JPH04242011A - 無機絶縁部材 - Google Patents

無機絶縁部材

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JPH04242011A
JPH04242011A JP3001645A JP164591A JPH04242011A JP H04242011 A JPH04242011 A JP H04242011A JP 3001645 A JP3001645 A JP 3001645A JP 164591 A JP164591 A JP 164591A JP H04242011 A JPH04242011 A JP H04242011A
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JP
Japan
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alloy
conductor
layer
inorganic compound
insulating member
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JP3001645A
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English (en)
Inventor
Koichi Yamada
浩一 山田
Kazuo Sawada
澤田 和夫
Shinji Inasawa
信二 稲澤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Priority to DE1991631710 priority patent/DE69131710T2/de
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/10Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
    • H01B3/105Wires with oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/292Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to heat

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば高温用電線
および絶縁リード線などのような絶縁部材に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】絶縁電線のような絶縁部材は、加熱設備
や火災報知機などの高温下における安全性が要求される
ような設備に使用されることが多い。また絶縁電線は、
自動車内の高温度に加熱される環境下においても用いら
れる。このような絶縁電線としては、従来から、導体に
ポリイミドやフッ素樹脂等の耐熱性有機樹脂が被覆され
た絶縁電線が使用されている。
【0003】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℃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非
ガス放出性の要求を満足することができない。
【0004】高い耐熱性が要求される用途および高い真
空度が要求される環境下で使用される場合には、有機物
被覆だけでは、耐熱性やガス放出性の点で不十分である
。そこで、セラミックス性ガイシ管に導体が通された形
式の絶縁電線および酸化マグネシウムなどの金属酸化物
微粒子が詰められた、ステンレス合金などからなる耐熱
合金製の管に導体が通された形式のMIケーブルなどが
、そのような用途に使用されてきた。
【0005】耐熱性とともに可撓性が要求される絶縁電
線としては、ガラス繊維が紡織されたものを絶縁部材と
して使用するガラス編組絶縁電線などが挙げられる。
【0006】また、無機材料により被覆した電線が検討
されており、たとえば、アルミニウム導体の表面をアル
マイト加工して、表面にAl2 O3 膜を形成したア
ルマイト被覆電線、および電析法による電線がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】アルマイト電線および
電析法による電線では、導体がアルミニウムに限定され
るため、耐熱性がCu等の金属を用いるものに比べて劣
る。またこのような従来の電線は、皮膜が多孔質である
ため、絶縁破壊電圧が低く、ガス放出が多いという問題
もあった。
【0008】MIケーブルは、導体径に比べ、電線全体
の径が大きくなり、占積率が悪くなり、大きな電流を流
せないという問題があった。
【0009】ガラス編組絶縁電線の場合には、微小なガ
ラス粉を発生したり、編み目がずれて導体が露出してし
まうという問題があった。
【0010】この発明の目的は、耐熱性および絶縁性に
優れた無機絶縁部材を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に従う無機絶縁
部材は、NiまたはNi合金を少なくとも外表面に有す
る導体と、導体の外表面を酸化処理して形成されるNi
またはNi合金の酸化物層と、NiまたはNi合金の酸
化物層の外方に形成される絶縁性無機化合物層とを備え
ている。
【0012】この発明において、導体の外表面に形成さ
れるNiまたはNi合金の酸化物層は、導体外表面のN
iまたはNi合金を酸化処理して形成されるものである
。この酸化処理は、好ましくは、酸素を含む気相中での
酸化処理である。
【0013】この発明に従いNiまたはNi合金の酸化
物層の外方に形成される絶縁性無機化合物層は、たとえ
ば、金属アルコキシドまたは金属カルボン酸エステルを
加水分解および縮重合して形成することができる。
【0014】絶縁無機化合物層を形成する他の方法とし
ては、有機金属ポリマーを熱分解することにより形成す
ることができる。この方法によれば、金属酸化物、金属
炭化物、金属窒化物またはこれらの複合物を形成させる
ことができる。
【0015】この発明において、絶縁性無機化合物層は
、セラミックス微粒子を含んでいてもよい。
【0016】この発明の無機絶縁部材は、たとえば、高
温用電線および絶縁リード線などである。しかしながら
、このようなものに限定されるものではなく、たとえば
熱電対などのようなその他の絶縁部材も含まれる。
【0017】図1は、この発明に従う第1の実施例を示
す断面図である。図1を参照して、Ni導体1のまわり
にはNi酸化物層2が形成されており、このNi酸化物
層2のまわりに絶縁性無機化合物層3が形成されている
【0018】図2は、この発明に従う第2の実施例を示
す断面図である。図2を参照して、Ni合金導体11の
まわりには、Ni合金酸化物層12が形成されている。 Ni合金酸化物層12のまわりには、絶縁性無機化合物
層13が形成されている。
【0019】図3は、この発明に従う第3の実施例を示
す断面図である。図3を参照して、Cu導体20のまわ
りには、たとえばカーボンなどからなる拡散防止層24
が設けられている。この拡散防止層24のまわりにNi
層21が形成されている。Ni層21のまわりにはNi
酸化物層22が形成されけており、このまわりに絶縁性
無機化合物層23が形成されている。
【0020】
【作用】この発明では、従来導体として用いられている
Alよりも耐熱性の高い金属を用いることができる。こ
の発明で用いる導体の少なくとも外表面はNiまたはN
i合金から形成されている。導体全体をNiまたはNi
合金で形成させてもよいが、NiまたはNi合金は導電
率が低い。Alは60%IACSであるのに対し、Ni
は25%IACSであり、Ni合金は25%IACS以
下である。このため、導電率を高めることを目的に、C
uの外表面にNiをメッキしたり、あるいはNiをクラ
ッドさせてもよい。しかしながら、このようなNiメッ
キCuやNiクラッドCuを高温で長時間使用すると、
NiとCuの間で相互に拡散が起こり、合金層が形成さ
れて導電率が低下する。このような拡散を防止するため
に、図3に示す第3実施例のように、NiとCuの界面
にBNなどからなる拡散防止層を設けてもよい。
【0021】上述のように、この発明において形成され
る絶縁性無機化合物層は、金属アルコキシドまたは金属
カルボン酸エステルを加水分解および縮重合して得られ
る金属酸化物から形成させることができる。このような
金属酸化物としては、たとえばSiO2 、Al2 O
3 、MgO、およびZrO2 ならびにこれらの複合
体がある。これらの金属酸化物は、非常に緻密でかつ表
面が平滑であるため、高い絶縁性を有し、かつガス放出
が少ない。
【0022】また、有機金属ポリマーを熱分解して得ら
れる、SiO2 などの金属酸化物、SiCなどの金属
炭化物、Si3 N4 、AlN、およびBNなどの金
属窒化物またはこれらの複合物も同様に高い絶縁性を有
し、かつガス放出が少ない。
【0023】これらの絶縁性無機化合物層は、導体外表
面のNiまたはNi合金と親和性が少なく、直接コーテ
ィングすると高い密着力が得られず、すぐに剥離してし
まい、曲げ加工することができない。
【0024】この発明では、導体外表面のNiまたはN
i合金を酸化処理してNiまたはNi合金の酸化物層を
形成し、この酸化物層の上に絶縁性無機化合物層を形成
している。この酸化物層は、導体表面に非常によく密着
しており、また絶縁性無機化合物層との密着力も優れて
いる。このため、この発明に従えば、絶縁性無機化合物
層は剥離しにくく、たとえば電線にした場合、優れた可
撓性を得ることができる。
【0025】
【実施例】導体として、■Ni線(線径0.5mm)、
■Ni−15wt%Cr合金線(線径0.32mm)、
および■Ni/BN/Cuクラッド線(Cu線に拡散防
止層としてのカーボン層を介してNi層をクラッドした
線;Cu径0.38mm,カーボン層厚み10μm,N
i層厚み50μm)を用いてこのようにして、この発明
に従う無機絶縁部材を作製した。
【0026】導体■および■は、大気中800℃で30
分熱処理して表面を酸化させ、酸化物層を形成した。導
体■については、10mTorrのAr−10%O2 
中で、プラズマ酸化処理を30分行ない酸化物層を形成
させた。
【0027】このようにして酸化処理した導体■ないし
■を用い、以下に述べる実施例1〜5のようにして線材
を作製した。
【0028】実施例1 テトラブチルオルトシリケートをイソプロピルアルコー
ルの溶媒中で加水分解および縮重合させてコーティング
液(以下A液という)を作製した。このA液を用い、酸
化処理した導体■に塗布し、大気中500℃で加熱して
、絶縁性無機化合物層として、SiO2 絶縁層を形成
した。SiO2 絶縁層の厚みは約5μmであった。
【0029】実施例2 ポリシランをオートクレイブ中で460℃で熱分解縮重
合反応させ、ポリカルボシランを得た。このポリカルボ
シランからコーティング液(以下B液という)を調製し
、このB液を酸化処理した導体■に塗布し、N2 ガス
中、600℃で加熱し、SiC層(厚み5μm)を形成
した。
【0030】実施例3 メチルクロロジシランとヘキサメチレンジシラザンを2
75℃で反応させて、ポリシラザンを得た。このポリシ
ラザンからコーティング液(以下C液という)を調製し
、このC液を導体■に塗布し、NH3 ガス中700℃
で加熱して、Si3 N4 層(厚み7μm)を形成し
た。
【0031】実施例4 上記のA液に8%のAl(NO3 )3 を添加し、こ
れを導体■上に塗布した後、500℃で加熱してSiO
2 ・Al2 O3 複合物層(厚み6μm)を形成し
た。
【0032】実施例5 B液に20wt%のSiO2 粒子(粒径1μm)を分
散させ、これを導体■上に塗布した後、N2 −0.3
vol%O2 ガス中、600℃で加熱した。さらにこ
の上に上記のC液を塗布し、NH3 ガス中、700℃
で加熱して絶縁性無機化合物を形成した。Si3 N4
 層、およびSiO2 粒子を含み、一部酸化されたS
iC層からなる無機化合物層の厚みは、全体として約1
0μmであった。
【0033】以上のようにして得られた実施例1〜5の
電線について、絶縁破壊電圧および可撓性を評価し表1
に示した。可撓性は、所定の直径を有した円柱に電線を
巻付け絶縁性無機化合物層に剥離が生じない最小の直径
をそれぞれの電線について求め、直径比として表わした
【0034】なお、比較例として、従来のアルミ線のま
わりにAl2 O3 層(厚み10μm)層を形成した
アルマイト電線を同様に評価した。   表1から明らかなように、この発明に従う実施例1
〜5の電線は、比較例のアルマイト電線に比べ、絶縁破
壊電圧が高く、しかも可撓性に優れている。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に従う無
機絶縁部材は、絶縁性無機化合物層の剥離が少なく、耐
熱性および絶縁性において優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従う第1の実施例を示す断面図であ
る。
【図2】この発明に従う第2の実施例を示す断面図であ
る。
【図3】この発明に従う第3の実施例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1  Ni導体 2  Ni酸化物層 3  絶縁性無機化合物層 11  Ni合金導体 12  Ni合金酸化物層 13  絶縁性無機化合物層 20  Cu導体 21  Ni層 22  Ni酸化物層 23  絶縁性無機化合物層 24  拡散防止層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  NiまたはNi合金を少なくとも外表
    面に有する導体と、前記導体の外表面を酸化処理して形
    成されるNiまたはNi合金の酸化物層と、前記Niま
    たはNi合金の酸化物層の外方に形成される絶縁性無機
    化合物層とを備える、無機絶縁部材。
  2. 【請求項2】  前記NiまたはNi合金の酸化物層は
    、酸素を含む気相中で酸化して形成されたものである、
    請求項1に記載の無機絶縁部材。
  3. 【請求項3】  前記絶縁性無機化合物層が、金属アル
    コキシドまたは金属カルボン酸エステルを加水分解およ
    び縮重合して得られる金属酸化物からなる、請求項1に
    記載の無機絶縁部材。
  4. 【請求項4】  前記絶縁性無機化合物層が、有機金属
    ポリマーの熱分解により得られる金属酸化物、金属炭化
    物、金属窒化物またはこれらの複合物からなる、請求項
    1に記載の無機絶縁部材。
  5. 【請求項5】  前記絶縁性無機化合物層が、セラミッ
    クス微粒子を含む、請求項1に記載の無機絶縁部材。
  6. 【請求項6】  無機絶縁部材が、高温用電線または絶
    縁リード線である、請求項1に記載の無機絶縁部材。
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DE1991631710 DE69131710T2 (de) 1991-01-10 1991-12-19 Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters mit anorganischer Isolierung
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EP0494424A1 (en) 1992-07-15
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