KR101649064B1 - 온도 퓨즈 가동 전극용의 전극 재료 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 온도 퓨즈의 가동 전극을 구성하는 전극 재료에 있어서, 코어재층과, 상기 코어재층의 양면 상에 형성된 중간층과, 상기 중간층 상에 형성되는 표층으로 이루어지는 5층의 클래드 구조를 갖고, 상기 코어재층은, Cu로 이루어지고, 상기 중간층은, Ag-Cu계 합금으로 이루어지고, 상기 표층은, Ag-CuO계 산화물 분산 강화 합금으로 이루어지고, 상기 중간층의 두께와, 상기 표층의 두께의 비(중간층/표층)가 0.2 이상 1.0 이하인 전극 재료이다. 이 전극 재료는, Cu로 이루어지는 판재의 양면에 Ag-Cu계 합금으로 이루어지는 판재를 클래드 접합한 3층의 클래드재를 부분적으로 내부 산화 처리함으로써 제조할 수 있다.

Description

온도 퓨즈 가동 전극용의 전극 재료{ELECTRODE MATERIAL FOR THERMAL-FUSE MOVABLE ELECTRODE}

본 발명은, 전극 재료에 관한 것으로, 특히, 온도 퓨즈의 가동 전극에 적합한 재료에 관한 것이다.

도 1은, 일반적인 온도 퓨즈의 구성을 나타내는 것이다. 온도 퓨즈(1)는, 도전성 금속으로 이루어지는 케이스(10)에 리드선(21, 22)이 접속되어 있고, 케이스(10)의 내부에는 절연재(30)와 스프링(41, 42), 가동 전극(50), 가용체(60)가 내장되어 있다. 스프링(41)은 가동 전극(50)과 절연재(30) 사이에 설치되고, 스프링(42)은 가동 전극(50)과 가용체(60) 사이에 설치되어 있다. 가동 전극(50)은, 케이스(10)의 내면에 접촉하면서 이동 가능한 상태로 되어 있다. 온도 퓨즈는, 평상 시(도 1의 상태)에 있어서는, 리드선(21)으로부터 가동 전극(50) 및 케이스(10)에, 또한 리드선(22)에 통전하도록 되어 있다. 그리고, 온도 퓨즈가 접속된 전자 기기 등에 대하여 부하 과잉에 의해 과열 상태가 되었을 때, 소정의 작동 온도(일반적으로는 240℃ 전후임)에서 가용체(60)가 변형·용융하기 때문에 스프링(42)이 제하(除荷))에 의해 신장되고, 동시에 스프링(41)이 신장됨으로써 가동 전극(50)이 리드선(21)으로부터 이격되어 이동한다. 이상의 동작에 의해 통전이 차단된다.

상기의 작동 기구를 갖는 온도 퓨즈의 가동 전극의 구성 재료에는, 전극 재료로서의 도전성 외에, 리드선 및 케이스 내면에 대한 내 용착성이 요구된다. 가동 전극은, 항상 리드선과의 접촉 상태 하에서 통전되고 있지만, 용착이 발생하면 온도 퓨즈의 작동 불량의 요인이 되기 때문이다. 이러한 요구에 대하여, 종래의 가동 전극의 구성 재료로서 Ag-CuO계 산화물 분산 합금이 알려져 있다(특허문헌 1: 이하의 이 Ag-CuO계 산화물 분산 합금을 Ag-CuO계 합금이라고 칭함).

Ag-CuO계 합금은, Ag를 매트릭스로서 CuO가 분산된 합금이며, 내 용착성이 우수함과 함께 높은 도전성 및 안정되고 낮은 접촉 저항 특성에도 우수하고, 가동 전극에 있어서 가장 요구되는 특성을 갖는다. 그리고, Ag-CuO계 합금은, 그 이전에 사용하고 있던 Ag-CdO계 합금과는 달리 유해 물질인 Cd를 사용하지 않는다고 하는 점도 맞물려 적용예가 증가하고 있다.

일본 특허 공개 제2011-137198호 공보

그런데, Ag-CuO계 합금은 주성분을 Ag(은)로 하는 합금이기 때문에, 비교적 고가의 재료라고 말할 수 있다. 여기서, 가동 전극의 비용 절감을 위해서는, 그 설계 시의 박형화도 생각할 수 있지만, 과도한 박형화는 가동 전극의 강도 부족이나 스프링성 저하에 의한 동작 불량의 요인이 된다. 특히, Ag-CuO계 합금은, 온도 퓨즈의 사용 온도(100℃ 이상)에서 장시간 가열을 받으면 Ag 매트릭스가 연화되는 경향이 있기 때문에, 박형화에 의한 용이한 비용 절감이 어렵다고 말할 수 있다.

또한, Ag-CuO계 합금의 내 용착성은 온도 퓨즈의 가동 전극으로서 유용하고, 전기 기기의 신뢰성 확보의 관점에서 재질 변경하는 것은 용이하지 않다.

따라서, 본 발명은, 온도 퓨즈의 가동 전극의 구성 재료로서 적합한 재료이며, Ag-CuO계 합금을 베이스로 하면서 그 비용 절감을 도모할 수 있는 것, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제 해결을 위하여, 본 발명자들은 예의 검토하여, Ag-CuO계 합금에, 다른 도전성 금속으로 이루어지는 코어재층을 삽입하는 클래드 구조를 갖는 전극 재료를 적용하기로 했다. 코어재층을 설정함으로써, 그만큼 Ag의 사용량을 저감시킬 수 있어 비용 절감으로 연결되기 때문이다. 또한, 클래드 구조로서 전극 재료의 표면을 Ag-CuO계 합금으로 함으로써 내 용착성을 확보할 수 있기 때문이다.

그리고, 본 발명자들은, 코어재층으로서 적용 가능한 도전성 금속으로서, Cu를 채용했다. Cu는 Ag-CuO계 합금보다도 도전성이 양호한 금속이며 전극 재료의 구성 금속으로서 적합하기 때문이다. 단, Cu는 강도면에 있어서 전극 재료를 보강하는 작용에는 부족하고, 특히 고온 영역에서는 Ag-CuO계 합금보다도 강도가 대폭으로 열화된다. 또한, Ag-CuO계 합금 중의 Cu는 산화물로 되어 있기 때문에, Ag-CuO계 합금과 Cu는 기본적으로 이종 재료이며, 양 층의 접합 강도의 확보도 필요하다. 따라서, 본 발명자들은, 표면의 Ag-CuO계 합금층과 코어재인 Cu층 사이에, Ag-Cu 합금으로 이루어지는 중간층을 추가함으로써 본 발명에 상도했다.

즉, 상기 과제를 해결하는 본원 발명은, 온도 퓨즈의 가동 전극을 구성하는 전극 재료에 있어서, 코어재층과, 상기 코어재층의 양면 위에 형성된 중간층과, 상기 중간층 위에 형성되는 표층으로 이루어지는 5층의 클래드 구조를 갖고, 상기 코어재층은, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지고, 상기 중간층은, Ag-Cu계 합금으로 이루어지고, 상기 표층은, Ag-CuO계 산화물 분산 강화 합금으로 이루어지고, 상기 중간층의 두께와, 상기 표층의 두께의 비(중간층/표층)가 0.2 이상 1.0 이하인 전극 재료이다.

본 발명에 관한 전극 재료는, 상기와 같이 복수의 금속층이 적층하는 클래드 구조를 갖는다. 이하, 본 발명을 구성하는 각 금속층에 대해서 상세하게 설명한다.

표층의 Ag-CuO계 합금은, 3 내지 12 질량％의 Cu를 포함해 잔량부 Ag의 Ag-Cu 합금을 내부 산화 처리한 것이 바람직하다. 온도 퓨즈의 가동 전극의 표층에는 내 용착성이 요구되나, Ag-CuO계 합금의 내 용착성은 분산하는 산화물(CuO)량에 의해 변화하고, 이것은 내부 산화하는 Ag-Cu계 합금의 Cu 함유량에 의존한다. 이것을 고려해서 적합한 내 용착성을 확보하기 위해서, 내부 산화되는 Ag-Cu 합금의 Cu 함유량을 3 내지 12 질량％로 한다. 또한, Ag-CuO계 합금으로서는, 3 내지 12 질량의 Cu에, 또한 Ni를 0.03 내지 0.7 질량％ 함유 잔량부 Ag의 Ag-Cu-Ni 합금을 내부 산화 처리한 것을 사용해도 좋다. Ni 첨가의 의의는, CuO 입자를 미세화해서 Ag-CuO계 합금의 강도 및 내 용착성을 향상시키기 위해서이다.

코어재층은 Cu로 이루어지고, Cu는 소위 무산소 구리(OFC)나 터프 피치 구리(TPC) 등의 도전성이 우수한 것이 바람직하다. 전극 재료에 요구되는 도전성을 확보하기 위해서이다.

그리고, Ag-CuO계 합금으로 이루어지는 표층과 Cu로 이루어지는 코어재층 사이에 중간층을 설정하는 것은, 상기와 같이, 전극 재료의 강도 향상과 표층과 코어재층의 접합 강도를 확보하기 위해서이다. 이 중간층은, Ag-Cu계 합금이 적용된다. 바람직한 Ag-Cu계 합금은, 3 내지 12 질량％의 Cu를 포함하는 Ag-Cu 합금, 또는, 3 내지 12 질량％의 Cu와 0.03 내지 0.7 질량％의 Ni를 포함하는 Ag-Cu-Ni 합금 중 어느 하나이다. 중간층은, 전극 재료의 강도·스프링성을 확보하기 위한 금속층이며, 그 목적 및 전극 재료로서 기능할 수 있는 범위에서 Ag에 Cu를 첨가하는 것이다. 그리고, 표층에 대한 접합성을 고려하여, 표층에 유사한 조성을 설정했다.

중간층인 Ag-Cu계 합금(Ag-Cu 합금 또는 Ag-Cu-Ni 합금)은, Ag에 Cu(Ni)가 고용된 합금이며, Ag-CuO계 합금의 매트릭스인 Ag보다도 강도가 우수해 고온 영역에서의 강도 저하도 적다. 그 때문에 전극 재료의 보강층으로서 기능할 수 있다. 또한, Ag-Cu 합금 및 Ag-Cu-Ni 합금은, 표층인 Ag-CuO계 합금에 대하여는 유사한 조성을 가짐과 함께, 분산층을 갖지 않기 때문에 코어재층인 Cu에 대하여도 적응성이 좋다. 그로 인해, 표층과 코어재층의 접합성을 개선하는 작용도 갖는다.

그리고, 표층, 중간층의 두께에 대해서는, 중간층의 두께와 표층의 두께의 비(중간층/표층)를 0.2 이상 1.0 이하로 한다. 이 두께 비율을 0.2 이상으로 하는 것은, 구리층 삽입에 의한 강도 저하를 담보하여, 종래의 Ag-CuO계 합금 단층의 전극 재료와 동등 이상의 강도를 확보하기 위해서이다. 한편, 두께비를 1.0 이하로 하는 것은, 표층의 두께가 얇아지면 강도의 향상에는 기여하지만, 온도 퓨즈가 동작했을 때에 발생하는 아크 방전에 의해 표층이 소모되고, 하지 중간층이 노출되는 것에 의한 내 용착성의 열화를 초래하지 않도록 하기 위해서이다. 또한, 표층의 두께는 15㎛ 이상인 것이 바람직하다.

표층인 Ag-CuO계 합금층과 중간층인 Ag-Cu계 합금층은, 상기 두께의 비를 가지면서, 일체화되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, Ag-CuO계 합금은 Ag-Cu계 합금의 내부 산화 처리로 제조되는 것이기 때문에, 표층과 중간층은, Ag-Cu계 합금으로 이루어지는 단층의 판재를, 부분적으로 내부 산화 처리해서 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 부분적(표면만) 내부 산화 처리한 Ag-Cu계 합금을 사용함으로써 표층과 중간층이 연속된 것이 된다.

이어서, 본 발명에 관한 전극 재료의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명에 관한 전극 재료는, 클래드재이기 때문에 각 금속층을 구성하는 판재, 박재, 또는 테이프재를 겹쳐 압연해서 접합함으로써 클래드재로 할 수 있다. 즉, Ag-CuO계 합금, Ag-Cu 합금(Ag-Cu-Ni 합금), Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 판재 등을 겹쳐 압연함으로써 제조할 수 있다. Ag-CuO계 합금에 대해서는, Ag-Cu 합금 또는 Ag-Cu-Ni 합금을 내부 산화 처리함으로써 제조할 수 있다.

여기서, Ag-CuO계 합금은, Ag-Cu계 합금의 내부 산화에 의해 제조 가능한 점에서, 상기와 같이 각 금속층을 구성하는 판재 등을 따로따로 제조하는 것 보다도 효율적으로 전극 재료를 제조할 수 있다. 즉, 바람직한 제조 방법은, Cu로 이루어지는 판재의 양면에 Ag-Cu계 합금으로 이루어지는 판재를 접합해서 클래드재로 하는 공정과, 상기 클래드재를 열처리해서 Ag-Cu계 합금으로 이루어지는 판재의 일부를 내부 산화시켜, Ag-CuO계 산화물 분산 강화 합금으로 이루어지는 표층을 형성하는 공정을 포함하는 전극 재료의 제조 방법이다. 이렇게 먼저 3층(Ag-Cu계 합금/Cu/Ag-Cu계 합금)의 클래드재를 제조하고, 그 Ag-Cu계 합금층을 부분적으로 내부 산화 처리함으로써, 제조 공정의 간략화를 도모할 수 있고, 또한, 표층과 중간층은 일체화시킬 수 있다. 표층이 되는 Ag-CuO계 합금층의 두께는, 후술하는 내부 산화 처리의 조건 내에서 조정 가능하여, 처리 시에 산소를 코어재층(Cu)에 도달시키지 않고 목적 구조의 전극 재료를 제조할 수 있다.

상기 적합한 제조 방법에서는, 먼저, Cu로 이루어지는 코어재의 양면에, Ag-Cu 합금(Ag-Cu-Ni 합금)으로 이루어지는 판재를 겹쳐 압연하여 접합하는 클래드재를 제조한다. 이 클래드 접합된 판재는, 내부 산화 처리 전에 압연 등으로 두께 조정해도 좋다.

상기에서 제조한 클래드재를 내부 산화 처리하여, Ag-CuO계 합금층을 형성한다. 내부 산화 처리의 조건으로서, 열 처리 온도는, 500 내지 700℃로 하는 것이 바람직하다. 열 처리 온도가 500℃ 미만에서는, Ag-Cu계 합금 중에 산소 원자가 충분히 확산해 가지 않아, 합금 표면으로부터 어느 정도 이상의 깊이 범위를 산화하는데도 상당한 시간을 필요로 하기 때문에 실용적이지 않다. 한편, 열 처리 온도가 700℃를 초과하면 내부 산화의 진행 속도가 지나치게 빨라, 표층의 두께 제어가 곤란해진다.

산소 분압은, 0.01MPa 이상 0.3MPa 미만으로 하는 것이 바람직하다. 산소 분압이 0.01MPa 미만에서는, 충분한 내부 산화에 필요한 산소량을 Ag-Cu계 합금 중에 공급하는 것이 어렵다. 한편, 산소 분압이 0.3MPa 이상이 되면, 전술한 열 처리 온도를 올렸을 경우와 마찬가지로 내부 산화의 진행 속도가 지나치게 빨라, 표층의 두께 제어가 곤란해진다.

열처리 시간은, 3 내지 15시간으로 하는 것이 바람직하다. 표층의 두께는, 열 처리 온도, 산소 분압 및 열처리 시간으로 제어되고, 열처리 시간이 짧으면 소정의 표층의 두께가 얻어지지 않고, 지나치게 길면 중간층이 얇아져 강도의 열화를 초래한다. 또한, 산화가 중간층과 코어재층의 계면에 달하면, 코어재층이 산화됨으로써, 중간층과 코어재층의 접합 강도를 현저하게 악화시킨다.

상기의 내부 산화 조건을 조정함으로써 Ag-CuO계 합금층을 형성하여, 5층 구조의 전극 재료를 제조할 수 있다. 또한, 이와 같이 하여 제조한 클래드재는, 그 후 필요에 따라 압연해서 전체의 두께 조정을 행해도 좋다. 그리고, 온도 퓨즈의 가동 전극으로서 필요한 형상 및 치수로 절단 가공, 슬릿 가공, 굽힘 가공을 할 수 있다.

본 발명에 관한 전극 재료는, 온도 퓨즈의 가동 전극에 적합하고, Ag-CuO계 합금에 Cu를 조합하여 클래드 재료로 함으로써 재료 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 중간층의 설정에 의해 가열 하에서도 강도, 스프링성을 저하시키지 않고 온도 퓨즈의 케이스와의 접촉을 안정적으로 보유 지지할 수 있다. 본 발명은, 표층이 Ag-CuO계 합금이며, 가동 전극에 대하여 원래 요구되는 내 용착성도 양호하다.

도 1은 일반적인 온도 퓨즈의 구조를 설명하는 도면.

이하, 본 발명의 적합한 실시예를 설명한다. 본 실시 형태에서는, 코어재층으로서 Cu를 적용하고, 이 코어재층의 양면 상에 중간층으로서 Ag-Cu 합금(Cu 함유량: 10 질량％) 및 표층인 Ag-CuO 합금[Cu 함유량:10질량％(CuO 환산으로 12 질량)]을 형성한 5층의 클래드 구조를 갖는 전극 재료를 제조하고, 그 특성을 평가했다.

실시예 1: 먼저, 합금 조성이 Ag: 90.0 질량％, Cu: 10.0 질량％가 되도록 각 금속을 칭량하여, Ag-Cu 합금을 용해·주조했다. 그 후, Ag-Cu 합금 잉곳을 두께 4.15mm까지 압연, 절삭해서 폭 115mm, 길이 195mm의 Ag-Cu 합금판을 제조했다. 그리고, 무산소 구리 잉곳을 압연 가공하여, 폭 120mm, 길이 200mm, 두께 9mm의 Cu판을 제조하고, 이 Cu판의 양면에 상기 Ag-Cu 합금판을 겹쳐, 150t의 압력에서 냉간 압착후, 질소 및 수소 혼합 가스 중, 800℃에서 60분 유지후, 100ton의 압력에서 열간 압착했다. 압착된 3층(Ag-Cu 합금/Cu/Ag-Cu 합금)의 클래드재에 압연 가공을 실시하여, 클래드재 테이프를 제조했다.

이어서, 전술한 클래드재 테일프를 450㎛까지 압연하고, 두께 110㎛의 Ag-Cu 합금층, 두께 230㎛의 코어재 층으로 이루어지는 3층 클래드재 테이프가 된다. Ag-Cu 합금층과 코어재층의 두께의 비는, 압착되기 전의 Ag-Cu 합금판과 Cu판의 두께의 비와 대략 동일했다. 이 3층 클래드재 테이프를 내부 산화 처리하여, 표층이 되는 Ag-CuO 합금층을 형성했다. 내부 산화 처리는, 내부 산화로에서 열 처리 온도:600℃, 산소 분압:0.02MPa, 열처리 시간:8시간의 조건으로 했다. 이 내부 산화 처리에 의해 두께 70㎛의 Ag-CuO 합금층과, 두께 40㎛의 Ag-Cu 합금층이 형성되었다. 그리고, 이 내부 산화 처리된 합금판을 또한 압연 가공하여, 5층 구조의 클래드재 테이프를 제조했다. 제조한 클래드재 테이프는, Ag-CuO(15㎛)/Ag-Cu(7㎛)/Cu(45㎛)/Ag-Cu(7㎛)/Ag-CuO(15㎛)의 총 두께 89㎛이다. 얻어진 클래드재 테이프를 절단 가공하여, 치수: 폭 7mm, 길이 50mm의 평가용의 전극 재료로 했다. 또한, 각 층의 두께는, 금속 현미경에 의한 단면 관찰로 측정했다.

실시예 2: 실시예 1에 있어서, 3층 클래드재(Ag-Cu 합금/Cu/Ag-Cu 합금)의 내부 산화 시, 열처리 시간을 10시간으로 했다. 이에 의해, Ag-CuO 합금층의 두께91㎛, Ag-Cu 합금층의 두께 19㎛로 했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 압연 가공해서 5층 구조의 클래드재 테이프를 제조했다. 제조한 클래드재 테이프는, Ag-CuO(18.3㎛)/Ag-Cu(3.7㎛)/Cu(45㎛)/Ag-Cu(3.7㎛)/Ag-CuO(18.3㎛)의 총 두께 89㎛이다. 얻어진 클래드재 테이프를 절단 가공하여 평가용의 전극 재료로 했다.

실시예 3: 실시예 1에 있어서, 3층 클래드재(Ag-Cu 합금/Cu/Ag-Cu 합금)의 내부 산화 시, 열처리 시간을 3시간으로 했다. 이에 의해, Ag-CuO 합금층의 두께55㎛, Ag-Cu 합금층의 두께 55㎛로 했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 압연 가공해서 5층 구조의 클래드재 테이프를 제조했다. 제조한 클래드재 테이프는, Ag-CuO(11㎛)/Ag-Cu(11㎛)/Cu(45㎛)/Ag-Cu(11㎛)/Ag-CuO(11㎛)의 총 두께 89㎛이다. 얻어진 클래드재 테이프를 절단 가공하여 평가용의 전극 재료로 했다.

비교예: 실시예 1에 있어서, 3층 클래드재(Ag-Cu 합금/Cu/Ag-Cu 합금)의 내부 산화 시, 열처리 시간을 12시간으로 했다. 이에 의해, Ag-CuO 합금층의 두께100㎛, Ag-Cu 합금층의 두께 10㎛로 했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 압연 가공해서 5층 구조의 클래드재 테이프를 제조했다. 제조한 클래드재 테이프는, Ag-CuO(20㎛)/Ag-Cu(2㎛)/Cu(45㎛)/Ag-Cu(2㎛)/Ag-CuO(20㎛)의 총 두께 89㎛이다. 얻어진 클래드재 테이프를 절단 가공하여 평가용의 전극 재료로 했다.

종래예 및 참고예: 실시예 1에서 제조한 Ag-Cu 합금판을 450㎛까지 압연 가공하고, 내부 산화의 열 처리 온도 740℃, 산소 분압 0.5MPa, 열처리 시간을 48시간으로 하여 전체를 Ag-CuO 합금으로 했다(단층). 이것을 또한 압연 가공하여, 89㎛의 테이프재로 했다(종래예). 또한, 실시예 1의 무산소 구리을 압연 가공하여, 89㎛의 테이프재로 했다(참고예).

상기에서 제조한, 실시예 1 내지 3, 비교예, 종래예, 참고예의 각 전극 재료에 대해서, 스프링 한계치 시험에 의해 스프링 한계치를 측정해서 스프링성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 1 내지 3의 결과에서, 중간층인 Ag-Cu 합금층의 두께가 증가함(그 비가 커짐)에 따라, 스프링 한계치가 상승하는 경향이 있다. 이 점, 비교예는 중간층의 두께가 얇고(중간층/표층:0.1), 종래예인 Ag-CuO 합금 무크재와 동등한 강도이다. 본 발명에 있어서, 코어재층인 구리층의 도입은, Ag 사용량 저감에 의한 비용 삭감을 겨냥한 것이지만, 강도면에서 보면, Ag-Cu 합금층을 표층에 대하여 0.2배 이상 설정함으로써 충분한 강도를 얻을 수 있다.

또한, 실시예 1, 종래예 및 참고예의 각 전극 재료에 대해서, 도전율(％IACS)을 측정해서 도전성을 평가했다. 도전율의 측정은, 두께 89㎛의 각 전극 재료를 폭 7mm, 길이 150mm로 절단하고, 그 양단에 전류 단자, 그 내측의 100mm 사이에 전압 단자를 클램프해서 전기 저항을 측정하여, IACS를 산출했다. 이 측정 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2의 결과로부터, 실시예 1과 같이 Ag-CuO계 합금보다도 도전성이 높은 Cu를 코어재층으로 함으로써, 종래의 Ag-CuO계 합금 단층 재료보다도 높은 도전성을 나타내는 것을 알았다. 이 실시예 1의 도전성은, 구리층 단층의 전극 재료에 육박하는 특성이었다.

본 발명은, 구리층을 코어재로 하면서, 중간층인 Ag-Cu 합금층을 설정하는 클래드 구조를 채용함으로써, 도전성이 우수하고, 비용면과 강도면이 양립할 수 있는 전극 재료이며, 온도 퓨즈의 가동 전극에 적합하다. 또한, 중간층의 두께를 적절한 범위로 함으로써, 표층인 Ag-CuO 합금이 갖는 내 용착성에도 우수하다. 본 발명에 따르면, 온도 퓨즈의 작동 불량을 억제할 수 있어, 각종 전기 기기의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (7)

1. 온도 퓨즈의 가동 전극을 구성하는 전극 재료이며,
   코어재층과, 상기 코어재층의 양면 상에 형성된 중간층과, 상기 중간층 상에 형성되는 표층으로 이루어지는 5층의 클래드 구조를 갖고,
   상기 코어재층은, Cu로 이루어지고,
   상기 중간층은, Ag-Cu계 합금으로 이루어지고,
   상기 표층은, Ag-CuO계 산화물 분산 강화 합금으로 이루어지고,
   상기 중간층의 두께와, 상기 표층의 두께의 비(중간층/표층)가 0.2 이상 1.0 이하인, 전극 재료.
2. 제1항에 있어서, 표층을 구성하는 Ag-CuO계 산화물 분산 강화 합금은, Cu: 3 내지 12 질량％, 잔량부 Ag의 Ag-Cu 합금, 또는, Cu: 3 내지 12 질량％, Ni: 0.03 내지 0.7 질량％, 잔량부 Ag의 Ag-Cu-Ni 합금 중 어느 하나를 내부 산화 처리한, 전극 재료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중간층을 구성하는 Ag-Cu계 합금은, Cu: 3 내지 12 질량％, 잔량부Ag의 Ag-Cu 합금 또는 Cu: 3 내지 12 질량％, Ni: 0.03 내지 0.7 질량％, 잔량부Ag의 Ag-Cu-Ni 합금으로 이루어지는, 전극 재료.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어재층을 구성하는 Cu는, 무산소 구리 또는 터프 피치 구리 중 어느 하나인, 전극 재료.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중간층 및 표층은, Ag-Cu계 합금으로 이루어지는 단층의 판재를, 부분적으로 내부 산화 처리해서 형성되는, 전극 재료.
6. 제1항 또는 제2항에 기재된 전극 재료의 제조 방법이며,
   Cu로 이루어지는 판재의 양면에 Ag-Cu계 합금으로 이루어지는 판재를 접합해서 클래드재로 하는 공정과,
   상기 클래드재를 열처리해서 Ag-Cu계 합금으로 이루어지는 판재의 일부를 내부 산화시켜, Ag-CuO계 산화물 분산 강화 합금으로 이루어지는 표층을 형성하는 공정을 포함하는, 전극 재료의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, Ag-Cu계 합금을 부분적으로 내부 산화하는 처리는, 열 처리 온도: 500 내지 700℃, 산소 분압: 0.01MPa 내지 0.3MPa, 열처리 시간: 3 내지 15시간으로 하는, 전극 재료의 제조 방법.

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