０℃とした以外は、実施例１と同様の方法により、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．２５ｍ^２／ｇ、タップ密度は４．６８ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．１４質量％、炭素含有量は０．００９質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は２．３μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は３．６μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は５．８μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は９．３μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は１４．２μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は２３．３μｍであった。

［比較例４］
水アトマイズにおける雰囲気を大気とした以外は、実施例１と同様の方法により、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．２４ｍ^２／ｇ、タップ密度は４．７８ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．１３質量％、炭素含有量は０．００８質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は２．４μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は３．７μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は５．９μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は９．４μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は１４．１μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は２３．５μｍであった。

［比較例５］
水アトマイズにおける雰囲気を大気とし、水素還元温度を３００℃とした以外は、実施例１と同様の方法により、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．２０ｍ^２／ｇ、タップ密度は３．７４ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．１２質量％、炭素含有量は０．００７質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は３．７μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は５．６μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は８．２μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は１１．７μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は１６．４μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は２３．７μｍであった。

［比較例６］
水アトマイズにおける雰囲気を大気とした以外は、実施例３と同様の方法により、球状のＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得た。このＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、実施例１と同様の方法により、ＢＥＴ比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。

その結果、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積は０．６５ｍ^２／ｇ、タップ密度は３．７９ｇ／ｃｍ^３、酸素含有量は０．１４質量％、炭素含有量は０．０２８質量％であり、累積１０％粒子径（Ｄ_１０）は０．９μｍ、累積２５％粒子径（Ｄ_２５）は１．５μｍ、累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は２．３μｍ、累積７５％粒子径（Ｄ_７５）は３．５μｍ、累積９０％粒子径（Ｄ_９０）は５．５μｍ、累積９９％粒子径（Ｄ_９９）は１１．２μｍであった。

また、実施例１〜３と比較例２、４および６で得られたＡｇ−Ｃｕ合金粉末について、熱機械的分析（ＴＭＡ）を行って、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の収縮率を求めた。Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の収縮率（％）は、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末０．１ｇを円筒形の金型に入れ、９８０ｍＮの荷重をかけて成形した試料を、熱機械的分析装置（株式会社日立ハイテクサイエンス製のＴＭＡ／ＳＳ６２００）を用いて、窒素雰囲気中において室温から８００℃まで昇温速度１０℃／分で加熱した場合の試料の長さを測定して、｛（加熱前の試料の長さ）−（加熱後の試料の長さ）｝×１００／（加熱前の試料の長さ）から求めた。その結果、４００℃における収縮率は、実施例１では１．２％（膨張率−１．２％）、実施例２では０．４％（膨張率−０．４％）、実施例３では４．９％（膨張率−４．９％）、比較例２では１．７％（膨張率−１．７％）、比較例４では１．７％（膨張率−１．７％）、比較例６では１０．０％（膨張率−１０．０％）であった。

これらの実施例および比較例のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造条件および特性を表１および表２に示す。また、熱機械的分析の結果を図２〜図６に示す。

表１〜表２からわかるように、実施例１〜３では、粒子径が小さく、酸素含有量が（０．１質量％以下と）低く且つ加熱による収縮率が低いＡｇ−Ｃｕ合金粉末を得ることができる。

また、図３に示すように、窒素雰囲気中で水アトマイズを行って得られた実施例１〜３のＡｇ−Ｃｕ合金粉末では、４００℃における収縮率が、それぞれ１．２％、０．４％、４．９％と低く、粒径が大きいほど加熱による収縮率が小さくなることがわかる。また、図４に示すように、大気雰囲気中で水アトマイズを行って得られた比較例４および６のＡｇ−Ｃｕ合金粉末でも、粒径が大きいほど加熱による収縮率が小さくなることがわかる。さらに、図５および図６に示すように、窒素雰囲気中で水アトマイズを行って得られた実施例１および３のＡｇ−Ｃｕ合金粉末では、大気雰囲気中で水アトマイズを行って得られた比較例４および６のＡｇ−Ｃｕ合金粉末と比べて、加熱による収縮率が小さくなることがわかる。

Claims

銀と銅を溶解した溶湯を落下させながら、非酸化性雰囲気中において高圧水を水圧２０〜１６０ＭＰａで吹き付けて急冷凝固させることによって得られた粉末を、水素雰囲気中において１２０〜２６０℃で熱処理することによって還元処理することを特徴とする、Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。
前記非酸化性雰囲気が窒素雰囲気であることを特徴とする、請求項１に記載のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。
前記Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の平均粒径が１〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。
前記Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の酸素含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。
前記Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の４００℃における収縮率が６％以下であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。
前記Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のＢＥＴ比表面積が０．０１〜１ｍ^２／ｇであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。
前記Ａｇ−Ｃｕ合金粉末のタップ密度が３ｇ／ｃｍ^３以上であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。
前記Ａｇ−Ｃｕ合金粉末の炭素含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のＡｇ−Ｃｕ合金粉末の製造方法。