JPH0279309A - セラミックス絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、高真空機器や高温使用機器などにおいて配
線用や巻線用電線等に用いられる電線に関するものであ
る。

［従来の技術］ 一般的な機器に用いられている従来の配線用電線や巻線
用電線としては、金属導体のまわりを有機被覆材料で覆
った電線が知られている。特に耐熱性を要求される用途
では、照射架橋した樹脂、四フッ化エチレンなどのよう
なフッ素含有樹脂、またはポリイミド等で被覆した電線
が使用されている。しかしながら、このような樹脂被覆
の電線の耐熱性は高々３００℃程度である。また、高真
空機器内で用いる電線の場合には、ベーキング処理等の
加熱に耐え得る耐熱性が要求され、さらに高真空度を達
成し維持するために吸収したガスや水分等の放出が少な
く、また熱分解によるガス放出の少ない電線が要求され
る。従来の有機材料を被覆した電線では、このような耐
熱性やガス放出性の要求を満足することができない。

［発明が解決しようとする課題］ このため、無機材料により被覆した電線が検討されてい
る。しかしながら、ＣｕやＡＱ等の金属導体とその上に
被覆される絶縁無機物との間には大きな熱膨張率の差が
ある。このため、繰返しのヒートサイクル等により被覆
している絶縁無機物が剥離したり、あるいはクラックが
発生したりするという問題を有していた。このような剥
離等を生じさせる温度差は、セラミックスの絶縁層を被
覆する製造工程の際や、あるいは製造後に使用し電流が
流れ加熱された際もしくはベーキング処理等の加熱の際
に生じた。

この発明は、このような繰返しのヒートサイクル等によ
る絶縁性セラミックス層の剥離やクラックの発生を防止
した、セラミックス絶縁電線を提供することにある。

［課題を解決するための手段およびその作用効果］この
発明に従う電線では、ＣｕまたはＡｍを主体とした高導
電率層と、高導電率層よりも低い熱膨張係数を有し、高
導電率層の内側に設けられる芯材と、高導電率層の外側
に設けられる絶縁性セラミックス層とを備えている。

この発明のセラミックス絶縁電線では、このように高導
電率層の内側に熱膨張係数の低い芯材が設けられている
ため、高導電率層の熱膨張率は、芯材により抑制されて
小さくなる。このため、高導電率層の外側に設けられる
絶縁セラミックス層との熱膨張率の差が小さくなり、従
来のような絶縁性セラミックス層の剥離や、クラック発
生を防止することができる。

第１図は、この発明の具体例を示す模式図である。第１
図において、１は芯材を示し、２は高導電率層を示し、
３は絶縁性セラミックス層を示している。

この発明において用いられる芯材としては、インバー合
金、たとえばＦｅ−１５〜５０重量％Ｎｉを主成分とす
る合金が好ましい。Ｎｉの含有量を１５〜５０重星％に
限定しているのは、Ｎｉの含有量がこの規定範囲外にな
ると、十分に小さな熱膨張係数を有する芯材にすること
ができないからである。

また、高導電率層の断面積は、電線全体の断面積の５〜
５０％であることが好ましい。高導電率層の断面積が電
線全体の断面積の５％未満になると、電線全体としての
導電率が低下し、信号伝達特性の不十分な場合がある。

また高導電率層の断面積が小さくなると製造しにくくな
る場合がある。

高導電率層の断面積が電線全体の断面積の５０％を越え
ると、熱膨張係数の低下が不十分になり十分な効果が得
られない場合がある。また、この高導電率層が大きくな
りすぎると製造しにくくなる場合を生じる。このように
、高導電率層の断面積の比率として、適当な値を選ぶこ
とにより、芯材を内側に設けた高導電率層の熱膨張を低
く抑えながら、高導電層に良好な信号電流等の伝達を分
担させることができる。

この発明に用いられる絶縁セラミックス層の材質として
は、絶縁性を示すものであれば特に限定されないが、た
とえばＡＬＯ３や５ｉ０２などを使用することができる
。

なお、この発明においては、必要により高導電率層の上
に、高導電率層を構成する金属の酸化物、すなわちＣｕ
２ＯまたはＡ（ＬｚＯ８からなる中間層を形成し、その
上に絶縁性セラミックス層を設けてもよい。このような
場合、高導電率層の外周表面を酸化することにより、こ
のような金属酸化物を形成してもよい。

表１には、この発明において高導電率層として使用し得
るＣｕ、Ａｌと、芯材として使用し得るＦｅ−４２％Ｎ
ｉ合金と、絶縁性セラミックス層として使用し得るＡＩ
！２０３．Ｓ　ｉ０２のそれぞれの熱膨張係数を示す。

（以下余白） ＝　６− 表　　　１ この発明においては、高導電率層としてのＣｕまたはＡ
ｆｌを芯材のまわりに設けているため、高周波特性の良
好な信号用導体としてこの発明の電線を用いることがで
きる。

［実施例］ 実施例ｌ Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金を芯材として、パイプ嵌合法で無
酸素銅パイプを嵌合し、高導電率層である銅の部分の断
面積が３０％となるように複合材を作成し、熱処理およ
び伸線加工により、直径００５ｍｍの線材を作製した。

次に、これにイオンブレーティング法により、ＡＬＯ３
を５μｍの厚みとなるように設けてセラミックス絶縁電
線を作製した。

比較のため、同径の０．５ｍｍの直径を有する無酸素銅
の線にも、同様にイオンブレーティング法によりＡＬＯ
ｓを同じ厚みで形成した（比較例１）。

この実施例１および比較例１の電線について、常温〜６
００℃の間のヒートサイクルテストを２０回実施した。

実施例１の電線は絶縁セラミックス層に全く異常が見ら
れなかったのに対し、比較例１の電線においては絶縁性
セラミックス層に多数のクラックが発生し、また剥離が
認められた。

また、実施例１の電線を、真空機器中で使用する測定用
信号回路の電線として使用したところ、真空特性および
測定特性において良好な結果を示した。

実施例２ 実施例１と同様にして、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金を芯材と
して、無酸素銅パイプを嵌合し、銅の部分の断面積の比
が３０％となるように、熱処理および伸線加工して、直
径０．５ｍｍの線材を作製した。この線材の上に、プラ
ズマＣＶＤ法で、５ｉ０２を３μｍの厚みとなるように
形成し絶縁性セラミックス層を設けた。この実施例２の
電線を、実施例１と同様の測定用信号回路の電線として
のテストを行なったところ、実施例１と同様の良好な真
空特性や測定特性を示した。

実施例３ Ｆｅ−３２％Ｎｉ−５％Ｃｏを芯材として、ＥＣアルミ
ニウムを連続的に押し出し、芯Ｈの周囲にアルミニウム
を被覆した。高導電率層であるアルミニウムの部分が断
面積比で２０％となるように被覆した。この後、伸線加
工して、外径１ｍｍの線材とした。次に、この線材の表
面を、希硫酸を用いてアルマイト加工し、アルミニウム
の層の表面に、ＡＬｚＯ３を主体とした絶縁性セラミッ
クス層を８μｍの厚みとなるように形成した。

なお、比較として、ＥＣアルミニウムのバルクの線材に
ついて、実施例３と同一の希硫酸によるアルマイト加工
を行ない、アルマイトで被覆されたアルミニウム線材を
作製した（比較例２）。

実施例３および比較例２の電線について、それぞれ常温
〜５００℃の間のヒートサイクルテストを５０回行なっ
た。実施例３の電線では、絶縁性セラミックス層である
アルマイトの層の部分には剥離やクラックが認められな
かったが、比較例２の電線においては、アルマイトの層
の部分にクラックが発生した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のセラミックス絶縁電線を模式的に
示す図である。 図において、１は芯材、２は高導電率層、３は絶縁性セ
ラミックス層を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣｕまたはＡｌを主体とした高導電率層と、 前記高導電率層よりも低い熱膨張係数を有し、前記高導
   電率層の内側に設けられる芯材と、前記高導電率層の外
   側に設けられる絶縁性セラミックス層とを備える、セラ
   ミックス絶縁電線。
2. （２）前記芯材がＦｅ−１５〜５０重量％Ｎｉを主成分
   とする合金からなる、請求項１記載のセラミックス絶縁
   電線。
3. （３）前記高導電率層の断面積が、電線全体の断面積の
   ５〜５０％である、請求項１記載のセラミックス絶縁電
   線。
4. （４）前記高導電率層と絶縁性セラミックス層との間に
   、前記高導電率層を構成する金属の酸化物からなる中間
   層が形成されている、請求項１記載のセラミックス絶縁
   電線。