JP7327476B2 - Ａｇ合金を主成分とする接点用材料、該接点用材料を用いた接点、及び電気機器 - Google Patents

Ａｇ合金を主成分とする接点用材料、該接点用材料を用いた接点、及び電気機器 Download PDF

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Description

本発明は、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料及び該接点用材料を用いた接点に関する。特に、Ａｇ合金と、酸化錫、ニッケル、酸化ニッケル、鉄、酸化鉄、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、酸化亜鉛、炭素、からなる群から選択される少なくとも一種の主添加物を含む接点用材料及び該接点用材料を用いた接点に関する。
パワー用リレーやスイッチに使用される接点は、Ａｇを主成分とした材料から構成されている。近年Ａｇ建値は２０年前のおよそ２．５倍であり、Ａｇの使用量を少なくする省銀化のために、これまで安価な銅との複合化等が行われてきた。さらに省銀化するには接点を小さくする必要がある。
特開昭５３－１４９６６７号公報
しかし、現状の接点をそのまま小さくすると、接点開閉時に発生するアーク４によって接点２ａ、２ｂが溶着するまでの開閉回数が短くなり、寿命が短くなる（図２Ａ、図２Ｂ）。
一方、Ａｇを用いた電気接点の耐溶着性等の改善のために、Ａｇの母相に酸化錫等の酸化物を分散させた電気接点用材料が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、接点開閉の回数が多くなるにつれて、図３Ａ乃至図３Ｃに示すように、Ａｇ合金の母相１４内で分散していた酸化錫１２が接点開閉時のアークによって接点２の表面に移動し、凝集物１６を形成し、接点損傷が加速するという問題がある。なお、図面中の矢印は、酸化錫の移動方向を示している。
そこで、本発明の目的は、接点開閉時にアークが発生しても酸化物の移動を低減し、接点損傷しにくい接点用材料を提供することである。
本発明に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、Ａｇ合金と、
前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化錫、ニッケル、酸化ニッケル、鉄、酸化鉄、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、酸化亜鉛、炭素、からなる群から選択される少なくとも一種の主添加物と、
を含み、
前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子又は前記主添加物が炭素である場合には炭素とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を０．０１重量％以上の範囲で含む。
本発明に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料によれば、Ａｇ合金内に主添加物の構成元素の空孔結合エネルギーより低い固溶元素を含む。そこで、該接点用材料を接点に用いた場合にも、接点開閉時に発生するアーク等による酸化錫等の主添加物の移動を抑制できる。これによって、主添加物がＡｇ合金内から移動して凝集することを低減でき、接点開閉時に発生するアークによる接点損傷を低減できる。
実施の形態１に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料のＡｇ合金に固溶させる固溶元素のうち希土類元素の空孔結合エネルギーと酸化錫の空孔結合エネルギー（－０．２０２ｅＶ）とを対比する棒グラフである。 接点開閉時に接点間にアークが発生する様子を示す概略図である。 接点間が溶着した状態を示す概略図である。 接点内で母相の銀の中に酸化錫が分散している様子を示す概略断面図である。 接点開閉を繰り返すことで酸化錫が接点表面側に移動し、凝集物を形成する様子を示す概略断面図である。 接点開閉をさらに繰り返すことで酸化錫が接点表面側に移動し、より大きな凝集物を形成する様子を示す概略断面図である。 接点内の母相のＡｇ内に分散している酸化錫及び空孔の状態を示す概略模式図である。 接点開閉時のアークによって酸化錫を構成するＳｎ原子がＡｇ内の空孔に移動する様子を示す概略模式図である。 図４Ｂに続いて、Ａｇ中に空孔ができ、Ｓｎ原子が空孔に移動する様子を示す概略模式図である。 図４Ｃに続いて、Ａｇ中に空孔ができること、及び、Ｓｎ原子が空孔に移動すること、を繰り返してＳｎ原子が移動する様子を示す概略模式図である。 比較例１に係る主添加物である錫以外の固溶元素を実質的に含まないＡｇに、主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した接点において、接点開閉を繰り返して加熱され、接点表面近傍に凝集物を形成した状態を示す接点の断面の電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）による画像である。 図５Ａを拡大した視野の電子線後方散乱解析法（Electron BackScatter Diffraction:ＥＢＳＤ）による画像である。 実施例１に係る固溶元素として希土類元素を母材であるＡｇ中に添加したＡｇ合金に、主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した薄膜について、熱処理前の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ―ＳＥＭ）である。 図６ＡのＦＥ―ＳＥＭ写真の画像の２値化後の画像を示す図である。 実施例１に係る固溶元素として希土類元素を母材であるＡｇ中に添加したＡｇ合金に、主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した薄膜について、熱処理後の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ―ＳＥＭ）である。 図７ＡのＦＥ―ＳＥＭ写真の画像の２値化後の画像を示す図である。 比較例１に係る主添加物である錫以外の固溶元素を実質的に含まないＡｇに主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した薄膜について、熱処理前の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ―ＳＥＭ）である。 図８ＡのＦＥ―ＳＥＭ写真の画像の２値化後の画像を示す図である。 比較例１に係る主添加物である錫以外の固溶元素を実質的に含まないＡｇに主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した薄膜について、熱処理後の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ―ＳＥＭ）である。 図９ＡのＦＥ―ＳＥＭ写真の画像の２値化後の画像を示す図である。 実施例１及び比較例１の薄膜の熱処理温度（アニール温度）とシート抵抗変化率との関係を示すグラフである。
＜本発明に至る経過＞
上記の通り、耐溶着性改善のためにＡｇの母相に酸化錫等の酸化物を分散させた電気接点用材料においても、接点開閉を繰り返すことで酸化錫が接点の表面に移動し、微凝集物を形成するという問題点がある。
本発明者は、母相のＡｇ内での酸化錫の移動について、空孔が関与する移動メカニズムの仮説について検討した。図４Ａは、接点２内の母相のＡｇ２４内に分散している酸化錫のＳｎ原子２２、Ｏ原子２３及び空孔２６の状態を示す概略模式図である。図４Ｂは、接点開閉時のアークによって酸化錫を構成するＳｎ原子２２がＡｇ２４内の空孔２６に移動する様子を示す概略模式図である。図４Ｃは、図４Ｂに続いて、Ａｇ２４中に空孔２６ができ、Ｓｎ原子２２が空孔に移動する様子を示す概略模式図である。図４Ｄは、図４Ｃに続いて、Ａｇ２４中に空孔２６ができること、及び、Ｓｎ原子２２が空孔２６に移動すること、を繰り返してＳｎ原子２２が上方に移動する様子を示す概略模式図である。
本発明者は、酸化錫を構成するＳｎ原子は、Ａｇ内の空孔拡散の作用により接点の表面近くに移動するものと考えている。
空孔に関するエネルギーとして、空孔結合エネルギーＥＢがある。空孔結合エネルギーは、添加元素置換と空孔形成が同時・隣接して発生した場合の、添加元素置換と空孔形成が独立して発生した場合に対するエネルギー変化である。空孔結合エネルギーが低い場合、添加物の効果により、空孔が移動し難い。
そこで、本発明者らは、主添加物の空孔結合エネルギーよりも低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素をＡｇ合金に固溶させることによって、酸化錫等の主添加物の構成元素の移動を抑制できるものと考えて、本発明に至った。更に、本発明者らは、主添加物の空孔結合エネルギーよりも低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素をＡｇ合金に固溶させることによって、母材である銀の移動も抑制できるので、銀の結晶の粗大化を防ぐことができ、接点損傷を抑制できると考えて、本発明に至った。
なお、上記空孔結合エネルギーの計算方法は、例えば、Chun Yu, et al., "First principles calculation of the effects of solute atom on electromigration resistance of Al interconnects", J. Physics D:Appl. Phys. 42(2009) 125501(6pp)に記載されている。
具体的には、空孔結合エネルギーＥＢを、下記式（１）から計算できる。Ｅ（Ａｇ原子数、空孔数、添加物原子数）は、Ａｇの面心立方格子（ＦＣＣ）を元に、Ａｇや添加物元素自体のエネルギーを取り除くため、添加物や空孔の数を変えて計算できる。計算ツールとしては、例えば、ＷＩＥＮ２Ｋ、ＣＡＳＴＥＰ、ＶＡＳＰ（https://www.vasp.at/）等の商用ソフトウェア、Abinit、Quantaum espresso等のフリーソフトなどの第一原理計算ソフトウェアを用いることができる。第一原理計算によって、対象とする系における、原子の空間座標と各原子の原子番号などを入力として、対象とする系のエネルギーが最小になる状態の全エネルギーなどを出力することができる。
第一原理計算における構造最適化は、例えば、以下の工程を順に行う。
（ａ）対象とする母材原子の結晶構造を、モデル形状として設定する。
（ｂ）モデル形状における、原子位置と電子密度を変更して、モデル形状の全エネルギーを計算する。
（ｃ）モデル形状が安定するまで、（ｂ）の工程を繰り返す。
なお、ここではモデル形状としては、母材である銀の結晶構造として、全て面心立方格子で統一した。
ＥＢ＝Ｅ（４，０，０）×８－Ｅ（３１，０，１）－Ｅ（３１，１，０）＋Ｅ（３０，１，１） ・・・・式（１）
Ｅ（３０，１，１）：Ａｇ３０原子、空孔１個、添加物１原子が有するエネルギー
Ｅ（４，０，０）：Ａｇ４原子が有するエネルギー
Ｅ（３１，１，０）：Ａｇ３１原子、空孔１個が有するエネルギー
Ｅ（３１，０，１）：Ａｇ３１原子、添加物１原子が有するエネルギー
Ｅ（３０，１，１）、Ｅ（３１，０，１）、Ｅ（３１，１，０）においては、初期の結晶構造を、面心立方格子とした。格子定数の倍率は１、基本並進ベクトルはa=（8.1706Å,0,0）、b=（0,8.1706Å,0）、c=（0,0,8.1706Å）に統一した。空孔の位置は、添加原子の位置の最近傍となるように配置した。
Ｅ（４，０，０）においては、格子定数の倍率は１、基本並進ベクトルはa=（4.085Å,0,0）、b=（0,4.085Å,0）、c=（0,0,4.085Å）に設定した。
次に、ｋ点メッシュについて述べる。第一原理計算におけるｋ点とは、波動関数の波数に相当する。ｋ点メッシュとは、計算に反映すべき波数の範囲に相当し、基本並進ベクトルａ，ｂ，ｃ各軸に対して設定する。ｋ点メッシュが大きいほど、波数が大きい波動関数も考慮されるため、電子密度の計算精度は高い。その一方で、計算に要する計算は長くなる。ｋ点メッシュは、逆格子空間におけるｋ点として設定される。ここでは、以下のように設定した。Ｅ（３０，１，１）、Ｅ（３１，０，１）、Ｅ（３１，１，０）においては、８×８×８とした。また、Ｅ（４，０，０）においては、１６×１６×１６とした。またｋ点の選択手法は、Monkhorst Pack法を用いた。このMonkhorst Pack法は、第一原理計算ソフトウェアにおいて、汎用的なメッシュ生成手法である。
更に、計算の件について述べる。構造最適化計算においては、（１）原子位置、（２）格子の形状、（３）格子定数を、最適化の対象とした。電子状態（軌道）を計算する手法は、Blocked-Davidson法を用いた。また、原子位置、イオンの構造緩和アルゴリズムとして、quasi-Newton法を利用した。これらはいずれも第一原理計算ソフトウェアにおいて、汎用的な手法である。構造最適化計算の収束条件としては、繰り返し計算前後のエネルギー差が、１０－４ｅＶ／ｃｅｌｌ以下を満足すること、及び、１原子あたりに生じる力の大きさが１０－６ｅＶ／Å以下となることである。ここで、セル（ｃｅｌｌ）はモデル形状に相当する。
第１の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、Ａｇ合金と、
前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化錫、ニッケル、酸化ニッケル、鉄、酸化鉄、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、酸化亜鉛、炭素、からなる群から選択される少なくとも一種の主添加物と、
を含み、
前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子又は前記主添加物が炭素である場合には炭素とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を０．０１重量％以上の範囲で含む。
第２の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１の態様において、前記主添加物は、酸化錫であって、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含み、
前記固溶元素は、Ｂｅ、Ｃ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第３の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１の態様において、前記主添加物は、ニッケル又は酸化ニッケルであって、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含み、
前記固溶元素は、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第４の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１の態様において、前記主添加物は、鉄又は酸化鉄であって、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含み、
前記固溶元素は、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第５の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１の態様において、前記主添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステンの群から選択された少なくとも一種であって、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含み、
前記固溶元素は、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第６の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１の態様において、前記主添加物は、酸化亜鉛であって、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含み、
前記固溶元素は、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第７の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１の態様において、前記主添加物は、炭素であって、元素換算で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
前記固溶元素は、Ｂｅ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択され、０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第８の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第２から第４、第６から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニアからなる群から選択され選ばれる少なくとも一種であって、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。
第９の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化モリブデン、二酸化テルルの少なくとも一種であって、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。
第１０の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウムの少なくとも一種であって、金属換算で０．０１重量％以上１重量％以下含んでもよい。
第１１の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化銅、銅の少なくとも一種であって、金属換算で０．１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第１２の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第２、第４から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化ニッケル、ニッケルの少なくとも一種であって、金属換算で０．１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第１３の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化インジウムを金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。
第１４の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化ビスマスを金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。
第１５の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第３から第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化錫を金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。
第１６の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第２から第５、第７のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、酸化亜鉛の少なくとも一種であって、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。
第１７の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第２から第６のいずれかの態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、炭素を元素換算で０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。
第１８の態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、上記第１の態様において、さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニア、酸化モリブデン、二酸化テルル、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウム、酸化銅、銅、酸化ニッケル、ニッケル、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化錫、酸化亜鉛、炭素の群から選択される少なくとも一種を含んでもよい。
第１９の態様に係る接点は、上記第１から第１８のいずれかの態様に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料を用いている。
第２０の態様に係る電気機器は、上記第１９の態様に係る接点を用いた、リレー、電磁接触器、電磁開閉器、継電器、開閉器、スイッチの群から選択される。
以下、実施の形態に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料及び該接点用材料を用いた接点について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
（実施の形態１）
＜Ａｇ合金を主成分とする接点用材料
実施の形態１に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、Ａｇ合金と、Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、を含む。主添加物としては、酸化錫、ニッケル、酸化ニッケル、鉄、酸化鉄、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、酸化亜鉛、炭素、からなる群から選択される少なくとも一種である。また、Ａｇ合金は、固溶元素を０．０１重量％以上で含む。この固溶元素としては、主添加物を構成する金属原子又は主添加物が炭素である場合には炭素とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する。
このＡｇ合金を主成分とする接点用材料によれば、Ａｇ合金内に主添加物の構成元素の空孔結合エネルギーより低い固溶元素を含む。そこで、該接点用材料を接点に用いた場合にも、接点開閉時に発生するアーク等による酸化錫等の主添加物の接点表面への移動を抑制できる。これによって、主添加物がＡｇ合金内から移動して接点表面で凝集することを抑制でき、接点開閉時に発生するアークによる接点損傷を抑制できる。
なお、このＡｇ合金を主成分とする接点用材料は、主相のＡｇ合金と、これと異なる相として存在する主添加物と、を含んでいればよく、その形態は、一定形状を有する成型体、不定形の焼結体、不定形であって一定形状をなさない混合粉体、等のいずれであってもよい。
以下に、このＡｇ合金を主成分とする接点用材料を構成する各部材について説明する。
＜Ａｇ合金＞
Ａｇ合金は、接点用材料の主成分を構成する。Ａｇ合金に固溶されている固溶元素は、Ａｇに０．０１重量％以上で含まれる。Ａｇ合金は、主添加物を構成する金属原子又は主添加物が炭素である場合には炭素とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を０．０１重量％以上で含む。固溶元素を少なくとも０．０１重量％含むことによって、固溶元素がＡｇ合金内の空孔と主添加物を構成する元素よりも結合しやすいので、固溶元素の周囲に空孔を引きつけることとなる。これによって、主添加物の移動及び凝集を抑制できる。また、固溶元素は、好ましくはＡｇ単相の固溶限界の１．５倍以下で含んでもよい。
固溶元素として用いられる可能性のある元素と該元素のＡｇ中の空孔結合エネルギーとを表１に示す。
Figure 0007327476000001
なお、主添加物と固溶元素との関係については後述する。
＜主添加物＞
主添加物は、Ａｇ合金とは異なる相として存在する。主添加物としては、酸化錫、ニッケル、酸化ニッケル、鉄、酸化鉄、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、酸化亜鉛、炭素、からなる群から選択される少なくとも一種である。なお、酸化錫、酸化ニッケル、酸化鉄、酸化タングステンについては、それらの不定比性酸化物を、主添加物として選択しても良い。
＜酸化錫ＳｎＯ２＞
主添加物が、酸化錫の場合、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含む。この場合には、酸化錫を構成する金属元素ＳｎのＡｇ中での空孔結合エネルギーは、－０．２０２ｅＶである。
図１は、実施の形態１に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料のＡｇ合金に固溶させる固溶元素のうち希土類元素の空孔結合エネルギーと酸化錫の空孔結合エネルギー（－０．２０２ｅＶ）とを対比する棒グラフである。
図１に示すように、主添加物として酸化錫を用いる場合には、スカンジウムＳｃ、イットリウムＹを含む希土類元素のうち、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕが酸化錫の空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有することがわかる。そこで、固溶元素としてＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕを用いることができる。
さらに、固溶元素は、上記希土類元素に限られず、ＳｎのＡｇ中での空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する、Ｂｅ、Ｃ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含む。
＜ニッケルＮｉ又は酸化ニッケルＮｉＯ＞
主添加物が、ニッケル又は酸化ニッケルの場合、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含む。この場合には、ニッケル又は酸化ニッケルを構成する金属元素ＮｉのＡｇ中での空孔結合エネルギーは、－０．０３０ｅＶである。そこで、固溶元素は、ＮｉのＡｇ中での空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含む。
＜鉄Ｆｅ又は酸化鉄α－Ｆｅ２Ｏ３、γ－Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４＞
主添加物が、鉄又は酸化鉄の場合、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含む。この場合には、鉄又は酸化鉄を構成する金属元素ＦｅのＡｇ中での空孔結合エネルギーは、０．０７３ｅＶである。そこで、固溶元素は、ＦｅのＡｇ中での空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含む。
＜タングステンＷ、炭化タングステンＷＣ、酸化タングステンＷ２Ｏ３、ＷＯ２、ＷＯ３＞
主添加物が、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステンの群から選択された少なくとも一種の場合、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含む。この場合には、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステンを構成する金属元素ＷのＡｇ中での空孔結合エネルギーは、０．１５６ｅＶである。そこで、固溶元素は、ＷのＡｇ中での空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含む。
＜酸化亜鉛ＺｎＯ＞
主添加物が、酸化亜鉛である場合、金属換算で５重量％以上２０重量％以下含む。この場合には、酸化亜鉛を構成する金属元素ＺｎのＡｇ中での空孔結合エネルギーは、－０．１１３ｅＶである。そこで、固溶元素は、ＺｎのＡｇ中での空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、０．０１重量％以上２重量％以下含む。
＜炭素Ｃ＞
主添加物が、炭素である場合、元素換算で０．０１重量％以上２重量％以下含む。なお、炭素であればよく、グラファイト、グラフェン、フラーレン、カーボンナノチューブ等の同素体であってもよい。この場合には、炭素のＡｇ中での空孔結合エネルギーは、－０．２３５ｅＶである。そこで、固溶元素は、炭素のＡｇ中での空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する、Ｂｅ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択され、０．０１重量％以上２重量％以下含む。
＜副添加物＞
副添加物は、主添加物と同様に、Ａｇ合金とは異なる相として存在する。以下に、副添加物を挙げる。
＜タングステンＷ、炭化タングステンＷＣ、酸化タングステンＷ２Ｏ３、ＷＯ２、ＷＯ３、及びジルコニアＺｒＯ２＞
副添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニアの少なくとも一種であってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。なお、副添加物のタングステン、炭化タングステン、酸化タングステンは、主添加物がタングステン、炭化タングステン、酸化タングステンではない場合に添加される。このタングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニアは、高融点であり、添加することによって主添加物を移動しにくくする効果が得られる。
＜酸化モリブデンＭｏＯ３、二酸化テルルＴｅＯ２＞
副添加物は、酸化モリブデン、二酸化テルルの少なくとも一種であってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。酸化モリブデン、二酸化テルルは、昇華点若しくは沸点がＡｇよりも低いため、アブレーション効果により凹凸形成を抑制し、耐溶着性を向上させることができる。
＜酸化リチウムＬｉ２Ｏ、炭酸リチウムＬｉ２ＣＯ３、コバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ２＞
副添加物は、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウムの少なくとも一種であってもよい。この場合、金属換算で０．０１重量％以上１重量％以下含んでもよい。酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウムを含むことによって、耐消耗性を向上させることができる。
＜酸化銅ＣｕＯ、銅Ｃｕ＞
副添加物は、酸化銅、銅の少なくとも一種であってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上２重量％以下含んでもよい。酸化銅、銅を含むことによって、加工性を向上させることができる。
＜酸化ニッケルＮｉＯ、ニッケルＮｉ＞
副添加物は、酸化ニッケル、ニッケルの少なくとも一種であってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上２重量％以下含んでもよい。なお、副添加物の酸化ニッケル、ニッケルは、主添加物が酸化ニッケル、ニッケルではない場合に添加される。酸化ニッケル、ニッケルを含むことによって、加工性を向上させることができる。
＜酸化インジウムＩｎ２Ｏ３＞
副添加物は、酸化インジウムであってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。酸化インジウムを添加することによって、耐消耗性向上及び低接触抵抗性を奏することができる。
＜酸化ビスマスＢｉ２Ｏ３＞
副添加物は、酸化ビスマスであってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。酸化ビスマスを添加することによって、耐溶着性向上及び低接触抵抗性を奏することができる。
＜酸化錫ＳｎＯ２＞
副添加物は、酸化錫であってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。なお、副添加物の酸化錫は、主添加物が酸化錫でない場合に添加される。酸化錫を添加することによって、耐溶着性を向上させることができる。
＜酸化亜鉛ＺｎＯ＞
副添加物は、酸化亜鉛であってもよい。この場合、金属換算で０．１重量％以上５重量％以下含んでもよい。なお、副添加物の酸化亜鉛は、主添加物が酸化亜鉛でない場合に添加される。酸化亜鉛を添加することによって、耐溶着性向上及び低接触抵抗性を奏することができる。
＜炭素Ｃ＞
副添加物は、炭素であってもよい。この場合、元素換算で０．０１重量％以上２重量％以下含んでもよい。なお、炭素であればよく、グラファイト、グラフェン、フラーレン、カーボンナノチューブ等の同素体であってもよい。また、副添加物の炭素は、主添加物が炭素でない場合に添加される。炭素を添加することによって、耐溶着性向上及び低接触抵抗性を奏することができる。
なお、上記副添加物も複数選択して用いてもよい。
＜Ａｇ合金を主成分とする接点用材料を用いた接点の製造方法＞
実施の形態１に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料を用いた接点の製造方法は、母相のＡｇ合金粒子粉末と、主添加物の粒子粉末と、副添加物の粒子粉末と、を製造する粒子製造工程と、
Ａｇ合金粒子粉末と、主添加物の粒子粉末と、副添加物の粒子粉末と、を混合して混合粉体を得る混合工程と、
混合粉体を焼結する焼結工程と、
を含む。
なお、上記焼結工程の後に、例えば、接点としての所定の形状に成型する成型工程等を含んでもよい。つまり、接点としての成型工程を含まない各工程は、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料の製造方法を構成する工程でもある。また、上記工程は、一例であってこれらに限定されない。通常用いられる粉末冶金的手法であれば用いることができる。
＜粒子製造工程＞
粒子製造工程は、例えば、原料のＡｇ及び固溶元素を秤量後、溶解後、微細化することで行ってもよい。また、必要により分級をおこなってもよい。粒子製造工程は、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等によって行ってもよい。さらに、微細化は、プラズマ加工、合金からの粉砕によって行ってもよい。また、固溶元素のＡｇ中への固溶は、この粒子製造工程で行うことは必須ではない。例えば、Ａｇ粒子粉末と、固溶元素粒子粉末とを別々に用意しておいてもよい。この場合、固溶元素は、Ａｇに固溶していない。そして、次の混合工程において、各粒子を混合して、混合工程又は焼結工程で固溶元素をＡｇに固溶させて合金化してもよい。もしくはＡｇ粒子粉末と酸化物粒子粉末とを混合し、途中工程で還元して合金化してもよい。
＜混合工程＞
混合工程では、Ａｇ合金粒子粉末と、主添加物の粒子粉末と、副添加物の粒子粉末と、を混合して混合粉体を得る。例えば、乳鉢中で混合してもよい。あるいは、ボールミル中で混合してもよい。
この混合工程によって、Ａｇ合金粒子粉末の母相中に主添加物粒子と副添加物粒子とが分散した混合粉体が得られる。
また、上記方法に限られず、例えば、あらかじめＡｇと主添加物を構成する元素との合金を製造した後、アトマイズ法で処理して、主添加物を構成する元素、例えばＳｎのみを選択的に内部酸化させることで、Ａｇ中にＳｎＯ２粒子が分散した混合粉体を得ることができる。あるいは、あらかじめＡｇと主添加物を構成する元素との合金を製造した後、酸素雰囲気中で高温処理による内部酸化処理を行ってもよい。そして、この方法で得た粒子に、形態１に係るＡｇ合金を混合して、本発明の合金を得ても良い。
＜焼結工程＞
焼結工程では、例えば、混合粉体を室温でプレス成型して粉末成型体とした後、この粉末成型体を真空焼結炉で焼結してもよい。真空焼結炉では、真空引きし、例えば、８００℃まで昇温し、およそ３０分間保持して焼結する。
あるいは、上記内部酸化処理後に圧縮成型して大気中で７５０℃～９００℃の高温処理を行ってもよい。
この焼結工程によって、Ａｇ合金粒子粉末の母相中に主添加物粒子と副添加物粒子とが分散した混合粉体が得られる。
なお、製造方法の上記各工程は、例えば、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気で行ってもよい。これによって、接点を構成する元素の酸化を抑制できる。さらに、水素等の還元雰囲気で行ってもよい。
また、焼結工程は１回に限られない。例えば、焼結と、圧縮成型とを繰り返す、あるいは、焼結後、粉砕し、プレス、焼結とを繰り返しておこなってもよい。
＜成型工程＞
成型工程では、接点としての所定の形状に成型する。例えば、熱間押出によって棒状にし、圧延、打ち抜き、あるいは伸線、ヘッダー加工によって接点の形状にすることができる。また圧延、ヘッダー加工の際に、銅との複合化をしてもよく、接点の形状にした後に、バレル研磨、洗浄を行ってもよい。また、接点の形状としては、接触片とかしめることを目的としたリベット接点、伸線状態のまま所望の寸法にカットしてかしめるワイヤインプレス接点、または溶接にて接触片に取り付けるバーティカル溶接接点、角テープに加工し、所望の寸法にカットしてかしめるテープインプレス接点、プロジェクションを接触片側に設け接触片と抵抗溶接で取り付けたテープ接点、更にプロジェクションの下側に更にロウ剤を設けたバックロウ接点、伸線、角テープ、あるいは板を丸型、あるいは角型に、カットあるいは打ち抜いて個片に加工した後、銀ロウにて接触片に取り付ける接点などが考えられるが、これに限定したものではない。
図５Ａは、主添加物である錫以外の固溶元素を実質的に含まないＡｇに、主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した接点において、接点開閉を繰り返して加熱され、接点表面近傍に凝集物を形成した状態を示す接点の断面のＦＥ－ＳＥＭ写真である。図５Ｂは、図５Ａと同様の視野のＥＢＳＤ写真である。
図５Ａに示すように、固溶元素を含まないＡｇ及び酸化錫ＳｎＯ２を主添加物として含む接点では、Ｓｎが接点表面に移動した後に表面近傍に数μｍ以上の凝集物が多数形成されていることがわかる。
発明の効果を検証するため、（実施例１）と（比較例１）に示す薄膜で、加熱による結晶の粗大化を比較した。
（実施例１）
図６Ａは、実施例１に係る固溶元素としての希土類元素を母材であるＡｇ中に添加したＡｇ合金に、主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した薄膜について、熱処理前の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ－ＳＥＭ）である。図７Ａは、実施例１に係る薄膜について、熱処理後の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ－ＳＥＭ）である。熱処理は、真空下６００℃において１０分間実施した。
母材であるＡｇの結晶サイズは、薄膜断面の画像図６Ａ・図７Ａを用いて、厚み２５０ｎｍの位置における、幅８９０ｎｍの輝度を計測して、結晶の中心部に相当する輝度のピークが発生する回数から、平均の結晶サイズとして算出した。また、図６Ａ及び図７ＡのＦＥ－ＳＥＭ写真のそのままでは粒子がわかりにくいので、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように画像処理として２値化を行って粒子の分布がわかりやすくなるように加工した。
図６Ａ・図６Ｂに示すように、熱処理前の薄膜では、母材であるＡｇの結晶サイズは平均値でおよそ２８ｎｍであった。これに対して、図７Ａ・図７Ｂに示すように、６００℃１０分間の熱処理後には、母材であるＡｇの結晶サイズは平均値でおよそ３０ｎｍであった。実施例１に係る希土類元素を固溶するＡｇ合金及び酸化錫ＳｎＯ２を主添加物として含む薄膜によれば、熱処理前後で粒子径の変化は１．０７倍と大きな変化はなかった。
（比較例１）
図８Ａは、比較例１に係る主添加物である錫以外の固溶元素を実質的に含まないＡｇに主添加物として酸化錫ＳｎＯ２を添加した薄膜について、熱処理前の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ－ＳＥＭ）である。図９Ａは、比較例１に係る薄膜について熱処理後の薄膜断面の電界放出型走査型電子顕微鏡写真（ＦＥ－ＳＥＭ）である。熱処理は、（実施例１）と同様、真空下６００℃において１０分間実施した。また、図８Ｂは、図８ＡのＦＥ－ＳＥＭ写真の画像の２値化後の画像を示す図である。更に、図９Ｂは、図９ＡのＦＥ－ＳＥＭ写真の画像の２値化後の画像を示す図である。
図８Ａに示すように、熱処理前の薄膜では、母材であるＡｇの結晶サイズは平均値でおよそ３６ｎｍであった。これに対して、図９Ａに示すように、６００℃１０分間の熱処理後には、母材であるＡｇの結晶サイズは平均値でおよそ４７ｎｍであった。比較例１の固溶元素を含まないＡｇ及び酸化錫ＳｎＯ２を主添加物として含む薄膜では、熱処理前後で粒子径がおよそ１．３倍だけ粒子の粗大化が生じていることがわかった。
次に、表２は、実施例１の薄膜と比較例１の薄膜とについて、熱処理を行った場合の熱処理温度とシート抵抗の変化（％）との関係を示す表である。また、図１０は、実施例１及び比較例１の薄膜の熱処理温度とシート抵抗との関係を示すグラフである。なお、個別サンプルの初期のシート抵抗を基準として、熱処理後のシート抵抗を初期のシート抵抗と対比して変化率（％）として算出し、無次元化した。
Figure 0007327476000002
表２及び図１０に示すように、比較例１の主添加物である錫以外の固溶元素を実質的に含まないＡｇに、酸化錫ＳｎＯ２を主添加物として含む薄膜では、熱処理温度２００℃を超えるとシート抵抗が減少し始め、３００℃でシート抵抗が大きく変化し、熱処理前の５３．６％に低下している。その後、熱処理温度５００℃でシート抵抗は、熱処理前の７１．５％まで低下して、これ以上の熱処理温度で変化しなくなった。一方、実施例１に係る希土類元素を固溶するＡｇ合金及び酸化錫ＳｎＯ２を主添加物として含む薄膜によれば、熱処理温度２００℃を超えるとシート抵抗が減少し始める点は同様であるが、熱処理温度３００℃でのシート抵抗の変化は、熱処理前の２８．０％に抑えられ、熱処理温度上昇に伴って徐々にシート抵抗が減少していき、熱処理温度５００℃でシート抵抗が、熱処理前の５９．３％まで低下して、その後ほぼ一定となった。
実施例１に係る希土類元素を固溶するＡｇ合金及び酸化錫ＳｎＯ２を主添加物として含む薄膜では、比較例１の固溶元素を含まないＡｇ及び酸化錫ＳｎＯ２を主添加物として含む薄膜に比べて、熱処理による結晶の粗大化とシート抵抗の変化を、抑制できていることがわかる。
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
本発明に係るＡｇ合金を主成分とする接点用材料によれば、Ａｇ合金内に主添加物の構成元素の空孔結合エネルギーより低い固溶元素を含む。そこで、該接点用材料を接点に用いた場合にも、接点開閉時に発生するアーク等による酸化錫等の主添加物の接点表面への移動を抑制でき、電気接点用材料として有用である。
２、２ａ、２ｂ 接点
４ アーク
１２ 酸化錫（主添加物）
１４ Ａｇ
１６ 凝集物
２２ Ｓｎ原子
２３ Ｏ原子
２４ Ａｇ原子
２６ 空孔

Claims (20)

  1. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、酸化錫であって、前記主添加物の酸化錫のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｂｅ、Ｃ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニア、酸化亜鉛、からなる群から選択される少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．１重量％以上５重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  2. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、酸化錫であって、前記主添加物の酸化錫のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｂｅ、Ｃ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウムの少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．０１重量％以上１重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  3. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、酸化錫であって、前記主添加物の酸化錫のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｂｅ、Ｃ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、炭素であって、前記副添加物の炭素元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．０１重量％以上２重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  4. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、ニッケル又は酸化ニッケルであって、前記主添加物のニッケル又は酸化ニッケルのうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛、からなる群から選択される少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．１重量％以上５重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  5. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、ニッケル又は酸化ニッケルであって、前記主添加物のニッケル又は酸化ニッケルのうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウムの少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．０１重量％以上１重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  6. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、ニッケル又は酸化ニッケルであって、前記主添加物のニッケル又は酸化ニッケルのうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、炭素であって、前記副添加物の炭素元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．０１重量％以上２重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  7. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、鉄又は酸化鉄であって、前記主添加物の鉄又は酸化鉄のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  8. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステンの群から選択された少なくとも一種であって、前記主添加物のタングステン、炭化タングステン、酸化タングステンのうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、ジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛、からなる群から選択される少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．１重量％以上５重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  9. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステンの群から選択された少なくとも一種であって、前記主添加物のタングステン、炭化タングステン、酸化タングステンのうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウム、の少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．０１重量％以上１重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  10. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステンの群から選択された少なくとも一種であって、前記主添加物のタングステン、炭化タングステン、酸化タングステンのうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、炭素であって、前記副添加物の炭素元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．０１重量％以上２重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  11. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、酸化亜鉛であって、前記主添加物の酸化亜鉛のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニア、酸化錫、からなる群から選択される少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．１重量％以上５重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  12. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、酸化亜鉛であって、前記主添加物の酸化亜鉛のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウムの少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素の合計に対して０．０１重量％以上１重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  13. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、酸化亜鉛であって、前記主添加物の酸化亜鉛のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して５重量％以上２０重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する金属原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｂｅ、Ｃ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択された少なくとも一種であって、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記副添加物は、炭素であって、前記副添加物の炭素元素を前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．０１重量％以上２重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  14. Ａｇ合金と、
    前記Ａｇ合金とは異なる相として存在する主添加物と、
    を含む接点用材料であって、
    前記主添加物は、炭素であって、前記主添加物の炭素元素を、前記接点用材料全体の金属元素と炭素元素との合計に対して０．０１重量％以上２重量％以下含み、
    前記Ａｇ合金は、前記主添加物を構成する炭素原子とＡｇ金属内における空孔との結合エネルギーである空孔結合エネルギーより低い空孔結合エネルギーを有する固溶元素を、Ｂｅ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｐｂ、Ｂｉの群から選択され、前記Ａｇ合金に対して前記固溶元素全体で０．０１重量％以上２重量％以下含む、Ａｇ合金を主成分とする接点用材料。
  15. さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物として、タングステン、炭化タングステン、酸化タングステン、及びジルコニア、酸化モリブデン、二酸化テルル、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化錫、酸化亜鉛、からなる群から選択される少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．１重量％以上５重量％以下含む、請求項７又は１４に記載のＡｇ合金を主成分とする接点用材料。
  16. さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物として、酸化リチウム、炭酸リチウム、コバルト酸リチウムの少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．０１重量％以上１重量％以下含む、請求項７又は１４に記載のＡｇ合金を主成分とする接点用材料。
  17. さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物として、酸化銅、銅、酸化ニッケル、ニッケルの少なくとも一種であって、前記副添加物のうち金属元素を、前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．１重量％以上２重量％以下含む、請求項７又は１４に記載のＡｇ合金を主成分とする接点用材料。
  18. さらに、前記Ａｇ合金とは異なる相として存在し、前記主添加物と異なる副添加物として、炭素であって、前記副添加物の炭素元素を前記接点用材料全体の金属元素及び炭素元素の合計に対して０．０１重量％以上２重量％以下含む、請求項７に記載のＡｇ合金を主成分とする接点用材料。
  19. 請求項１から１８のいずれか一項に記載のＡｇ合金を主成分とする接点用材料を用いた接点。
  20. 請求項１９に記載の接点を用いた、リレー、電磁接触器、電磁開閉器、継電器、開閉器、スイッチの群から選択される電気機器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022077654A (ja) * 2020-11-12 2022-05-24 オムロン株式会社 Ａｇ合金を主成分とする接点用材料、該接点用材料を用いた接点、及び電気機器
CN115216665B (zh) * 2022-06-29 2023-11-17 重庆科技学院 一种晶体振荡器合金电极及工艺
CN115565631B (zh) * 2022-10-27 2023-06-20 哈尔滨工业大学 一种基于第一性原理设计合金化改善铜抗氧化性的方法
CN115537594B (zh) * 2022-10-28 2023-04-25 台州慧模科技有限公司 一种银基电触头材料及其制备方法
CN115870498A (zh) * 2022-12-06 2023-03-31 浙江福达合金材料科技有限公司 一种提高片状银氧化锡电触头材料结合强度的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015125936A (ja) 2013-12-26 2015-07-06 株式会社徳力本店 電気接点
JP2015125935A (ja) 2013-12-26 2015-07-06 株式会社徳力本店 電気接点材料およびその製造方法
CN108411135A (zh) 2018-02-02 2018-08-17 东北大学 一种银镁镍合金带（片）、丝材的制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2197393A (en) * 1939-06-02 1940-04-16 Mallory & Co Inc P R Electric contact
US2197394A (en) * 1939-06-05 1940-04-16 Mallory & Co Inc P R Electric contact
US3508320A (en) * 1968-04-17 1970-04-28 Mallory & Co Inc P R Electrical contact materials and method of making same
CA1020375A (en) * 1973-07-20 1977-11-08 Chugai Denki Kogyo Kabushiki-Kaisha Electrical contact material
US4056365A (en) * 1975-11-10 1977-11-01 Gibson Electric, Inc. Silver electrical contact materials and method of making
JPS598010B2 (ja) 1977-06-01 1984-02-22 住友電気工業株式会社 電気接点材料および製造方法
JPS5521561A (en) * 1978-08-02 1980-02-15 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Electric contact material
JPS57181340A (en) * 1982-02-02 1982-11-08 Chugai Electric Ind Co Ltd Electrical contact material of selectively and internally oxidized silver-tin alloy containing bismuth
YU46258B (sh) * 1987-06-06 1993-05-28 Degussa Ag. Primena srebrno gvozdenog materijala za električne kontakte
JPH0257649A (ja) * 1989-06-21 1990-02-27 Chugai Electric Ind Co Ltd ビスマスを含む選択内部酸化した銀一錫系合金の電気接点材料
US5286441A (en) * 1989-12-26 1994-02-15 Akira Shibata Silver-metal oxide composite material and process for producing the same
JPH03215638A (ja) * 1990-01-22 1991-09-20 Tokuriki Honten Co Ltd 銀―酸化物系の接点材料
DE4111683A1 (de) * 1991-04-10 1992-10-22 Duerrwaechter E Dr Doduco Werkstoff fuer elektrische kontakte aus silber mit kohlenstoff
JP3245690B2 (ja) * 1992-10-21 2002-01-15 中外電気工業株式会社 Ａｇ−Ｓｎ−Ｉｎ系合金の内部酸化電気接点材料
DE19543222C1 (de) * 1995-11-20 1997-02-20 Degussa Silber-Eisen-Werkstoff für elektrische Schaltkontakte (I)
KR20110054625A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 희성금속 주식회사 마그네트 스위치 및 저압 차단기용 전기접점소재 및 그의 제조방법
CN101950696B (zh) * 2010-09-09 2014-05-14 浙江乐银合金有限公司 一种银氧化锡触头合金材料的制造方法
CN102294485B (zh) * 2011-08-25 2013-01-30 哈尔滨东大高新材料股份有限公司 复合电接触材料及其制备方法
CN107385254B (zh) * 2017-06-28 2019-09-24 刘艺飞 一种纤维丝型银基电接触材料的制备方法
CN108493024A (zh) * 2018-05-22 2018-09-04 东北大学 一种银-氧化锡电触头材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015125936A (ja) 2013-12-26 2015-07-06 株式会社徳力本店 電気接点
JP2015125935A (ja) 2013-12-26 2015-07-06 株式会社徳力本店 電気接点材料およびその製造方法
CN108411135A (zh) 2018-02-02 2018-08-17 东北大学 一种银镁镍合金带（片）、丝材的制备方法

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