JPS61502710A - Heat-resistant coated articles - Google Patents

Heat-resistant coated articles

Info

Publication number
JPS61502710A
JPS61502710A JP50306685A JP50306685A JPS61502710A JP S61502710 A JPS61502710 A JP S61502710A JP 50306685 A JP50306685 A JP 50306685A JP 50306685 A JP50306685 A JP 50306685A JP S61502710 A JPS61502710 A JP S61502710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
article
metal
copper
refractory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP50306685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
オブライエン、ジエイムズ・マーチン
ペネツク、リチヤード・ジヨン
ダツクワース、ステイーブン・ジヨン
スミス、ニコラス・ジヨン・グレツグ
Original Assignee
レイケム・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by レイケム・リミテッド filed Critical レイケム・リミテッド
Publication of JPS61502710A publication Critical patent/JPS61502710A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 耐熱被覆物品 本発明は、銅または銅合金から形成されている物品、詳しくは高温にさらしても よいそのような物品に関する。[Detailed description of the invention] Heat-resistant coated articles The present invention relates to articles formed from copper or copper alloys, particularly articles that can be exposed to high temperatures. Good regarding such items.

本発明が特に適用できる1つの領域は、電線およびケーブルである。One area where the invention is particularly applicable is electrical wires and cables.

例えば、トランス、モーターおよび池の装置の電磁石巻きにおいて用いられるい わゆる「磁石電線」は、使用時に過負荷状態下で激しい温度変化にさらされる。For example, used in electromagnetic windings of transformers, motors and pond devices. So-called "magnetic wires" are exposed to severe temperature changes under overload conditions during use.

更に、ケーブルを用いるある分野において、例えば、軍事または海中において、 火にさらされてら一定時間にわたって、破損が生じることなく機能し得るケーブ ルを用いること力丸好ましい。そのようなケーブルは、その用途に応じて回路保 全ケーブルまたは信号保全ケーブルと呼ばれる。従来提案されている回路保全ケ ーブルおよび信号保全ケーブルには、それぞれの導体が、火にさらされた場合に 短絡を防ぐため、雲母テープによりまたは大体積の充填材料もしくはシリコーン によりまたはこれらの組み合わせにより相互に分離されなければならないという 原則があり、従って、従来のケーブルはかなり重くまたは大きくまたは重くかつ 大きい。Furthermore, in certain fields where cables are used, for example in the military or undersea, A cable that can function without damage for a certain period of time when exposed to fire It is preferable to use Rikimaru. Such cables may have circuit protection depending on their intended use. Also called full cable or signal integrity cable. Conventionally proposed circuit maintenance cables and signal integrity cables have their respective conductors resistant to fire exposure. By mica tape or large volume of filling material or silicone to prevent short circuits shall be separated from each other by or by a combination thereof. There is a principle, therefore, that traditional cables are quite heavy or large or heavy and big.

薄い絶縁耐火性被覆(例えばアルミナ)を有する、高温でも機能する電線および ケーブルが提案されてきた。しかし、本発明者らは、物品を高温にさらした場合 、前記耐火性被覆め電気的性質は充分であるが、被覆の安定性および保全性は低 下し、物品の長期間使用能力が極度に低下し得ることを見出した。Wires and wires that function even at high temperatures with a thin insulating refractory coating (e.g. alumina) and Cables have been proposed. However, the inventors found that when the article was exposed to high temperatures Although the electrical properties of the fire-resistant coating are sufficient, the stability and integrity of the coating are poor. and found that the long-term use ability of the article can be severely reduced.

本発明は、金属銅から形成されている一部分を少なくとも有する製造物品であっ て、 該一部分表面上に、実質的に不純物が存在しない密着耐火性層、および酸素もし くは銅またはその両方の拡散に対して障壁として働く金属から形成されている中 間層を有し、中間層の厚さは少なくとも1.1μm、好ま、シ<は少なくとも1 .2μm、より好ましくは少なくとも1.5μm1特に好ましくは少なくとも2 μm1最も好ましくは少なくとも3μmである物品を提供する。The present invention is an article of manufacture having at least a portion formed from metallic copper. hand, On the partial surface, there is provided an adhesive refractory layer substantially free of impurities and an oxygen-free layer. a metal that acts as a barrier to the diffusion of copper, copper, or both. the thickness of the intermediate layer is at least 1.1 μm, preferably the thickness is at least 1 μm; .. 2 μm, more preferably at least 1.5 μm 1 Particularly preferably at least 2 μm μm 1 most preferably at least 3 μm.

本発明による物品において、中間層を形成する金属は、破損を起こすメカニズム をなくすか、または実質的に減少させ、物品の高温下における寿命を長くずろこ とがわかっfこ。すなわち、例えば回路または信号保全ケーブルの場合、火によ って回路を破損するのに要する時間は実質的に延長される。この目的のための中 間層を形成する金属は、下の基材の物品外表面への拡散または酸素の基材への拡 散に対する障壁として働く金属である。これは、元素形態として拡散を制限し得 るか、または例えばアルミニウムの場合、空気にさらされて酸化物スケールを形 成することによって拡散を妨げ得る。このようなスケールは、形成時に安定で、 生長速度が小さければ最も効果的である。高温下で下の基材と合金を形成し、し かもまだ空気にさらされると優先的に酸化されて安定なスケールを形成する金属 、または酸化安定性の高い金属合金(例えばチタノ/アルミニウム合金)で中間 層を形成し得る。中間層を形成する金属は、基材および耐火性層との物理的また は化学的適合性を利用して、最も良・好に密着するようにも選択し得る。In the article according to the invention, the metal forming the intermediate layer has a failure mechanism. Extends the life of the article at high temperatures by eliminating or substantially reducing it. I understand. i.e. in the case of circuits or signal integrity cables, for example, The time required to damage the circuit is substantially extended. inside for this purpose The metal forming the interlayer may be used to diffuse oxygen to the outer surface of the underlying substrate or to the spread of oxygen into the substrate. It is a metal that acts as a barrier against scattering. This may limit diffusion as an elemental form. or, in the case of aluminum, for example, when exposed to air to form oxide scales. diffusion can be hindered by Such scales are stable upon formation and It is most effective if the growth rate is small. Forms an alloy with the underlying substrate at high temperatures and A metal that is preferentially oxidized to form a stable scale when exposed to air. , or intermediate metal alloys with high oxidation stability (e.g. titano/aluminum alloys). can form layers. The metal forming the intermediate layer must have a physical or may also be selected to provide the best adhesion by utilizing chemical compatibility.

さらに、多くの場合、比較的厚い中間層を供給すると、物品を機械的に酷使した 場合の耐火性層の亀裂形成が非常に少なくなることもわかった。亀裂形成が少な くなるのは、物品に歪を与えた時に、中間層の変形によって耐火性層内の応力分 布が変化するためと考えられる。すなわち、他の要旨によると、本発明は、金属 銅から形成されている一部分を少なくとも有する製造物品であって、 該一部分表面上に、実質的に不純物が存在しない密着耐火性層、および銅よりも モジュラスの小さい金属(例えばアルミニウム)から形成されている密着中間層 を有し、中間層の厚さは少なくとも1.1μmである物品を提供する。モジュラ スの絶対値は、限界割合を越える歪、および材料の形態に依存するので、本明細 書中で用いるモジュラスとは、焼なました塊材料の1層歪の任意値を示す。Additionally, supplying a relatively thick interlayer often makes the article mechanically abusive. It has also been found that crack formation in the refractory layer is significantly reduced in case. Less crack formation The reason for this is that when strain is applied to an article, the stress within the refractory layer is reduced due to the deformation of the intermediate layer. This is thought to be due to the change in the cloth. That is, according to another aspect, the present invention provides metal An article of manufacture having at least a portion formed of copper, the article comprising: on the partial surface, a cohesive refractory layer substantially free of impurities; Adhesive intermediate layer made of a metal with low modulus (e.g. aluminum) and the intermediate layer has a thickness of at least 1.1 μm. modular Since the absolute value of the The term modulus used in this book refers to an arbitrary value of one-layer strain of annealed lump material.

単一の金属中間層が、銅よりも小さいモジュラスを有し、かつ銅および/または 酸素に対して拡散障壁として働く場合があるが、他の例においては、例えば1つ の層が拡散障壁としておよび他の層が応力除去層またはキーイング層として動く というように、2層以上の中間層を供給し得る。例えば、銅製物品にニッケル製 拡散障壁中間層を供給し、このニッケル層上にアルミニウム製応力除去/キーイ ング層を供給し得る。A single metal interlayer has a modulus less than copper and/or may act as a diffusion barrier to oxygen; in other cases, e.g. layer acts as a diffusion barrier and other layers act as stress relief or keying layers More than one intermediate layer may be provided, and so on. For example, a nickel item can be added to a copper item. Provides an intermediate diffusion barrier layer and over this nickel layer is an aluminum stress relief/key element. can provide a working layer.

物品が2層以上の中間層を存する場合、通例、特性を最適化するために層を異な る材料から選択し得るので、中間層を比較的薄くすることが可能であり、他の要 旨によると、本発明は、金属銅から形成されている一部分を少なくとも有する製 造物品であって、該一部分表面上に、実質的に不純物が存在しない密着電気絶縁 耐火性層、および少なくとも2層の中間層を有し、少なくとも1つの中間層が、 拡散障壁層および/または歪除去層および/またはキーイング層として働く物品 を提供する。例えば、中間層のうちの少なくとも1層は、銅および/または酸素 の拡散に対する障壁として働き、少なくとも他の1層は、歪除去層および/また はキーイング層として働き得る。When an article has more than one intermediate layer, the layers are typically differentiated to optimize properties. The intermediate layer can be relatively thin, and other requirements can be According to the invention, the present invention provides a manufacturing method having at least a portion formed from metallic copper. A close-contact electrical insulation product that is substantially free of impurities on the partial surface of the manufactured article. a fire-resistant layer, and at least two intermediate layers, the at least one intermediate layer comprising: Articles acting as diffusion barrier layers and/or strain relief layers and/or keying layers I will provide a. For example, at least one of the intermediate layers may include copper and/or oxygen. at least one other layer is a strain relief layer and/or a strain relief layer. can act as a keying layer.

前記のように、耐火性層には不純物が実質的(こ存在しない、即ち、耐火性層は 所期機能を満足するように所期物質のみを含み、製造処理で製造される物質を含 まない。耐火性層の重要な特徴は、物品の高温性能が最適になるように、組成を 良好に調節することである。組成は、多くの雲母充填またはガラス充填シリコー ン樹脂系の場合のように、全体的に無機であり、従って、通常または緊急の高温 使用に付される時に転化が生じない。組成は、無機絶縁を形成するように燃焼処 理により統合される無機材料を支持するためのポリマーバインダの使用を排除す ることによっても改良される。同様に、耐火性被覆が金属層の電気化学的転化に より、例えばアルミニウム層を電着することにより形成されている物品は、本発 明に含まれず、そのような層は、通常、電解液のイオン残基、例えば硫酸電着処 理からのスルフェートによりひどく汚染されている。As mentioned above, the refractory layer is substantially free of impurities, i.e., the refractory layer is substantially free of impurities. Contains only the intended substances to satisfy the intended function, and does not include substances produced in the manufacturing process. No. An important feature of the refractory layer is that the composition must be adjusted to optimize the high temperature performance of the article. It is a matter of good adjustment. Compositions include many mica-filled or glass-filled silicones as in the case of resin systems, are entirely inorganic and therefore cannot be used at normal or emergency high temperatures. No conversion occurs when subjected to use. The composition is combusted to form an inorganic insulation. eliminates the use of polymeric binders to support inorganic materials integrated by It can also be improved by Similarly, refractory coatings can be applied to electrochemical conversion of metal layers. Therefore, articles formed by, for example, electrodeposition of an aluminum layer are not covered by this invention. such layers usually contain ionic residues of the electrolyte, e.g. sulfuric acid electrodeposition. Heavily contaminated with sulfates from

このような湿式化学的方法によって、前記中間層が汚染される。適当な付着方法 には、反応性蒸発およびスパッタリングのような物理的蒸着法、またはプラズマ 補助化学的蒸着法がある。金属のプラズマ酸化または非真空法(例えば高圧CV D法)によっても被覆を形成することができ、350℃を越えない温度で耐火性 層を付着させることが好ましい。Such wet chemical methods lead to contamination of the intermediate layer. Appropriate attachment method physical vapor deposition methods such as reactive evaporation and sputtering, or plasma There are assisted chemical vapor deposition methods. Plasma oxidation of metals or non-vacuum methods (e.g. high pressure CV A coating can also be formed by method D) and is fire resistant at temperatures not exceeding 350℃. Preferably, the layers are deposited.

本発明の物品は、高温に対する抵抗性が高く、耐火性被覆の保全性が高温下でも 比較的長期間失われないことがわかった。本発明の物品、および中間金属層を有 さないかまたは育するとしても薄い物品を、走査電子顕微鏡によって検査すると 、中間層を有さない物品の破損機構が主としてスポーリングであることが観察さ れた。物品に、より厚い金属中間層を供給すると、スポーリングは減少し、下の 銅が耐火性層内を移行し、耐火性層の外表面に小球もしくは「溝(dykes) Jネットワークの形または「ふくれ(ブリスター)」の形で現れるように見える 機構で破損が生じる。この形態の破損は、銅の融点よりも低い500℃のような 低温でも起こり得る。この破損が起こる主な理由はよくわかっておらず、2種以 上の機構によって種々の破損が生じるらしい。破損機構に関する一つの理論は、 高温において、拡散によって、または亀裂(耐火性層内の機械的または熱的応力 によって生じ得る)から耐火性層に侵入した空気中の酸素によって下の銅が酸化 され、比較的導電性のある酸化銅(Cu t OまたはCub)を形成するとい うことである。銅が酸化銅の中を外側へ拡散して、内側に拡散する酸素と結合し 、耐火性層の外表面に達するまで酸化銅スケールの生長が進行する。回路保全電 線の場合、システムの電気保全性は、非常に悪影響を受ける。The article of the present invention has a high resistance to high temperatures, and the integrity of the refractory coating is maintained even at high temperatures. It was found that it is not lost for a relatively long period of time. Articles of the invention and having an intermediate metal layer When an item that does not grow or does grow, but is thin, is examined by a scanning electron microscope. It has been observed that the failure mechanism of articles without an intermediate layer is mainly spalling. It was. Providing the article with a thicker metal interlayer reduces spalling and The copper migrates through the refractory layer and forms globules or "dykes" on the outer surface of the refractory layer. Appears to appear in the form of a J network or 'blister' Damage occurs in the mechanism. This form of failure occurs at temperatures such as 500°C, which is lower than the melting point of copper. It can occur even at low temperatures. The main reason why this failure occurs is not well understood, and more than one type It seems that various types of damage occur due to the above mechanism. One theory regarding the failure mechanism is that At high temperatures, by diffusion or by cracking (mechanical or thermal stress within the refractory layer) Oxygen in the air that enters the refractory layer from It is said that copper oxide (CutO or Cub) is formed, which is relatively conductive. That is true. Copper diffuses outward through copper oxide and combines with oxygen that diffuses inward. , the growth of copper oxide scale progresses until it reaches the outer surface of the refractory layer. circuit maintenance power In the case of wires, the electrical integrity of the system is greatly affected.

正確な破損機構がどのようなものであっても、および下の銅が耐火性層内を元素 または酸化物のいずれの形で移行しても、酸素もしくは銅またはその両方の拡散 に対して障壁として働く比較的厚L)中間層を供給することによって、この移行 を明らかに減少または防止し得ることhく観察された。Whatever the exact failure mechanism, and if the underlying copper is or diffusion of oxygen or copper or both, whether in the form of oxides or This transition can be prevented by providing a relatively thick L) intermediate layer that acts as a barrier to It has been observed that the effects can be clearly reduced or prevented.

厚い中間層が、銅と耐火性層の間の熱膨張不整合によって起こる亀裂形成を減少 または防止し得るので、物品の耐熱性を改良することができることも観察された 。Thick interlayer reduces crack formation caused by thermal expansion mismatch between copper and refractory layer It has also been observed that the heat resistance of articles can be improved by preventing .

物品は、塊の金属銅から形成されている部分を有する物品であること、すなわち 、例えば密着された薄層としてしか銅が存在しないような物品ではないことが好 ましい。例えば腐食などから銅を保護するために、または電気絶縁を供給するた めに塊銅基村上に耐火性層を供給したいずれの型の物品にも本発明を適用し得る 。そのような物品の例としては、電気コネクター、機械的カップリング、ケーシ ングなどがある。本発明は、高温下でも長期間破損することなく機能し得るもの である必要のある電線およびケーブルのような電気物品(例えば回路および信号 保全ケーブル並びにマグネット線)に特に適している。以下、本発明を、電線お よびケーブルに関して説明する。The article is an article having parts formed from bulk metallic copper, i.e. For example, it is preferable that the copper is not present only as a thin layer in close contact with the article. Delicious. For example, to protect copper from corrosion or to provide electrical insulation. The invention may be applied to any type of article provided with a refractory layer on top of a bulk copper substrate. . Examples of such articles include electrical connectors, mechanical couplings, and casings. There are many examples. The present invention is capable of functioning for a long period of time without damage even under high temperatures. Electrical items such as wires and cables (e.g. circuits and signal Particularly suitable for maintenance cables (as well as magnet wires). Hereinafter, the present invention will be described as and cables.

物品が電線またはケーブルを含んでなる場合、下に存在する銅がケーブルの導体 を形成するように、導体は単一の非中空導体であってもよく、あるいは7.19 または37のストランドを存することが好ましい束を形成するように個々のスト ランドが一体にされている撚り導体であってもよい。導体を撚る場合、個々のス トランドでなく束を中間耐火性層で被覆し、即ち、中間耐火性被覆は、実質的に 最外層のストランドの外側になる表面のみが被覆されるように個々のストランド のまわりでなく束のまわりに拡がる。通例、従来のスズまたはニッケル被覆撚り 導体などの場合(ただし、この場合、中間層に加えてスズまたはニッケル被覆が 存在する)、1種を越える金属から撚り導体を形成することが可能である。If the article comprises an electrical wire or cable, the underlying copper is the conductor of the cable. The conductor may be a single solid conductor, or 7.19 or individual strands to form a bundle preferably having 37 strands. It may also be a twisted conductor in which the lands are integrated. When twisting conductors, the individual strips The bundle rather than the trand is coated with an intermediate refractory layer, i.e. the intermediate refractory coating is substantially individual strands so that only the outer surface of the outermost strand is coated It spreads around the bundle rather than around the . Typically conventional tin or nickel coated strands such as conductors (however, in this case a tin or nickel coating is used in addition to the intermediate layer). ), it is possible to form twisted conductors from more than one metal.

この形態の導体には、ストランド間の電気接触が維持され、束の寸法が最小に保 たれ(vt覆の厚さは微細寸法導体においてストランド寸法のかなりの割合を占 めるからである。)、大部分のストランド表面および導体の中央領域のストラン ドの全表面が耐火性被覆によって被覆されていないので導体への良好な電気接続 (例えば、クリンプ接続)の形成が助けられるという利点がある。This form of conductor maintains electrical contact between the strands and keeps bundle dimensions to a minimum. The thickness of the sag (vt covering) accounts for a significant proportion of the strand dimension in micro-dimension conductors. This is because ), most of the strand surface and the strands in the central area of the conductor Good electrical connection to conductors since all surfaces of the conductor are not covered by fire-resistant coating This has the advantage that the formation of (eg crimp connections) is facilitated.

本発明により撚り導体から回路または信号保全ケーブルを形成する場合に、特に 撚り導体を用いる場合の、他の信号および回路保全ケーブルに比較して非常に可 撓性であるという利点がある。有害な影響なく非常にきつい屈曲(小さい屈曲半 径)で電線を屈曲できる可能性は、保全性を与える層が他の信号および回路保全 ケーブルにおけるよりも薄いという事実に部分的に依存する。しかし、導体は、 撚り導体である場合、ストランドの表面に過度の応力なく極度にきつい屈曲で屈 曲できる。ストランドは、屈曲の頂点において規則的な六角充填で配置され、よ ってストランドでの被覆されていない領域はアイに露出されるからである。電線 導体が屈曲された場合に被覆されていない導体が露出してさえ、隣接撚り導体間 に電気接触は生じない。この場合、撚り導体の形状は円筒状でなく導体の長さに 沿って回転する六角形の形状であり、隣接撚り導体はその長さに沿っていくつか の点においてのみ相互に接触するので、保全性は維持される。これら点は、導体 の外層において、ストランド表面の外側に向かう部分によって供給されるのが常 である。耐火性被覆が常に供給されるのはこれら接触点である。In particular when forming circuits or signal integrity cables from stranded conductors according to the invention. Very flexible compared to other signal and circuit protection cables when using stranded conductors. It has the advantage of being flexible. Very tight bends (small bends and half) without harmful effects The possibility of bending the wires (diameter) provides an integrity layer for other signal and circuit Partly due to the fact that it is thinner than in cables. However, the conductor If it is a stranded conductor, it can be bent in extremely tight bends without undue stress on the surface of the strands. I can sing. The strands are arranged in regular hexagonal packing at the apex of the bend and are This is because the uncovered area of the strand is exposed to the eye. Electrical wire between adjacent stranded conductors, even if the uncoated conductor is exposed when the conductor is bent. No electrical contact occurs. In this case, the shape of the stranded conductor is not cylindrical but depends on the length of the conductor. It is a hexagonal shape that rotates along its length, and adjacent stranded conductors have several Since they contact each other only at points, integrity is maintained. These points are conductors In the outer layer of the It is. It is at these contact points that a fire-resistant coating is always applied.

耐火性被覆の厚さは、少なくと60,5、更に好ましくは少なくとも1、特に少 なくとら271m、一方多くとも15、特に多くとも108mであることが好ま しく、最も好ましい厚さは特定操作条件に依存して約5Bmである。好ましい正 確な厚さは、層の種類および電線の電圧規格を含む多くの要因に依存し、回践保 全ケーブルは信号保全ケーブルより幾分厚い被覆を通常必要とし、約15μm以 上であることがある。被覆厚の下限は電線の必要電圧規格によって通常決まり、 一方上限は被覆操作の時間、従って価格によって通常決まる。The thickness of the refractory coating is at least 60,5, more preferably at least 1, especially less than 1. 271 m, preferably at most 15, especially at most 108 m. The most preferred thickness is approximately 5 Bm depending on the particular operating conditions. positive positive The exact thickness depends on many factors, including layer type and wire voltage rating, and All cables typically require somewhat thicker jacketing than signal integrity cables, approximately 15 μm or more. Sometimes it is above. The lower limit of the coating thickness is usually determined by the required voltage standard of the wire, On the other hand, the upper limit is usually determined by the time of the coating operation and therefore by the price.

絶縁性耐火性被覆は電気絶縁性非溶融性または耐火性の金属または半金属の酸化 物または窒化物から形成することが好ましい。本発明は、酸化物または窒化物の 場合について説明するが、他の被覆を含んでもよい。Insulating refractory coating is an electrically insulating non-melting or refractory oxidation of a metal or metalloid Preferably, it is formed from a metal or a nitride. The present invention utilizes oxides or nitrides. Although a case is described, other coatings may be included.

「非溶融性」または「耐火性」なる語句は、塊状被覆材料が800℃の温度に3 時間付された場合に溶融または分解しないことを意味する。酸化物・または窒化 物は更に高い温度に耐え得ることが好ましく、例えば、1000°Cの温度で少 なくとも20〜30分間耐え得なければならない。好ましい酸化物は、アルミニ ウム、チタン、タンタルおよびケイ素の酸化物、またはこれらどうしの混合物、 または他の酸化物との混合物である。The term "non-melting" or "refractory" means that the bulk coating material is Means not to melt or decompose when exposed to time. Oxide/or nitride It is preferable that the material can withstand even higher temperatures, for example, at a temperature of 1000°C It must be able to withstand at least 20 to 30 minutes. The preferred oxide is aluminum oxides of aluminum, titanium, tantalum and silicon, or mixtures thereof; or a mixture with other oxides.

好ましい窒化物は、アルミニウムおよびケイ素の窒化物である。よって、本発明 は、例えば、耐火性被覆のため混合金属酸化物を用いることをも含む。酸化物ま たは窒化物層は、正確な化学量論を存する必要はなく、多くの場合に正確な化学 量論を有しないことを認識すべきである。多くの場合、耐火性層形成方法に依存 して、被覆は化学量論的に過剰の金属または半金属を含有する。すなわち、被覆 は、金属の酸化状態の化学量論式に必要である量よりも多くの金属を含有する。Preferred nitrides are aluminum and silicon nitrides. Therefore, the present invention Also includes, for example, the use of mixed metal oxides for fire-resistant coatings. Oxide The nitride layer does not need to have a precise stoichiometry and often does not have a precise stoichiometry. It should be recognized that there is no stoichiometry. Often depends on the method of forming the refractory layer The coating then contains a stoichiometric excess of the metal or metalloid. That is, the coating contains more metal than is required for the stoichiometric equation of the oxidation state of the metal.

従って、「酸化アルミニウム」、「酸化チタン」、「酸化タンタル」、「酸化ケ イ素」、「酸化金属」および同様に対応する窒化物とは、非化学量論的化合物を 含む。耐火性被覆が非化学量論的であることが好都合であることがある。これに より、耐火性被覆と下層の密着性が向上するからであり、被覆において生じる応 力が、例えば熱膨張差に応じて被覆の境界1と局在しないように、および被覆の 別の部分が別の性質を示すように耐火性被覆の化学量論がその厚さの少なくとも 一部分において変化する場合に特にそうである。例えば、被覆のかなり金属豊富 な部分は導体または中間層に対して良好な密着性を示し、一方、被覆の金属また は半金属を最も少なく有する部分は最良の電気性質を示す。Therefore, "aluminum oxide", "titanium oxide", "tantalum oxide", "carbon oxide" "Iron", "metal oxide" and similarly corresponding nitrides refer to non-stoichiometric compounds. include. It may be advantageous for the refractory coating to be non-stoichiometric. to this This is because the adhesion between the fire-resistant coating and the underlying layer is improved, and the stress that occurs in the coating is reduced. so that the forces are not localized with the boundary 1 of the sheathing, e.g. due to differential thermal expansion, and The stoichiometry of the refractory coating is at least as large as its thickness so that different parts exhibit different properties. This is especially true when it changes in one part. For example, the coating is quite metal rich The solid part shows good adhesion to the conductor or intermediate layer, while the metal part of the coating or The part with the least amount of metalloids exhibits the best electrical properties.

要すれば、耐火性被覆の化学量論は被覆の厚さ全体において連続的に変化してよ く、かなり均一な化学量論の1つまたはそれ以上の層を有してよい。よって、耐 火性被覆は、かなり均一な化学量論である、好ましくは酸素または窒素が高含量 である外領域を有してよく、最適な電気性質を示す。不均一および均一な層の相 対的な厚さは大きく変化してよい。In short, the stoichiometry of the refractory coating should vary continuously throughout the thickness of the coating. It may have one or more layers of very uniform stoichiometry. Therefore, the resistance The flammable coating is of fairly uniform stoichiometry, preferably with a high content of oxygen or nitrogen. It may have an outer region of , which exhibits optimal electrical properties. Heterogeneous and uniform layer phases The relative thickness may vary widely.

例えば、被覆の大部分は不均一な化学量論を有してよく、あるいは被覆の大部分 は均一な化学m論を有してよい。後者の場合、被覆の不均一な部分は、特に高温 において被覆の密着性を改良する中間層と考えてもよい。被覆における下にある 金属または半金属の多い部分により耐火性被覆の密着性を改良しようとする場合 、その特定組成は、下にある層の組成に依存し、ある場合に、金属または半金属 が豊富である部分は実質的に全体的に金属または半金属からなることが好ましく 、金属または半金属から酸化物または窒化物に徐々に変化する。これは、系が、 同様の金属または半金属からなる中間層を包含する場合に特に好ましい。For example, a large portion of the coating may have a non-uniform stoichiometry, or a large portion of the coating may have a non-uniform stoichiometry. may have uniform chemistries. In the latter case, uneven areas of the coating are exposed to particularly high temperatures. It may be considered as an intermediate layer that improves the adhesion of the coating. underlying in sheathing When attempting to improve the adhesion of fire-resistant coatings with areas containing a large amount of metal or semi-metal. , whose specific composition depends on the composition of the underlying layers, in some cases metallic or semimetallic The portion enriched in preferably consists essentially entirely of a metal or metalloid. , gradually changes from a metal or metalloid to an oxide or nitride. This means that the system is Particular preference is given to the inclusion of an intermediate layer of a similar metal or metalloid.

均一な上部層の正確な化学量論は、波長分散電子マイクロプローブ分析を用いて またはX線光電子分光法(XPS)を用いることによって実験的にめることがで きる。その深さ全体において金属から耐火物へ変化する被覆の組成は、組成分析 のため新しい表面を露出するようにフィルムが連続的にスパッタにより除去され るオージェ電子分光法(AES)を用いて評価することができる。The exact stoichiometry of the homogeneous top layer was determined using wavelength-dispersive electron microprobe analysis. or can be determined experimentally by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Wear. The composition of the coating, which changes from metallic to refractory throughout its depth, can be determined by compositional analysis. The film is continuously sputtered away to expose a new surface for It can be evaluated using Auger electron spectroscopy (AES).

化学量論の変化は、金属または半金属/酸素または窒素割合での変化に限定され ない。加えてまたは代えて、2種類の異なった金属または半金属の相対割合は、 例えば、中間層を構成する1種類の金属から別の金属の酸化物または窒化物へと 徐々な変化があるように変化してよい。Changes in stoichiometry are limited to changes in metal or metalloid/oxygen or nitrogen proportions. do not have. Additionally or alternatively, the relative proportions of two different metals or metalloids are For example, from one type of metal to an oxide or nitride of another metal making up the intermediate layer. It may change so that there is a gradual change.

耐火性被覆の外領域は、金属の安定な酸化状態の化学量論式に必要である酸素ま たは窒素モル含量の少なくとも50%、更に好ましくは少なくとも65%、特に 少なくとも80%の酸素または窒素モル含量を有することが好ましい。よって、 外領域の好ましい酸化物組成は、式: ゛  Ox [式中、Xは、アルミニウムの場合に少なくとも0.75、好ましくは少なくと も!、特に少なくとも1.25であり、チタンまたはケイ素の場合に少なくとら I、好ましくは少なくともl 3、特に少なくとらI5であり、タンタルの場合 に少なくともi、25、好ましくは少なくと61.6、特に少なくとも2である 。]で示すことができる。The outer region of the refractory coating is free of oxygen or or at least 50% of the nitrogen molar content, more preferably at least 65%, especially Preferably it has an oxygen or nitrogen molar content of at least 80%. Therefore, The preferred oxide composition of the outer region is expressed by the formula: Ox [wherein X is at least 0.75 in the case of aluminum, preferably at least too! , in particular at least 1.25, and in the case of titanium or silicon at least I, preferably at least l3, especially at least I5, in the case of tantalum is at least i, 25, preferably at least 61.6, especially at least 2 . ].

化学量論的に過剰の金属または半金属を有する比較的薄い耐火性被覆は、温度を ある温度(通例300〜600℃)に上昇させてら絶縁性を保持し、次いで30 Vの負荷を印加すると導電性になることがわかった。Relatively thin refractory coatings with a stoichiometric excess of metals or metalloids are It maintains insulation properties when raised to a certain temperature (usually 300-600°C), and then heated to 30°C. It was found that when a load of V is applied, it becomes conductive.

通例、被覆の電気的性質は、導電性となり始める温度として測定されるが、被覆 を厚くすること、およびその酸素または窒素含量を増すことの両方によって改良 し得る(ただし、他に損失を加えても成る程度まで厚さまたは酸素もしくは窒素 含量を増してよい)。Typically, the electrical properties of a coating are measured as the temperature at which it becomes conductive; improved both by thickening it and increasing its oxygen or nitrogen content (provided that the thickness or oxygen or nitrogen content may be increased).

少なくとら本発明の最も広い要旨においては、耐火性被覆が、中間層上に密着し た1層のみから成ることが可能であるが、1層またはそれ以上の付加的な層を形 成することが可能であり、多くの場合好ましい。例えば、酸化物を含んで成る耐 火性被覆は、その上に耐火性窒化物層を有していてよい。機械的性質を改良する ために耐火性被覆土に密着させ得る窒化物の例には、窒化チタンまたは窒化アル ミニウムが含まれる。At least in the broadest aspect of the invention, the fire-resistant coating is in close contact with the intermediate layer. may consist of only one layer; however, it is possible to form one or more additional layers. It is possible and often preferred to do so. For example, The refractory coating may have a refractory nitride layer thereon. improve mechanical properties Examples of nitrides that can be bonded to refractory soils include titanium nitride or aluminum nitride. Contains minium.

使用し得る付加的な層の他の例は、面記導体と耐火性酸化物または窒化物被覆と の間に配置する耐火性中間層または別の金属中間層である。Other examples of additional layers that may be used are surface conductors and refractory oxide or nitride coatings. a refractory interlayer or another metal interlayer disposed between the two.

耐火性被覆と導体の密着性を改良するために、耐火性被覆に隣接する金属中間層 を、耐火性被覆を形成する金属から形成することが好ましい。A metal interlayer adjacent to the refractory coating to improve adhesion between the refractory coating and the conductor. is preferably formed from a metal forming a refractory coating.

好ましい金属中間層には、ニッケル、アルミニウム、チタン、タンタルまたはケ イ素から形成された層が含まれるが、他の金属、例えばクロム、マンガンまたは 銀を使用してもよい。Preferred metal interlayers include nickel, aluminum, titanium, tantalum or oxide. Contains layers formed from ion, but other metals such as chromium, manganese or Silver may also be used.

要すれば、2層以上の中間層を導体上に供給し得る。例えば、製造時または加熱 工程後もしくは高温使用時に、導体と他の中間層との間に障壁層を供給し得るか 、または合金層を付着金属および導体金属(例えばアルミニウム/銅)から形成 し得る。少なくともいくつかの場合には、合金層を供給することによって、被覆 の密着性が著しく改良される。If desired, more than one intermediate layer can be provided on the conductor. For example, during manufacturing or heating Can a barrier layer be provided between the conductor and other intermediate layers after processing or during high temperature use? , or alloy layers formed from deposited metals and conductive metals (e.g. aluminum/copper) It is possible. Coating, at least in some cases by providing an alloy layer Adhesion is significantly improved.

電気機器の場合には、耐火性層が全電気絶縁を供給し得るか、または1層または それ以上の付加的な絶縁層をその上に供給し得る。付加的な絶縁石は、無機また は有機層であってよく、または無機および有機層を組み合わせて供給し得る。In the case of electrical equipment, a refractory layer may provide the total electrical insulation, or one layer or Further additional insulating layers can be provided thereon. Additional insulating stones can be inorganic or may be an organic layer or may provide a combination of inorganic and organic layers.

本明細書中に記載の全組成物、構造および方法を、このような物品に適用し得る 。All compositions, structures and methods described herein may be applied to such articles. .

本発明の電線の場合、ポリマー絶縁が、通常使用状態時に導体に付加的絶縁を与 えるため、ならびに所望誘電性質および他の性質(例えば、機械的性質、耐擦り 偏性、色分は可能性など)を電線に持たせるためにも供給し得る。しかし、本発 明の重要な利点は、かなりの割合または全ての使用絶縁性質か耐火性被覆によっ て供給され、ポリマー絶縁の電気性質が、ポリマー絶縁が導体間の唯一の絶縁を 供給している他の電線構造においてほども重要でないことである。電気絶縁のた め用いる既知のポリマー材料の中で、ポリエチレンは最も適切な電気性質を有す るが、非常に可燃性であり、乏しい機械的性質を有する。難燃性ポリエチレン2 こ対する試みは、火にさらされた場合lこ腐食性かつ毒性ハロゲン化水素を本質 的に発生するハロゲン化難燃剤を必要とするが、あるいはポリマーの電気性質に および機械的性質にら有害な影響を有するバロゲンがないかなり多量の難燃剤を 必要とする。従って、許容できる電線は、従来において、かなり厚い壁のポリマ ー絶縁および/または2壁構造を用いることによって解決されることが頻繁にあ る異なった性質間の折衷によってのみ得られる。そのような形態のポリマー絶縁 は、本発明の電線において用いてよいが、耐火層の存在はかなりの程度でこれら 問題を解決する。絶縁に用いるポリマーは電気性質を犠牲にしてその可燃性およ び/またはその機械的性質を考慮して選択しているからである。ポリマー絶縁を 形成するため用いてよいポリマーの例として、ポリオレフィン、例えばエチレン のホモポリマーおよびα−オレフィンとのコポリマー、ハロゲン化ポリマー、例 えばテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンお よび塩化ビニルのホモまたはコポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミ ド、ポリエーテルケトン、例えばポリアリールエーテルケトン、芳香族ポリエー テルイミドおよびスルホン、シリコーン、ならびにアルケン/酢酸ビニルコポリ マーなどが挙げられる。ポリマーは単独でまたは相互の混合物として用いてよく 、充填剤、例えばンリカ、金属酸化物、例えば、水和アルミナおよびチタニアな どの処理済または未処理金属酸化物難燃剤を含んでよい。ポリマーは単壁構造て または条壁t−■造て用いてよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン層は例えばポ リエチレン層の上に位置してよい。ポリマーは、架橋していなくてよいが、機械 的性質を改良するためI5よび加熱時の流動を低減するため、例えば、化学架橋 剤によってまたは電子線もしくはガンマ線照射によって架橋していることが好ま しい。ポリマーは、他の物質、例えば、酸化防止剤、安定剤、架橋促進剤および 加工助剤などを含んでもよい。ポリマー絶縁は、電線またはケーブルが火にさら された場合にポリマー絶縁の充填剤が付加的な絶縁を供給するように、充填剤、 例えば、水和アルミナ、水和チタニア、ドーソナイトおよびシリカなど−特に、 少なくとも熱分解状態で耐火性被覆と同じ化学組成を有する充填剤を含むことが 特に好ましい。池の好ましい種類のポリマー絶縁は、火にさらされた場合に炭に なるもの、例えば上記のいくつかの芳香族ポリマー、または灰になるもの、例え ばシリコーンポリマーであり、火にさらされる場合に、炭または灰は耐火性被覆 とともに必要な絶縁を供給する。In the case of the wire of the invention, the polymer insulation provides additional insulation to the conductor during normal use conditions. properties, as well as desired dielectric and other properties (e.g. mechanical properties, abrasion resistance). It can also be supplied to give electric wires different characteristics (eg, polarity, color distribution, possibility, etc.). However, the original An important advantage of brightness is that a significant proportion or all of the used The electrical properties of polymer insulation mean that polymer insulation provides the only insulation between conductors. This is less important than in other wire structures being supplied. Electrical insulation Among the known polymer materials used for this purpose, polyethylene has the most suitable electrical properties. However, it is highly flammable and has poor mechanical properties. Flame retardant polyethylene 2 Attempts to address this issue have included hydrogen halides, which are corrosive and toxic when exposed to fire. halogenated flame retardants are required, or the electrical properties of the polymer and a fairly large amount of flame retardant, free of balogens that have a detrimental effect on mechanical properties. I need. Therefore, acceptable wires have traditionally been made from fairly thick-walled polymers. - often solved by using insulation and/or two-walled construction. It can only be obtained through a compromise between the different qualities that exist. Such forms of polymer insulation may be used in the wire of the present invention, but the presence of the refractory layer to a considerable extent Solve a problem. Polymers used for insulation sacrifice their electrical properties due to their flammability and This is because the material is selected in consideration of its properties and/or mechanical properties. polymer insulation Examples of polymers that may be used to form polyolefins, such as ethylene homopolymers and copolymers with α-olefins, halogenated polymers, e.g. For example, tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, and vinyl chloride homo or copolymers, polyamides, polyesters, polyimides polyetherketones, such as polyaryletherketones, aromatic polyethers, Tellimides and sulfones, silicones, and alkene/vinyl acetate copolymers Examples include mar. Polymers may be used alone or in mixtures with each other. , fillers such as alcohol, metal oxides such as hydrated alumina and titania. Any treated or untreated metal oxide flame retardant may be included. Polymer has a single wall structure For example, a polyvinylidene fluoride layer may be made of polyvinylidene fluoride. It may be located above the polyethylene layer. Polymers do not have to be cross-linked, but can be mechanically For example, chemical cross-linking to reduce I5 and flow upon heating to improve physical properties. Preferably, the crosslinking is carried out by an agent or by electron beam or gamma irradiation. Yes. The polymer may be supplemented with other substances such as antioxidants, stabilizers, crosslinking promoters and It may also contain processing aids and the like. Polymer insulation prevents wires or cables from being exposed to fire. The filler, such that the filler of the polymeric insulation provides additional insulation when For example, hydrated alumina, hydrated titania, dawsonite and silica - among others. contain a filler having at least the same chemical composition as the refractory coating in the pyrolyzed state; Particularly preferred. The preferred type of polymer insulation in ponds is that it will charcoal when exposed to fire. ash, such as some of the aromatic polymers mentioned above, or ash, e.g. If exposed to fire, charcoal or ash will provide a fire-resistant coating. together with the necessary insulation.

ポリマー、組成、その製造およびそれを用いる電線の例は、米国特許明細舎弟3 ,269,862.3.580.829.3.953.400,3゜956.2 .10.4.155.823.4,121.001および4.320゜224号 、英国特許明細書簡1.473,972.1,603,205.2゜068.3 47.2,035,333および1,604,405号ならびに欧州特許明細書 箱69,598号に記載されている。電線には、実質的にハロゲンがないことが 好ましい。Examples of polymers, their compositions, their manufacture and electrical wires using them are provided in U.S. Pat. ,269,862.3.580.829.3.953.400,3゜956.2 .. 10.4.155.823.4, 121.001 and 4.320°224 , British Patent Specification Letter 1.473,972.1,603,205.2°068.3 47.2,035,333 and 1,604,405 and European Patent Specification Box 69,598. Wires must be virtually halogen-free. preferable.

金属中間層は種々の方法、例えば、電気メツキ法、ロールボンディングなどの標 準電線クラッド法、または金属メルトによる被覆、および真空蒸着法、例えばス パッタリング、蒸発、溶射、プラズマ補助化学的蒸着(CVD)法または他の方 法により形成してよい。好ましくは、150’Cを越えない温度で中間層を形成 する。The metal intermediate layer can be formed using various methods, such as electroplating, roll bonding, etc. Semi-conductor cladding method or coating with metal melt and vacuum evaporation method, e.g. Puttering, evaporation, thermal spraying, plasma assisted chemical vapor deposition (CVD) or other methods It may be formed by a method. Preferably, the intermediate layer is formed at a temperature not exceeding 150'C. do.

上記のように、実質的に不純物を有さない層を付着する多くの方法のうち、いず れの方法で耐火性層を形成してもよい。要すれば、この層を、非真空法、例えば 高圧化学的蒸着法によって付着し得る。As mentioned above, any of the many ways to deposit a layer that is substantially free of impurities The refractory layer may be formed by either method. If desired, this layer can be removed by non-vacuum methods, e.g. It may be deposited by high pressure chemical vapor deposition.

しかし、真空蒸着法、例えば蒸発、プラズマ補助化学的蒸着法、とりわけスパッ タリング法が好ましい。However, vacuum deposition methods, e.g. evaporation, plasma-assisted chemical vapor deposition, especially sputtering The talling method is preferred.

スパッタリング法において、主に中性の原子または分子種は、付着すべき材料か ら形成されてよいターゲットから、不活性陽イオン(例えば、アルゴンイオン) のボンバード下で放出される。放出された高エネルギー種は、かなりの距離を移 動し、中真空(例えば、10−’〜10−’ミリバール)に保たれた電線導体基 材に付着する。ボンバードに必要な陽イオンは、スパッタリングターゲットがグ ロー放電システムに対する陰極として働くグロー放電において発生する。グロー 放電および接地に対しての負の電位は、絶縁ターゲット材料の場合に、陰極に適 用された高周波電力を用いることによって保たれ、それは処理において負の電位 にターゲット表面を保つ。ターゲットが導電性材料、である場合、直流電力を適 用してよい。そのような技術の利点は、ターゲット材料の制御力快いに増加され 、放出種のエネルギーが、例えば、典型的には蒸発法の0.1〜0.5eVに比 較してスパッタリング法の1−10eVのように蒸発法より非常に高いことであ る。界面結合でのかなりの改良は達せられるが、説明したスパッタリング法の付 着速度は電子ビーム蒸発の付着速度よりも低い。In sputtering methods, primarily neutral atoms or molecular species are inert cations (e.g. argon ions) from the target that may be formed from released under bombardment. The released high-energy species can travel considerable distances. The wire conductor base is moved and maintained at medium vacuum (e.g. 10-' to 10-' mbar). Adheres to materials. The cations required for bombardment are generated when the sputtering target is Occurs in a glow discharge that acts as a cathode to a low discharge system. glow Negative potentials with respect to discharge and ground are applied to the cathode in the case of insulating target materials. It is maintained by using high frequency power, which is Keep the target surface on the target surface. If the target is a conductive material, apply DC power. may be used. The advantage of such a technique is that the control power of the target material is pleasantly increased. , the energy of the emitted species is e.g. Compared to evaporation method, sputtering method has 1-10 eV, which is much higher than evaporation method. Ru. Although considerable improvements in interfacial bonding can be achieved, the addition of the sputtering method described The deposition rate is lower than that of electron beam evaporation.

マグネトロンスパッタリング法において、プラズマは磁場によって陰極(ターゲ ット)の直前に集中している。ガス放電での磁場の効果は劇的である。陰極の後 ろに通常配置されている永久磁石が電場に対して垂直に充分に強い磁場を形成す る放電領域1こおいて、スパッタボンバード処理から生じた2次電子はローレン ツ力によって環状またはらせん状経路に偏向する。よって、陰極直面の電子密度 および陰極をボンバードするイオン化アルゴン原子の数は実質的に増加する。プ ラズマ密度における増加があり、付着速度におけるかなりの増加がある。バイア ススパッタリング(スパッタイオンメッキ)は、この技術の変形として用いてよ い。In the magnetron sputtering method, plasma is connected to the cathode (target) by a magnetic field. It is concentrated just before the (cut). The effect of magnetic fields on gas discharges is dramatic. After the cathode Permanent magnets, which are usually placed in In the discharge region 1, the secondary electrons generated from the sputter bombardment process are Deflected into a circular or helical path by force. Therefore, the electron density at the cathode surface is and the number of ionized argon atoms bombarding the cathode is substantially increased. P There is an increase in plasma density and a significant increase in deposition rate. bahia Sputtering (sputter ion plating) may be used as a variation of this technique. stomach.

この場合、電線導体は、チャンバーおよびプラズマに対して負の電位に保たれる 。アルゴンイオンによる電線導体のボンバードによって、非常に清浄な表面が生 じる。この処理での電線導体へのターゲット材料のスパッタリングによって、付 着/清浄同時メカニズムが生じる。これは、界面結合がかなり改良されるという 利点を有する。スパッタイオンメッキシステムにおいて基材および電線導体の両 方は負の電位に保たれる。In this case, the wire conductor is kept at a negative potential with respect to the chamber and the plasma. . Bombardment of wire conductors with argon ions creates an extremely clean surface. Jiru. The sputtering of the target material onto the wire conductor in this process A simultaneous wear/clean mechanism occurs. This is said to significantly improve interfacial bonding. has advantages. In sputter ion plating systems, both substrate and wire conductors are The other is kept at a negative potential.

この場合、相対的な電位はターゲット材料の優先的なスパッタリングを促進する ように均衡している。ターゲット電圧は、システム設計およびターゲット材料に 依存して典型的にはIKVより小さい。電線基材は、ターゲットよりも低いその バイアス電位に依存するそれ自体の極在プラズマにさらされてよい。ターゲット または基材において達せられる正確な電圧/電力の関係は多くの変数に依存し、 詳細においてシステム毎に異なっている。ターゲット上の典型的な電力密度はl O〜20W/ax’である。基材に対する負荷は実質的に低くてよく、ターゲッ ト負荷の5%ぐらいに少ないことが頻繁にある。In this case, the relative potentials promote preferential sputtering of the target material It's balanced like that. Target voltage depends on system design and target material. Typically smaller than IKV depending. The wire base material is lower than the target. It may be exposed to its own polar plasma depending on the bias potential. target or the exact voltage/power relationship achieved at the substrate depends on many variables; The details differ from system to system. The typical power density on the target is l O~20W/ax'. The load on the substrate may be substantially lower and the target This is frequently as low as 5% of the load.

酸化物または窒化物の被覆を適用するため用いる好ましい技術は、反応性バイア ススパッタリング法である。この方法において、この場合に酸化物/窒化物でな く金属または半金属であるターゲット材料の酸化物/窒化物が付着するようにア ルゴンに加えて反応性ガスを真空チャンバ。The preferred technique used to apply the oxide or nitride coating is via reactive vias. This is a sputtering method. In this method, in this case the oxide/nitride The oxide/nitride of the target material, which is a metal or metalloid, is attached. Add reactive gas to the vacuum chamber in addition to Rougone.

−内に導入する。実験結果より、反応性ガスのレベルおよびその導入速度は付着 速度にかなりの影響を有することがわかっている。反応性ガス分圧の制御および 閉ループ制御システムでのスパッタリング雰囲気の分析は非常に望ましい。上記 の同時の付着/清浄の利点の他に、基材のイオンボンバードは反応性ガスと付着 種の間の表面反応を増加するので、必要な化学量論を打する被覆が更に充分に形 成する。-Introduce within. The experimental results show that the level of reactive gas and its introduction rate are It has been found to have a significant impact on speed. Control of reactive gas partial pressure and Analysis of sputtering atmospheres in closed loop control systems is highly desirable. the above In addition to the simultaneous deposition/cleaning benefits of The coating is more fully formed to achieve the required stoichiometry as it increases surface reactions between the species. to be accomplished.

反応性ガスの分圧は実験的に決められるが、通常2〜25%であり、30%まで であることが時々ある。正確な値は、被覆の化学m論および付着速度に依存する 。反応性スパッタリングは、被覆の化学量論の変化を促進するので好ましい技術 である。例えば、酸化物/窒化物被覆のため用いる純粋な金属の中間「層」は、 導体金属、金属酸化物/窒化物および酸化物/窒化物層の間に明確な境界がない ように付着できる。The partial pressure of the reactive gas is determined experimentally, but is usually 2-25%, up to 30%. Sometimes it is. The exact value depends on the coating chemistry and deposition rate. . Reactive sputtering is the preferred technique as it facilitates changes in the stoichiometry of the coating. It is. For example, the pure metal intermediate "layer" used for oxide/nitride coatings is No sharp boundaries between conductive metal, metal oxide/nitride and oxide/nitride layers It can be attached like this.

これら方法において用いる種々のターゲットおよびマイクロプロセッサガス制御 ユニットを含む補助的装置および真空チャンバーは市販されている。設計での多 くの変化が可能であるが、上記真空蒸着法のいずれかで使用するためポンプによ り高真空に圧力を低下できる「箱」形チャンバーを使用することがほとんどであ る。システムは、限定されないが、通常、奮つの付着法に付される。電線を被覆 するため用いてよい1つのシステムは、蒸着チャンバーを通っての電線導体の通 過のためのエア・ツー・エア移動技術を用い、主蒸着チャンバーのいずれかの側 に1つまたはそれ以上の補助的真空チャンバーを用いる。Various targets and microprocessor gas controls used in these methods Ancillary equipment including units and vacuum chambers are commercially available. Many in design Many variations are possible, but for use with any of the above vacuum deposition methods, the Most often use a “box” shaped chamber that can reduce the pressure to a high vacuum. Ru. The system is typically, but not exclusively, subjected to multiple attachment methods. Coating the wire One system that may be used to do this involves passing electrical wire conductors through a deposition chamber. either side of the main deposition chamber using air-to-air transfer techniques for using one or more auxiliary vacuum chambers.

これら補助的チャンバーは蒸着チャンバーから大気につながっているとともに段 階的に高い圧力に保たれている。これは個々の真空封止の負荷を低減する。説明 したシステム1よ、バッチ処理装置に対して電線導体を連続的に供給する利点を 有する。真空蒸着チャンバーにおいて圧力は、通常10−’〜10−”トールの 圧力で一定に保たれることが好ましい。These auxiliary chambers are connected to the atmosphere from the deposition chamber and are The pressure is kept at a higher level. This reduces the load on individual vacuum seals. explanation System 1 has the advantage of continuously supplying wire conductors to batch processing equipment. have In a vacuum deposition chamber, the pressure is typically between 10-’ and 10-” Torr. Preferably, the pressure is kept constant.

使用するターゲットは、市販プラナ−マグネトロンスパッタリング源である。こ れらの寸法は限定されず、長さ21を越えるターゲットを使用してもよい。2〜 4つのそのような源は、チャンバーを通過する電線導体を包囲するようにまたは 少なくとも2つの側からスパッタするように相互に向かい合って配置してよい。The target used is a commercially available planar-magnetron sputtering source. child These dimensions are not limited, and targets with lengths greater than 21 may be used. 2~ Four such sources surround or surround the electrical wire conductor passing through the chamber. They may be placed opposite each other so as to sputter from at least two sides.

装置は電線処理速度を増加するように直列に用いてよい。上記のように、スパッ タリング処理を開始するためマグネトロンに負のバイアスを適用する。上記のよ うに電線は低い負のバイアスで保ってよい。The devices may be used in series to increase wire processing speed. As mentioned above, Apply a negative bias to the magnetron to begin the taring process. Above The wire may be kept at a low negative bias.

要すれば、システムに対する改良を行ってよい。例えばも大気(人口側)と蒸着 チャンバーの間に中間真空ステーションを用いることによりて、真空蒸着チャン バーに入る萌にイオンボンバードにより電線導体表面を清浄しかつ電線導体を加 熱もするアルゴンイオングロー放電を発生させる。Improvements to the system may be made if necessary. For example, the atmosphere (population side) and vapor deposition vacuum deposition chamber by using an intermediate vacuum station between the chambers. The surface of the wire conductor is cleaned by ion bombardment before entering the bar, and the wire conductor is heated. Generates an argon ion glow discharge that also heats.

更に、中間層を付着するため、中間チャンバーを清浄チャン7く−と蒸着チャン バーの間に用いてよい。Additionally, to deposit the intermediate layer, the intermediate chamber is cleaned in a cleaning chamber and a deposition chamber. May be used between bars.

条件は、層間に明確な境界が生じない上記導体被覆を製造するため制御してよい 。例えば、耐火性被覆のため用いる純粋な金属の中間「層」は、導体金属、中間 層および酸化物もしくは窒化物被覆の間に明確な境界がないように付着できる。Conditions may be controlled to produce the above conductor coating without sharp boundaries between layers. . For example, an intermediate "layer" of pure metal used for a fire-resistant coating may be a conductive metal, an intermediate It can be deposited so that there are no sharp boundaries between the layers and the oxide or nitride coating.

同様にして、付加的チャンバーを、改良された潤滑性または耐摩耗性のため耐火 性被覆の上に異なった金属、金属酸化物または金属合金を付着するため蒸着チャ ンバーと大気(出口側)の間に用いてよい。Similarly, additional chambers can be refractory for improved lubrication or wear resistance. Deposition chambers for depositing different metals, metal oxides or metal alloys on top of chemical coatings. It may be used between the chamber and the atmosphere (outlet side).

蒸発ならびにイオンメッキおよび活性蒸発の関連方法により、非常に有利な付着 速度で被覆を付着を付着できる別の技術が得られる。Very advantageous adhesion due to evaporation and related methods of ion plating and active evaporation Another technique is available that allows the coating to be deposited at high speed.

被覆材料の蒸発は、その蒸気圧がto−”ミリバールを越えるように材料を加熱 することによって行う。蒸発温度は被覆材料に応じて変化しく例えば、耐火性金 属酸化物において1300〜1800°C)、チャンバー圧力は通常10−4〜 1O−(Nミリバールである。説明した同様の電線移動システムは、源の上約3 0〜40CJIに基ヰオを保つために用いてよい。いくつかの加熱法、例えば抵 抗性、誘導性、電子ヒームインビンノメントなどが存在する。しかし、好ましい 方法は、高エネルギー(例えば、IO,000eV)の電子ビームが、水冷るつ ぼ中にある被覆材料に衝突する電子ビーム源である。多ポットるつぼまたはツイ ンソースガンを使用することによって、電子的モニターおよび制御装置の助けで 多層および化学虫論勾配層を付着することが可能になる。Evaporation of the coating material involves heating the material so that its vapor pressure exceeds to-'' millibar. Do by doing. The evaporation temperature varies depending on the coating material, e.g. (1300-1800°C for metal oxides), the chamber pressure is usually 10-4~ 1 O-(N mbar).A similar wire transfer system as described would be approximately 3 It may be used to maintain the base temperature between 0 and 40 CJI. Some heating methods, e.g. There are anti-responsive, inductive, and electron hem inbinnoment types. But preferred The method involves a high-energy (e.g. IO,000eV) electron beam being placed in a water-cooled melt. An electron beam source that impinges on the coating material in the tank. Multi-pot crucible or twi By using a source gun, with the help of electronic monitors and controls It becomes possible to deposit multiple layers and chemical gradient layers.

コンパウンド被覆は、そのコンパウンド(例えば、A Q t O* )の直接 蒸発によって、または反応性蒸発(酸化アルミニウムを与えるように酸素分圧に 蒸発したアルミニウム)によって形成することができる。方法での変化は反応ま たは密着を促進するため可能であり、例えば、活性化反応性蒸発(ARE)は蒸 発物と反応性ガスの間の反応可能性を増加するため用いることができる。Compound coating is the direct coating of the compound (e.g. AQtO*). by evaporation or by reactive evaporation (on partial pressure of oxygen to give aluminum oxide) (evaporated aluminum). Changes in method are reactive or For example, activated reactive evaporation (ARE) It can be used to increase the possibility of reaction between the starting material and the reactive gas.

イオンメッキにおいて、不活性ガス中で基材に適用される負のバイアスは、スパ ッタリング法で説明しf二ように付着を最適にVるf二め清浄/付着同時メカニ ズムを促進する。−2KVのバイアスレベルを典型的に用いるが、これは電線基 材に適したように減少できる。あるいは、高いバイアスレベルを、同様の効果を 達成するためトラバース電線の後ろに配置されたプレートに適用できる。イオン メッキ法での操作圧力は、高い(例えば、lO″″3〜1O−−リバール)ので 、更に均一な被覆が形成する。フィラメントを保護するため、イオンメッキ法の 電子ビームガンは10−1リバールより高い真空を保つように応差的にポンプで 調節される。In ion plating, a negative bias applied to the substrate in an inert gas The second cleaning/adhesion simultaneous mechanism explains how to optimize adhesion by using the uttering method. promote ism. A bias level of -2KV is typically used; Can be reduced as appropriate for the material. Alternatively, a high bias level can be used to achieve similar effects. Can be applied to a plate placed behind the traverse wire to achieve this. ion The operating pressure in the plating method is high (e.g. 1O""3 to 1O--libar), so , a more uniform coating is formed. Ion plating method is used to protect the filament. The electron beam gun is differentially pumped to maintain a vacuum higher than 10-1 libar. adjusted.

プラズマ補助化学的蒸着(PACVD)法において、被覆すべき基材は適切なガ ス/揮発性化合物の低圧(0,1−10トール)プラズマにさらされる。この圧 力は、ポンプシステムの処理量に対して全体のガス流速を均衡することによって 保たれる。プラズマは電気的に活性化され、電源から適合ネットワークを介して ガス媒体へのエネルギーをカップリングすることによって保たれる。薄フィルム が、直流およびマイクロ波領域への高い周波数のプラズマから首尾よく付着され る。高い周波数において、エネルギーはチャンバー設計および電極形状に応じて 容量的にまたは誘導的にカップルされてよい。典型的に、容量的にカップルされ た平行プレート型反応器において0.1−10W/Cがの電力密度を可能にする 規格を有する13.56MHz高周波発生器を用いてよい。基材は、400℃ま での温度に設定でき、接地され、必要な直流電圧バイアスに付されてよくまたは 浮動してよい。典型的には、この技術での付着速度は、スパッタリングで得られ る付着速度と比較することが好都合である。In the plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) process, the substrate to be coated is coated with a suitable gas. exposed to a low pressure (0.1-10 torr) plasma of gas/volatile compounds. this pressure The power is determined by balancing the overall gas flow rate against the throughput of the pump system. It is maintained. Plasma is electrically activated and connected from a power source through an adapted network. It is preserved by coupling the energy to the gaseous medium. thin film has been successfully deposited from high frequency plasmas into the DC and microwave regions. Ru. At high frequencies, energy depends on chamber design and electrode geometry. May be coupled capacitively or inductively. Typically, capacitively coupled enables power densities of 0.1-10 W/C in parallel plate reactors. A standard 13.56 MHz high frequency generator may be used. The base material can be heated up to 400℃. Can be set to a temperature of May float. Typically, the deposition rate with this technique is higher than that achieved with sputtering. It is convenient to compare the deposition rate with

アルミナの付着は、適切な処理条件下で酸素および揮発性アルミニウム化合物( 例えば、トリメチルアルミニウムまたはアルミニウムブトキシド)を含むプラズ マに基材をさらすことによって行ってよい。Alumina deposition can occur under appropriate processing conditions in the presence of oxygen and volatile aluminum compounds ( (e.g. trimethylaluminum or aluminum butoxide) This may be done by exposing the substrate to a matrix.

酸化物被覆を電線導体に付着した後に、ポリマー絶縁を、当該技術で良く知られ た方法によって被覆導体上に押出してよい。After applying the oxide coating to the wire conductor, the polymer insulation is applied as is well known in the art. It may be extruded onto a coated conductor by a method similar to that described above.

回路または信号保全ケーブルを形成するため、本発明の適切な電線は単に集めら れジャケット内に封入される。要すれば、ケーブルジャケットを適用する前に、 電線にはスクリーンまたは電磁波遮蔽令供給してよい。ケーブルは、当該技術で 良く知られた連続処理において、電線束を編組しその上にケーブルジャケットを 押出すことにより形成できる。電線ポリマー絶縁用の上記材料のいずれかを用い てよいが、ハロゲンがない組成物、例えば上記英国特許明細書簡1,603,2 05号および第2゜068.347A号に記載されている組成物が好ましい。雲 母テープ巻きなどのようにケーブルの保全性を与える付加的手段を用いることが 当然可能であるが、これらは必要ではなく、またケーブルの寸法および重量が増 加するという観点から好ましくない。To form a circuit or signal integrity cable, suitable electrical wires of the invention are simply assembled. It is enclosed in a jacket. If necessary, before applying the cable jacket, Wires may be provided with screens or electromagnetic shielding. The cable is In a well-known continuous process, a wire bundle is braided and a cable jacket is placed on top of it. It can be formed by extrusion. Using any of the above materials for wire polymer insulation However, halogen-free compositions, such as the above-mentioned British Patent Specification Letter 1,603,2 Preference is given to the compositions described in No. 05 and No. 2068.347A. cloud Additional measures may be used to provide cable integrity, such as wrapping with backing tape. Although possible, these are not necessary and would increase the size and weight of the cable. undesirable from the viewpoint of adding

使用時の水または電解液に対する障壁を供給するために、酸化物層を高分子樹脂 またはラッカーの薄い被覆で被覆することが望ましい場合がある。The oxide layer is coated with a polymeric resin to provide a barrier to water or electrolyte during use. Alternatively, it may be desirable to cover with a thin coat of lacquer.

本発明は、雲母テープにより巻き付けることが可能でない平形ケーブルを形成す るのに特に適している。The present invention provides a method for forming flat cables that cannot be wrapped with mica tape. Particularly suitable for

以下に、添付図面を参照して本発明の幾つかの態様およびその製法を示すが、本 発明はこれら態様に限定されるものではない。Below, some embodiments of the present invention and manufacturing methods thereof will be shown with reference to the accompanying drawings. The invention is not limited to these embodiments.

第1図は、本発明の電線の一態様の断面図、第2図は、第1図の電線を用いる信 号保全ケーブルの断面図、第3図は、弔形導体平形ケーブルの一部分の断面図、 第・1図は、電線ハンドリングメカニズムを示すスIくツタリング装置の一部分 の概略図、 第5図および第6図は、本発明の物品の厚さ方向の一部分の概略断面図、 第7図は、本発明の物品の改良された耐亀裂性を示すグラフである。FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the electric wire of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the electric wire of the present invention. Figure 3 is a cross-sectional view of a part of the conductor flat cable. Figure 1 shows a part of the wire handling mechanism. Schematic diagram of 5 and 6 are schematic cross-sectional views of a portion of the article of the present invention in the thickness direction, FIG. 7 is a graph showing the improved crack resistance of articles of the present invention.

第1図において、19本の銅ストランドlから形成された26AWG撚り銅導体 は、上記スパッタイオンメッキ法により厚さ5μmの酸化アルミニウム層2で被 覆されている。酸化アルミニウムを付着する萌に、撚り導体の外表面は厚さ3μ mのアルミニウム層(図示せず。)で被覆されている。商標名「ウルテム(UL TEM)Jとして市販されているポリエーテルイミド系またはポリエーテルエー テルケトンもしくはポリエーテル・ケトン系の被覆3が、酸化物被覆導体上に押 出されており、平均厚02vrmのポリマー「絶縁」層を形成している。In Figure 1, a 26AWG stranded copper conductor formed from 19 copper strands l. is coated with an aluminum oxide layer 2 with a thickness of 5 μm by the sputter ion plating method described above. It's been overturned. The outer surface of the twisted conductor has a thickness of 3 μm on which aluminum oxide is attached. m of aluminum layer (not shown). Trade name “Ultem (UL) Polyetherimide or polyether ether commercially available as TEM) J A terketone or polyether ketone based coating 3 is pressed onto the oxide coated conductor. The material is exposed to form a polymer "insulating" layer with an average thickness of 02 vrm.

第2図は、英国特許明細書簡2,068,347号の実施例IAに記載されてい るように、第1図に示す7本の電線を束にし、編組により束のまわりに電磁波遮 蔽・1を形成し、ハロゲンがない組成物を基本とするジャケット5をその上に押 出すことによって形成された信号保全ケーブルを示す。Figure 2 is described in Example IA of British Patent Specification Letter No. 2,068,347. The seven electric wires shown in Figure 1 are bundled together, and the electromagnetic wave shielding is applied around the bundle by braiding. A jacket 5 based on a halogen-free composition is pressed onto it. The signal integrity cable formed by the cable is shown.

そのように形成されたケーブルは、銅導体の体積に対してかなり小さい総置径を 有し、特に軽量である。Cables so formed have a fairly small overall diameter relative to the volume of the copper conductor. It is particularly lightweight.

第3図は、100ミル(2,543IJI)間隔の一列の平形銅導体lを有して なる平形導体平形ケーブルを示す。それぞれの銅導体lには、上記のような厚さ 3μmのアルミニウム中間層およびその上の厚さ5μmのアルミナ層が設けられ ている。被覆導体は、例えば商標名「ウルテム」として市販されているポリエー テルイミドまたはポリエーテルエーテルケトンまたはポリエーテルケトンから形 成された単一のポリマー絶縁層に埋設されている。Figure 3 shows a row of flat copper conductors l spaced 100 mils (2,543 IJI) apart. A flat cable with a flat conductor is shown. Each copper conductor l has a thickness as described above. A 3 μm aluminum intermediate layer and a 5 μm thick alumina layer above it were provided. ing. The coated conductor may be made of, for example, polyether commercially available under the trade name ``Ultem''. Shaped from tellimide or polyetheretherketone or polyetherketone embedded in a single polymer insulation layer.

電線導体基材を被覆するためバッチ処理において用いる装置を第4図に示す。こ の装置は、完全な電線移動メカニズムが電線引出リール2および巻取り−ル3を 包含する真空チャンバーを有してなり、電線支持ロールlOおよび引張ロール1 1が備えつけられている。メカニズムは、垂直に設置されたターゲット5を電線 4が多数回で横切るように電線4の通過を制御するモーター駆動を行う。付着は 、上記の処理によって生じる。上記のように、装備での変化が可能である。被覆 速度を増加するfこめ電線の他方側に付加的ターゲット(図示せず。)を用いて よく、付加的ターゲット、例えばターゲット6は主要酸化物/窒化物被覆の付着 前および/または後に中間層を付着するため用いることができる。用いた特定幾 何に適合する適切なガスインレットシステムの設計により、上記のように明確な 境界を有しない層の付着が容易になる。バッチ長は、チャンバー寸法および移動 システム設計に依存する。The apparatus used in batch processing to coat wire conductor substrates is shown in FIG. child In this device, a complete wire moving mechanism operates a wire draw-out reel 2 and a take-up reel 3. a vacuum chamber containing a wire support roll lO and a tension roll 1; 1 is provided. The mechanism connects a vertically installed target 5 with an electric wire. A motor is driven to control the passage of the electric wire 4 so that the electric wire 4 crosses the electric wire many times. Adhesion is , resulting from the above processing. As mentioned above, changes can be made with equipment. coating Using an additional target (not shown) on the other side of the wire to increase the speed Often additional targets, e.g. target 6, are used to deposit the primary oxide/nitride coating. It can be used to deposit intermediate layers before and/or after. The specific geometry used The design of the proper gas inlet system to fit what is clear as above Deposition of layers without boundaries is facilitated. Batch length depends on chamber dimensions and movement Depends on system design.

そのようなバッチ処理操作において、電線4.はチャンバー内で1つのり−ル2 から他のリール3に移動する。電線が採る経路により、電線は、あらゆる所望材 料の中間層を付着するため、小さい補助的ターゲット6の萌を通過してよい。タ ーゲットの而の通過数および電線速度と組み合わせられたこのターゲットに対す る電力によって中間層付着厚か制御されろ。次いて電線4は大きい主要ターゲッ ト5の前を通過し、主要被覆が付着する。厚さは、電ツバ電線速度および通過数 によって決まる。中間層と主要被覆の厚さの比は同様にして制御される。多層は 、電線4が逆の順序でターゲット5.6を通過するように望ましくメカニズムを 逆にすることによって形成できる。厚さおよび組成は、必要なように逆経路にお いて変化してよい。例えば、小さいマグネトロンにおいて用いる処理は、中間層 、例えばTiおよびTiNxに金属の化合物を付着するため逆の経路において反 応性であってよい。金属中間層(または基材)と酸化物/窒化物被覆の間に明確 な境界を持たない層の付着は、アルゴン豊富な雰囲気における付着がターゲット 5の上部末端の電線に行われ、電線がターゲツト面を下がるとともに反応性ガス 含量が徐々に増加するように、主要ターゲットの面で反応性ガス勾配を設定する ことによって行うことができる。勾配は、ターゲットの下部末端で導入された酸 素を徐々に上部末端方向に漏らすじゃま板システム(図示せず。)によって得る ことができる。In such batch processing operations, the electrical wires 4. is one hole 2 in the chamber Move to the other reel 3. Depending on the route the wire takes, the wire can be made of any desired material. A small auxiliary target 6 may be passed through to deposit the intermediate layer of material. Ta for this target combined with the number of passes through the target and the wire speed. The interlayer deposition thickness can be controlled by the power applied. Next, wire 4 is a large main target. 5, and the main coating is deposited. The thickness is determined by the electric wire speed and number of passes. Determined by The ratio of intermediate layer to primary coating thickness is similarly controlled. Multilayer is , the mechanism is preferably such that the wire 4 passes through the target 5.6 in reverse order. It can be formed by reversing it. Thickness and composition can be reversed as required. It's okay to change. For example, the process used in small magnetrons is , for example, to deposit metal compounds on Ti and TiNx. It may be responsive. Clear between metal interlayer (or substrate) and oxide/nitride coating Deposition of layers without boundaries is targeted at deposition in an argon-rich atmosphere. 5 to the upper end of the wire, and the reactive gas is released as the wire lowers down the target surface. Set up a reactive gas gradient in the plane of the main target so that the content gradually increases This can be done by: The gradient is the acid introduced at the lower end of the target. obtained by a baffle system (not shown) that gradually leaks the element toward the upper end. be able to.

明確な境界を在さない層を形成する簡単な方法は、システムを通過して電線4を 前後に通し、それぞれの通過において反応性ガスのレベルが正確な化学量論を得 るのに必要な最終レベルに増加される多連過処理の使用を包含4−る。よって、 中間層の化学hl論は、金属から必要な化学量論への小さい増加段階の連続とし て増加する。化学…論勾配を有する中間層を形成するため複合ターゲットをら用 いてよい。分離物品の場合、代わりに、物品は回転試料ホルダーによってターゲ ットの前で保持されてよい。A simple way to form layers without sharp boundaries is to run wires 4 through the system. Pass back and forth to ensure that reactive gas levels obtain accurate stoichiometry on each pass. This includes the use of multiple passes to increase the final level required to achieve the desired results. Therefore, The chemical theory of the intermediate layer is as a series of small incremental steps from the metal to the required stoichiometry. increases. Use of composite targets to form interlayers with chemical gradients It's okay to stay. For separated articles, the article can alternatively be targeted by a rotating sample holder. May be held in front of the cut.

第5図および第6図は、銅基材上に形成されてよい層の典型的な配列を示す本発 明の物品の一部分の概略断面図である。層の厚さは明確にするために拡大しであ る。Figures 5 and 6 illustrate the present invention showing typical arrangements of layers that may be formed on a copper substrate. 1 is a schematic cross-sectional view of a portion of a bright article; FIG. The layer thickness is enlarged for clarity. Ru.

第5図に示すように、例えばスパッタリング、電着またはメルトによって付着し た厚さ約2〜IOμmのアルミニウム金属層2が銅基材1に供給されている。酸 化アルミニウムA Q 20 x (ここで、Xは、アルミニウム層に隣接する 領域の0から上部表面の3にまで変化する。)層3がアルミニウム層の上に供給 され、化学M論酸化アルミニウムの薄層4(例えば厚さ約3μm)がアルミニウ ム層の上表面に付着されている。物品の靭性を増すために、追加の窒化チタン薄 層5が供給され、次いで比較的厚い有機ポリマー層6が供給され得る。As shown in FIG. A copper substrate 1 is provided with an aluminum metal layer 2 having a thickness of approximately 2 to IO μm. acid Aluminum oxide A Q 20 x (where X is adjacent to the aluminum layer It varies from 0 in the area to 3 in the upper surface. ) Layer 3 is supplied on top of the aluminum layer A thin layer 4 (e.g. about 3 μm thick) of chemical aluminum oxide is deposited on the aluminum oxide. It is attached to the upper surface of the mu layer. Additional titanium nitride thin to increase the toughness of the article Layer 5 may be applied, followed by a relatively thick organic polymer layer 6.

響は図面において線により明確に境界づけられているが、そのような境界は、銅 、/アルミニウム、アルミニウム/ A Qz OXおよびA Q t Ox  /、へ〇、03層の間において特に、実際には形成しなくてらよく、これは好ま しいことである。実際、アルミニウム、A Q t OXおよび化学量論的アル ミナ層は全て同じスパッタリング処理により形成されてよく、この場合に層の化 学量論は使用酸素勾配に依存する。Although the sound is clearly demarcated by lines in the drawings, such boundaries are , / aluminum, aluminum / A Qz OX and A Q t Ox /, 〇, 03 layers in particular do not actually need to be formed, which is preferable. That's a good thing. In fact, aluminum, AQtOX and stoichiometric The Mina layers may all be formed by the same sputtering process, in which case the layer Stoichiometry depends on the oxygen gradient used.

他の典型的な例が第6図に示されている。第6図において、銅基材21には、厚 い(例えば、1〜3μm)ニッケル層22、金属アルミニウム層23、非化学m 論的酸化アルミニウムArbox層24および化学量論的酸化アルミニウムA( !tos層25層設5られている。層23.24および25はスパッタリング法 により形成されている。付加的な、かなり厚い(例えば、厚さ約5〜15μm) 酸化アルミニウム層26を非真空蒸着法により層2.5の上に付着し得る。Another typical example is shown in FIG. In FIG. 6, the copper base material 21 has a thickness of (for example, 1 to 3 μm) nickel layer 22, metal aluminum layer 23, non-chemical m stoichiometric aluminum oxide Arbox layer 24 and stoichiometric aluminum oxide A ( ! There are 25 TOS layers. Layers 23, 24 and 25 are sputtered It is formed by Additional, fairly thick (e.g. approximately 5-15 μm thick) An aluminum oxide layer 26 may be deposited over layer 2.5 by non-vacuum deposition methods.

以下に、実施例を示す。Examples are shown below.

実施例1〜7 第4図に概略的に示すスパッタリング装置を用いることによって種々の厚さのア ルミニウム中間層を銅導体に設けた。スパッタリング条件は以下の通りである。Examples 1-7 By using the sputtering apparatus schematically shown in Fig. 4, various thicknesses can be formed. A aluminum interlayer was applied to the copper conductor. The sputtering conditions are as follows.

電線は、付着前に1.1.1−トリクロロエタン中で蒸気脱脂することによって 予め清浄した。清浄は、滞留時間が3分であるように蒸気脱脂浴に電線を連続的 に通過させることによって行った。The wires were cleaned by vapor degreasing in 1.1.1-trichloroethane before deposition. Cleaned beforehand. Cleaning is carried out by continuously placing the wire in a steam degreasing bath with a residence time of 3 minutes. This was done by passing it through.

第4図に示すように電線4を真空チャンバーに配置した。処理を始める前にチャ ンバーを1xlO−Lミリバールに減圧した。この段階でアルゴンを導入し、圧 力1.5xlO−’ミリバールにした。ここで高周波(80KHz)バイアス電 位を、接地から絶縁した電線ハンドリングシステムに適用した。バイアス電位を 一850vにし、滞留時間力10分になるようにリール2からリール3に電線4 を移動した。清浄サイクルを完了した後、圧力を8に10−’ミリバールに減少 し、付着処理を開始した。As shown in FIG. 4, the electric wire 4 was placed in a vacuum chamber. before starting the process. The chamber was evacuated to 1×10-L mbar. At this stage, argon is introduced and pressure is A force of 1.5 x lO-' mbar was applied. Here, a high frequency (80KHz) bias voltage is applied. The proposed method was applied to a wire handling system insulated from ground. Bias potential - Set the voltage to 850V and connect the wire 4 from reel 2 to reel 3 so that the residence time is 10 minutes. was moved. After completing the cleaning cycle, reduce the pressure to 8 to 10-’mbar Then, the adhesion process started.

アルミニウムターゲット5に直流電力3KWを適用した。電線は、リール2から リール3に移動し、ターゲット5を通過するときに被覆された。この領域での滞 留時間を電線速度により調節し、必要な厚さを得た。A DC power of 3 KW was applied to the aluminum target 5. The wire starts from reel 2 It moved to reel 3 and was coated as it passed target 5. Stagnation in this area The residence time was adjusted by wire speed to obtain the required thickness.

ロールメカニズムにより、ターゲットを通過するときに、1ターゲツトにさらさ れる電線表面が変化した。The roll mechanism allows you to be exposed to one target as you pass the target. The surface of the wire that is exposed has changed.

次いで、上記のようにアルミニウムで被覆された銅導体の試料を同様の処理によ り酸化アルミニウムで被覆した。この第2被覆のため、酸化アルミニウムターゲ ットにはアールエフ(RF )Ti源から電力供給した。A sample of copper conductor coated with aluminum was then subjected to the same treatment as described above. coated with aluminum oxide. Because of this second coating, the aluminum oxide target The kit was powered by an RF Ti source.

電線滞留時間およびターゲット電力ぼ、約4μmの一定厚さの酸化アルミニウム が得られるように調節した。アルミニウムおよび酸化アルミニウムの両方の付着 時に、銅導体はチャンバーに対して適切なバイアス電位に保ち、付着を促進した 。耐火性酸化アルミニウム層の直流絶縁耐力の測定値は、57v/μmであった 。Aluminum oxide with a constant thickness of approximately 4 μm for wire residence time and target power Adjusted to obtain. Deposition of both aluminum and aluminum oxide Sometimes, the copper conductor was held at an appropriate bias potential with respect to the chamber to promote adhesion. . The measured DC dielectric strength of the refractory aluminum oxide layer was 57v/μm .

対の同様の電線をねじり(長さ2 、5 am当たり2回のねじり)、ねじり対 ケーブルを形成し、IMHz、30V方形波発生器に電線の一末端を接続し、電 線の他端で200オーム負荷における波形をオシロスコープにより観測すること により、このように形成した絶縁電線の電気性能を試験した。幅8cmのフラッ ト炎を有するプロパンガスバーナーによってねじり対ケーブルを加熱した。ねじ り対の直下での炎温度を900℃に保ち、破損までの時間を記録した。Twist a pair of similar wires (length 2, 2 twists per 5 am), twist a pair Form the cable and connect one end of the wire to an IMHz, 30V square wave generator, Observe the waveform at the other end of the line with a 200 ohm load using an oscilloscope. The electrical performance of the insulated wire thus formed was tested. 8cm wide flat The twisted pair cable was heated by a propane gas burner with a flame. screw The flame temperature directly below the pair was maintained at 900°C, and the time until failure was recorded.

結果を第1表に示す。第1表によると、本発明の耐火性被覆の下に中間層を供給 しf二重線は、破損するまでの時間かより長いことがわかる。The results are shown in Table 1. According to Table 1, an intermediate layer is provided under the fire-resistant coating of the present invention. It can be seen that it takes longer for the double line to break.

第1表 実施例 アルミニウム 900℃のプロパン中間層の厚さ 炎による破損までの 時間(μm) (分) 6 6.2 94 7 II 360* * 360分後も破損を観察せずに試験を終了した。Table 1 Example Aluminum Thickness of propane intermediate layer at 900℃ Until damage due to flame Time (μm) (minutes) 6 6.2 94 7 II 360* *The test was completed without observing any damage even after 360 minutes.

プロパン炎試験完了後、ねじり対試料を、光学顕微鏡および走査電子顕微鏡を用 いて観察した。明細書に記載のように、中間層が厚い場合には、銅か移行して酸 化銅を形成することによって破損が生じていた。しかし、中間層の厚さが増すと 、酸化アルミニウムの周囲の亀裂は、200倍の倍率でも検出できない程度まで 減少した。このような亀裂形成の減少は、アルミニウム中間層が銅よりも、酸化 アルミニウムとの熱膨張不整合が高いという事実を考慮すれば、驚(べきことで ある。このような場合、移行は、耐火性盾内の低速度の拡散または電線ストラン ド間の拡散によって進行した。破損におけるこのような段階的な変化は、観測さ れた破壊までの時間に反映していた。After completing the propane flame test, the torsion-paired specimen was examined using an optical microscope and a scanning electron microscope. I observed it. As stated in the specification, if the intermediate layer is thick, copper may migrate and oxidize. The damage was caused by the formation of copper oxide. However, as the thickness of the intermediate layer increases , the cracks around the aluminum oxide are undetectable even at 200x magnification. Diminished. This reduction in crack formation is due to the fact that the aluminum interlayer is more oxidized than copper. This is surprising considering the fact that the thermal expansion mismatch with aluminum is high. be. In such cases, the transition may be accomplished by low-velocity diffusion within the fire shield or by wire strands. The disease progressed through inter-domain diffusion. Such gradual changes in failure are not observed. This was reflected in the time to destruction.

実施例8 7ストランド20AWG導体に、厚さ2μmのチタン層である第1層、厚さ約2 μmの勾配化学量論Ti0x(ここでXは0〜2である)層である第2層および 厚さ2μmのTidy層である第3層から成る複合被覆を供給した。Example 8 A 7 strand 20 AWG conductor with a first layer that is a 2 μm thick titanium layer, approximately 2 μm thick. a second layer which is a μm gradient stoichiometry Ti0x (where X is 0 to 2) layer and A composite coating was provided consisting of a third layer, a 2 μm thick Tidy layer.

前記のような反応性スパッタリング法および装置を用いて複合被覆を低密度ポリ エチレンの絶縁層(厚さ0.25mm)を被覆導体に供給した。The composite coating is spun with low-density polyurethane using reactive sputtering methods and equipment as previously described. An insulating layer of ethylene (0.25 mm thick) was applied to the coated conductor.

これらの被覆導体のねじり対を、900℃に10秒間加熱した。ポリマー絶縁が 焼失しても、被覆は無傷のままであり、スポーリングも層内の銅の移行も起こら なかったことが観察された。These twisted pairs of coated conductors were heated to 900° C. for 10 seconds. polymer insulation Even after burnout, the coating remains intact, with no spalling or interlayer copper migration. It was observed that there was no

実施例9 に金属からTatO5に変化する中間層から成る複合被覆を供給した。チタンタ ーゲットをタンクルターゲットに代えたことを除いては、実施例8に記載のよう に製造した。金属中間層の厚さは1.1μmであり中間層と上層の合計厚さは2 .3μmであった。Example 9 A composite coating consisting of an intermediate layer varying from metal to TatO5 was provided. Titanta As described in Example 8, except that the target was replaced with a tankle target. Manufactured in The thickness of the metal intermediate layer is 1.1 μm, and the total thickness of the intermediate layer and upper layer is 2 .. It was 3 μm.

試料を900℃で30秒間ブンゼンバーナー炎にさらす前の直流抵抗率は、2. 5X10”Ω・cmであった。冷却後の直流抵抗率は1.3XI012Ω・am であった。試料を、走査電子顕微鏡によっても観察した。スポーリングら銅の移 行も観察されなかった。 。The DC resistivity of the sample before exposing it to a Bunsen burner flame at 900°C for 30 seconds is 2. 5X10"Ω・cm.The DC resistivity after cooling was 1.3XI012Ω・am Met. Samples were also observed by scanning electron microscopy. Spalling et al. No lines were observed. .

カートリッジヒーターで加熱され、測定回路の1つの電極を形成するスヂール塊 、および他方の電極を形成する既知の接触面のプローブから成る装置内で、高温 下での体積抵抗率も測定した。接地したファラデー・ケージ(Faraday  cage)内に部品を収容した。塊の加熱速度は一定でなく、約25°C/分の 速度で約400℃まで加熱し、その後、約IO℃まで一定の速度に減少させた。Sudir mass heated with a cartridge heater and forming one electrode of the measuring circuit , and a probe of known contact surfaces forming the other electrode. The volume resistivity at the bottom was also measured. Grounded Faraday Cage The parts were housed in a cage. The heating rate of the mass is not constant, approximately 25°C/min. Heating was carried out at a rate of about 400°C and then reduced to a constant rate to about IO°C.

装置の限界は約650℃であった。アポ社(Avo Ltd、、英国、ドーパ− 在)製メグオーム・メーター(megohmmeter)を用いて、試験電圧3 0V(直流)で体積抵抗率を測定した。The limit of the device was approximately 650°C. Avo Ltd, Dorper, UK Test voltage 3 using a megohmmeter manufactured by Volume resistivity was measured at 0V (DC).

この装置を用いて、細かい温度間隔で体積抵抗率を測定できたので、導体絶縁が 30Vを保持できなくなる温度(この温度になるまでに曲線はほとんど平らにな った)を測定することが可能であった。この破損温度は485℃であった。Using this device, we were able to measure volume resistivity at small temperature intervals, so conductor insulation was The temperature at which it is no longer possible to maintain 30V (the curve becomes almost flat by this temperature) It was possible to measure the The failure temperature was 485°C.

実施例10〜13 19ストランド22AWG電線試料に、実施例1〜7に記載の様々の厚さのアル ミニウム中間層を供給し、次いで厚さ4μmの酸化アルミニウム層を供給した。Examples 10-13 19 strand 22 AWG wire samples were coated with various thicknesses of aluminum as described in Examples 1-7. A aluminum interlayer was applied followed by a 4 μm thick aluminum oxide layer.

試料にわずかにばね張力を加えて空気中に吊し、45秒間隔で持続時間60秒間 の方形波36A電流パルスを繰り返し通すことによって試験した。これにより、 試料の温度は約750℃まで上昇し、もとに戻るというサイクルを行った。この サイクル時に試料を光学顕微鏡により観察すると、酸化銅の形成が認められた。The sample was suspended in air with a slight spring tension applied at 45 second intervals for a duration of 60 seconds. The test was conducted by repeatedly passing square wave 36A current pulses of . This results in A cycle was performed in which the temperature of the sample rose to about 750°C and returned to the original temperature. this Observation of the sample under an optical microscope during cycling showed the formation of copper oxide.

結果を第2表に示す。The results are shown in Table 2.

実施例 アルミニウム 中間層の厚さ 備 考 (μm) 10(比較)IIサイクル後にわずかに酸化物形成2サイクル後に中程度に酸化 物形成 3サイクル後に大型に酸化物形成 11 3 2サイクル後にわずかに酸化物形成4サイクル後に中程度に酸化物形 成 +2 12 14サイクル後にわずかに酸化物形成50サイクルで試験を終了し た;酸化物はわずかに形成されただけであった。Example Aluminum Intermediate layer thickness Notes (μm) Slightly oxidized after 10 (comparative) II cycles Moderately oxidized after 2 cycles object formation Large oxide formed after 3 cycles 11 3 Slight oxide formation after 2 cycles Moderate oxide formation after 4 cycles Growth +2 After 12 and 14 cycles, a slight oxide was formed.The test ended after 50 cycles. However, only a small amount of oxide was formed.

13 3* 100サイクル後にわずかに酸化物形成* この試料は、銅および アルミニウムの間に、厚さ1μmの付加的なニッケル層を有していた。13 3* Slight oxide formation after 100 cycles * This sample contains copper and Between the aluminum there was an additional 1 μm thick nickel layer.

この結果は、中間層の厚さが増すと、基材の酸化抵抗性が増すこと、および付加 的なニッケル層の供給によりさらに改良されることを示している。This result indicates that increasing the thickness of the interlayer increases the oxidation resistance of the substrate and It is shown that further improvement can be achieved by supplying a nickel layer.

実施例14および15 実施例11および12で製造した電線試料に高い引張歪を加え、表面酸化アルミ ニウム層における亀裂形成を観察した。結果をグラフとじて第7図に示す。歪か 増すにつれ、横軸に示されろ歪は増し、縦軸に示されろ亀裂間隔は小さくなる。Examples 14 and 15 A high tensile strain was applied to the wire samples manufactured in Examples 11 and 12, and the surface oxidized aluminum was Crack formation in the aluminum layer was observed. The results are shown in Figure 7 as a graph. Distortion? As the strain increases, the strain (shown on the horizontal axis) increases, and the crack spacing, shown on the vertical axis, decreases.

歪の程度によらず、厚さ12μmのアルミニウム中間層を有する試料(実施例1 2)の亀裂数は、厚さ3μmのアルミニウム中間層を有する試料(実施例11) の亀裂数よりもはるかに少ないことがわかった。亀裂密度の低下は、試料を引張 った時の耐火性層内の詳細応力分布が変化することを示す。このことは、機械的 に酷使する時のスポーリングの減少における重要な特徴を示す。Regardless of the degree of strain, samples with a 12 μm thick aluminum intermediate layer (Example 1) The number of cracks in 2) is the same as that of the sample having an aluminum intermediate layer with a thickness of 3 μm (Example 11). The number of cracks was found to be much smaller than that of Decrease in crack density tensile specimen This shows that the detailed stress distribution within the refractory layer changes when This means that the mechanical shows important features in reducing spalling during overuse.

実施例16〜18 19ストランド22AWG銅導線導試料を、実施例1〜7に記載のアルミニウム 中間層で被覆し、次いで耐火性窒化アルミニウムで被覆した。Examples 16-18 A 19 strand 22 AWG copper conductor conductive sample was prepared using aluminum as described in Examples 1-7. It was coated with an intermediate layer and then with refractory aluminum nitride.

耐火性窒化物層は、アルゴン/窒素雰囲気中、全圧力8X10−3ミリバールで 、アルミニウムターゲットから反応性スパッタリングによって付着した。化学量 論的窒化アルミニウムが導体に付着するように、チャンバーへの窒素の流入を保 持した。電線滞留時間およびターゲット電力を、耐火性窒化物被覆の厚さが約2 μmとなるように調節した。アルミニウム中間層の厚さは、第3表に示すように 様々であった。The refractory nitride layer was heated in an argon/nitrogen atmosphere at a total pressure of 8 x 10-3 mbar. , deposited by reactive sputtering from an aluminum target. chemical quantity Keep nitrogen flowing into the chamber so that the aluminum nitride adheres to the conductor. I held it. The wire residence time and target power should be adjusted with a refractory nitride coating thickness of approx. It was adjusted so that it was μm. The thickness of the aluminum intermediate layer is as shown in Table 3. It was various.

耐火性窒化アルミニウム層の絶縁耐力は、l08V/μmであった。The dielectric strength of the refractory aluminum nitride layer was 108 V/μm.

実施例1〜7に記載のように、絶縁電線の高温電気性能を試験した。The high temperature electrical performance of the insulated wires was tested as described in Examples 1-7.

結果を第3表に示す。耐火性窒化物被覆の下に金属中間層を供給した電線は、高 温でより良好に機能することがわかる。The results are shown in Table 3. Electrical wires provided with a metal interlayer under a refractory nitride coating are It can be seen that it works better at higher temperatures.

試験試料を光学顕微鏡で観察した。厚いアルミニウム中間層を存する試料(実施 例!7)は、窒化物層に周囲亀裂がなく、良好な状態であるように見えた。中間 層を有さない試料(実施例16)は、ひどく亀裂が生じ、銅導体からのスポーリ ングが生じていた。The test samples were observed under an optical microscope. Samples with thick aluminum interlayer (conducted example! 7) appeared to be in good condition with no peripheral cracks in the nitride layer. middle The sample without the layer (Example 16) was severely cracked and had spores from the copper conductor. ng was occurring.

中間層の厚さ 炎による破損までの時間17 +0 90 18 3* 39 * この試料は、アルミニウム中間層および耐火性窒化物層の間に勾配的な化学 m論層ををしていた。化学量論は、金属アルミニウムから窒化アルミニウムまで なめらかに変化し、勾配層と化学量論的窒化物層との全厚さは約2μmであった 。Intermediate layer thickness Time until damage due to flame 17 +0 90 18 3* 39 *This sample has a gradient chemistry between the aluminum interlayer and the refractory nitride layer. I was in the middle class. Stoichiometry ranges from metallic aluminum to aluminum nitride There was a smooth transition, and the total thickness of the gradient layer and stoichiometric nitride layer was about 2 μm. .

実施例I9および20 厚さ3.5μmの耐火性酸化アルミニウム被覆を、19ストランド22AWG銅 電線導体上にスパッタ法により供給した。導体のいくつかには、本発明の厚さ3 μmのアルミニウム中間層を供給しておいた。耐火性層と下の金属との密着性は 、試料を引張りながら光学顕微鏡で観察することによって評価した。ある程度の 歪を与えると、耐火性層の密着が限界に達し、下のキーイングからのスポーリン グが生じる。このときの歪を測定した。結果を第4表に示す。耐火性層と下の金 属との密着性を大幅に高める中間層を選択することが可能であることがわかる。Examples I9 and 20 3.5μm thick refractory aluminum oxide coating with 19 strands 22AWG copper It was supplied onto the wire conductor by sputtering. Some of the conductors have a thickness of 3 A .mu.m aluminum intermediate layer had been supplied. The adhesion between the fireproof layer and the underlying metal is The evaluation was made by observing the sample under an optical microscope while pulling it. A certain level of When strain is applied, the adhesion of the refractory layer reaches its limit and the spalling from the keying below A problem occurs. The strain at this time was measured. The results are shown in Table 4. fireproof layer and gold underneath It turns out that it is possible to choose an intermediate layer that significantly increases the adhesion with the genus.

実施例19の耐火性層は緩やかに扱ってもスポーリングが生じるが、実施例20 の層は機械的に酷使に対してスポーリングすることなく耐えることがわかりた 第4表 実施例 アルミニウム スポーリング 中間fzの厚さ 時の歪 (μm) (%) +9(比較) 0 1.6 19ストランド22AWG銅電線導体試料を、二酸化ケイ素ターゲットからのR Fスパッタリングにより、厚さ5μm二酸化ケイ素の耐火性層で被覆した。いく つかの場合には、耐火性層を銅導体に直接に適用し、池の場合には、電線に厚さ 10μmのアルミニウム中間層を供給し、実施例1〜7に記載のように製造した 。これらの電線のねじり対の高温電気性能をtj記のように試験した。結果を第 5表に示す。第5表により、金属中間層を有する電線は、中間層を有さない電線 よりも非常に良好に機能することがわかる。試験後、電線を再び顕微鏡で観察し た。実施例2+(中間層を有さない)の耐火性層には、ひどく亀裂およびスポー リングが生じていたが、実施例22(アルミニウム中間層ををする)の耐火性層 には亀裂もスポーリングら見られなかった。破損は、ストランド間で酸化銅がゆ っくり生長したことによって起こりノこよってあった。Although spalling occurs in the fire-resistant layer of Example 19 even when handled gently, spalling occurs in the fire-resistant layer of Example 20. The layer was found to withstand mechanical abuse without spalling. Table 4 Example aluminum spalling Distortion at intermediate fz thickness (μm) (%) +9 (comparison) 0 1.6 A 19 strand 22 AWG copper wire conductor sample was prepared with R from a silicon dioxide target. It was coated with a 5 μm thick refractory layer of silicon dioxide by F sputtering. go In some cases, the refractory layer is applied directly to the copper conductor, and in some cases, the thickness is applied to the wire. A 10 μm aluminum interlayer was provided and produced as described in Examples 1-7. . The high temperature electrical performance of twisted pairs of these wires was tested as described below. Results first It is shown in Table 5. According to Table 5, an electric wire with a metal intermediate layer is an electric wire without an intermediate layer. It can be seen that it works much better than. After the test, the wire was observed again under the microscope. Ta. The fire-resistant layer of Example 2+ (without interlayer) had severe cracks and sporks. A ring had formed, but the fire-resistant layer of Example 22 (with aluminum interlayer) No cracks or spalling were observed. The breakage is caused by copper oxidation between the strands. This happened due to rapid growth.

裏i表 実施例 アルミニウム 900℃のプロパン中間層の厚さ 炎による破損までの 時間(μm) (分) 21(比較)01 実施例23 アルミニウム中間層の厚さが10μmであったこと、および厚さ0.25mmの 架橋ポリエチレン/エチレン酢酸ビニルコポリマーブレンド絶縁を電線に供給し たことを除いては、実施例7を繰り返した。電線が公称温度900℃のプロパン 炎によって破損するまでに113分間を要した。back i front Example Aluminum Thickness of propane intermediate layer at 900℃ Until damage due to flame Time (μm) (minutes) 21 (comparison) 01 Example 23 The thickness of the aluminum intermediate layer was 10 μm, and the thickness of the aluminum intermediate layer was 0.25 mm. Supplying cross-linked polyethylene/ethylene vinyl acetate copolymer blend insulation to electrical wires Example 7 was repeated with the following exceptions. The wire is propane with a nominal temperature of 900℃ It took 113 minutes before it was destroyed by the flames.

この温度は、電線のポリマー絶縁が発火する非調節温度上昇のみを考慮して、公 称温度として与えられている。This temperature takes into account only the unregulated temperature rise that would cause the wire's polymer insulation to ignite. It is given as a nominal temperature.

実施例24および25 平形銅導体試料に、厚さ2μmのクロムをスパッタ被覆し、次いで厚さ2μmの 酸化アルミニウムをスパッタ被覆した。比較として、課平形導体(クロム中間層 を有さない)にも、厚さ2μmの酸化アルミニウムをスパッタ被覆した。絶縁導 体を800℃に10分間(空気中で)加熱することによって、高温保全性を試験 した。次いで試料を光学顕微鏡で観察した。Examples 24 and 25 A flat copper conductor sample was sputter coated with 2 μm thick chromium, then coated with 2 μm thick chromium. Aluminum oxide was sputter coated. For comparison, a flat conductor (chromium intermediate layer) ) was also sputter coated with 2 μm thick aluminum oxide. Insulated conductor Test high temperature integrity by heating the body to 800°C for 10 minutes (in air) did. The samples were then observed under an optical microscope.

クロム中間層を有する試料(実施例24)は、完全に無傷で破損しなかった(ス ポーリングも酸化鋼の生長も観察されなかった)。対照的に、中間層を有さない 試料(実施例25)は、非常に悪い状態であった。酸化アルミニウムフィルムは 完全になくなり、銅導体は酸化銅のスケールで厚く19ストランド22AWG銅 電線導体に、個々のストランドの周囲にではなく束の周囲に拡がる第6表に挙げ る厚さのニッケル中間層をスパッタ被覆した。次いで、実施例1〜7に記載の方 法を用いて、厚さ4μmの酸化アルミニウム耐火性層をスパッタ被覆した。The sample with chromium interlayer (Example 24) was completely intact and undamaged (stainless). Neither poling nor oxidized steel growth was observed). In contrast, it has no middle layer The sample (Example 25) was in very poor condition. aluminum oxide film Completely gone, the copper conductor is a thick 19 strand 22AWG copper with copper oxide scale. For electrical wire conductors, the wires listed in Table 6 extend around the bundle rather than around the individual strands. A nickel intermediate layer was sputter coated to a thickness of Next, those described in Examples 1 to 7 A 4 μm thick aluminum oxide refractory layer was sputter coated using a method.

絶HTi線の高温電気性能を、実施例1〜7に記載のように試験した。The high temperature electrical performance of the absolute HTi wires was tested as described in Examples 1-7.

結果を第6表に示す。第6表により、本発明のニッケル中間層(特に厚いもの) が、電線の高温性能を大幅に改良することがわかる。The results are shown in Table 6. According to Table 6, the nickel intermediate layer of the invention (particularly thick one) It can be seen that this significantly improves the high temperature performance of the wire.

第6表 実施例 ニッケル 900℃のプロパン中間層の厚さ 炎による破損までの時間 (m)(分) l(比較)OO,2 261,56 国際調査報告 AZJNEX To Tl4E IIITER)IATIONAL 5EARC 4(R三?ORT ONTable 6 Example Nickel Thickness of propane intermediate layer at 900℃ Time until damage due to flame (m) (minutes) l(comparison)OO,2 261,56 international search report AZJNEX To Tl4E IIITER) IATIONAL 5EARC 4 (R3?ORT ON

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.金属銅から形成されている一部分を少なくとも有する製造物品であって、 該一部分表面上に、実質的に不純物のない密着電気絶縁耐火性層、および酸素も しくは銅またはその両方の拡散に対して障壁として働く金属から形成されている 中間層を有し、物品の加熱時に耐火性層への銅の移行を抑制するように中間層の 厚さが少なくとも1.1μmである物品。1. An article of manufacture having at least a portion formed from metallic copper, the article comprising: On said partial surface is a substantially impurity-free adhesive electrically insulating refractory layer, and also oxygen. formed from a metal that acts as a barrier to diffusion of copper or copper or both. The intermediate layer is designed to suppress the migration of copper to the refractory layer when the article is heated. Article having a thickness of at least 1.1 μm. 2.金属銅から形成されている一部分を少なくとも有する製造物品であって、 該一部分表面上に、実質的に不純物のない密着耐火性層、および銅よりもモジュ ラスの小さい金属から形成されている密着中間層を有し、中間層の厚さが少なく とも1.1μmである物品。2. An article of manufacture having at least a portion formed from metallic copper, the article comprising: a substantially impurity-free cohesive refractory layer on the partial surface, and a layer more modulus than copper. It has an adhesive intermediate layer made of metal with small lath, and the thickness of the intermediate layer is small. Both are 1.1 μm. 3.中間層の厚さは少なくとも1.5μm、好ましくは少なくとも2.0μmで ある請求の範囲第1項または第2項に記載の物品。3. The thickness of the intermediate layer is at least 1.5 μm, preferably at least 2.0 μm. An article according to claim 1 or 2. 4.耐火性層は金属酸化物または金属窒化物を含んでなる請求の範囲第1〜3項 のいずれかに記載の物品。4. Claims 1 to 3, wherein the refractory layer comprises a metal oxide or metal nitride. Articles listed in any of the above. 5.耐火性層は真空蒸着法、好ましくはスパッタメッキ法により形成されている 請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の物品。5. The refractory layer is formed by a vacuum deposition method, preferably a sputter plating method. The article according to any one of claims 1 to 4. 6.中間層は、真空蒸着法により、好ましくはスパッタメッキ法、金属ローリン グ法もしくは電気メッキ法または金属メルトによる被覆により形成されている請 求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の物品。6. The intermediate layer is formed by vacuum evaporation, preferably sputter plating or metal rolling. A seal formed by a coating method or electroplating method or a metal melt coating. The article according to any one of Items 1 to 5. 7.中間層は、アルミニウム、ケイ素、チタン、タンタル、ニッケル、マンガン 、クロムまたはこれらの合金から形成されている請求の範囲第1〜6項のいずれ かに記載の物品。7. Intermediate layer is aluminum, silicon, titanium, tantalum, nickel, manganese , chromium or an alloy thereof. Articles described in Crab. 8.耐火性層は無機金属化合物を含んでなり、中間層は、耐火性層に存在する金 属と同様の金属を含んでなる請求の範囲第1〜7項のいずれかに記載の物品。8. The refractory layer comprises an inorganic metal compound, and the intermediate layer comprises gold present in the refractory layer. 8. An article according to any one of claims 1 to 7, comprising a metal of the same genus. 9.中間層は、加熱時に銅と金属間化合物または固溶体を形成する金属から形成 されている請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の物品。9. The intermediate layer is formed from a metal that forms an intermetallic compound or solid solution with the copper when heated The article according to any one of claims 1 to 8. 10.中間層はアルミニウムまたはニッケルを含んでなる請求の範囲第1〜9項 のいずれかに記載の物品。10. Claims 1 to 9, wherein the intermediate layer comprises aluminum or nickel. Articles listed in any of the above. 11.耐火性層は、アルミニウム、ケイ素、チタンもしくはタンタルの酸化物ま たはケイ素もしくはアルミニウムの窒化物を含んでなる請求の範囲第1〜10項 記載の物品。11. The refractory layer is made of aluminum, silicon, titanium or tantalum oxides or or a nitride of silicon or aluminum. Items listed. 12.耐火性層の厚さは少なくとも1μm、好ましくは少なくとも2μm、より 好ましくは少なくとも5μm、とりわけ少なくとも10μmである請求の範囲第 1〜11項のいずれかに記載の物品。12. The thickness of the refractory layer is at least 1 μm, preferably at least 2 μm, more Preferably at least 5 μm, especially at least 10 μm. The article according to any one of items 1 to 11. 13.耐火性層の化学量論は、層中の金属または半金属の割合が層の外表面に向 かって減少するように、その厚さの少なくとも一部分において変化する請求の範 囲第1〜12項のいずれかに記載の物品。13. The stoichiometry of a refractory layer is the ratio of the metal or metalloid in the layer toward the outer surface of the layer. a claim that varies in at least a portion of its thickness such that it once decreases; The article according to any one of items 1 to 12. 14.耐火性層の化学量論は、明確な境界が中間層と耐火性層との間に存在しな いように変化する請求の範囲第13項記載の物品。14. The stoichiometry of the refractory layer is such that no sharp boundary exists between the intermediate layer and the refractory layer. 14. The article of claim 13 which varies as described above. 15.耐火層の上部に一つまたはそれ以上の付加的な層を有する請求の範囲第1 〜14項のいずれかに記載の物品。15. Claim 1 having one or more additional layers on top of the fireproof layer The article according to any one of items 1 to 14. 16.2っ以上の中間層を有する請求の範囲第1〜15項のいずれかに記載の物 品。16. The product according to any one of claims 1 to 15, having two or more intermediate layers. Goods. 17.金属銅から形成されている一部分を少なくとも有する製造物品であって、 該一部分表面上に、実質的に不純物のない付着電気絶縁耐火性層、および少なく とも2っの中間層を有し、中間層の少なくとも1つは拡散障壁および/または歪 除去層および/またはキーイング層として働く物品。17. An article of manufacture having at least a portion formed from metallic copper, the article comprising: a substantially impurity-free deposited electrically insulating refractory layer on said partial surface; Both have two intermediate layers, at least one of which has a diffusion barrier and/or strain. Articles that act as removal and/or keying layers. 18.中間層の少なくとも1つが、銅および/または酸素の拡散に対する障壁と して働き、該中間層または他の少なくとも1つの中間層が、歪除去層および/ま たはキーイング層として働く請求の範囲第16項または第17項に記載の物品。18. At least one of the intermediate layers acts as a barrier to copper and/or oxygen diffusion. the intermediate layer or at least one other intermediate layer acts as a strain relief layer and/or 18. Article according to claim 16 or 17, which acts as a keying layer. 19.電線の形態である請求の範囲第1〜18項のいずれかに記載の物品。19. The article according to any one of claims 1 to 18, which is in the form of an electric wire. 20.付加的な外ポリマー絶縁が供給されている請求の範囲第19項記載の物品 。20. Article according to claim 19, wherein an additional outer polymeric insulation is provided. . 21.耐火性層は、下の銅を腐食から保護する請求の範囲第1〜18項記載の物 品。21. The refractory layer protects the underlying copper from corrosion according to claims 1 to 18. Goods.
JP50306685A 1984-07-08 1985-07-08 Heat-resistant coated articles Pending JPS61502710A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL7233384A IL72333A (en) 1984-07-08 1984-07-08 Electrical wire and cable
IL72333 1984-07-08
GB8417504 1984-07-09
GB8500816 1985-01-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61502710A true JPS61502710A (en) 1986-11-20

Family

ID=11055181

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50313985A Pending JPS61502712A (en) 1984-07-08 1985-07-08 wires and cables
JP50306685A Pending JPS61502710A (en) 1984-07-08 1985-07-08 Heat-resistant coated articles

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50313985A Pending JPS61502712A (en) 1984-07-08 1985-07-08 wires and cables

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JPS61502712A (en)
IL (1) IL72333A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04308614A (en) * 1990-12-14 1992-10-30 American Teleph & Telegr Co <Att> Telecommunication cable

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04308614A (en) * 1990-12-14 1992-10-30 American Teleph & Telegr Co <Att> Telecommunication cable

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61502712A (en) 1986-11-20
IL72333A (en) 1990-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4985313A (en) Wire and cable
US5209987A (en) Wire and cable
EP0132343B1 (en) Wire and cable
KR20170132129A (en) Plasma source utilizing a macro-particle reduction coating and method of using a plasma source utilizing a macro-particle reduction coating for deposition of thin film coatings and modification of surfaces
EP0188369B1 (en) Refractory coated article
EP0188370B1 (en) Electrical wire with refractory coating
EP0170440B1 (en) Temperature resistant coated wire
JPS61502710A (en) Heat-resistant coated articles
EP0170441B1 (en) Electrical wire and cable
Guile Stored charges in relatively thin oxide films
CA1256173A (en) Electrical conductor coated with an inorganic conductive layer
GB2183080A (en) Coated electrical conductor
GB2183079A (en) Coated metallic conductor
GB2182800A (en) A flat cable
JP3079765B2 (en) Materials for electrical contacts
Hao et al. Structure and Space Charge Inhibition Performance of Reactive RF Magnetron Sputter Deposited Al2O3 Thin Film on the Fiber Surface
JP3060709B2 (en) Method and apparatus for manufacturing electrical contact material
EP0376966A1 (en) Wire
JP2746273B2 (en) Insulated wire conductor
FR3103958A1 (en) cable comprising a fire resistant layer
CN1195885C (en) Method for making zinc metallized film for film capacitors exhibiting improved adhesion and thereby having excellent anti-oxidation characteristics
JP2001106585A (en) Treating method for improving resistance to oxidation at high temperature of carbon material
JP2566826Y2 (en) fuse
JP2650057B2 (en) Insulated wire conductor
FR3075455A1 (en) CABLE COMPRISING AT LEAST ONE METALLIC LAYER OF A CARBON MATERIAL