JPS62188753A

JPS62188753A - 軟質ガラス封着用合金

Info

Publication number: JPS62188753A
Application number: JP3659287A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Umeda; 梅田　正和
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1987-08-18
Also published as: JPS6319588B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】利用産業分野この発明は、軟質ガラスとの封着に供する封着用合金に
係り、特に、耐蝕性及び酸化被膜の導電性を改善した軟
質ガラス封着用合金に関する。

従来技術軟質ガラス封着用合金は、例えば、カラーブラウン管の
シャドーマスクを支持するスタットピン等に用いられ、
従来より軟質ガラス封着合金については種々の提案がな
されている。

一般に封着用合金は、 ■封着用合金の熱膨張係数が軟質ガラスの熱膨張係数に
近似すること、 ■合金表面の酸化被膜が合金素地に強固に密着すること
、 ■合金表面の酸化被膜の導電性が良好なこと、■合金表
面を酸化被膜処理した後の状態で各種酸に対する耐蝕性
にすぐれていること、等の性質を具備することが必要で
ある。現在、熱膨張係数が軟質ガラスのそれに近似して
いることから、１８Ｃｒ−Ｆｅ合金が多用されている。

また、ガラス封着は、１８Ｃｒ−Ｆｅ合金を所望形状に
成形加工した後、湿潤水素中で、１０００℃〜１２５０℃に加熱して酸化被膜を形成し、
さらに大気中で１０００”Ｃ〜１２５０°Ｃに加熱する
ことによって実施されているが、通常、ガラス封着後の
部品は、ガラスの表面処理を施す際に、硝酸、弗酸、混
合酸等の各種酸に浸漬されることがあり、上記した如く
、耐蝕性にすぐれていることが必要である。

さらに、封着合金は、シャドウマスク支持用部品として
使用する場合、表面に形成された酸化被膜を介して電子
回路を構成するため、かかる酸化被膜の導電性がすぐれ
ていることが必要である。

発明の目的この発明は、上述した軟質ガラス封着用合金として必要
な性質を満足し、特に、耐蝕性及び酸化被膜の導電性を
改善した封着合金を目的としている。

発明の構成この発明は、Ｃｒ　１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、Ｔｉ　０．１ｗｔ％〜
１．０ｗｔ％、ＡＩ　０．０５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％、
Ｓｉ　０．７５ｗｔ％以下、Ｍｎ　１．０ｗｔ％以下、
Ｃ０．０３ｗｔ％以下、Ｎ２０．０３ｗｔ％以下に、Ｎｂ　０．０５ｗｔ％〜０．９ｗｔ％、Ｂｅ　０．００
５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％にして、かつＮｂとＢｅの合計
量で０．０５５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含有し、残部Ｆｅ
及び不可避的不純物からなることを特徴とする軟質ガラ
ス封着用合金であり、あるいは、さらに、Ｚｒ　０．０
０５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％を含有し、かツＮｂ、　Ｂｅ
及びＺｒ（７）合計量テ０．０６０ｗｔ％〜１．０ｗｔ
％含有したことを特徴とする軟質ガラス封着用合金であ
る。

この発明による封着用合金は、１８Ｃｒ−Ｆｅ合金中の
Ｃ，Ｎ等の不純物は前記酸化被膜形成の熱処理及びガラ
ス封着時に、結晶粒界付近にＣｒ炭化物またはＣｒ窒化
物を形成し、粒界付近に低Ｃｒ層が形成されて耐蝕性が
低下することに鑑み、Ｃ，Ｎ量を低減し、ＣｒよりＣ，
Ｎとの親和力の大きい元素を含有せしめてＣ，Ｎを固定
すること、及び結晶粒を微細化して粒界面積を増大して
粒界付近での低Ｃｒ層を低減することにより、耐蝕性を
大きく改善したもので、さらには緻密かつ高密着の酸化
被膜を形成することにより、一段と改善できる。

また、この発明による封着用合金は、Ｃｒ−Ｆｅ合金の
前記した酸化処理による表面酸化被膜は、主として、Ｐ
型半導体のＣｒ２Ｏ３で構成され、この酸化被膜中に、
Ｃｒ３より原子価の大きい、例えば、Ｔｔ４　＋、Ｓｉ
４＋のイオンが存在すると、電気抵抗が増加することに
鑑み、酸化被膜中の前記金属イオンを極力少なくしたこ
とにより、導電性を改善したものである。

すなわち、この発明による封着用合金は、１５〜３０Ｃ
ｒ−Ｆｅ合金系に、特定量のＮｂ及びＢｅあるいはさら
にＺｒを含有することにより、上述した軟質ガラス封着
用合金として必要な性質を満足し、特に、耐蝕性及び酸
化被膜の導電性にすぐれた封着合金を得たものである。

組成限定理由以下に、この発明による封着合金の成分組成の限定理由
を詳述する。

Ｃｒは、この封着合金の基本成分であるが、１５ｗｔ％
未満では熱膨張係数が大きくなり、軟質ガラスの熱膨張
係数との差が大きくなり好ましくなく、また、３０ｗｔ
％を越えると、加工性が劣化し、所定形状に成形困難と
なるため、１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％とする。

Ｔｉは、合金中のγ相析出の防止及び酸化被膜の密着性
、耐蝕性改善に有効であるが、０．１ｗｔ％未満ではそ
の効果がなく、また、１．０ｗｔ％を越えると、酸化被
膜の電気抵抗が高くなりすぎて導電性が劣化するため、
０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％とする。

Ａｌは、合金の脱酸及び酸化被膜の密着性の改善に有効
であるが、０．０５ｗｔ％未満ではその効果がなく、ま
た、１．０ｗｔ％を越えると上記効果が飽和すると共に
硬化し、加工が困難となるため、０．０５ｗｔ％〜１．
０ｗｔ％とする。

Ｓｉは、脱酸のため含有するが、０．７５ｗｔ％を越え
ると脱酸効果が飽和するため好ましくない。

Ｍｎは、脱酸効果及び酸化被膜の最外側層に、Ｍｎ−Ｃ
ｒ２Ｏ４スピネル酸化物を形成し、ガラスとの濡れ性を
改善する効果があるが、１．０ｗｔ％を越えると、合金
の熱膨張係数が大きくなりすぎるため好ましくない。

Ｃは、封着時の発泡防止及びγ相析出の防止カリ耐蝕性
改善のためには、極力少ないほうが好ましいが、０．０
３ｗｔ％以下の含有であれば、実用上問題がない。

Ｎ２は、γ相析出の防止かつ耐蝕性改善のためには、極
力少ないほうが好ましいが、０．０３ｗｔ％以下の含有
であれば、実用上問題がない。

Ｚｒは、合金中のＣ，Ｎ等の不純物と結合し、炭化物ま
たは窒化物を形成してＣ，Ｎを固定し、さらに、結晶粒
を微細化すると共に、酸化被膜の密着性を改善し、これ
らの相乗効果により、耐蝕性を著しく改善する効果があ
るが、０．００５ｗｔ％未満ではその効果が少なく、ま
た、０．５ｗｔ％を越えると合金の熱間加工性が低下す
るため、０．００５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％とする。

Ｎｂは、合金中のＣ，Ｎ等の不純物と結合し、炭化物ま
たは窒化物を形成してＣ，Ｎを固定し、さらに、結晶粒
を微細化して耐蝕性を著しく改善するが、０．０５　ｗ
ｔ％未満ではその効果が少なく、また、０．９ｗｔ％を
越えると合金の冷間加工性が低下するため、０．０５　
ｗｔ％〜０．９ｗｔ％とする。

Ｂｅは、合金中の結晶粒を微細化すると共に、酸化被膜
の緻密性、密着性を改善し、耐蝕性を著しく改善する効
果があるが、０．００５ｗｔ％未満ではその効果が少な
く、また、０．５ｗｔ％を越えると硬化しすぎて合金の
冷間加工性が低下するため、０．００５ｗｔ％〜０．５
ｗｔ％とする。

また、この発明の封着合金は、Ｎｂ　、Ｂｅの複合金有
あるいはさらにＺｒを含有することを特徴とするが、Ｎ
ｂとＢｅの複合金有の場合、合計で０．０５５ｗｔ％未
満、あるいはＮｂ、　Ｂｅの外にさらにＺｒを複合金有
するの場合、合計で０．０６ｗｔ％未満では、合金中の
結晶粒の微細化効果がないと共に、酸化被膜の緻密性、
密着性の改善効果がなく、また耐蝕性を改善する効果も
なく、また、１．０ｗｔ％を越えると、合金は硬化して
熱間加工性が低下するとともに、冷間加工も困難となる
ため、ＮｂとＢｅとの複合金有の場合は、０．０５５ｗ
ｔ％〜１．０ｗｔ％、Ｎｂ、　Ｂｅ及びＺｒの複合金有
の場合は、０．０６ｗｔ％〜１．０ｗｔ％とする。

Ｆｅは、この合金の主成分であり、上述した各成分を含
有した残余とする。

また、不純物としてのＮｉは０．０２ｗｔ％以下の含有
であれば、封着合金としての所要の性質を劣化させるこ
とがない。

実施例以下に、この発明による実施例を示しその効果を明らか
にする。

第１表に示す組成成分に従って、この発明による封着合
金（試料Ｎｏ、１〜４）と、比較合金（試料Ｎｏ、５〜
７）を作製し、各合金の電気抵抗値測定、並びに耐蝕性
試験、酸化被膜の密着性試験を行ない、その結果を第２
表に示す。

電気抵抗値の測定は、第１表の各合金より０．８ｍｍ厚
みＸ４０ｍｍ幅Ｘ５０ｍｍ長さに切り出した試験片を、
１２００°Ｃで６０秒、露点４０℃の湿潤水素ガス中で
予備酸化処理したのち、１２００℃で６０秒、大気中の
酸化処理を施し、その酸化被膜表面に炭素系の導電性塗
料を一定面積塗布し、乾燥させたのち、酸化被膜の電気
抵抗を測定した。

耐蝕性試験は、上記の酸化処理後の試験片に、硝酸−弗
酸＝１：１の混合酸（２０℃）に、２時間浸漬し、この
場合の溶解減量を測定して耐蝕性を評価した。

酸化被膜の密着性試験は、上記の予備酸化処理後の試験
片に、軟質ガラスを載置し、１２００℃に保持した加熱
装置中で３０秒間加熱し、その後常温まで冷却し、木ハ
ンマーでガラスを破壊した際のガラスとの接着面におい
て、酸化被膜がガラスと共に剥離して金属素地が露出し
た割合により評価した。また、各試料はそれぞれ１０個
ずつ試験に供した。

すなわち、評価は、Ｇｌ；金属素地が全く認められない、Ｇ２；金属素地の露出が５％未満、Ｇ３；金属素地の露出が５％〜１０％、である。

第２表の試験結果から明らかな如く、この発明による封
着合金は、所要の性質を満足すると共に、耐蝕性及び酸
化被膜の導電性にすぐれていることが分る。

以下余白

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃｒ１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、Ｔｉ０．１ｗｔ％〜１．
０ｗｔ％、Ａｌ０．０５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％、Ｓｉ０
．７５ｗｔ％以下、Ｍｎ１．０ｗｔ％以下、Ｃ０．０３
ｗｔ％以下、Ｎ＿２０．０３ｗｔ％以下に、Ｎｂ０．０５ｗｔ％〜０．９ｗｔ％、Ｂｅ０．００５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％にして、かつＮｂ
とＢｅの両者の合計量で０．０５５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含有し、残部はＦｅ及
び不可避的不純物からなることを特徴とする軟質ガラス
封着用合金。２Ｃｒ１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、Ｔｉ０．１ｗｔ％〜１．
０ｗｔ％、Ａｌ０．０５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％、Ｓｉ０
．７５ｗｔ％以下、Ｍｎ１．０ｗｔ％以下、Ｃ０．０３
ｗｔ％以下、Ｎ＿２０．０３ｗｔ％以下に、Ｎｂ０．０５ｗｔ％〜０．９ｗｔ％、Ｂｅ０．００５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％、Ｚｒ０．００５ｗｔ％〜０．５ｗｔ％にして、かつＮｂ
、Ｂｅ及びＺｒの合計量で０．０６０ｗｔ％〜１．０ｗｔ％含有し、残部はＦｅ及
び不可避的不純物からなることを特徴とする軟質ガラス
封着用合金。