JPS6343351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はベリリアの複合体、即ちベリリア（酸
化ベリリウム）を基体とし、これをコーテイング
で被覆するとき、これまでに知られず而も達成す
ることのできない性質を有しかつすぐれた接着性
のあるコーテイングをベリリア上に有する複合体
に関する。また、ベリリアの層の間に上記コーテ
イングを有するか或はベリリアの層上の前記コー
テイングの上面に他の複合体又は層を有するベリ
リアのサンドウイツチ複合体も本発明の範囲内で
ある。これらコーテイングは錫又は錫合金を炭化
物又はカルボニルを形成する金属と混合したもの
を一酸化炭素雰囲気中にて融解することによつて
生成されるものである。 我々はさきの出願例えばアメリカ国特許出願番
号第200514号（特許第4358506号）、第242716号
（特許第4396677号）並びに第268015号（特許第
4374903号）において、種々の被覆の困難な基体
上にすぐれた接着性を有するコーテイングを生成
する方法について開示した。従来、酸化ベリリウ
ムは容易に被覆することのできない酸化物である
と考えられており、事実、酸化ベリリウムを被覆
しようとする試みには大きな困難が経験された。
本出願人の知る限り成功した特殊の方法はなかつ
た。スパツタリングが用いられたけれどもそれは
貴金属を必要とする三工程操業（three―
stepoperation）であり、このスパツタリング法
では孔を充たすことはできなかつた。一般に、許
容度を評価する試験はコーテイングの浸透性、接
触角並に加熱サイクルによる濡れ低下性であり、
さらになお、ベリリア基体において孔を濡らすコ
ーテイングの可能性が又ベリリアに対し試験とし
て用いられた。 多くの場合、これらの試験は零の接触角、濡れ
性及び孔への浸透性を有するコーテイングが適当
な手段によつても達成できなかつたことを示して
いる。 本発明者らはバナジウム金属粉末を重量で1/2
〜10％、代表的には1/2〜６％、好ましくは1/2〜
４％のバナジウムの量で含有する錫金属粉末はプ
レスするとき粉末がまず例えば錫をバナジウムと
混合して熱間圧延し、然る後予備成形体（プレフ
オーム）か又はプレスした成形体を形成すること
によつて圧縮されるとき著しくよく実施されるこ
とを発見した。これらの予備成形体又はプレスし
た成形体は酸化ベリリウム基体上におかれ、一酸
化炭素の雰囲気で約1000℃に加熱されるとき、酸
化ベリリウムの著しい濡れを生ずる。 このように加熱されるとき、これらの予備成形
体はコーテイングを最も小さい孔にさえ流動及び
毛細管的に浸透せしめかつその壁を濡れさせ、こ
れらの孔を通つて基体の下側にまで流動せしめ
る。 同じ試みが水素雰囲気において酸化ベリリウム
を被覆するためになされたとき、最終結果は零の
接触角、濡れ性及び孔浸透性の見地から不成功で
あつた。なお、さらに実験は錫粉末との金属の
種々の組合せが種々の最終結果を与えることを示
しており、かくして殆ど完全な結果はバナジウム
に対する錫の比が1/2％のバナジウムに対し99 1/
２％の錫乃至４％のバナジウムに対し96％の錫で
ある錫バナジウム粉末圧縮体で得られることが明
らかになつた。他の結果が他の組合せで得られ、
これらは以下に述べる。 上述の実績に基いて、酸化ベリリウムはコーテ
イング組成物、特に金属コーテイング組成物の撥
水性のために従来不可能であつた用途に対し使用
できるようになつた。例えば酸化ベリリウムはす
ぐれた熱伝導体であり、又種々の電気構成要素が
熱を放散するのにすぐれた手段を与えるために適
当に取付けることのできる放熱子である。酸化ベ
リリウムの熱伝導度は銅の約57％であり、又アル
ミニウムの106％である。 一方、錫及びバナジウムの粉末より成る予備成
形体の特定の生成に戻つて、充分に諒解せられる
ように錫及び錫合金は本発明の範囲内であり、錫
合金とは錫が重量で30％以上、代表的には50％で
あるような合金を意味する。鉛は錫と合金化する
金属であり、かつビスマスも同様であり、種々の
錫合金のうち、錫と鉛の合金例えば62％の錫と残
り鉛とより成るものが一般的である。 コーテイングを構成する組合せの他の成分とし
ては、Cr、Mo、Ｖ及びその混合物の如き金属が
好ましい金属の群として考えられる。これらは炭
化物又はカルボニルを形成し易い金属で、前記
Cr、Mo、Ｖの他にTi、Co、Fe、Ni、Mn、Ta、
Ｗ、Mo又はその混合物を包含し、前記錫又は錫
合金とともに一酸化雰囲気中で融解することによ
つて基体のベリリアとその一部又は全部が炭化物
又はカルボニルを形成する上記金属と錫又は錫合
金とより成る活性合金を生成するものである。錫
又は錫合金100部に対しバナジウム及び他の成分
の添加量は上記の％の組成物より観察されるよう
に10％迄の量即ち錫又は錫合金100ｇに対し1/2〜
10ｇの量である。 前記の治金的に活性な合金は一酸化炭素雰囲気
で生ずるものと考えられ、これらは強い接着性結
合を形成する。これら金属は先ず圧縮成形によつ
て予備成形され、これは例えばロール圧延又はダ
イー圧縮成形によつて行なうことができるが、好
ましは前記金属粉末組成物の薄いシートを圧延す
ることによつて行なわれる。粉末は一般に可成り
広い分布範囲で使用され、粒度は制限的ではな
い。これらのサイズはコロイド状態から２〜３mm
までの粒子に変えることができる。 勿論、金属の混合物は酸化ベリリウム要素の上
面に単に置かれるときも、コーテイングを形成す
るのに使用されるが、前記金属を望ましい形状例
えばかい物（shim）、箔及び打抜き品（stamped
outforms）の如き予備成形体の形で、例えばベ
リリア基体に保持される電子要素に釣り合うよう
な形状を有するのが非常に便利であることが発見
されている。 すぐれた接着特性により、酸化ベリリウムは今
や他の金属及び他の基体に結合することができ、
かくして組成物の機械的又は化学的性質をさらに
改良することができ、例えば放熱用又は酸化ベリ
リウムの脆弱性を克服するために金属基体に酸化
ベリリウムを保持する、例えば融蝕目的用に適す
る。 前述の本出願人の出願においても述べたよう
に、種々のサンドウイツチ及び複合体の生成も本
発明が意図する範囲内である。種々のサンドウイ
ツチは前述のようなもの、即ち錫と容易に合金化
し、かくして所望の構成要素を形成するものであ
る。酸化ベリリウム上にコーテイングを有する複
合体を達成するため、はじめのコーテイング生成
及び合金化は最終生成物の生成に臨界的である一
酸化炭素雰囲気において行なわれなければならな
い。もし同じ加熱が一酸化炭素の存在しない水素
雰囲気又は他の不活性ガス雰囲気で行なわれたな
らば、生成する結合は不適当なものとなりそれ
故、本発明の構成は従来生成できず而も非常に望
ましいコーテイングを形成するために、結合反応
中に保持されなければならない一酸化炭素の臨界
的な存在である。一般に、100％の一酸化炭素が
最もよいけれどもより少い量の一酸化炭素におい
ても稼動できる。 もし新しい異なる結合が同じ基体の異なる層で
形成しようとするならば、組成物は被覆された他
の基体におかれたかい物（shim）又は成形体と
一緒に結合されなければならず、次いで一緒に結
合される。２つの基体はそれから繰返し作業の一
部としてすべて一緒にプレスされる。 本出願人の他の出願において述べたように、銅
―錫では、銅は錫を吸収するために青銅中間層を
形成するのに最も容易に使用される手段の一つで
ある。この反応は予備成形体の融点を上げ、結合
工程中或は次いでコーテイング上に銅箔をおくこ
とによつて必要な成形体を形成せしめる。 酸化ベリリウムは種々の形状及び成形体で、例
えばBrush―Wellman Corporation、
Clevelanp、Ohio、及びNational Beryllia、
Haskell、New Jerseyより市販されている。 次の実施例は本発明の種々の点並びに好ましい
実例を説明するために示されたものである。これ
らの実施例は単なる説明であつて、本発明の広い
範囲を制限しようとするものではない。本発明は
現在意図しているように、1981年３月11日に出願
したアメリカ特許出願番号06／242716号（特許第
4396677号）で既に述べた炭化物又はカルボニル
を形成する金属の種々の組合せで有用である。

【表】 される重量(g)である。
各実施例はベリリア基体の上に上記第１表所載
の所定の割合の粉末成分の予備成形圧縮体を析出
せしめ、次いで800〜1000℃の温度に保たれ、か
つ実質的に一酸化炭素雰囲気のみを含有する炉に
上記の圧縮体を導入することによつて実施され
た。反応後、一酸化炭素雰囲気は除かれ然る後不
活性雰囲気で冷却される。 上表に基き、現在意図しているように、好まし
い実例は錫とバナジウムとの組合せより成るもの
であることは明らかであるが、バナジウム以外の
他の金属においても錫との組合せにより同様の効
果が発揮される。上記実績の指示せるオーダにお
いて、完全な拡がりと完全な結合とは析出物が零
乃至負の接触角の結合を示し、また加熱によつて
溶融するとき前記錫層が半球状に固まる状態の濡
れ低下性がないことを意味している。さらに、ベ
リリア基体における孔は、孔壁に強く接着する合
金を有する活性合金によつて容易に浸透され、基
体の下側にさらに拡がる。孔は約1.588mm（1/16
インチ）の直径である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化ベリリウムと、その一部又は全部が炭化
   物又はカルボニルを形成しているCr、Ti、Co、
   Fe、Ni、Mn、Ｖ、Ta、Ｗ、Mo又はその混合物
   を添加剤として含有する錫又は錫合金との複合体
   であり、該複合体は酸化ベリリウム基体上に接着
   性の高いコーテイング、フイルム又は層としての
   上記錫又は錫合金を有することを特徴とする複合
   体。 ２ 上記炭化物又はカルボニルを形成する金属は
   バナジウムである特許請求の範囲第１項記載の複
   合体。 ３ 上記炭化物又はカルボニルを形成する金属は
   クロムである特許請求の範囲第１項記載の複合
   体。 ４ 上記炭化物又はカルボニルを形成する金属は
   クロムとバナジウムの混合物である特許請求の範
   囲第１項記載の複合体。 ５ 錫合金は錫と鉛の合金である特許請求の範囲
   第１項記載の複合体。 ６ 錫合金は62％の錫と38％の鉛との混合物であ
   る特許請求の範囲第５項記載の複合体。 ７ 錫合金は錫とビスマスとの合金である特許請
   求の範囲第１項記載の複合体。 ８ 錫又は錫合金に対する添加剤は錫又は錫合金
   の100ｇに対し1/2〜10ｇの量の一部又は全部が炭
   化物又はカルボニルを形成しているバナジウムで
   ある特許請求の範囲第１項記載の複合体。 ９ 上記バナジウムの量は錫又は錫合金100ｇに
   対し1/2〜４ｇである特許請求の範囲第８項記載
   の複合体。