WO1990013685A1

WO1990013685A1 - Materiau de contact electrique, procede de production de ce materiau, et contact electrique ainsi produit

Info

Publication number: WO1990013685A1
Application number: PCT/JP1990/000589
Authority: WO
Inventors: Masanori Ozaki; Keiji Mashimo
Original assignee: Furukawa Electric Co., Ltd.
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1990-11-15
Also published as: EP0428740A4; EP0428740A1; KR920701520A

Description

明糸田 » 電気接点材料とその製造方法及びこれを用いた電気接点技術分野

本発明は、高硬度，高融点で耐摩耗性，耐環境性，高剛性に優れた安価な電気接点材料とその製造方法及びこれを用いた電気接点に関するもので、特にこの材料はリードリレー，リードスィッチ，通信機用リレー，制御用リレー，マイクロスィッチ，キーボードスィツチ及び摺動接点等に用いるものである。

技術背景

従来、中小電気接点では低接触力のために電気電導性の良い金，金合金，銀，銀合金からなる接点材料が使用されている。しかしこれら接点材料は硬さ（H v 1 00〜2 0 G ) 及び融点（ 9 0 (！〜 1 06 0°C ) が低いために開閉動作回数が多くなると消耗が下地金属まで進み、消耗粉が接点表面に飛散することにより、接触抵抗を増大させるなど不安定であった。また接点表面の粘着や口ッキングにより動作遅れ（復旧不良）を生じ、接点寿命を著しく短くする欠点があった。一方リードスィツチ等においては接触圧力が小さく、また厚い接点層を設けることが困難であるため、高融点金属の Wや M o等を用いると接触抵抗の増大を防止することができない。そこで R hや R u 等の貴金属メツキ接点が広く用いられてる。しかるに R h接点は雰囲気中に含まれる有機ガスや表面にあらかじめ吸着されている有機ガスにより接触抵抗が増大する欠点を有する。また F eや N i等の酸化し易い接点弾条またはリード片に直接メツキを施すことができず、 Au， A g， Cu等のメツキ層を介してメツキする必要があり、そのために有効なメツキ厚さが減少すると共に、製造上その工程が複雑となり、接点の加工価格を大きくする欠点があった。

発明の開示

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、上記欠点を解消した安価で接点寿命及び信頼性を向上させた電気接点材料とその製造方法及びこれを用いた電気接点を開発したものである。

即ち本発明材料の第 1は、基材上に、電気接点として遷移金属 IV a, V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナィドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする被覆層を 0.03〜 100 mの厚さに形成した事を特徴とするものである。

また本発明材料の第 2は、基材と遷移金属 IVa， V a, Via族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする最外層であって、厚さ！).03〜10Q mの電気接点被覆層との中間に、 AB x (A :遷移金属 Wa， V a, Via族、 B ：炭素，窒素，硼素，珪素，アルミニウム）なる組成であって、基材側に x = 0、電気接点被覆層側に炭素、窒素の場合 X = 1、硼素、珪素の場合 x = 2、アルミニウムの場合 x = 3の傾斜組成を有する厚さ 0. Ιμπι以上の中間層を形成した事を特徴とするものである。

さらに本発明材料の第 3は、基材上に、軟質金属からなる中間層を厚さ 0.01 m以上被覆し、その上に遷移金属 IVa， V a, VI a族の炭化物、窒化物、硼化物、珪化物、アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点被覆層を 0.03〜10() izmの厚さに形成した事を特徴とするものである。

そして上記軟質金属からなる中間層としては A g， hi , A u, C o， C u, F e , M g, N i， P d， P t , S r， C r、遷移金属 IVa， V a族から選ばれた少なくとも 1つを主成分とする金属を用いるのは有効であって、さらにこの場合中間層を形成する遷移金属として、その上に形成される炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドを構成する遷移金属と同種の遷移金属を用いるのも有効であな。

さらに上記いずれの場合も、電気接点被覆層として、遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナィドの内から選ばれた材料を 2層以上積層する構成は良好な効果をもたらすものである。

また本発明材料の第 4は基材上に、遷移金属 IVa， V a, VI a族の炭化物、硼化物、珪化物、アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする厚さ 0.03〜100 /mの中間層を電気接点として設け、その上に厚さ 0. Ol^m以上の軟質金属からなる表面層を形成した事を特徴とするものであり、この場合も表面層に A g， Αβ , A u, C o, C u, F e， M g, N i， P d， P t， S r， C r、遷移金属 IV a， V a族から選ばれた少なくとも 1つを主成分とする軟質金属を用いるのが有効で、しかも中間層として遷移金属 IV a， V a, Via族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドの内から選ばれた材料を 2層以上積層するのも効果的な構成である。

そして以上の本発明電気接点材料に用いる IV a族の遷移金属としては T i， Z r， H f から選ばれた少なくとも一つを主成分とするものが良く、 V a族の遷移金属としては V， Nb， T aから選ばれた少なくとも一つを主成分とするものが良く、また Via族の遷移金属としては C r， Mo, Wから選ばれた少なくとも一つを主成分とするものが良好である。

次に本発明の電気接点材料の製造方法の第 1は、上記の遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナィドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をプラズマ CVDにより、 0, 03〜100 imの厚さに形成する事を特徴とするものであり、このうち上記窒化物を原料として上記被覆層をプラズマ CVDにより形成するに際しては、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、キャリアガスを水素とし、原料ガスとして N₂ ガス及び遷移金属 IVa， V a, Via族の塩化物ガスを両者の流量比（N₂ ガス塩化物ガス）が 7以下になる様に流した雰囲気下で、全圧力を 0. l〜10Torrとし、基材を 300〜900 °Cに加熱しながらプラズマ C VDを行うのが良好な結果が得られる。

また本発明製造方法の第 2は、遷移金属 Wa， V a, Via族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点しての被覆層をスパッタリングにより、 0. 03〜10G /z mの厚さに形成する事を特徴とするものである力、このうち上記窒化物を原料として上記被覆層をスパッタリングにより形成するに際しては、イオン又は電子による表面洗浄を行つた後、反応槽内のガスとして A r及び N ₂ ガスを両者の流量比 (N₂ ガス Z (A r +N₂ ) ガス）が 0. 1以上になる様に流した雰囲気下で、全圧力を l〜50mTorrとし、基材を 300〜90G °Cに加熱しながらスパッタリングを行うのが有効である。

また本発明製造方法の第 3は、遷移金属 IV a， V a , VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をイオンアシスト蒸着により、 0. 03〜10() の厚さに形成する事を特徴とするものであるが、このうち上記窒化物を原料として上記被覆層をイオンァシスト蒸着により形成するに際しては、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、イオンガンに供給するガス圧を N₂ ガス Z (A r + N₂ ) ガス≥0. 1 の雰囲気下で全圧力を 10— ³〜10— ⁶Torrとし、かつ単位時間に基材の単位面積上に到達する Ν原子と遷移金属原子との比を Ν/遷移金属 > 2とし、基材を 300〜900 °Cに加熱しながらイオンアシスト蒸着を行うのが効果的である。

さらに本発明製造方法の第 4は、遷移金属 IV a, V a, Vi a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をイオンプレーティングにより、 0. ϋ3〜100 〃mの厚さに形成する事を特徴とするものであり、このうち上記窒化物を原料として上記被覆層をィォンプレーティングにより形成するに際しては、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、イオン化機構に供給するガス圧を N₂ ガス Z (A r +N₂ ) ガス≥0.1 の雰囲気下で全圧力を 1 ²〜 10— ⁵Torrとし、かつ単位時間に基材の単位面積上に到達する N原子と遷移金属原子との比を NZ遷移金属 > 2とし、基材を 30 (！〜 900 °Cに加熱しながらイオンプレーティングを行うのが良い。

また本発明製造方法の第 5は、遷移金属 Wa， V a, Via族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をレーザビームスパッタにより、 0· 03〜100 μπιの厚さに形成する事を特徴とするものであり、このうち上記窒化物を原料として上記被覆層をレーザビ一ムスパッタにより形成するに際しては、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、反応槽内のガスとして A r及び Ν₂ ガスを両者の流量比（Ν₂ ガス Z (A r +N₂ ) ガス）が 0.1以上になる様に流した雰囲気下で、基材を 300〜900 °Cに加熱しながらスパッタリングを行うのがー層有利である。

次に本発明電気接点の第 1は、一対の接触部 A， Bからなる電気接点において、夫々の接触部を基材上に遷移金属 W a， Va, Via 族の窒化物、炭化物、珪化物、ニ硼化物、アルミナイドの内少なくとも 1つを主成分とする接点膜を 300A〜 lOO^mの厚さに形成して構成することを特徴とするものである。

また本発明電気接点の第 2は、一対の接触部 A， Bからなる電気接点において、一方の接触部 Aを基材上に遷移金属 IV a， V a , VI a族の窒化物、炭化物、珪化物、ニ硼化物、アルミナイドの内少なくとも一つを主成分とする接点膜を 300 A〜 100〃mの厚さに形成して構成し、他方の接触部 Bを基材上に接触部 Aとは異なる材質の接点膜を形成して構成することを特徴とするものであって、接触部 Bとして、接触部 Aを構成する材質とは異なる遷移金属 IV a， V a , Vi a族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドの内少なくとも一つを主成分とする単層又は積層の接点膜を 300 A 〜1 mの厚さに形成したり、また接触部 Bとして、接触部 Aを構成する材質とは異なる白金族金属又は合金で接点膜を形成するのは有効である。

以下に上記の各発明について詳述する。

本発明材料の第 1〜第 3においては上記の如く、基板上に中間層を介して又は介さずに電気接点として遷移金属 IV a， V a又は Vi a 族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少くとも一つを主成分とする接点被覆層を形成したものである。なお従来被覆層は基板上へ直接コーティングできずに A 11， A g , C u等の被覆層を介してコーティングする必要があつたが、本発明では基材の表面平滑化として電解研磨等の精密研磨を行った後、ィオンボンバード、電子シャワー等の表面洗浄を行うことにより、気相法、特に化学蒸着法又は物理蒸着法を用いて基材上への直接コーティングを可能としたものである。

ここで上記遷移金属 IV a， V a , Vi a族、例えば T i， Z r， H f ， V， Nb， T a, C r, Mo, Wの炭化物，窒化物、硼化物，珪化物、アルミナイドは化学的に安定で耐環境性（耐酸化性、耐硫化性等）が良く、硬度と融点が高く、移転消耗が少なく、磨耗も少ない等のために接点動作の寿命及び信頼性に優れ、電気接点としては優れた性質を示す。

本発明接点材料では厚膜にすると実用接点圧力（荷重 30 g以下）の範囲において Auや A gの接触抵抗よりも 3 (！〜 50倍も大きく、また熱伝導性もセラミックスと同様に低いものとなる。そこで電気接点としての接触抵抗と熱伝導性を実用上問題とならない程度にするために膜厚を薄くし、 300 A〜100 imとしたものである。しかして膜厚が 3G0A未満では良好な導電性が得られず、接触抵抗の増大を生じ、耐摩耗性が不充分で、充分な接点寿命が得られず、耐酸化性も不充分となる。膜厚が lOO^mを越えると結晶粗大化による表面荒れのため接触抵抗が増大し温度上昇を生じると共に厚膜化のために安定した熱伝導性が得られない。また接点被覆層は、二層以上に積層化することにより、膜内ピンホールの低減及び特性の補完が可能となり有効である。本発明接点材料の基材には、 Cu， C u合金， F e合金， N i合金等が用いられる。

また本発明材料の第 2に示した中間層としては、使用する接点被覆層の遷移金属を基材に接しさせ、それが次第に接点被覆層の組成に傾斜し、最終的に接点被覆層の組成になるようにする。こうすることにより、基材と中間層の界面は金属元素同志が接し、中間層と接点被覆層間は同種の組成で接することになり、親和性が良く密着性を向上すると共に中間層の組成が傾斜しているため、接点被覆層内の応力が緩和され、又基材と接点被覆層間の熱膨脹差が緩和され接点被覆層内でのクラックや剥離の発生が防止される。

また基材と中間層、中間層と接点被覆層という積層化によりピンホールの発生を防止する。この中間層は導電性も良好で発熱の問題もなく、接点特性の向上に有効に働く。また中間層は接点材料よりも軟らかい材料で構成されているため、接点材料層の実質硬度を下げ、接触抵抗を下げるために、回路閉時の運動エネルギーは軟質金属で緩和され、チャタリングが減少する。そしてチャタリングの減少に伴ない、チャタリングアークの発生回数も減少し、接点部の寿命が向上する。しかも投入誤動作も著しく減少し、信頼性を向上する効果もある。更に基材表面に中間層を形成することにより、表面が平滑となつて接点被覆表面も平滑となり、接触抵抗が低く安定するため、接点特性上好ましい。上記中間層の厚さは 0. 1 m以上とすることが望ましいが、これは膜厚が 0. l^ m未満では傾斜組成の分布が乱れてしまい、上記効果の発現が小さくなってしまうためである。厚さの上限は製造コストと接点サイズ及び接点間距離によつて決る。

基材には、 C u， C u合金， F e合金， N i合金等を用いるとよい。

また本発明の第 3としては、基材上に中間層として A g， A£ ， Au， C o, C r， C u， F e , Mg, N i， P d， P t， S r，遷移金属 IVa， V a族から選ばれる少なくとも 1つを主成分とする 0 中間層を厚さ 0. O l ^ m以上被覆したもので、接点被覆層の密着性を向上する。中間層としては被覆のままでもよいが、拡散処理を施すと更に有効である。

この中間層を設けることにより、基材と接点被覆層の密着性を向上すると共に接点被覆層内の応力緩和及び基材と接点被覆層間の熱膨脹差が緩和され、接点被覆層内でのクラックゃ剥離が防止される。また中間層は接点被覆層よりも軟らかいため、接点材料層の実質硬度を下げ、接触抵抗を下げるために、回路閉時の運動エネルギーは中間層で緩和され、チャタリングが減少する。そしてチャタリングの減少に伴ないチヤタリングアークの発生回数も減少し、接点部の寿命を向上する。しかも投入誤動作も著しく減少し、信頼性を向上する。更に基材面に中間層を形成することにより、表面が平滑となつて、接点被覆表面も平滑となり、接触抵抗が低く安定となるため、接点特性が良好なものとなる。

しかして中間層の厚さを 0. O l m以上としたのは、膜厚が 0. 01 ^ m未満ではピンホ一ルが多数発生し、ピンホールから腐食が進行し、接触抵抗の上昇を生じるからである。この中間層の厚さの上限は製造コストと接点サイズ，接点間距離によって決る。

そして接点被覆層は遷移金属 IV a， V a , Vi a族、例えば T i， Z r， H f ， V， N b , T a , C r， M o , Wの炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とするもので、耐環境性に優れ、硬度及び融点が高く、移転消耗が少なく、摩耗も少ない良好な特性を示し、異なるものを 2層以上に中間層上に積層化すれば接点被覆層の膜内ピンホールの低減及び特性の補完が可能となる。この接点材料は耐環境性に優れ、硬度及び融点が高く、移転消耗が少なく、摩耗も少ない良好な特性を示す。

このような接点被覆層は化学蒸着又は物理蒸着により形成するもので、薄膜の厚さを 0. 03〜 l O O ^ mとする。しかして膜厚が 0. 03 m未満では良好な導電率が得られず、接触抵抗の増大を生じ、耐摩耗性が不充分で、充分な接点寿命が得られず、耐酸化性等も不充分となる。また膜厚がを越えると結晶粗大化による表面荒れのため接触抵抗が増大し温度上昇を生じると共に厚膜化のために安定した熱伝導性が得られない。尚本発明接点材料の基材には、 C u , C u合金， F e合金， N i合金等が用いられる。

また本発明材料の第 3において、基材上に使用する接点薄膜の遷移金属を中間層として設けることにより、基材と接点薄膜間の親和性を向上させ、熱膨張率の差を小さくするとともに格子定数のミスフイツトを小さくできる。そしてこのようにすることにより、基材と中間層の界面は金属同士が接し、中間層と接点薄膜間は同種であるため親和性が良く接着性を向上すると共に、熱膨張差による応力を緩和し、接点薄膜の損傷を防止する。また、基材 Z中間層 Z接点薄膜という積層化によりピンホールの発生を防止する。更に、中間層の遷移金属の格子定数と遷移金属の炭化物，窒化物，二ホウ化物の格子定数とは近い値を有するためミスフイツ卜が小さく良好な結晶制御が可能となる。この中間層は導電性も良好で発熱等の問題もなく、接点特性上有効に作用する。基材には C u， C u合金， F e 合金等を用いるものである。

さらに本発明材料の第 4は、電気接点被覆層としての遷移金属 W a, V a , ¥[ 3族、例ぇば丁 Z r , V, H f , Nb， T a， C r， Mo, Wの窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドの膜厚を薄くし、 300人〜 lOO^mとすることによって良好な特性を持つ電気接点を得ることができるがこれらの材料によつて形成した電気接点は初期の接触抵抗が不安定であり、絶対値も貴金属接点に較べて高めであつたのを改良するため、前記電気接点被覆層の表面に更に軟質金属層を設けることで、接点部の実質硬度を下げ、接触抵抗を安定させるようにしたものである。このようにすることで接点の運動エネルギ一は表面層である程度消費されるため、接点部が弾性的にはね上げられて起るところのチヤタリングを減少させ、接点寿命を高めたものである。しかもチヤタリングに伴っての投入誤動作を著しく減少させ、信頼性を向上させる。また接触面積の増大により、接触抵抗が低く安定となるため、接点特性が良好なものとなる。しかして表面層の膜厚を 100 A以上としたのは、 100入未満の場合にはピンホールなどの欠陥を生じ、ほとんどその効果が認められなくなるためである。

この表面層の材質としては、中間層よりも硬度が低く、抵抗率で 50/ πιΩαη以下、融点が 600°C以上であることを基準にすれば、 A g, A u, C o, C r , C u, F e , H f ， M g, Nb， N i， P d， P t, S r， T a, T i， V, Z rの内少なくとも一つを選ベばよい。また基材としては、 Cu, C u合金、 F e合金、 N i合金等を用い、中間層は物理蒸着又は化学蒸着により形成し、表面層は物理蒸着、化学蒸着又は電解メツキによって形成する。

そして上記本発明材料の第 4において、中間の接点被覆層は遷移金属 IV a， V a, VI a族、例えば T i， Z r， H f , V, N b, T a, C r， Mo, Wの炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とするものであれば、耐環境性に優れ、硬度及び融点が高く、移転消耗が少なく、摩耗も少ない良好な特性を示し、さらに異なるものを 2層以上に積層化すれば接点被覆層の膜内ピンホールの低減及び特性の補完が可能となる。この接点材料は耐環境性に優れ、硬度及び融点が高く、移転消耗が少なく、摩耗も少ない良好な特性を示す。

この場合中間層である接点被覆層は化学蒸着又は物理蒸着により形成するもので、薄膜の厚さを 0.03〜 100〃mとする。しかして薄厚が 0.03 m未満では良好な導電率が得られず、接触抵抗の増大を生じ、耐摩耗性が不充分で、充分な接点寿命が得られず、耐酸化性等も不充分となる。また膜厚が lOO^mを越えると結晶粗大化による表面荒れのため接触抵抗が増大し温度上昇を生じると共に厚膜化のために安定した熱伝導性が得られない。尚本発明接点材料の基材には、 C u， C u合金， F e合金， N i合金等が用いられる。

また上述の電気接点材料において遷移金属 IV a族としては、例えば T i， Z r， H f があり、 V a族としては例えば V， Nb， T a があり、 Via族としては例えば C r， Mo, Wがある。

次に上記本発明の電気接点材料の製造方法については、上記電気 4 接点としての被覆層をプラズマ C V D法，スパッタリング法，ィォンアシスト蒸着法，イオンプレーティング法，レーザービームスパッタリング法等により形成することにより、皮膜特性、即ち、硬さ，比抵抗，色調，組成比の適正化を可能としたものである。

そして本発明の製造方法においては、従来技術では接点被覆層は基材上に直接コーティングができずに、 A u， A g , C u等の被覆層を介してコーティングする必要があつたが、本発明では基材の表面平滑化として電解研磨等の精密研磨を行った後、イオンボンバード，電子シャワー等の表面洗浄を行なうことにより、基材上へ遷移金属 IV a , V a , Vi a族の少なくとも一つを主成分とする窒化物薄膜の直接コ一ティングを可能としたものである。

そして本発明製造方法の第 1における窒化物薄膜の形成方法についてはプラズマ C V D法について鋭意検討の結果、皮膜特性、即ち硬さ，比抵抗，色調，窒素と遷移金属 W a， V a , VI a'族の組成比等を得るためには、下記条件が不可欠であることを知見した。

即ち薄膜形成時の反応槽内の全圧力は 0. l〜l GT(n rが適正であり、キヤリァガスには水素ガスを使用し、原料ガスに窒素ガスと遷移金属 IV a， V a , Vi a族の少なくとも一つを主成分とする塩化物ガスを使用し、その流量比を 7以下とした雰囲気下において基材を 300 〜900 °Cに加熱しながら窒化物薄膜を形成すればよい。この際にプラズマ発生としては高周波放電と直流放電の何れかを使用する。

また本発明の製造方法の第二において、スパッタリングにより上記窒化物薄膜を形成するに際して、皮膜特性、即ち成膜の硬さ，比 5 抵抗，色調，窒素と遷移金属 IVa， V a, Via族の少なくとも 1種の所望の組成比等を得るためには下記の条件が必要である。即ち薄膜形成時の反応槽内の全圧力を l〜50mTorrとし、ガスとして N₂ / (A r + N₂ ) ≥0. 1 の比率の流量比における雰囲気下で、基板を 300〜90G °Cに加熱しながら窒化物薄膜を形成すればよい。この際スパッタリングとしては D C, RFを使用する。

さらに本発明の製造方法の第 3のうち基材上に遷移金属 IV a， V a, VI a族の窒化物の少なくともひとつを主成分とする表面層を、イオンアシスト蒸着法により形成する際の成膜方法としては、第 1 図に示すようにチヤンバ一 (1)内に基材 (²)の巻出し機構 (3)と巻取り機構 (4)を備え、基材 )に窒素イオンを照射するイオンガン (5)と遷移金属の蒸発源 (6)を一方の側に設置し、他方に基材加熱装置 (7)を設けた装置を用いればよい。なおチヤンバー (1)内の排気のためにはロータリーボンプ (8)とクライオボンプ (9)を設置し、さらに 2台の補助排気系 (10)を接続してある。また上記装置は下地基材の形状により連続コ一ティング行う力、、 1バッチ毎に固定して行うかを選択するものであるが、連続コーティングの場合には上記の巻出し機構と巻取り機構とを利用すればよい。

上記装置を用いてイオンアイスト蒸着法により、窒化物薄膜を形成すればよいが、遷移金属 IVa, V a， Via族の蒸発レートは 0. 5 ΑΛ〜 1000 ΑΛが適当であり、イオンガンに供給するガスは N₂ / (A r +N₂ ) ≥ 1 の比率の雰囲気下で全圧力を 1 ³〜 10— ⁶Torr とし、かつ単位時間に基材の単位面積上に到達する N原子数（N) と遷移金属原子数（T) との比を、 2 <NZTとしてさらに基材を 300〜90() °Cに加熱しながらコーティングを行うことによって良好な特性が得られる。

また蒸発源の加熱方法としては電子ビーム加熱が一般的である力 A r等の不活性ガスイオンによるイオンビームスパッタやレーザーアブレイションによっても同様に膜形成が可能である。

また本発明法の第 4のうち基材上に遷移金属 Wa， V a, VI a族の窒化物の少なくともひとつを主成分とする表面層を、イオンプレ一ティングにより形成する際の成膜方法としては、第 2図に示すようにチヤンバー (1)内に基材 )の巻出し機構 (3)と巻取り機構 (4)を備え、遷移金属の蒸発源 (6)と窒素をイオン化するイオン化機構 (11)を一方の側に設置し、他方に基材加熱装置 (7)を設けた装置を用いればよい。なおチヤンバー (1)内の排気のためにはロータリ一ポンプ (8)とクライォポンプ (9)を設置し、さらに 2台の捕助排気系 (10)を接続してある。また上記装置は下地基材の形状により連続コーティングを行うか、 1バッチ毎に固定して行うかを選択するものであるが、連続コーティングの場合には上記の巻出し機構と巻取り機構とを利用すればよい。

上記装置を用いてイオンプレーティング法により、窒化物薄膜を形成すればよいが、遷移金属 IVa， V a, Via族の蒸発レートは 0. 5A/S〜 1000 A/Sが適当であり、イオン化機構に供給するガスは N₂ Z (A r +N₂ ) ≥0.1 の比率の雰囲気下で全圧力を 10— ²〜 10一⁵ Torrとし、かつ単位時間に基材の単位面積上に到達する N原子 7 一数（N) と遷移金属原子数（T) との比を、 2 <N/Tとしてさらに基材を 300〜900 °Cに加熱しながらコーティングを行うことによつて良好な特性が得られる。

また蒸発源の加熱方法としては電子ビーム加熱が一般的である力 A r等の不活性ガスィオンによるイオンビームスパッタやレーザーアブレイションによっても同様に膜形成が可能である。

さらに本発明製造方法の第 5における窒化物薄膜の形成方法においてはレーザービームスパッタ法について鋭意検討の結果、被膜特性、即ち硬さ、比抵抗，色調，窒素と遷移金属 IV a, V a, VI a族との所定の組成比等を得るためには、下記条件が不可欠であることを知見した。

即ち薄膜形成時の反応槽内において、雰囲気としての窒素ガスとアルゴンガスの流量比を N₂ / (A r +N₂ ) ≥0.1 とし、基材を 30(！〜 900 °Cに加熱しながら窒化物薄膜を形成することである。

そしてアシストとして短波長レーザビーム照射，紫外線照射， R Fプラズマ励起を使用することにより、更に基板の低温化や薄膜の結晶特性に良好な効果を発揮するものである。

次に本発明電気接点の第 1としては、遷移金属 IVa, V a, Via 族、例えば T i， Z r， H f , V, Nb， T a, C r， Mo, の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドは膜厚を薄くし、 300人〜 lOO^mとすることにより良好な特性を持つ電気接点を得ることができる。しかし更に寿命特性を向上させようとすると、粘着の問題を無視することができない。そこで本発明電気接点の第 2 では、一方の接触部 Aを遷移金属 Wa， V a, Via族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドの内少なくとも一つを主成分として形成し、これと対向する接触部 Bを上記接触部 Aとは異なる材質、例えば接触部 Aを形成する遷移金属 IVa, V a, Via族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドとは異なる遷移金属 Wa, V a, VI a族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，ァルミナイドの内少なくとも一つを主成分として形成するか、白金族金属又は合金で接点膜を形成することで、粘着しにくい電気接点を得たものである。

尚基材には 52%N i一 F e合金（52ァロイ）ゃリン青銅等、 C u， C u合金、 F e合金、 N i合金等を用い、基材上に遷移金属 IVa， Va, Via族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドを形成するには、蒸着，気体イオン源のイオンアシスト蒸着，固体イオン源のイオンアシスト蒸着，スパッタリング，レーザービームスパッタリング， CVD等を用い、白金族金属又は合金を形成するためには前記物理蒸着、化学蒸着、又は電解メツキを用いる。また基材の蒸着や電解メツキの前処理としては、有機洗浄後に電解研磨及びイオンボンバード処理を行なうことで耐熱衝撃性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

第 1図はイオンアシスト蒸着によって本発明法を実施するための装置構成の一例を示す説明図、第 2図はイオンプレーティングによつて本発明法を実施するための装置構成の一例を示す説明図、第 3 9 図は電気接点の耐久性を試験するために使用した回路の説明図である o

発明を実施するための最良の形態

以下本発明の実施例について説明する。

ぐ実施例 1 〉

本発明例 1

52ァロイ（52% N i 一 F e合金）を基材として、有機洗浄、電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rのイオンボンバ一ドにより表面洗浄を行い、次にイオンアシスト蒸着により Z r N膜を 1 の厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 2

本発明例 1と同様にして、 Z r N膜を 10 ^ mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 3

本発明例 1と同様にして、 Z r N膜を 80 ^ mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。

比較例 1

本発明例 1と同様にして、 Z r N膜を 200 Αの厚さに形成して比較電気接点材料を作成した。

比較例 2

本発明例 1と同様にして Z r Ν膜を U O ^ mの厚さに形成して比較電気接点材料を作成した。本発明例 4

52ァロイを基材として、有機洗浄、電解研磨を行い、その片面にイオンアシスト蒸着により Z r N膜を 1 /zmの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 5

52ァロイを基材として、有機洗浄、電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rのイオンボンパ一ドにより表面洗浄を行い、次に化学蒸着により Z r B₂ 膜を 5 の厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 6

52ァロイを基材として、本発明例 5と同様にして表面洗浄を行い、次にスパッタリングにより T i B₂ 膜を 3 imの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 7

52ァロイを基材として、本発明例 5と同様にして表面洗浄を行い、次に反応性蒸着により T a C膜を l ^mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 8

本発明例 5と同様にして、化学蒸着により Z r N膜を Q, 5 jCi m の厚さに形成した後、化学蒸着により T i B₂ 膜を 0.5 mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 9

本発明例 5と同様にして、スパッ夕リングにより T i B₂ 膜を 2 mの厚さに形成した後、スパッタリングにより Z r B ₂ 膜を

3 β mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1を作成した。従来例 1

52ァロイを基材とし、有機洗浄を行った後、電解研磨を行い、その片面に A g— 30%Pd 合金を化学メツキにより 300〃 mの厚さに形成して従来の電気接点材料を作成した。

従来例 2

従来例 1と同様にして、化学メツキにより A u膜を 1 の厚さに形成した後、化学メツキにより R h膜を 2 // mの厚さに形成して従来の電気接点材料を作成した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒ一トサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 1表に示す。

スィッチの接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数は第 3図に示すスィツチ回路に IQOmAの電流を流して開閉を行ない、閉時の接触抵抗と温度上昇を測定し、溶着、粘着等による累積故障率が 50%以上となる動作回数を調べた。

ヒー卜サイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 4GG°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 40G°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。

第 1 表接触温度累積故障率 50% ヒ-トサイクル耐酸化耐有機

実施例抵抗上昇以上となる動作回数コスト

(ιηΩ) (°0 (回） 1土ガズ IS会 ¾' it 本発明例 1 11〜U 42 1 X10⁷ 〇〇〇安

" 2 10〜13 43 1 X10⁷ 〇〇〇〃

" 3 10〜14 42 1 χΐο⁷ 〇〇〇 //

比較例 1 60 120 1 χΐο⁵ 〇 Δ Δ 〃

" 2 50 200 1 χΐο⁶ 〇〇〇 //

本発明例 4 13〜17 50 IxlO⁶ Δ 〇〇 //

" 5 11〜13 40 2 xlO⁷ 〇〇〇〃

" 6 10〜13 38 2xl0⁷ 〇〇〇〃 CO

" 7 1卜 14 42 8 X10⁶ 〇〇〇 // 00

" 8 1ト 13 40 lxio⁷ 〇〇〇 //

" 9 10〜13 45 2 X10⁷ 〇〇〇 //

従来例 1 8〜12 40 lxlt △ Δ Δ 高

" 2 5〜 8 37 1 xlO⁶ 〇 Δ Δ 高

第 1表から明らかなように本発明例 1〜 9で示す本発明材料の第 1は、従来例 1及び 2で示す材料と比較して接触抵抗はほぼ同等で、密着性，耐環境性，コストにおいて優れ、接点としての寿命が向上することが判る。

これに対し本発明で規定する被覆率から外れる比較例 1及び 2 で示す材料では接触抵抗が高くて温度上昇が著しく接点としては好ましくないことが判る。

<実施例 2 >

本発明例 10

42ァロイ板を基材とし、その片面に Z r B ₂ を真空蒸着により、成膜温度 500°Cで 5 imの厚さに成膜して、本発明電気接点材料の第 1を作製した。

本発明例 11

42ァロイ板を基材とし、その片面に T i B ₂ をスパッタリングにより、成膜温度 400°Cで 3 の厚さに成膜し、本発明電気接点材料の第 1を作製した。

本発明例 12

42ァロイ板を基材とし、その片面に T a Cを化学蒸着により、成膜温度 600°Cで 1 mの厚さに成膜して、本発明電気接点材料の第 1を作製した。

本発明例 13

42ァロイを基材として、その片面に Z r Nを化学蒸着により、成膜温度 500°Cで 2 の厚さに成膜して、本発明電気接点材料の第 1を作製した。

本発明例 14

42ァロイ板を基材とし、その片面に Z r B ₂ と T i B ₂ を 9 ： 1の割合で、同時三元蒸着により成膜温度 500°Cで 3 の厚さに成膜し、本発明電気接点材料りの第 1を作製した。

本発明例 15

4 2ァロイ板を基材とし、その片面に T i B ₂ 夕一ゲッ卜と Z r Nターゲットを用い、同時スパッタリングにより成膜温度 400°Cで T i B ₂ と Z r Nを 8 ： 2の割合で 3 の厚さに成膜し、本発明電気接点材料の第 1を作製した。

従来例 3

4 2ァロイを基材として、その片面に A gを化学メツキにより 300 ^ mの厚さに成膜し、従来の電気接点材料を作製した。

従来例 4

42ァロイを基材として、その片面に A g—30% P d合金を化学メツキによりの厚さに成膜し、従来電気接点材料を作製した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチに組み込み溶着回数と接触抵抗を求めると共に、耐酸化性と耐硫化性を調べた。その結果を第 2表に示す。

溶着回数と接触抵抗は上記スィッチを交流 100 V , 負荷電流 1 0 A , 接触力 50 gの条件で 5000回開閉試験を行なった。耐酸化性及び耐硫化性は上記電気接点材料を 40 D°Cの高温大気中に 50時間放置して耐酸化性を調べ、また電気接点材料を相対湿度 90 %，硫化水素 l G p pm の大気中に 10 00時間放置して耐硫化性を調べた。第 2 表

(注）〇印=良好、厶印 =やや劣る、 X印 =劣る第 2表から明らかなように本発明例 10〜15で示す本発明材料の第 1は、従来例 3及び 4で示す材料と比較して接触抵抗と耐酸化性はほぼ同等で、溶着回数が少なく、耐硫化性が優れていることが判る。

く実施例 3〉

本発明例 16

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rによりイオンボンバードして表面洗浄を行い、次にイオンアシスト蒸着により最初に Z rをコーティングし、次第に窒素を増加させ、最終的に Z r Nとなる傾斜組成の中間層を 0. の厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 の厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 17

本発明例 16と同様にして、傾斜組成の中間層を 5 z mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 18

本発明例 16と同様にして、傾斜組成の中間層を 50 / mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 ;ζ ιηの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 19

本発明例 16と同様にして、傾斜組成の中間層を 5 // mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 10 の厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 20

本発明例 16と同様にして、傾斜組成の中間層を 5； mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 80 z mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

比較例 3

本発明例 16と同様にして、傾斜組成の中間層を 0. 05// mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 mの厚さに形成して比較電気接点材料を作製した。

比較例 4

本発明例 16と同様にして、傾斜組成の中間層を 5 の厚さに形成し、続いて Z r N膜を 0. 02 の厚さに形成して比較電気接点材料を作製した。

比較例 5

本発明例 16と同様にして、傾斜組成の中間層を 5 β πιの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 130^ mの厚さに形成して比較電気接点材料を作製した。

本発明例 21

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rによりイオンボンパードして表面洗浄を行い、次に反応性蒸着により最初に Z rをコ—ティングし、次第に硼素を増加させて、最終的に Z r B ₂ となる傾斜組成の中間層を 1 の厚さに形成し、続いて Z r B₂ 膜を 3 j^ mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 22

本発明例 21と同様にして表面洗浄を行い、次に化学蒸着により最初に T iをコーティングし、次第に硼素を増加させて、最終的に T i B ₂ となる傾斜組成の中間層を 2 z mの厚さに形成し、続いて T i B ₂ 膜を 1 の厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 23

本発明例 21と同様にして表面洗浄を行い、次にスパッタリングにより最初に T aをコーティングし、次第に炭素を増加させて、最終的に T a Cとなる傾斜組成の中間層を 3 μ πιの厚さに形成し. 続いて T a C膜を 0. 5 の厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 24

本発明例 Πと同様にして表面洗浄を行い、次にイオンアシスト蒸着により最初に Z rをコ一ティングし、次第に窒素を増加させて、最終的に Z r Nとなる傾斜組成の中間層を 2 i niの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 0. 5 ^ mの厚さに形成し、その上に T i B ₂ 膜を 0. 5 z mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 25

本発明例 21と同様にして表面洗浄を行い、次に化学蒸着により最初に Z rをコーティングし、次第に硼素を増加させて、最終的に Z r B ₂ となる傾斜組成の中間層を 3 mの厚さに形成し、続いて Z r B ₂ 膜を 1 の厚さに形成し、更にその上に T a C膜を 0. 5 mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 2を作製した。

本発明例 26

52ァロイを基材として有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rによりイオンボンバードして表面洗浄を行い、次にイオンアシスト蒸着により Z r N膜を 1 z mの厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 1を作成した。

本発明例 27

本発明例 26と同様にして表面洗浄を行い、次に化学蒸着により T i B₂ 膜を 2 μπιの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 1 を作製した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒ ―トサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 3表に示す。

スィッチの接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数は第 3図に示すスィツチ回路に lOGmAの電流を流して開閉を行ない、閉時の接触抵抗と温度上昇を測定し、溶着、粘着等による累積故障率が 50%以上となる動作回数を調べた。

ヒ一トサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なつて接点薄膜の外観割れを観察し、全く変化が認められないものを◎印、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。

耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 4G0°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 400°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。第 3 表

、)曰 F0¹

J¾ 舰温度茶檳故障ヒー卜サイクル耐環境性

I \ レ S l、f レレチ ί*る 2 ¾動ι†:Π=Π¾ 1 芙施例上弁 X lと /よ回数ίτ 耐酸耐有機カス 3ス卜

m Sii! j Γϊ=Πヽ /レ H

化 te 腐 ¾Ε

不先。月!^ Q〜1 Π

1 J It) 4U ί 丄 U リ

安

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〃/ 1丄 7（ β〜1 Π |U O

7〜 Q y //

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0 y 7 ν 1 η⁷ リ U

〃 1 Q 〜 1 n //

丄 y 5！ ¾ u 5八丄 U

L U 7〜 Q 00 ο八丄 υ u // 平乂 'J o onU 1丄 n Dn u 1丄入 1 η⁶ A

JLU ΖΛ u ff

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o f f rt

/〃ノ

0 4U 1丄 i 1 Π υ u ff CO

〜 Q a Q Q 1-^ 不先⁰月 Z丄 7 i〜 00 ο Q 1丄 Π U⁷ 〇〇 ft

〃 22 HO 40 δχΐο⁷ ◎ 〇〇〃

〃 23 ト 11 41 δ χΐο⁷ ◎ 〇〇

〃 24 HO 39 8 X10⁷ ◎ 〇〇〃

〃 25 8〜10 40 8 X10⁷ ◎ 〇〇〃

〃 26 11〜14 43 1 χΐο⁷ 〇〇〇〃

〃 27 10〜13 42 2 X10⁷ 〇〇〇〃

第 3表から明らかなように本発明例 16〜25で示す、基材と電気接点被覆層との間に傾斜組成中間層を設けた本発明材料の第 2は、何れも本発明例 26及び 2 ?で示す、前記中間層を設けない本発明材料の第 1と比較して接触抵抗，密着性において優れ、接点としての寿命を向上することが判る。

これに対し本発明で規定する中間層及び最外層の被覆率から外れる比較例では接触抵抗と温度上昇が著しく接点としては好ましくないことが判る。

ぐ実施例 4 >

本発明例 28

52ァロイを基材として有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rのイオンボンバードにより表面洗浄を行い、次にイオンアシスト蒸着により A g膜を 1 / mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 /z mの厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 29

本発明例 Πと同様にして、 A gの中間層を 10 mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 / mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 30

本発明例 28と同様にして、 A gの中間層を 50 mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 /z mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。本発明例 31

本発明例 28と同様にして、 A gの中間層を 1 mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 10^ mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 32

本発明例 28と同様にして、 A gの中間層を 1 mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 80 mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

比較例 6

本発明例 28と同様にして、 A gの中間層を 0.

の厚さに形成し、続いて Z r N膜を 1 の厚さに形成して比較電気接点材料を作製した。

比較例 7

本発明例 28と同様にして、 A gの中間層を 1 mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 0. 02 μ πιの厚さに形成して比較電気接点材料を作製した。

比較例 8

本発明例 28と同様にして、 A gの中間層を 1 z mの厚さに形成し、続いて Z r N膜を 130^ mの厚さに形成して比較電気接点材料を作製した。

本発明例 33

52ァロイを基材とし、有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rのイオンボンバードにより表面洗浄を行い、次に真空蒸着で Au膜を 1 mの厚さに形成して中間層とし、続いて反応性蒸着により Z rN膜を 1 の厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 34

本発明例 33と同様にして表面洗浄を行い、スパッ夕リングにより A g膜を 1 imの厚さに形成し、次に C u膜を 1 mの厚さに形成して中間層とし、続いて反応性スパッタリングにより Z r N 膜を 1 の厚さに形成した後、窒素雰囲気中 600°Cで 1時間加熱処理して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 35

本発明例 33と同様にして表面洗浄を行い、スパッタリングにより N i膜を 1 の厚さに形成して中間層とし、続いて化学蒸着により Z r N膜を 1 imの厚さに形成した後、 T i B₂ 膜を 1 mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 36

本発明例 33と同様にして表面洗浄を行い、真空蒸着により C u 膜を 0.5^mの厚さに形成し、次に N i膜を 1 の厚さに形成して中間層とし、続いてスパッタリングにより T i B₂ 膜を 1 μπιの厚さに形成し、次に T a C膜を 0.5 μπιの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒ ―トサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 4表に示す。

スィッチの接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数は第 3図に示すスィツチ回路に l O OmAの電流を流して開閉を行ない、閉時の接触抵抗と温度上昇を測定し、溶着、粘着等による累積故障率が 50%以上となる動作回数を調べた。

ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なつて接点薄膜の外観割れを観察し、全く変化が認められないものを◎印、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。

耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 400°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 40 D°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。第 4 表温度累積故障率 50% ヒ-トサイクル耐環境性

実施例上 F- 以上となる動作回数耐酸耐¾機カスコスト

(C) (回）化性腐食性

nti n n

本発明例 28 卜 10 40 6 X10⁷ ◎ 〇〇安

〃 29 7 10 39 6 XlO⁷ ◎ 〇〇〃

〃 30 8 10 40 6 xlO⁷ ◎ 〇〇〃

〃 31 8 10 40 7 XlO⁶ ◎ 〇〇〃

〃 32 7 10 38 7xl0⁷ ◎ 〇〇〃

比較例 6 30 100 ΐχΐο⁶ Δ 〇〇

" 7 50 100 5 X10⁵ ◎ △ 厶〃

" 8 45 120 5 xlO⁶ ◎ 〇〇〃 CO 本発明例 33 8 10 40 7 X10⁷ ◎ 〇〇〃

〃 34 7 10 39 8xl0⁷ ◎ 〇〇〃

〃 35 8 10 40 7 X10⁷ ◎ 〇〇〃

〃 36 8 11 40 7 X10⁷ ◎ 〇〇〃

〃 26 11 14 43 lxlO⁷ 〇〇〇〃

〃 27 10 13 42 2 X10⁷ 〇〇〇〃

第 4表から明らかなように本発明例 28〜 36で示す、基材と電気接点被覆層との間に軟質金属からなる中間層を設けた本発明材料の第 3は、本発明例 26及び Πで示す、前記中間層を設けない本発明材料の第 1と比較して接触抵抗，密着性において優れ、接点の寿命を向上することが判る。

これに対し本発明で規定する被覆率から外れる比較例では、接触抵抗と温度上昇が著しく接点としては好ましくないことが判る _c く実施例 5 >

本発明例 37

42ァロイを基材とし、その片面に真空蒸着により、最初に中間層の Z rを 3 ζ πιの厚さに形成し、続いて Z r B ₂ 膜を 0. 4〃 m の厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例

42ァロイを基材とし、その片面に真空蒸着により、最初に中間層の Z rを 3 mの厚さに形成し、続いて窒素ガスを導入して 600°Cの基板温度で反応性蒸着により Z r N膜を 0. の厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 39

リン青銅を基材とし、その片面にスパッタリングにより、最初に中間層の T i を 3 mの厚さに形成し、続いて T i B ₂ 膜を 0. 3 mの厚さに形成し本発明電気接点材料の第 3を作製した。本発明例 40

パーマロイを基材とし、その片面に化学蒸着により、最初に中間層の T aを 3 の厚さに形成し、続いて T a C膜を 0.

の厚さに形成して本発明電気接点材料の第 3を作製した。

本発明例 41

42ァロイを基材とし、その片面に真空蒸着により Z r B ₂ 膜を 1 ^ mの厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 1を作製した。

本発明例 42

42ァロイを基材とし、その片面に真空蒸着により Z r B ₂ 膜を 0. 4 ^ mの厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 1を作製した。

このようにして作製した上記接点材料より、電気接点切出し、これをスィッチに組込み、ヒートサイクル試験、耐酸化、耐硫化性及び温度上昇を調べた。その結果を第 5表に示す。

ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行って接点薄膜の外観割れを観察した。耐酸化性は接点を 400°Cの大気中に 500時間放置して、その表面状況により酸化の程度を観察した。耐硫化性は接点を相対湿度 90%、硫化水素 lOppm の大気中に 1000時間放置してその表面状況を観察した。また、温度上昇は電気接点を AC 100V 、負荷電流 10A、接触圧力 50 gの条件で開閉試験を行って調べた。第 5 表

(表中〇印は良、 △はやや劣る）第 5表から明らかなように、基材と電気接点被覆層との間に軟質金属からなる中間層を設け、該中間層としてその上に形成される炭化物，窒化物，硼化物等を構成する遷移金属と同種の遷移金属を用いた本発明例 3？〜 40で示す本発明材料の 3は、耐酸化性及び耐硫化性が良好で、温度上昇もわずかであり、ヒートサイクル試験において熱膨張差による薄膜の損傷もなく、前記中間層を設けない本発明例 41及び 42で示す本発明材料の第 1よりも優れていることが判る。

<実施例 6 >

本発明例 43

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研磨及びィオンボンバードを行い、中間層として Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 μπιの厚さに形成し、その上に表面層としてスパッ夕リングにより A uを 0. Ιμπιの厚さに形成し、上記本発明電気接点材料の第 4を作製した。

本発明例 44

本発明例 43と同様にして、 52ァロイ基材上に中間層として Z r Nを 10 mの厚さに形成し、表面層として Auを 0.1/zmの厚さに形成し、本発明電気接点材料の第 4を作製した。

本発明例 45

本発明例 43と同様にして、 52ァロイ基材上に中間層として Z r Nを 80 mの厚さに形成し、表面層として Auを 0. の厚さに形成し、本発明電気接点材料の第 4を作製した。

比較例 9

本発明例 43と同様にして、 52ァロイ基材上に中間層として Z r Nを 200 Aの厚さに形成し、表面層として Auを 0. の厚さに形成し、比較電気接点材料を作製した。

比較例 10

本発明例 43と同様にして、 52ァロイ基材上に中間層として Z r Nを 130 mの厚さに形成し、表面層として Auを 0. Ιμπι の厚さに形成し、比較電気接点材料を作製した。

比較例 11

本発明例 43と同様にして、 52ァロイ基材上に中間層として Z r Νを 1 mの厚さに形成し、表面層として A uを 50 Aの厚さに形成し、比較電気接点材料を作製した。本発明例 46

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研磨及びィオンボンバードを行い、中間層として Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 の厚さに形成し、その上に表面層としてスパッタリングにより P tを 0. l ^ mの厚さに形成し、本発明電気接点材料の第 4を作製した。

本発明例 47

本発明例 46と同様にして、 52ァロイ基材を前処理し中間層として Z r Nを 1 mの厚さに形成し、表面層としてスパッタリングにより P dを 0. l mの厚さに形成し、本発明電気接点材料の第 4を作製した。

本発明例 48

本発明例 46と同様に 52ァロイ基材を前処理し、中間層として Z r B ₂ を蒸着により成膜温度 600 °Cで 5 ;z mの厚さに形成し、表面層としてスパッタリングにより A uを 0. 1 z mの厚さに形成し、本発明電気接点材料の第 4を作製した。

本発明例 49

本発明例 46と同様に 52ァロイ基材を前処理し、中間層として T i B ₂ を蒸着により成膜温度 600 °Cで 1； z mの厚さに形成し、表面層としてスパッタリングにより A uを 0. 1 mの厚さに形成し、本発明電気接点材料の第 4を作製した。

本発明例 50

本発明例 46と同様に 52ァロイ基材を前処理し、中間層として T a Cを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 の厚さに形成し、表面層としてスパッタリングにより A uを 0. の厚さに形成し、本発明電気接点材料の第 4を作製した。

本発明例 51

本発明例 46と同様に 52ァロイ基材を前処理し、中間層として T i B₂ をスパッ夕リングにより成膜温度 600°Cで 0.5 mの厚さに形成し、その上に Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 0.5 〃mの厚さに形成し、表面層としてスパッ夕リングにより A uを

0.1 β mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 4を作製した。本発明例 52

本発明例^と同様に 52ァロイ基材を前処理し、中間層として Z r B₂ をスパッ夕リングにより成膜温度 600°Cで 3 μπιの厚さに形成し、その上に T i B₂ をスパッタリングにより成膜温度 600 °Cで 2 mの厚さに形成し、表面層としてスパッタリングにより Auを 0. l^mの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 4 を作製した。

本発明例 53

本発明例^と同様に 52ァロイ基材を前処理し、中間層として Z r Nをスパッタリングにより成膜温度 0°Cで 0.2μπιの厚さに形成し、その上に T i B₂ をスパッタリングにより成膜温度 600 で 0.2/zmの厚さに形成し、表面層としてスパッ夕リングにより Auを 0. littmの厚さに形成して本発明電気接点材料の第 4を作製した。本発明例 54

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄と電解研磨とィォンボンバードを行い、その上に表面層として Z r Nを蒸着により成膜温度 500 °Cで 1 の厚さに形成して上記本発明電気接点材料の第 1を作製した。

従来例 5

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄と電解研磨を行い、その上に表面層として A g— 30%P d合金を電解メツキにより 300 mの厚さに形成して従来の電気接点材料を作製した。

従来例 6

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄と電解研磨を行い、その上に表面層として電解メツキにより Auを 1 itiniの厚さに形成し、その上に Rhを 2 の厚さに形成して従来の電気接点材料を作製した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒートサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 6表に示す。

スィッチの接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数は第 3図に示すスィツチ回路に IQGmAの電流を流して開閉を行ない、閉時の接触抵抗と温度上昇を測定し、溶着、粘着等による累積故障率が 50 %以上となる動作回数を調べた。

ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 1 00サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 40 ()°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 4 Q G°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。

第 6 表接触 ¾πι /又累積故障率 50% ヒ-トサイクル耐環境性

実施例抵抗上昇以上となる動作回数験耐酸耐有機ガスコス卜

(πιΩ) (°C) (回）化性腐食性

本発明例 43 7〜10 38 5 X10⁷ 〇〇〇安

〃 U 5〜 9 39 5 X10⁷ 〇〇〇〃

〃 45 5〜 9 40 5 X10⁷ 〇〇〇〃

比較例 9 10〜12 120 1 X10⁵ 〇 △ Δ 〃

〃 10 30 100 1 X10⁶ 〇〇〇〃

〃 11 11〜14 41 1 X10⁷ 〇〇〇

本発明例 46 8〜10 40 7 xlO⁷ 〇〇〇〃

〃 47 卜 12 38 6 xlO⁷ 〇〇〇 //

〃 48 6 35 5 XlO⁷ // J1

〜11 〇〇〇

〃 49 7〜11 35 5 xlO⁷ 〇〇〇〃

〃 50 ト 12 38 4xl0⁷ 〇〇〇

〃 51 ト 12 38 7xl0⁷ 〇〇〇〃

〃 52 卜 13 40 lxlO⁸ 〇〇〇〃

〃 53 ト 12 38 2xl0⁸ 〇〇〇〃

〃 54 11〜14 42 1 xlO⁷ 〇〇〇

従来例 5 8〜12 40 l xio⁵ Δ 〇 Δ 高

〃 6 5〜 8 37 1 xlO⁶ 〇 Δ Δ 〃

第 6表から明らかなように電気接点被覆層の表面に軟質金属層を設けた本発明例 43〜53で示す本発明材料の第 4は、前記表面層を設けない本発明例 54で示す本発明材料の第 1及び従来材料と同等の接触抵抗，温度上昇，密着性，耐環境性を示し、かつはるかに優れた接点寿命を有することが判る。

これに対し本発明で規定する被覆率から外れる比較例では、接触抵抗又は温度上昇が大きいか、接点寿命が劣り、接点としては適さないことが判る。

<実施例 7 >

本発明例 55

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を施した後、その片面に真空中 A rイオンボンバードにより表面を洗浄し、次にプラズマ C VDにより、キャリアガスとして水素ガスを 30mlZ s流し、これに原料ガスとして窒素ガスを 1.5mlZsと四塩化チタンガスを 0.4mlZ s流して雰囲気とし、反応槽内の全圧力を 0.4 Torrに安定させ、基材温度を 500°Cに加熱して、 13. 56MH zの高周波を用い、 1.5KWの出力でプラズマを発生させて T i N膜を 1 /zmの厚さに形成して上記本発明製造方法の第 1による電気接点材料を作成した。

本発明例 56

本発明例 55と同様にして、 T i N膜を 10 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 1による電気接点材料を作成した。

本発明例 57 本発明例 55と同様にして、 T i N膜を 80〃 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 1による電気接点材料を作成した。

比較例 12

本発明例 55と同様にして、 T i N膜を 200Aの厚さに形成して電気接点材料を作成した。

比較例 13

本発明例 55と同様にして、 T i N膜を UO zmの厚さに形成して電気接点材料を作成した。

比較例 14

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を施し、その片面にイオンボンバードを施さないで、本発明例 1 と同様にして T i N膜を 1 zmの厚さに形成して電気接点材料を作成した。本発明例 58

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を施した後、その片面に真空中 A rイオンボンバ一ドにより表面を洗浄し、次にプラズマ C VDにより、キャリアガスとして水素ガスを 40ml/ s流し、これに原料ガスとして窒素ガス 2 ml / s と四塩化ジルコンを

0.5mlZs流して雰囲気とし、反応槽内の全圧力を 0. STorrに安定させ、基材温度を 700°Cに加熱して直流グロ一放電を用い、

1.0KWの出力でプラズマを発生させて Z r N膜を 5 の厚さに形成して本発明製造方法の第 1による電気接点材料を作成した。本発明例 59

本発明例 58と同様にして、プラズマ CVDにより、キャリアガスとして水素ガスを 40ml/ s流し、これに原料ガスとして窒素ガス 2mlZs と四塩化ハフニウムを 5mlZs流して雰囲気とし、反応槽内の全圧力を G. orrに安定させ、基材温度を 800°Cに加熱して直流グロ一放電を用い、 1. DKWの出力でプラズマを発生させて H f N膜を 3 の厚さに形成して本発明製造方法の第 1 による電気接点材料を作成した。

本発明例 60

本発明例 58と同様にして、プラズマ CVDにより Z r N膜を 2 β mの厚さに形成し、その上に本発明例 59と同様のプラズマ C VDにより H f N膜を 1 inの厚さに形成して本発明製造方法の第 1による電気接点材料を作成した。

本発明例 61

本発明例 55と同様にして、プラズマ C V Dにより T i N膜を 0.5 の厚さに形成し、その上に本発明例 58と同様のプラズマ CVDにより Z r N膜を 0. の厚さに形成して本発明製造方法の第 1による電気接点材料を作成した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒ一トサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 7表に示す。

スィッチの接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数は第 3図に示すスィツチ回路に 100mAの電流を流して開閉を行ない、閉時の接触抵抗と温度上昇を測定し、溶着、粘着等による累積故障率が 50%以上となる動作回数を調べた。

ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを Δ印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 40 G°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 400°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。

τ 表温度累積故障率 50% ヒ-トサイクル耐環境性

実施例上昇以上となる動作回数耐有機ガスコスト

(°0 (回）腐食性

本発明例 55 1卜 u 42 lxlO⁷ 〇〇〇安

〃 5ο6 ο 10〜13 43 lx 〇〇〇〃

〃 57 10〜14 42 1 X10⁷ 〇〇〇〃

比較例 12 60 120 1 X10⁶ 〇 Δ △ 〃

〃 13 50 200 1 X10⁵ 〇〇〇 //

〃 14 13〜17 50 1 XlO⁶ Δ 〇〇〃

1ト 13 40 2 X10⁷ 〇〇〇〃

〃 59 10〜13 38 2 X10⁷ 〇〇〇〃 CJ1

〃 60 1W3 40 ΐχΐο⁷ 〇〇〇〃 o

〃 61 10〜13 45 2 X10⁷ 〇〇〇〃

従来例 1 ト 12 40 1 xlO⁵ Δ Δ Δ 高

" 2 5〜 8 37 1 xlO⁶ 〇 Δ Δ //

第 7表から明らかなように本発明によるものは、従来例と同等の接触抵抗，温度上昇，密着性を示し、かつはるかに優れた接点寿命と耐環境性を有することが判る。

これに対し本発明で規定する製造条件から外れる比較例では、接触抵抗，温度上昇，接点寿命，密着性，耐環境性の何れか一つ以上が劣り、接点としては適さないことが判る。

ぐ実施例 8 >

本発明例 62

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面に真空装置内で A rのイオンボンバードにより表面洗浄を行い、次に直流マグネ卜ロンスパッタによりガスとして A rと N₂ を流して、反応槽内において A rガス圧 lGmTorr, N₂ ガス圧 4 mTorrとして、基材温度を 720°Cに加熱し、出力 500Wで Z r N 膜を 1 mの厚さに形成して上記本発明製造方法の第 2による電気接点材料を作製した。

本発明例 63

本発明例 62と同様にして Z r N膜を 10 /z mの厚さに形成して本発明製造方法の第 2による電気接点材料を作製した。

本発明例 64

本発明例 62と同様にして、 Z r N膜を 80^ mの厚さに形成して本発明製造方法の第 2による電気接点材料を作製した。

比較例 15

本発明例 62と同様にして、 Z r N膜を 200 Aの厚さに形成して電気接点材料を作製した。

比較例 16

本発明例 62と同様にして Z r N膜を 130 πιの厚さに形成して電気接点材料を作製した。

比較例 17

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面にイオンボンバード処理を行うことなく、本発明例 62と同様にして Z r Ν膜を 1 の厚さに形成して電気接点材料を作製した。

本発明例 65

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を行った後、その片面に真空中 A rイオンボンバードにより表面洗浄を行い、次に直流マグネト口ンスパッタリングにより、純 T iのターゲットを用い、ガスとして N ₂ / (A r +N₂ ) =0.5 の流量比とした雰囲気下で反応槽内圧力を lOmTorrとして基材温度を 500°Cに加熱して、出力 1 KWで T i N膜を 5 /imの厚さに形成して本発明製造方法の第 2による電気接点材料を作製した。

本発明例 66

本発明例 65と同様の基材を用いて同様の前処理を行った後、高周波マグネト口ンスパッタリングにより、純 H f のタ一ゲットを用い、ガスとして N ₂ / (A r +N₂ ) =0.2 の流量比とした雰囲気下で反応槽内圧力を 30mTorrとして基材温度を 800°Cに加熱して高周波出力 500Wで H f N膜を 3 /imの厚さに形成して本発明製造方法の第 2による電気接点材料を作製した。

本発明例 67

本発明例 65と同様にして直流マグネト口ンスパッタリングにより、 T i N膜を 0. 5 z mの厚さに形成した後、本発明例 62と同様にして直流マグネトロンスパッタリングにより Z r N膜を 0. 5 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 2による電気接点材料を作製した。

本発明例 68

本発明例 65と同様にして直流マグネ卜ロンスパッ夕リングにより Z r N膜を 2 mの厚さに形成した後、本発明例 66と同様にして高周波マグネト口ンスパッ夕リングにより H f N膜を 1〃 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 2による電気接点材料を作製した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒ一トサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 8表に示す。

スィッチの接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数は第 3図に示すスィツチ回路に IGOmAの電流を流して開閉を行ない、閉時の接触抵抗と温度上昇を測定し、溶着、粘着等による累積故障率が 50%以上となる動作回数を調べた。ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 400°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 4 G 0°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。

第 8 表接触温度累積故障率 50 % ヒートサイクル耐環境性

，ゝ、

実施例抵抗上昇以上となる動作回数耐酸耐有機カスコスト

§ヽ

(ιηΩ) (C) (回）化性腐食性本発明例 62 11〜： 42 I ΐο⁷ 〇〇〇安

〃 63 10~13 43 1 lO' 〇〇〇 //

〃 64 42 1 lO⁷ 〇〇〇 //

i n n

比父例 15 60 120 1 lO⁵ 〇 Δ Δ 〃

〃 16 50 200 1 xlO⁶ 〇〇〇〃

〃 1? 13〜Π 50 1 ΐο⁶ Δ 〇〇〃

本発明例 65 11〜13 40 2 X10⁷ 〇〇〇〃

〃 66 10〜13 38 2 X10⁷ 〇〇〇〃

CJ1

〃 67 11〜13 40 1 xlO⁷ 〇〇〇〃

〃 68 1(！〜 13 45 2xl0⁷ 〇〇〇〃

従来例 1 8〜12 40 1 xlO^r> △ Δ △ 高

" 2 5〜 8 37 lxlO⁶ 〇 Δ Δ 〃

第 8表から明らかなように本発明によるものは、従来例と同等の接触抵抗，温度上昇，密着性を示し、かつはるかに優れた接点寿命と耐環境性を有することが判る。

<実施例 9 >

本発明例 69

52ァロイ基材に対して前処理として有機洗浄と電解研磨を行つた後、真空槽内でその片面を A rイオンボンバードにより表面洗浄した。その後第 1図に示す装置により、 Z rを堆積速度 500 で蒸発させ、イオンガンから N₂ イオンを基材上に照射して行うイオンアシスト蒸着によって no°cに加熱した基材上に

Z r N表面層を 1 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 3による電気接点材料を作製した。このとき A r ZN₂ はおよそ 1/2 の比率としてガス圧は 1 X 10— ⁴Torrに保持し、そして Z rは C 0₂ レーザーによって蒸発させた。

本発明例 70

本発明例 69と同じ方法で、 Z r N表面層を 10 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 3による電気接点材料を作製した。

本発明例 71

本発明例 69と同じ方法で、 Z r N表面層を 80 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 3による電気接点材料を作製した。本発明例 72

本発明例 69と同じ方法で、 T i N表面層を 5 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 3による電気接点材料を作製した。

本発明例 73

本発明例 69と同じ方法で、 H f N表面層を 3 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 3による電気接点材料を作製した。

本発明例 74

本発明例 69と同じ方法で、 T i N中間層を 0. 5〃mの厚さに形成した後 Z r N表面層を 0. 5 i mの厚さに形成して本発明製造方法の第 3による電気接点材料を作製した。

本発明例 75

本発明例 69と同じ方法で、 Z r N中間層を 2 mの厚さに形成した後 H f N表面層を 1 の厚さに形成して本発明製造方法の第 3による電気接点材料を作製した。

比較例 18

本発明例 69と同じ方法で、 Z r N表面層を 200Αの厚さに形成して電気接点材料を作製した。

比較例 19

本発明例 69と同じ方法で、 Z r N表面層を 130 z mの厚さに形成して電気接点材料を作製した。

比較例 20

52ァロイ基材に対して前処理して有機洗浄と電解研磨を行った後その片面を A rイオンボンバード処理を実施しないで、 Z rを電子ビーム加熱により蒸発させ、イオンガンから N₂ イオンを基材上に照射して行うイオンアシスト蒸着によって no°cに加熱した基材上に Z r N表面層を 1 の厚さに形成して電気接点材料を作製した。上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒートサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 9表に示す。

ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 4G0°Cの大気中に 50時間放置し、その表面商況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを Δ印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 4G()°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。第 9 表接触累積故障率 50% ヒ-トサイクル耐環境性

実施例抵抗上昇以上となる動作回数耐酸耐有機ガスコス卜

(mQ) (°0 (回）化性腐食性本発明例 69 10〜13 40 1 X10⁷ 〇〇〇安〜中

〃 ?0 9〜12 38 1 xlO⁷ 〇〇〇〃

〃 U 10〜13 40 1 xlO⁷ 〇〇〇〃

〃 72 10〜12 40 2 X10⁷ 〇〇〇〃

〃 13 9〜U 38 2 X10⁷ 〇〇〇〃

〃 ?4 10〜12 40 IxlO⁷ 〇〇〇〃

〃 75 1(！〜 13 45 2 X10⁷ 〇〇〇

比較例 18 58 120 1 xlO⁵ 〇 Δ Δ 〃

〃 xlO⁶ CD

19 47 200 1 〇〇〇〃

〃 20 13〜17 50 1 χΐο⁶ Δ 〇〇〃

従来例 1 卜 12 40 1 χΐο⁵ Δ Δ △ 高

" 2 卜 8 37 1 xlO⁶ 〇 Δ Δ 〃

第 9表から判るように本発明によるものは、従来方法によるものと比較して接触抵抗はほぼ同等であるが、密着性，耐環境性及びコス卜において優れ、接点の寿命も長いことが判る。

<実施例 10〉 '

本発明例 76

52ァロイ基材に対して前処理として有機洗浄と電解研磨を行つた後、真空層内でその片面を A rイオンボンバ一ドにより表面洗浄した。その後第 2図に示す装置により、 Z rを堆積速度 500 A/sで蒸発させ、 RFコイルからなるイオン化機構により N₂ をイオン化して基材上に照射するイオンプレーティングによって 720°Cに加熱した基材上に Z r N表面層を 1 mの厚さに形成して上記本発明製造方法の第 4による電気接点材料を作製した。このとき A r ZN ₂はおよそ 1/2の比率としてガス圧は 1 X 10一⁴ Torrに保持し、そして Z rは C0₂ レーザーによって蒸発させた。本発明例 Π

本発明例 76と同じ方法で、 Z r Ν表面層を 10 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 4による電気接点材料を作製した。

本発明例 78

本発明例 76と同じ方法で、 Z r N表面層を 80 mの厚さに形成して本発明製造方法の第 4による電気接点材料を作製した。

本発明例？ 9

本発明例 76と同じ方法で、 T i N表面層を 5 /zmの厚さに形成して本発明製造方法の第 4による電気接点材料を作製した。 6 本発明例 80

本発明例 76と同じ方法で、 H f N表面積を 3 z mの厚さに形成して本発明製造方法の第 4による電気接点材料を作製した。

本発明例 81

本発明例 76と同じ方法で、 T i N中間層を 0. 5^ mの厚さに形成した後 Z r N表面層を 0. 5 の厚さに形成して本発明製造方法の第 4による電気接点材料を作製した。

本発明例 82

本発明例 76と同じ方法で、 Z r N中間層を 2 z mの厚さに形成した後 H f N表面層を 1 の厚さに形成して本発明製造方法の第 4による電気接点材料を作製した。

比較例 21

本発明例 76と同じ方法で、 Z r N表面層を 200Aの厚さに形成して電気接点材料を作製した。

比較例 22

本発明例 76と同じ方法で、 Z r N表面層を 130^ mの厚さに形成して電気接点材料を作製した。

比較例 23

52ァロイ基材に対して前処理として有機洗浄と電解研磨を行つた後その片面に A rイオンボンバ一ド処理を実施しないで、 Z r を電子ビーム加熱により蒸発させ、マルチアーク放電によって N₂ をイオン化し基材に照射して行うイオンプレーティングによつて nt)°Cに加熱した基材上に Z r N表面層を 1 z niの厚さに形成して電気接点材料を作製した。なお A r ZN₂ の流量比は 1/2 とし、ガス圧は 5 x lO— ⁴Torrに保持して行った。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒートサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 10表に示す。

ヒ一卜サイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 400°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 40G°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。第 0 表曰 F6≤ ιΐ

接舰温度累檟故障率 51) % し L 1*ノ

ヒートサイクル耐環境性

ίΒ

Μ ! と/ る動 FlHJ¾( ifiT 附有機刀入 3スマレ卜

Π、 ΐλί 験 tfif iU

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不先。ゾ删 11〜1

1 D 丄丄〜 i 3d 丄 i ν 1 Π⁷

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1 //

〃 1 ο 丄 U〜丄 4 4丄丄 Α 1丄 Π υ⁷ J りり

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〃 1 Q a 11〜Π 4 U 乙 1丄 Π U⁷ リ ο U //

〜1 Q Q

U 1 ID〜丄 Q d 9 1

〃 o Π

00 X il Πl⁷ りりり

,ノ丄 11 i〜〜13

〃 o Q 11 丄 d 4U 丄 X 11) リ〇〇

〃 82 10〜13 45 2X10⁷ 〇〇〇〃

比較例 21 59 120 lxlO⁵ 〇 Δ Δ 〃

22 C

〃 50 200 lxlO⁶ 〇〇〇〃

〃 23 1ト 17 50 lxlO⁶ Δ 〇〇〃

従来例 1 8〜12 40 1 xllT Δ Δ Δ 高

" 2 5〜 8 37 lxlO⁶ 〇 Δ Δ 〃

一 β 4 — 第 10表から判るように本発明によるものは、従来方法によるものと比較して接触抵抗はほぼ同等であるが、密着性，耐環境性及びコス卜において優れ、接点の寿命も長いことが判る。

<実施例 11 >

本発明例 83

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を施した後、その片面に真空中 A rのイオンボンバードにより表面を洗浄し、次にレーザビームスパッタ法により上記本発明製造方法の第 5による電気接点材料を作った。

即ち Z r Nのターゲットを用い、レーザビームのビーム源として 500W出力の C 0 ₂ レーザー（波長 10. 6 m ) と他のビーム源として 30Wの K r Fエキシマレーザ一（波長 248 ηπι) を用いて基板温度を 550 °Cに加熱しながら長波長レーザービームでタ一ゲットをビームスパッタし、そして短波長レーザビームをその粒子群に照射し、反応槽内の N ₂ ガス圧を 1 ⁴ T o r rに保って基板上に Z r N膜を 1 の厚さに形成して本発明電気接点材料を作製した。

本発明例 84

本発明例 83と同様にして、 Z r N膜を 10 の厚さに形成して本発明製造方法の第 5による電気接点材料を作成した。

本発明例 85

本発明例 83と同様にして、 τ r Ν膜を 80 μ ιηの厚さに形成して本発明製造方法の第 5による電気接点材料を作成した。比較例 24

本発明例 Πと同様にして、 Z r N膜を 200Aの厚さに形成して電気接点材料を作成した。

比較例 25

本発明例 83と同様にして、 Z r N膜を UO z mの厚さに形成して電気接点材料を作成した。

比較例 26

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を施し、その片面にイオンボンバードを施さないで、本発明例 83と同様にして Z r N膜を 1 mの厚さに形成して電気接点材料を作成した。

本発明例 86

52ァロイを基材として、有機洗浄と電解研磨を施した後、その片面に真空中 A rのイオンボンバ一ドにより表面を洗浄し、次にレーザービームスパッタ法により電気接点材料を作った。即ち

T i Nターゲットを用いてレーザ一ビームのビーム源として 500 W出力の C 0₂ レーザー（波長 10.6〃m) を使用し、反応槽内の N₂ ガス圧を 10_⁴Torrとして基材温度を 400°Cに加熱し、次いでターゲットをビ一ムスパッ夕して粒子群にキセノンランプからの紫外線を照射しながら基材上に T i N膜を 5 ^ πιの厚さに形成して本発明製造方法の第 5による電気接点材料を作製した。

本発明例 Π

本発明例 86と同様にして、レーザービームスパッ夕法により次のように電気接点材料を作った。即ち純 H f のタ一ゲッ卜を用い、雰囲気として N₂ ガスと A rガスを N₂ / (A r +N₂ ) = 0.3 の流量比で流し、反応槽内の圧力を 1 ³Το に保ち基材温度を 800°Cに加熱してレーザ一ビームのビーム源として 500W出力の C 0₂ レーザー（波長 6ΑΠΙ) を用い、ターゲットをビ一ムスパッタして基材とタ一ゲット間に設置した R Fコイルでスパッ夕粒子および Ν ₂ をイオン化して基材に H f N膜を 3 mの厚さに形成した本発明製造方法の第 5による電気接点材料を作製した。本発明例 88

本発明例 86と同様にして、レーザービームスパッタ法により T i N膜を 0.5 の厚さに形成し、その上に同じくレーザ一ビ —ムスパッタ法により Z r N膜を 0.5 jwmの厚さに形成して本発明製造方法の第 5による電気接点材料を作成した。

本発明例 89

本発明例 86と同様にして、レーザービームスパッ夕法により Z r N膜を 2 mの厚さに形成し、その上に同じくレーザ一ビ一ムスパッタ法により H f N膜を 1 の厚さに形成して本発明製造方法の第 5による電気接点材料を作成した。

上記各電気接点材料より電気接点を切り出してスィツチ Sとし、第 3図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィッチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗, 温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒ ―トサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 11表に示す。スィッチの接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数は第 3図に示すスィツチ回路に l O GmAの電流を流して開閉を行ない、閉時の接触抵抗と温度上昇を測定し、溶着、粘着等による累積故障率が 50%以上となる動作回数を調べた。

ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 4 G G°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 400°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。

1 1 ^¾ 接触温度累積故障率 50% ヒ-トサイクル耐環境性

実施例抵抗上昇以上となる動作回数耐酸耐有機ガスコスト

(ιηΩ) (°0 (回） m 驟化性腐食性

本発明例 83 1H4 42 1 X10⁷ 〇〇〇安

〃 84 1(！〜 13 43 lxlO⁷ 〇〇〇〃

〃 85 10〜14 42 1 xlO⁷ 〇〇〇〃

比較例 24 60 120 1 XlO⁵ 〇 Δ Δ 〃

〃 25 50 200 ΐχΐο⁶ 〇〇〇〃

〃 26 13〜17 50 1 XlO⁶ Δ 〇〇〃

本発明例 86 1ト 13 40 2 XlO⁷ 〇〇〇〃

〃 87 10〜13 38 2 X10⁷ 〇〇〇〃

〃 88 11〜13 40 lxlO⁷ 〇〇〇〃 00

〃 89 10〜丄 3 45 2 X10⁷ 〇〇〇〃

従来例 1 卜 12 40 1 xl( Δ △ △ 高

2 5〜 8 37 1 xlO⁶ 〇 Δ Δ 〃

第 11表から明らかなように本発明によるものは、従来例と同等の接触抵抗，温度上昇，密着性を示し、かつはるかに優れた接点寿命と耐環境性を有することが判る。

<実施例 12>

本発明例 90

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバ一ドを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 〃 mの厚さに成膜し、接触部 Bは T i B ₂ を蒸着により成膜温度 600°( で1 の厚さに成膜して上記本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 91

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバ一ドを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 5 °Cで 0. 5 mの厚さに成膜し、接触部 Bは T i B ₂ を蒸着により成膜温度 600°Cで 0. 5^ mの厚さに成膜し、その上に Z r B₂ を蒸着により成膜温度 600 で 0. の厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 92

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバートを行い、接触部 Aは T i Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 0. 2 ΠΙの厚さに成膜し、その上に Z r Νを蒸着により成膜温度 500°Cで 0. 3^ mの厚さに成膜し、接触部 Bは T i Nを蒸着により成膜温度 600°Cで 0.2 mの厚さに成膜し、その上に T i B₂ を蒸着により成膜温度 600 でで 0. 3 mの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 93

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 mの厚さに成膜し、接触部 Bは P tをスパッタリングにより成膜温度 400°Cで 0.2 z mの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 94

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 mの厚さに成膜し、接触部 Bは P dをスパッタリングにより成膜温度 400°Cで 0.2^ mの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 95

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 〃πιの厚さに成膜し、接触部 Bは R hをスパッタリングにより成膜温度 400°Cで 0.2 μ πιの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。本発明例

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度

400°Cで 1 inの厚さに成膜し、接触部 Bは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 0. 5 mの厚さに成膜し、その上に A uを蒸着により 400°Cで 0. 2^ mの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2 を作製した。

本発明例 97

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aは T a Cを蒸着により成膜温度

500°Cで 1 mの厚さに成膜し、接触部 Bは Z r B ₂ を蒸着により成膜温度 600°Cで 0. の厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 98

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 500 で10^ 111の厚さに成膜し、接触部 Bは H f Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 10 z mの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2 を作製した。

本発明例 99

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 10 « mの厚さに成膜し、接触部 Bは T i B ₂ を蒸着により成膜温度 600°Cで 1 μ πιの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 100

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Αは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 80 μ πιの厚さに成膜し、接触部 Βは T i B ₂ を蒸着により成膜温度 600°Cで 1 mの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 101

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗净，電解研摩及びィオンボンバ一ドを行い、接触部 Aは Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 0. 05 mの厚さに成膜し、接触部 Bは T i B ₂ を蒸着により成膜温度 600°Cで 1 z mの厚さに成膜して本発明電気接点の第 2を作製した。

本発明例 102

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄と電解研摩とィォンボンバードを行い、接触部 Aと接触部 Bはともに Z r Nを蒸着により成膜温度 500°Cで 1 mの厚さに成膜し、上記本発明電気接点の第 1を作製した。

従来例 7

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄と電解研摩を行い、接触部 Aと接触部 Bはともに A uを化学メツキにより 1 の厚さに成膜し、その上に R hを化学メツキにより 2 の厚さに成膜し、従来の電気接点を作製した。

52ァロイを基材とし、前処理として有機洗浄，電解研摩及びィオンボンバードを行い、接触部 Aと接触部 Bはともに T i B ₂ を蒸着により成膜温度 600°Cで 1 の厚さに成膜し、本発明電気接点の第 1を作製した。

上記各接触部 A， Bからなる電気接点をスィッチ Sとし、第 3 図に示す様にケーブル Cと抵抗 R ( 500 Ω) を介して、上記スィツチ Sを電源 E (50V) に接続した回路を構成し、接触抵抗，温度上昇，累積故障率 50%以上となる動作回数を求めた。またヒートサイクル試験を行なうと共に耐環境性を調べた。これ等の結果を第 Π表に示す。

ヒートサイクル試験は接点を室温から 400°Cに加熱することを 100サイクル行なって接点薄膜の外観割れを観察し、割れが発生しないものを〇印、幾分割れが発生したものを△印で表した。耐環境性は、耐酸化性と耐有機ガス腐食性について調べた。耐酸化性は、接点を 4()()°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により酸化の程度を観察し、ほとんど酸化しないものを〇印、幾分酸化が認められたものを△印で表わした。また耐有機ガス腐食性については、接点を 400°Cの大気中に 50時間放置し、その表面状況により有機ポリマーの発生程度を観察し、発生が認められないものを〇印、幾分発生が認められるものを△印で表した。

第 2 表接触温度接点寿命ヒ-トサイクル耐環境性実施例抵抗上昇作動回数耐酸耐有機ガスコスト

(πιΩ) (°C) (回）験化性腐食性

本発明例 90 11〜14 42 7xl0⁷ 〇〇〇安

〃 91 12〜15 45 8xl0⁷ 〇〇〇 //

〃 92 12〜15 45 1 xlO⁸ 〇〇〇〃

〃 93 10〜13 40 3xl0⁷ 〇〇 △ //

〃 94 10〜13 40 3xl0⁷ 〇〇 Δ 〃

〃 95 11〜14 40 5xl0⁷ 〇 Δ Δ 〃

〃 96 8〜13 38 3xl0⁷ 〇〇〇〃

〃 97 13〜15 45 7xl0⁷ 〇〇〇〃

〃 98 1ト 14 42 7xl0⁷ 〇〇〇〃

〃 99 10〜13 40 7xl0⁷ 〇〇〇〃

〃 100 1ト 15 45 6xl0⁷ 〇〇〇〃

〃 101 55 5xl0⁷ 〇〇〇

〃 102 11〜14 42 lxlO⁷ 〇〇〇〃

〃 103 9〜12 40 2xl0⁷ 〇〇〇〃従来例 7 卜 8 37 lxlO⁶ 〇〇 △ 高

第 12表から明らかなように本発明例 9！)〜 101 で示す、接触部 A， Bを、基材上に異なる材質の接点膜を形成して構成した本発明電気接点の第 2は、接触部 A， Bを、基材上に同じ材質の接点膜を形成して構成した本発明例 102 及び 10 3 で示す本発明電気接点の第 1並びに従来の電気接点に比較し接点寿命が向上していることが判る。

産業上の利用可能性

このように本発明によれば、コストが安価で耐環境性，接点特性が良好な電気接点が得られ、特に電気接点としての寿命および信頼性を高めることができる等工業上有用である。

Claims

請求の範囲

(1) 基材上に、電気接点として遷移金属 IVa， V a, Via族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする被覆層を 0.03〜100 μιηの厚さに形成した事を特徴とする電気接点材料。

(2) 基材と遷移金属 IVa， V a, Via族の炭化物，窒化物，硼化物、珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする最外層であって、厚さ 0.03〜10G ^ mの電気接点被覆層との中間に、 AB_X (A ：遷移金属 IV a， V a, VI a族、 B ：炭素，窒素，硼素，珪素，アルミニウム）なる組成であって、基材側に x = 0、電気接点被覆層側に炭素、窒素の場合 x = l、硼素，珪素の場合 X = 2、アルミニウムの場合 X = 3の傾斜組成を有する厚さ 0.1 m以上の中間層を形成した事を特徴とする電気接点材料。

(3) 基材上に、軟質金属からなる中間層を厚さ 0. Ol^m以上被覆し、その上に遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点被覆層を 0.03 〜100 mの厚さに形成した事を特徴とする電気接点材料。

(4) 中間層に A g， ki , Au， C o， C u, F e， Mg， N i , P d， P t , S r， C r , 遷移金属 IV a， V a族から選ばれた少なくとも一つを主成分とする軟質金属を用いる事を特徴とする請求項 3記載の電気接点材料。

(5) 中間層を形成する遷移金属として、その上に形成される炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドを構成する遷移金属と同種の遷移金属を用いる事を特徴とする請求項 4記載の電気接点材料。

(6) 電気接点被覆層として、遷移金属 W a， V a, Vi a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドの内から選ばれた材料を 2層以上積層した事を特徴とする請求項 1〜 5記載の電気接点材料。

(7) 基材上に、遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，ァミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする厚さ 0. 03〜1 の中間層を電気接点として設け、その上に厚さ 0. 01 m以上の軟質金属からなる表面層を形成した事を特徴とする電気接点材料。

(8) 表面層に A g， Αβ , A u， C o， C u, F e， M g, N i， P d， P t， S r， C r，遷移金属 Wa， V a族から選ばれた少なくとも 1つを主成分とする軟質金属を用いる事を特徴とする請求項 7記載の電気接点材料。

(9) 中間層として遷移金属 W a, V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドの内から選ばれた材料を 2層以上積層した事を特徴とする請求項 7又は 8記載の電気接点材料。

(10) IV a族の遷移金属が T i， Z r， H f から選ばれた少なくとも一つを主成分とする事を特徴とする請求項 1〜 9記載の電気接点材料。

(11) V a族の遷移金属が V， N b， T aから選ばれた少なくとも一つを主成分とする事を特徴とする請求項 1〜 9記載の電気接点材料。

(12) VI a族の遷移金属が C r， M o, Wから選ばれた少なくとも一つを主成分とする事を特徴とする請求項 1〜 9記載の電気接点材料。

(13)遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をプラズマ C VDにより、 0. 03〜10ϋ πι の厚さに形成する事を特徴とする請求項 1〜12記載の電気接点材料の製造方法。

(14)遷移金属 IV a， V a, VI a族の窒化物から選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をプラズマ C VDにより形成するに際して、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、キヤリァガスを水素ガスとし、原料ガスとして N₂ ガス及び遷移金属 IV a， V a, Vi a族の塩化物ガスを両者の流量比（N₂ ガス塩化物ガス）が 7以下になる様に流した雰囲気下で、全圧力を 0. l〜10Torrとし、基材を 30(！〜 900 °Cに加熱しながらブラズマ C VDを行う事を特徴とする請求項 13記載の電気接点材料の製造方法。

(15)遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をスパッタリングにより、 0. 03〜100 τα の厚さに形成する事を特徴とする請求項 1〜 12記載の電気接点材料の製造方法。

(16)遷移金属 W a， V a, VI a族の窒化物から選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をスパッタリングにより形成するに際して、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、反応槽内のガスとして A r及び N ₂ ガスを両者の流量比

(N₂ ガス Z (A r +N₂ ) ガス）が 0. 1以上になる様に流した雰囲気下で、全圧力を l〜50mTorrとし、基材を 300〜900 でに加熱しながらスパッタリングを行う事を特徴とする請求項 15記載の電気接点材料の製造方法。

(17)遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をイオンアシスト蒸着により、 0. 03〜100 mの厚さに形成する事を特徴とする請求項 1〜 12記載の電気接点材料の製造方法。

(18)遷移金属 W a， V a, VI a族の窒化物から選ばれた少なくもと一つを主成分とする電気接点としての被覆層をイオンアシスト蒸着により形成するに際して、イオン又は電子による表面洗浄を行つた後、イオンガンに供給するガス圧を N₂ ガスノ (A r +N₂ ) ガス^ 0. 1 の雰囲気下で全圧力を 1 ³〜 10— ^δΤο とし、かつ単位時間に基材の単位面積上に到達する Ν原子と遷移金属原子との比を ΝΖ遷移金属 > 2とし、基材を 300〜90() °Cに加熱しながらィ 8 オンアシスト蒸着を行う事を特徴する請求項 17記載の電気接点材料の製造方法。

(19)遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をイオンプレーティングにより、 0.03〜

100;/ mの厚さに形成する事を特徴とする請求項 1〜 12記載の電気接点材料の製造方法。

(20)遷移金属 IV a， V a, VI a族の窒化物から選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をイオンプレーティングにより形成するに際して、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、イオン化機構に供給するガス圧を N₂ ガス (A r + N₂ ) ガス≥0.1 の雰囲気下で全圧力を 1 ²〜 10— ⁵Torrとし、かつ単位時間に基材の単位面積上に到達する Ν原子と遷移金属原子との比を ΝΖ遷移金属〉 2とし、基材を 300〜90() °Cに加熱しながらイオンプレーティングを行う事を特徴とする請求項 19記載の電気接点材料の製造方法。

(21)遷移金属 IV a， V a, VI a族の炭化物，窒化物，硼化物，珪化物，アルミナイドから選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をレーザビームスパッタにより、 0.03〜

100 mの厚さに形成する事を特徴とする請求項 1〜12記載の電気接点材料の製造方法。

(22)遷移金属 IV a, V a, VI a族の窒化物から選ばれた少なくとも一つを主成分とする電気接点としての被覆層をレーザビームスパッタにより形成するに際して、イオン又は電子による表面洗浄を行った後、反応槽内のガスとして A r及び N₂ ガスを両者の流量比（N₂ ガス Z (A r +N₂ ) ガス）力 0. 1以上になる様に流した雰囲気下で、基材を 30 (！〜 900 °Cに加熱しながらスパッタリングを行う事を特徴とする請求項 21記載の電気接点材料の製造方法。

(23)—対の接触部 A, Bからなる電気接点において、夫々の接触部を基材上に遷移金属 IV a， V a， VI a族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドの内少なくとも一つを主成分とする接点膜を 300A〜10D mの厚さに形成して構成することを特徴とする電気接点。

(24)—対の接触部 A, Bからなる電気接点において、一方の接触部 Aを基材上に遷移金属 W a， V a, Via族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドの内少なくとも一つを主成分とする接点膜を 300A〜i00 の厚さに形成して構成し、他方の接触部 Bを基材上に接触部 Aとは異なる材質の接点膜を形成して構成することを特徴とする電気接点。

(25)接触部 Bとして、接触部 Aを構成する材質とは異なる遷移金属 Wa, V a, VI a族の窒化物，炭化物，珪化物，ニ硼化物，アルミナイドの内少なくもと一つを主成分とする単層又は積層の接点膜を 300A〜100 の厚さに形成する請求項 24記載の電気接点 ₍

(26)接触部 Bとして、接触部 Aを構成する材質とは異なる白金族金属又は合金で接点膜を形成する請求項 24記載の電気接点。