JP7444575B2 - アルミニウム含有部材の接合材料及び該接合材料を用いた接合構造体 - Google Patents
アルミニウム含有部材の接合材料及び該接合材料を用いた接合構造体 Download PDFInfo
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Description
本発明は、アルミニウムを含有する部材に対して用いる接合材料及び該接合材料を用いたアルミニウムを含有する部材を有する接合構造体に関し、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を形成できる接合材料及び該接合材料を用いた接合構造体に関するものである。
アルミニウム及びアルミニウム合金は、軽量性に優れるとともに機械的強度も有することから、多方面の技術分野に使用されている。また、アルミニウム及びアルミニウム合金を素材とするアルミニウムを含有する部材（アルミニウム含有部材）が他の金属部材と接合された、アルミニウム含有部材を備えた接合構造体が使用されることがある。
アルミニウム含有部材を備えた接合構造体を形成するにあたり、接合部には、接合強度と耐食性が要求される。そこで、ろう材成分およびフラックス成分を含有し、Ｚｎ：３０～６０ｗｔ％、Ｓｉ：２～８ｗｔ％を含有し、さらにＢｅ：０．００１～０．０１ｗｔ％、Ｌａ：０．００１～０．０１ｗｔ％、Ｓｒ：０．００１～０．０１ｗｔ％、Ｍｎ：０．５～１．５ｗｔ％、Ｃｒ：０．１～０．５ｗｔ％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなり、不純物中のＦｅ含有量が０．０１ｗｔ％以下であるフラックス含有アルミニウム合金ろう材が提案されている（特許文献１）。
特許文献１では、接合部へのフラックスの均一供給を容易化することにより、接合材料のろう付け性が向上し、また、接合部に優れた耐食性を付与するものである。しかし、Ｚｎ：３０～６０ｗｔ％及びＳｉ：２～８ｗｔ％の金属成分及びハロゲン系のフラックスを含有する特許文献１では、接合部の耐食性と接合強度に、依然として改善の余地があった。また、特許文献１の接合材料では、フッ化物系または塩化物系のフラックスを配合することから、ハロゲン系のフラックスの影響によって接合対象である金属部材自体に腐食が生じてしまう恐れがあった。
上記事情に鑑み、本発明の目的は、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を形成できる接合材料及び該接合材料を用いた接合構造体を提供することである。
本発明者は、接合加熱時に、接合材料を構成する第１の金属粒子である金属粒子（Ａ）の成分と、同じく接合材料を構成する実質的にハロゲンを含有しない活性剤（Ｄ）の成分と、接合対象であるアルミニウム含有部材の表面酸化物と、から、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスが形成され、この低融点の金属酸化物ガラスと接合材料を構成する第２の金属粒子である金属粒子（Ｂ）が反応して上記金属酸化物ガラスの融点が上昇することで接合部が形成されると、接合対象である金属部材の腐食を防止しつつ、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を得ることができることを見出した。また、低融点金属酸化物ガラスが形成される際に、アルミニウム含有部材の表面酸化物の一部が除去されることとなるので、アルミニウム含有部材に対する接合材料の濡れ性が向上して接合強度の向上に寄与することを見出した。
本発明の構成の要旨は、以下の通りである。
［１］固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、
前記金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成する、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、
３００℃以上４５０℃以下の温度にて前記金属粒子（Ａ）と前記金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）と、を含むアルミニウム含有部材の接合材料であり、
３００℃以上４００℃以下の温度にて、前記金属粒子（Ａ）の成分、前記活性剤（Ｄ）の成分及び前記アルミニウム含有部材の表面酸化物から、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが形成される接合材料。
［２］融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）をさらに含み、前記活性剤（Ｄ）が、３００℃以上４５０℃以下の温度にて前記金属粒子（Ａ）と前記金属粒子（Ｂ）と前記金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜を除去する［１］に記載の接合材料。
［３］前記金属粒子（Ａ）が、アルミニウム含有量が５質量％以上４０質量％以下であるＺｎ－Ａｌ合金粒子であり、前記金属粒子（Ｂ）が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有し、前記活性剤（Ｄ）が、リン原子と酸素原子を有する有機リン化合物を含有する［１］または［２］に記載の接合材料。
［４］前記Ｚｎ－Ａｌ合金粒子の平均一次粒子径が、０．５μｍ以上１００μｍ以下である［３］に記載の接合材料。
［５］前記金属粒子（Ｃ）が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＢｉからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有する［２］に記載の接合材料。
［６］前記金属粒子（Ｂ）が、平均一次粒子径が１．０μｍ未満であるナノ粒子を含有し、該ナノ粒子の平均一次粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の接合材料。
［７］前記金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含む［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の接合材料。
［８］前記金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含む［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の接合材料。
［９］前記金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、前記金属粒子（Ｃ）を５質量％以上３０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含む［２］に記載の接合材料。
［１０］前記金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、前記金属粒子（Ｃ）を６質量％以上１９質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含む［２］に記載の接合材料。
［１１］前記活性剤（Ｄ）が、亜リン酸化合物を含む［１］乃至［１０］のいずれか１つに記載の接合材料。
［１２］［１］乃至［１１］のいずれか１つに記載の接合材料で、前記アルミニウム含有部材と他の部材が接合された接合構造体。
［１３］前記他の部材が、他のアルミニウム含有部材、銅含有部材及び／または鉄含有部材である［１２］に記載の接合構造体。
［１］固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、
前記金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成する、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、
３００℃以上４５０℃以下の温度にて前記金属粒子（Ａ）と前記金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）と、を含むアルミニウム含有部材の接合材料であり、
３００℃以上４００℃以下の温度にて、前記金属粒子（Ａ）の成分、前記活性剤（Ｄ）の成分及び前記アルミニウム含有部材の表面酸化物から、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが形成される接合材料。
［２］融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）をさらに含み、前記活性剤（Ｄ）が、３００℃以上４５０℃以下の温度にて前記金属粒子（Ａ）と前記金属粒子（Ｂ）と前記金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜を除去する［１］に記載の接合材料。
［３］前記金属粒子（Ａ）が、アルミニウム含有量が５質量％以上４０質量％以下であるＺｎ－Ａｌ合金粒子であり、前記金属粒子（Ｂ）が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有し、前記活性剤（Ｄ）が、リン原子と酸素原子を有する有機リン化合物を含有する［１］または［２］に記載の接合材料。
［４］前記Ｚｎ－Ａｌ合金粒子の平均一次粒子径が、０．５μｍ以上１００μｍ以下である［３］に記載の接合材料。
［５］前記金属粒子（Ｃ）が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＢｉからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有する［２］に記載の接合材料。
［６］前記金属粒子（Ｂ）が、平均一次粒子径が１．０μｍ未満であるナノ粒子を含有し、該ナノ粒子の平均一次粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の接合材料。
［７］前記金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含む［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の接合材料。
［８］前記金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含む［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の接合材料。
［９］前記金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、前記金属粒子（Ｃ）を５質量％以上３０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含む［２］に記載の接合材料。
［１０］前記金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、前記金属粒子（Ｃ）を６質量％以上１９質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含む［２］に記載の接合材料。
［１１］前記活性剤（Ｄ）が、亜リン酸化合物を含む［１］乃至［１０］のいずれか１つに記載の接合材料。
［１２］［１］乃至［１１］のいずれか１つに記載の接合材料で、前記アルミニウム含有部材と他の部材が接合された接合構造体。
［１３］前記他の部材が、他のアルミニウム含有部材、銅含有部材及び／または鉄含有部材である［１２］に記載の接合構造体。
本発明の接合材料の態様によれば、固相線温度が４５０℃以下でありアルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成する融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、３００℃以上４５０℃以下の温度にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）と、を含み、３００℃以上４００℃以下の温度にて金属粒子（Ａ）の成分、活性剤（Ｄ）の成分及びアルミニウム含有部材の表面酸化物から、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが形成されることにより、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を形成できる。また、本発明の接合材料の態様によれば、ハロゲン系のフラックスを実質的に配合しないので、接合対象であるアルミニウム含有部材に腐食が生じてしまうことを防止できる。
本発明の接合材料の態様によれば、融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）をさらに含み、３００℃以上４５０℃以下の温度にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）と金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）であることにより、従来、アルミニウム含有部材を接合する際の接合温度は４００℃超が必要であったところ、接合部の接合強度を損なうことなく、３５０℃～４００℃に低減できる。このように、アルミニウム含有部材の接合温度を低減できるので、アルミニウム含有部材が熱損傷を受けることを防止でき、強度低下等を防止できる。
本発明の接合材料の態様によれば、金属粒子（Ａ）が、アルミニウム含有量が５質量％以上４０質量％以下であるＺｎ－Ａｌ合金粒子であり、金属粒子（Ｂ）が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有し、活性剤（Ｄ）が、リン原子と酸素原子を有する有機リン化合物を含有することにより、３００℃以上４５０℃以下の温度にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）に対する活性剤（Ｄ）の活性能が向上して、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、さらに優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる。
本発明の接合材料の態様によれば、金属粒子（Ｃ）がＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＢｉからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有することにより、接合部の接合強度を損なうことなく、アルミニウム含有部材の接合温度をより確実に低減できる。
本発明の接合材料の態様によれば、金属粒子（Ｂ）が、平均一次粒子径が１．０μｍ未満であるナノ粒子を含有し、該ナノ粒子の平均一次粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることにより、該ナノ粒子によって活性剤（Ｄ）が活性化されやすくなって、金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）に対する活性剤（Ｄ）の活性能がさらに向上する。結果として、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが円滑に形成される。従って、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、さらに優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる。
本発明の接合材料の態様によれば、金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含むことにより、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成でき、また、金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含むことにより、接合部の接合強度がさらに向上する。
本発明の接合材料の態様によれば、金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、金属粒子（Ｃ）を５質量％以上３０質量％以下、活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含むことにより、接合部の接合強度を損なうことなく、アルミニウム含有部材を接合する際の接合温度を確実に低減でき、また、金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、前記金属粒子（Ｃ）を６質量％以上１９質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含むことにより、接合温度を低減しても優れた接合強度を確実に得ることができる。
本発明の接合材料の態様によれば、活性剤（Ｄ）が亜リン酸化合物を含むことにより、金属粒子（Ａ）に対する活性剤（Ｄ）の活性能が確実に向上して、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが円滑に形成される。
以下に、本発明の接合材料について詳細を説明する。本発明の接合材料は、固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、前記金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成する、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、３００℃以上４５０℃以下の温度にて前記金属粒子（Ａ）と前記金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）と、を含むアルミニウム含有部材の接合材料であり、３００℃以上４００℃以下の温度にて、前記金属粒子（Ａ）の成分、前記活性剤（Ｄ）の成分及び前記アルミニウム含有部材の表面酸化物から、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが形成される。本発明の接合材料は、アルミニウム含有部材を金属製の他の部材と接合するために使用する接合材料である。
［接合材料］
本発明の接合材料では、固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成する、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、３００℃以上４５０℃以下の温度にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）と、を含む。従って、金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）と活性剤（Ｄ）は必須成分である。所定の加熱温度、例えば、３００℃以上５００℃以下の温度範囲で接合材料を加熱することにより、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ａ）の表面酸化膜を除去する活性能を有する活性剤（Ｄ）の成分と表面酸化膜が除去された金属粒子（Ａ）の成分と接合対象であるアルミニウム含有部材の表面酸化物とが反応して、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスが形成される。低融点の金属酸化物ガラスが形成される際に、アルミニウム含有部材の表面酸化物（アルミニウム含有部材の表面に形成された金属酸化物）が接合材料と反応するので、アルミニウム含有部材の表面から金属酸化物の少なくとも一部が除去されて、表面酸化物が除去されたアルミニウム含有部材の部位が低融点の金属酸化物ガラスと直接接触可能となる。
本発明の接合材料では、固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成する、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、３００℃以上４５０℃以下の温度にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）と、を含む。従って、金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）と活性剤（Ｄ）は必須成分である。所定の加熱温度、例えば、３００℃以上５００℃以下の温度範囲で接合材料を加熱することにより、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ａ）の表面酸化膜を除去する活性能を有する活性剤（Ｄ）の成分と表面酸化膜が除去された金属粒子（Ａ）の成分と接合対象であるアルミニウム含有部材の表面酸化物とが反応して、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスが形成される。低融点の金属酸化物ガラスが形成される際に、アルミニウム含有部材の表面酸化物（アルミニウム含有部材の表面に形成された金属酸化物）が接合材料と反応するので、アルミニウム含有部材の表面から金属酸化物の少なくとも一部が除去されて、表面酸化物が除去されたアルミニウム含有部材の部位が低融点の金属酸化物ガラスと直接接触可能となる。
所定の加熱温度、例えば、３００℃以上５００℃以下の温度範囲で接合材料を加熱することにより、さらに、低融点の金属酸化物ガラスと３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）の活性能によって表面酸化膜が除去された金属粒子（Ｂ）の成分とが反応して、金属粒子（Ｂ）と金属粒子（Ａ）とが合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成し、金属酸化物ガラスの融点が上昇することで接合部が形成される。従って、本発明の接合材料で形成された接合部は、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を有している。
本発明の接合材料では、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスが形成される際に、表面酸化物が除去されたアルミニウム含有部材の部位が低融点の金属酸化物ガラスと直接接触可能となった状態で、低融点の金属酸化物ガラスから固相線温度４５０℃以上の合金相（α）が形成されるので、アルミニウム含有部材が化学的及び熱的な損傷を受けることを防止でき、また、接合部にボイド等の欠陥が生じることが防止できる。従って、本発明の接合材料では、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を形成できる。また、本発明の接合材料の態様によれば、ハロゲン系のフラックスを実質的に配合しないので、接合対象であるアルミニウム含有部材に腐食が生じてしまうことを防止できる。
本発明の接合材料は、例えば、ペースト状である。また、本発明の接合材料は、接合対象であるアルミニウム含有部材に腐食が生じてしまうことを防止できるので、アルミニウム含有部材の厚さが、例えば、０．５ｍｍ程度の薄さであっても、アルミニウム含有部材を金属製の他の部材と接合することができる。
［金属粒子（Ａ）］
本発明の接合材料では、第１の金属粒子として、固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）を含んでいる。金属粒子（Ａ）は、固相線温度が４５０℃以下であることにより、低温での接合に寄与でき、また、アルミニウムを含有することにより、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスの形成に寄与できる。金属粒子（Ａ）は、固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子であれば、金属種は、特に限定されず、例えば、亜鉛－アルミニウム系合金（Ｚｎ－Ａｌ系合金）、アルミニウム－マグネシウム系合金（Ａｌ－Ｍｇ系合金）等のアルミニウム合金が挙げられる。このうち、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスを確実に形成する点から、Ｚｎ－Ａｌ系合金が好ましい。
本発明の接合材料では、第１の金属粒子として、固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）を含んでいる。金属粒子（Ａ）は、固相線温度が４５０℃以下であることにより、低温での接合に寄与でき、また、アルミニウムを含有することにより、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスの形成に寄与できる。金属粒子（Ａ）は、固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子であれば、金属種は、特に限定されず、例えば、亜鉛－アルミニウム系合金（Ｚｎ－Ａｌ系合金）、アルミニウム－マグネシウム系合金（Ａｌ－Ｍｇ系合金）等のアルミニウム合金が挙げられる。このうち、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスを確実に形成する点から、Ｚｎ－Ａｌ系合金が好ましい。
金属粒子（Ａ）のアルミニウム含有量は、特に限定されないが、軟化温度４００℃以下の低融点の金属酸化物ガラスを安定的に形成して、接合部の接合強度と耐食性を確実に向上させる点から、５質量％以上４０質量％以下が好ましく、６質量％以上３０質量％以下が特に好ましい。
金属粒子（Ａ）の平均一次粒子径は、特に限定されないが、金属粒子（Ａ）の分散性を損なうことなく、活性剤（Ｄ）によって金属粒子（Ａ）の表面酸化膜が円滑に除去される点から、０．５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上８０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下が特に好ましい。
本発明の接合材料中における金属粒子（Ａ）の含有量は、特に限定されないが、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる点から、１５質量％以上８５質量％以下が好ましく、接合部の接合強度がさらに向上する点から、３０質量％以上８０質量％以下がより好ましく、３５質量％以上７５質量％以下が特に好ましい。
金属粒子（Ａ）の形状は、特に限定されないが、例えば、略球形を挙げることができる。
［金属粒子（Ｂ）］
本発明の接合材料では、第２の金属粒子として、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）を含んでいる。金属粒子（Ｂ）の成分が軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスに含まれている金属粒子（Ａ）の成分と合金化することで、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）が形成される。接合材料から形成された接合部に合金相（α）が形成されることにより、接合部に接合強度と耐食性を付与できる。
本発明の接合材料では、第２の金属粒子として、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）を含んでいる。金属粒子（Ｂ）の成分が軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスに含まれている金属粒子（Ａ）の成分と合金化することで、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）が形成される。接合材料から形成された接合部に合金相（α）が形成されることにより、接合部に接合強度と耐食性を付与できる。
金属粒子（Ｂ）は、融点が４５０℃以上であり、金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成するものであれば、金属種は、特に限定されず、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）等の金属（Ｍ１）を含む金属粒子が挙げられる。金属（Ｍ１）のうち、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）が確実に形成されつつ、入手が容易である点から、鉄（Ｆｅ）及び／または銅（Ｃｕ）を含む金属粒子が好ましい。金属（Ｍ１）は、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
金属粒子（Ｂ）の金属（Ｍ１）の含有量は、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）が確実に形成されて、さらに優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる点から、７０質量％以上が好ましく、８５％以上がより好ましく、９５％以上が特に好ましい。
金属粒子（Ｂ）の平均一次粒子径は、特に限定されないが、平均一次粒子径が１．０μｍ未満であるナノ粒子を含有していることが好ましい。なお、金属粒子（Ｂ）のナノ粒子とは、金属粒子（Ｂ）の金属種と同じ金属種のナノ粒子を意味する。金属粒子（Ｂ）がナノ粒子を含有することによって、活性剤（Ｄ）が活性化されやすくなって、金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）に対する活性剤（Ｄ）の活性能がさらに向上する。活性剤（Ｄ）の活性能がさらに向上することにより、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが円滑に形成されて、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、さらに優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる。
金属粒子（Ｂ）に含まれるナノ粒子の平均一次粒子径は、１．０μｍ未満、すなわち、ナノオーダーであれば、特に限定されないが、接合材料中における分散性を得つつ、活性剤（Ｄ）の活性能が向上する点から、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下がより好ましく、２０ｎｍ以上７０ｎｍ以下が特に好ましい。
金属粒子（Ｂ）がナノ粒子を含有する場合、金属粒子（Ｂ）中に含まれるナノ粒子の含有量は、特に限定されず、全てがナノ粒子（ナノ粒子の含有量１００質量％）であってもよく、一部がナノ粒子（ナノ粒子の含有量０質量％超１００質量％未満）であってもよい。一部がナノ粒子の場合には、金属粒子（Ｂ）中に含まれるナノ粒子の含有量は、５質量％以上５０質量％以下が好ましく、１０質量％以上２５質量％以下が特に好ましい。
また、金属粒子（Ｂ）では、上記したナノ粒子に代えて、平均一次粒子径が１．０μｍ以上である粒子でもよく、上記したナノ粒子とともに、平均一次粒子径が１．０μｍ以上である粒子を含んでいてもよい。平均一次粒子径が１．０μｍ以上である粒子の平均一次粒子径は、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）の形成が容易化される点から、１．０μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上１０μｍ以下が特に好ましい。
本発明の接合材料中における金属粒子（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる点から、５質量％以上６０質量％以下が好ましく、接合部の接合強度がさらに向上する点から、６質量％以上３０質量％以下がより好ましく、１０質量％以上２５質量％以下が特に好ましい。
金属粒子（Ｂ）の形状は、特に限定されないが、例えば、略球形を挙げることができる。
［活性剤（Ｄ）］
本発明の接合材料では、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）の表面に形成された酸化膜を除去する機能を有する活性剤（Ｄ）を含んでいる。活性剤（Ｄ）の上記した表面酸化膜除去機能により、金属粒子（Ａ）が活性化されて、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスの形成が促進される。また、活性剤（Ｄ）の上記した表面酸化膜除去機能により、金属粒子（Ｂ）が活性化されて、金属粒子（Ｂ）の成分と軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスに含まれている金属粒子（Ａ）の成分との合金化が促進されることで、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）の形成が促進される。
本発明の接合材料では、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）の表面に形成された酸化膜を除去する機能を有する活性剤（Ｄ）を含んでいる。活性剤（Ｄ）の上記した表面酸化膜除去機能により、金属粒子（Ａ）が活性化されて、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスの形成が促進される。また、活性剤（Ｄ）の上記した表面酸化膜除去機能により、金属粒子（Ｂ）が活性化されて、金属粒子（Ｂ）の成分と軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスに含まれている金属粒子（Ａ）の成分との合金化が促進されることで、固相線温度４５０℃以上の合金相（α）の形成が促進される。
活性剤（Ｄ）は、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）の表面に形成された酸化膜を除去する成分であれば、特に限定されず、例えば、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ａ）と金属粒子（Ｂ）に対する活性剤（Ｄ）の活性能が向上して、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、さらに優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる点から、リン原子と酸素原子を有する有機リン化合物が好ましい。上記有機リン化合物としては、金属粒子（Ａ）に対するさらに優れた活性能が得られる点から、亜リン酸化合物、リン酸化合物が好ましく、金属粒子（Ａ）に対する活性能が確実に向上して軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが円滑に形成される点から、亜リン酸化合物が特に好ましい。
亜リン酸化合物としては、例えば、亜リン酸トリス（ノニルフェニル）、亜リン酸ペンタデシフェニル、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリブチル等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
本発明の接合材料中における活性剤（Ｄ）の含有量は、特に限定されないが、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる点から、５質量％以上３０質量％以下が好ましく、接合部の接合強度がさらに向上する点から、５質量％以上２０質量％以下が特に好ましい。
［金属粒子（Ｃ）］
本発明の接合材料では、必要に応じて、さらに、第３の金属粒子として、融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）を含んでいてもよい。金属粒子（Ｃ）は、任意成分である。また、金属粒子（Ｃ）は、活性剤（Ｄ）によって、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜が除去される成分である。融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）をさらに含み、活性剤（Ｄ）によって３００℃以上４５０℃以下の温度にて金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜が除去されて金属粒子（Ｃ）が活性化することにより、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスに金属粒子（Ｃ）の成分が含まれることとなり、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスの融点がさらに低下する。金属酸化物ガラスの融点がさらに低下することにより、従来、アルミニウム含有部材を接合する際の接合温度は４００℃超が必要であったところ、接合部の接合強度を損なうことなく、接合温度を３５０℃～４００℃に低減できる。また、金属粒子（Ｃ）をさらに含むことにより、アルミニウム含有部材の接合温度を低減できるので、アルミニウム含有部材が熱損傷を受けることを防止でき、強度低下等を防止できる。
本発明の接合材料では、必要に応じて、さらに、第３の金属粒子として、融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）を含んでいてもよい。金属粒子（Ｃ）は、任意成分である。また、金属粒子（Ｃ）は、活性剤（Ｄ）によって、３００℃以上４５０℃以下の温度範囲にて金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜が除去される成分である。融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）をさらに含み、活性剤（Ｄ）によって３００℃以上４５０℃以下の温度にて金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜が除去されて金属粒子（Ｃ）が活性化することにより、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスに金属粒子（Ｃ）の成分が含まれることとなり、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスの融点がさらに低下する。金属酸化物ガラスの融点がさらに低下することにより、従来、アルミニウム含有部材を接合する際の接合温度は４００℃超が必要であったところ、接合部の接合強度を損なうことなく、接合温度を３５０℃～４００℃に低減できる。また、金属粒子（Ｃ）をさらに含むことにより、アルミニウム含有部材の接合温度を低減できるので、アルミニウム含有部材が熱損傷を受けることを防止でき、強度低下等を防止できる。
金属粒子（Ｃ）は、融点が３５０℃以下の金属粒子であれば、金属種は、特に限定されず、例えば、接合部の接合強度を損なうことなく、アルミニウム含有部材の接合温度をより確実に低減できる点から、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）の金属（Ｍ２）を含む金属粒子が好ましく、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）及び／またはスズ（Ｓｎ）を含む金属粒子が特に好ましい。金属（Ｍ２）は、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
金属粒子（Ｃ）の金属（Ｍ２）の含有量は、接合部の接合強度を損なうことなく、アルミニウム含有部材の接合温度をより確実に低減できる点から、７０質量％以上が好ましく、８５％以上がより好ましく、９５％以上が特に好ましい。
金属粒子（Ｃ）の平均一次粒子径は、特に限定されないが、金属粒子（Ｃ）の分散性を損なうことなく、活性剤（Ｄ）によって金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜が円滑に除去される点から、０．５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上８０μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下が特に好ましい。
本発明の接合材料中における金属粒子（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を確実に形成できる点から、５質量％以上３０質量％以下が好ましく、接合部の接合強度がさらに向上する点から、６質量％以上１９質量％以下が特に好ましい。
金属粒子（Ｃ）の形状は、特に限定されないが、例えば、略球形を挙げることができる。
［接合材料の製造方法］
本発明の接合材料の製造方法は、特に限定されないが、例えば、金属粒子（Ａ）と、金属粒子（Ｂ）と、活性剤（Ｄ）と、必要に応じて金属粒子（Ｃ）と、を所定割合にて配合し、室温（常温）にて、ボールミル、サンドミル等の混練手段、またはスーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の攪拌手段により混練または混合することで製造することができる。
本発明の接合材料の製造方法は、特に限定されないが、例えば、金属粒子（Ａ）と、金属粒子（Ｂ）と、活性剤（Ｄ）と、必要に応じて金属粒子（Ｃ）と、を所定割合にて配合し、室温（常温）にて、ボールミル、サンドミル等の混練手段、またはスーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の攪拌手段により混練または混合することで製造することができる。
［接合材料の使用方法］
本発明の接合材料は、アルミニウム含有部材と他の部材（金属部材）とを接合してアルミニウム含有部材を備えた接合構造体を製造するために使用することができる。他の部材の種類は、特に限定されないが、アルミニウム含有部材、銅含有部材、鉄含有部材等が挙げられる。また、アルミニウム含有部材及び他の部材の形状としては、特に限定されないが、例えば、管体、平板状または波状の板状体等が挙げられる。
本発明の接合材料は、アルミニウム含有部材と他の部材（金属部材）とを接合してアルミニウム含有部材を備えた接合構造体を製造するために使用することができる。他の部材の種類は、特に限定されないが、アルミニウム含有部材、銅含有部材、鉄含有部材等が挙げられる。また、アルミニウム含有部材及び他の部材の形状としては、特に限定されないが、例えば、管体、平板状または波状の板状体等が挙げられる。
アルミニウム含有部材の所望の部位に、例えばペースト状である本発明の接合材料を塗布後、接合材料の塗布部に他の部材を接触させる。次に、所定の加熱温度、例えば、３００℃以上５００℃以下の温度範囲にて、接合材料を加熱することにより、接合材料が固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成して、アルミニウム含有部材と他の部材とを接合する接合部が形成されて、アルミニウム含有部材を備えた接合構造体が得られる。
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。
金属粒子（Ａ）、金属粒子（Ｂ）、金属粒子（Ｃ）、活性剤（Ｄ）について、下記表１に示す配合割合にて遠心混錬機、３本ロールミルにて混合し、実施例１～１６、比較例１～１２の接合材料を調製した。下記表１中の金属粒子（Ａ）、金属粒子（Ｂ）、金属粒子（Ｃ）、活性剤（Ｄ）の詳細は、以下の通りである。なお、表１中の空欄部は、配合なしを意味する。
金属粒子（Ａ）
・Ａ－１：Ｚｎが７７質量％超、Ａｌが２２．３質量％のＺｎ－Ａｌ合金、固相線温度４２０℃、平均一次粒子径４５μｍのアトマイズ粉、ヒカリ素材工業株式会社
・Ａ－２：Ｚｎが９３質量％超、Ａｌが６質量％のＺｎ－Ａｌ合金、固相線温度４００℃、平均一次粒子径４５μｍのアトマイズ粉、ヒカリ素材工業株式会社
・Ａ－１：Ｚｎが７７質量％超、Ａｌが２２．３質量％のＺｎ－Ａｌ合金、固相線温度４２０℃、平均一次粒子径４５μｍのアトマイズ粉、ヒカリ素材工業株式会社
・Ａ－２：Ｚｎが９３質量％超、Ａｌが６質量％のＺｎ－Ａｌ合金、固相線温度４００℃、平均一次粒子径４５μｍのアトマイズ粉、ヒカリ素材工業株式会社
金属粒子（Ｂ）
・Ｂ－１：酸化鉄還元法で得られたＦｅ粉（Ｆｅが９９．９質量％以上）、融点１５３８℃、平均一次粒子径１μｍ、ＪＦＥスチール株式会社
・Ｂ－２：レーザ蒸着法で得られたＦｅ粉（Ｆｅが９９．９質量％以上）、融点１５３８℃、平均一次粒子径３０ｎｍ、イーエムジャパン株式会社
・Ｂ－３：電解Ｃｕ粉（Ｃｕが９９．９質量％以上）、融点１０８５℃、平均一次粒子径５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社
・Ｂ－４：液相還元法で合成されたＣｕナノ粒子（Ｃｕが９９．９質量％以上）、融点１０８５℃、平均一次粒子径６０ｎｍ、古河電気工業株式会社
・Ｂ－１：酸化鉄還元法で得られたＦｅ粉（Ｆｅが９９．９質量％以上）、融点１５３８℃、平均一次粒子径１μｍ、ＪＦＥスチール株式会社
・Ｂ－２：レーザ蒸着法で得られたＦｅ粉（Ｆｅが９９．９質量％以上）、融点１５３８℃、平均一次粒子径３０ｎｍ、イーエムジャパン株式会社
・Ｂ－３：電解Ｃｕ粉（Ｃｕが９９．９質量％以上）、融点１０８５℃、平均一次粒子径５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社
・Ｂ－４：液相還元法で合成されたＣｕナノ粒子（Ｃｕが９９．９質量％以上）、融点１０８５℃、平均一次粒子径６０ｎｍ、古河電気工業株式会社
金属粒子（Ｃ）
・Ｃ－１：Ｚｎ－Ｍｇ－Ａｌ合金（Ｚｎが８２質量％、Ｍｇが１０質量％、Ａｌが８質量％）、融点３４０℃、平均一次粒子径５０μｍのディスクアトマイズによる試作合金粉
・Ｃ－２：Ｓｎ粉（Ｓｎが９９．９質量％以上）、融点２３２℃、平均一次粒子径１５μｍのアトマイズ粉、三井金属鉱山株式会社
・Ｃ－１：Ｚｎ－Ｍｇ－Ａｌ合金（Ｚｎが８２質量％、Ｍｇが１０質量％、Ａｌが８質量％）、融点３４０℃、平均一次粒子径５０μｍのディスクアトマイズによる試作合金粉
・Ｃ－２：Ｓｎ粉（Ｓｎが９９．９質量％以上）、融点２３２℃、平均一次粒子径１５μｍのアトマイズ粉、三井金属鉱山株式会社
活性剤（Ｄ）
亜リン酸トリス（ノニルフェニル）（ＴＮＰＰ）９５質量部と亜リン酸ペンタデシフェニル（ＰＤＰＰ）５質量部の混合液
亜リン酸トリス（ノニルフェニル）（ＴＮＰＰ）９５質量部と亜リン酸ペンタデシフェニル（ＰＤＰＰ）５質量部の混合液
他の金属粒子（金属粒子（Ｘ））
Ａｌ－Ｓｉろう材（Ａｌが８７質量％超、Ｓｉが１１質量％、Ｆｅが０．８質量％）、固相線温度５７７℃、ＪＩＳ－Ａ４０４７、平均一次粒子径８０μｍのアトマイズ粉、ヒカリ素材工業株式会社
他の活性剤（活性剤（Ｙ））
ハロゲン系フラックス、ＮＳ－１２Ｆ、株式会社日本スペリア社
Ａｌ－Ｓｉろう材（Ａｌが８７質量％超、Ｓｉが１１質量％、Ｆｅが０．８質量％）、固相線温度５７７℃、ＪＩＳ－Ａ４０４７、平均一次粒子径８０μｍのアトマイズ粉、ヒカリ素材工業株式会社
他の活性剤（活性剤（Ｙ））
ハロゲン系フラックス、ＮＳ－１２Ｆ、株式会社日本スペリア社
接合対象であるアルミニウム含有部材として厚さ３ｍｍと厚さ０．５ｍｍのＡ１０５０(純アルミニウム)を用い、アルミニウム含有部材に接合する他の部材としてＡ６０６１のＴ６処理アルミニウム板を用いた。アルミニウム含有部材に実施例１～１６、比較例１～１２の接合材料をそれぞれ１００μｍ厚塗布し、その上に他の部材を載置してサンプルを作製した。次に、作製したサンプルを、加熱炉内にて、下記表２に示す接合温度にて大気雰囲気下１０分間保持し、その後、加熱炉からサンプルを取り出して常温まで空冷して、接合構造体を作製した。
接合構造体の評価項目は、以下の通りである。
（１）引張りせん断試験
幅２５ｍｍ長さ１００ｍｍの厚さ３ｍｍと厚さ０．５ｍｍのＡ１０５０(純アルミニウム)を用い、同様の寸法のＡ６０６１のＴ６処理アルミニウム板を２５ｍｍ角の面積を所定温度条件で加熱接続し、引張り試験装置を用いて１ｍｍ／ｓｅｃの速度で引張り、破断荷重を測定した。破断荷重を２５ｍｍ×２５ｍｍの面積で割ることで、引張りせん断強度を算出した。
（１）引張りせん断試験
幅２５ｍｍ長さ１００ｍｍの厚さ３ｍｍと厚さ０．５ｍｍのＡ１０５０(純アルミニウム)を用い、同様の寸法のＡ６０６１のＴ６処理アルミニウム板を２５ｍｍ角の面積を所定温度条件で加熱接続し、引張り試験装置を用いて１ｍｍ／ｓｅｃの速度で引張り、破断荷重を測定した。破断荷重を２５ｍｍ×２５ｍｍの面積で割ることで、引張りせん断強度を算出した。
（２）プレッシャークッカー溶出試験
プレッシャークッカー試験機（エスペック株式会社 ＥＨＳ－４１１）で、超純水が入った容器に浸したサンプル（接続部２５ｍｍ×２５ｍｍ、接続材料塗布厚１００μｍ）を封止し、温度１１０℃、保持時間４００ｈ後、サンプルを取り出し、容器中の液を株式会社島津製作所のイオンクロマトグラフィーＨＩＣ－ＳＰで分析し、塩素量、りん酸量を定量化した。
プレッシャークッカー試験機（エスペック株式会社 ＥＨＳ－４１１）で、超純水が入った容器に浸したサンプル（接続部２５ｍｍ×２５ｍｍ、接続材料塗布厚１００μｍ）を封止し、温度１１０℃、保持時間４００ｈ後、サンプルを取り出し、容器中の液を株式会社島津製作所のイオンクロマトグラフィーＨＩＣ－ＳＰで分析し、塩素量、りん酸量を定量化した。
評価結果を下記表２に示す。
上記表２に示すように、固相線温度が４５０℃以下であってアルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、亜リン酸化合物である活性剤（Ｄ）と、を含む実施例１～１６では、アルミニウム含有部材の厚さが３ｍｍと０．５ｍｍについて、接合温度３５０℃～５００℃にて優れた接合強度と耐食性を有する接合部を形成できた。特に、実施例５、９、１３、１４から、融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）をさらに含むと、接合温度３５０℃でも優れた接合強度が得られ、低温接合ができることが判明した。
また、金属粒子（Ａ）の配合割合が５５質量％～７０質量％、金属粒子（Ｂ）の配合割合が１０質量％～２５質量％である実施例１～１２は、金属粒子（Ａ）の配合割合が２０質量％または８５質量％、金属粒子（Ｂ）の配合割合が５質量％または５０質量％である実施例１３～１６と比較して、厚さが３ｍｍの部材について接合強度がさらに向上する傾向が得られた。また、金属粒子（Ｃ）の配合割合が１０質量％～１５質量％である実施例５～１２は、金属粒子（Ｃ）の配合割合が５質量％または２０質量％である実施例１３～１６と比較して、厚さが３ｍｍの部材について接合強度がさらに向上する傾向が得られた。なお、実施例１～１６では、活性剤（Ｄ）の配合割合は５質量％～２０質量％とした。
一方で、金属粒子として、金属粒子（Ａ）、金属粒子（Ｂ）、金属粒子（Ｃ）をいずれも配合せずに、アルミニウムを含有するが固相線温度が４５０℃超である金属粒子（Ｘ）を配合し、活性剤としてハロゲン系フラックスを用いた比較例１、２では、接合温度５００℃でも、接合強度も耐食性も得られなかった。また、金属粒子として、金属粒子（Ａ）を配合したが、金属粒子（Ｂ）を配合しなかった比較例３～９では、接合強度が得られなかった。また、金属粒子として、金属粒子（Ａ）、金属粒子（Ｂ）、金属粒子（Ｃ）をいずれも配合したが、亜リン酸化合物である活性剤（Ｄ）に代えて、ハロゲン系フラックスを用いた比較例１０では、接合強度と耐食性が得られなかった。また、金属粒子として、金属粒子（Ｂ）、金属粒子（Ｃ）を配合し、亜リン酸化合物である活性剤（Ｄ）を用いたが、金属粒子（Ａ）を配合せずに金属粒子（Ｘ）を配合した比較例１１では、接合強度と耐食性を得るためには、接合温度６００℃と、接合対象であるアルミニウム含有部材自体に損傷が生じるおそれのある温度が必要であった。また、金属粒子として、金属粒子（Ｂ）、金属粒子（Ｃ）を配合し、亜リン酸化合物である活性剤（Ｄ）を用いたが、金属粒子（Ａ）を配合しなかった比較例１２では、接合強度が得られなかった。
本発明の接合材料は、アルミニウム含有部材を金属部材と接合する際に、接合対象の部材の形状に関わらず、優れた接合強度と耐食性を有する接合部を形成できるので、管材や板材の接合等、広汎な技術分野で利用可能である。
Claims (10)
- 固相線温度が４５０℃以下であり、アルミニウムを含有する金属粒子（Ａ）と、
前記金属粒子（Ａ）と合金化することで固相線温度４５０℃以上の合金相（α）を形成する、融点が４５０℃以上の金属粒子（Ｂ）と、
３００℃以上４５０℃以下の温度にて前記金属粒子（Ａ）と前記金属粒子（Ｂ）の表面酸化膜を除去する活性剤（Ｄ）と、を含むアルミニウム含有部材の接合材料であり、
３００℃以上４００℃以下の温度にて、前記金属粒子（Ａ）の成分、前記活性剤（Ｄ）の成分及び前記アルミニウム含有部材の表面酸化物から、軟化温度４００℃以下の金属酸化物ガラスが形成され、
前記金属粒子（Ａ）が、アルミニウム含有量が５質量％以上４０質量％以下であるＺｎ－Ａｌ合金粒子であり、前記金属粒子（Ｂ）が、Ｆｅ及びＣｕからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有し、
前記金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含み、
ハロゲン系のフラックスを含有しない、接合材料。 - 融点が３５０℃以下の金属粒子（Ｃ）をさらに含み、前記活性剤（Ｄ）が、３００℃以上４５０℃以下の温度にて前記金属粒子（Ａ）と前記金属粒子（Ｂ）と前記金属粒子（Ｃ）の表面酸化膜を除去し、
前記金属粒子（Ｃ）が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ及びＳｎからなる群から選択された少なくとも１種を合計７０質量％以上含有し、
前記金属粒子（Ａ）を１５質量％以上８５質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を５質量％以上６０質量％以下、前記金属粒子（Ｃ）を５質量％以上３０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上３０質量％以下含む請求項１に記載の接合材料。 - 前記活性剤（Ｄ）が、リン原子と酸素原子を有する有機リン化合物を含有する請求項１または２に記載の接合材料。
- 前記Ｚｎ－Ａｌ合金粒子の平均一次粒子径が、０．５μｍ以上１００μｍ以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接合材料。
- 前記金属粒子（Ｂ）が、平均一次粒子径が１．０μｍ未満であるナノ粒子を含有し、該ナノ粒子の平均一次粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接合材料。
- 前記金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含む請求項１に記載の接合材料。
- 前記金属粒子（Ａ）を３０質量％以上８０質量％以下、前記金属粒子（Ｂ）を６質量％以上３０質量％以下、前記金属粒子（Ｃ）を６質量％以上１９質量％以下、前記活性剤（Ｄ）を５質量％以上２０質量％以下含む請求項２に記載の接合材料。
- 前記活性剤（Ｄ）が、亜リン酸化合物を含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の接合材料。
- 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の接合材料で、前記アルミニウム含有部材と他の部材が接合された接合構造体。
- 前記他の部材が、他のアルミニウム含有部材、銅含有部材及び／または鉄含有部材である請求項９に記載の接合構造体。
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