(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高耐圧性材料を主体とする粉末を金型で加圧して圧粉体を成形する圧粉体成形工程と、
この圧粉体を焼結して板状のスケルトンを形成するスケルトン形成工程と、
このスケルトンを板厚中央部で二分割に切断して切断面を形成する分割切断工程と、
前記切断面の中央部に高導電材料で構成された溶浸体を載置する載置工程と、
前記溶浸体を加熱して溶融した溶浸体を前記スケルトンの内部に浸透させる溶浸工程と
を備えたことを特徴とする真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項２】
前記圧粉体は、還元性ガスの雰囲気中で焼結されることを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項３】
前記還元性ガスは、水素ガスであることを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項４】
前記高耐圧性材料はＣｒであり、前記高導電材料はＣｕであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項５】
前記圧粉体は、成形圧が８０〜２５０ＭＰａであり、前記Ｃｒは、組成が３５〜６５ｗｔ％、前記Ｃｕは、組成が６５〜３５ｗｔ％であることを特徴とする請求項４に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項６】
前記スケルトンは、外径が３０〜１０５ｍｍであり、前記溶浸体は、外径がスケルトンの外径よりも５〜１５ｍｍ小さいことを特徴とする請求項４または５に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項７】
前記圧粉体は、粉末粒径が２０〜１２５μｍであることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項８】
前記溶浸体の外径Ｒ１と前記スケルトンの外径Ｒ２との比である（Ｒ１／Ｒ２）は、０．５〜１．０であることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に高耐圧性能を要求される真空バルブ用接点の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高耐圧向けの真空バルブ用接点では、高耐圧の性質を有するＣｒを高導電体のＣｕに分散させたＣｕ−Ｃｒ系や、Ｃｒを高導電体のＡｇに分散させたＡｇ−Ｃｒ系の材料がよく用いられている。
その製造方法としてはＣｒ粉末をＣｕ粉末またはＡｇ粉末と混合して焼結する方法や、Ｃｒ粉末を主体して構成されるスケルトンを予め焼結しておいてこれにＣｕまたはＡｇを溶浸させる方法等が知られている。
高い耐圧性能を得るには接点内部のポアを少なくして接点の密度を高める必要があり、焼結法よりも溶浸法の方が高密度化しやすい傾向にあるため、高耐圧接点の製造法としてよく利用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１１４５０２号公報
【特許文献２】特開平５−１０１７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の溶浸法によるＣｕ−Ｃｒ系の真空バルブ用接点の製造では、Ｃｒ粉末を主体として構成されるスケルトンにＣｕを溶浸させる工程において、内部にＣｒの酸化膜に対する還元作用として機能する還元性ガスとして例えば水素ガスがある場合の方が、真空中よりも接点内部のポアが多くなる傾向にある。
これは、真空中での溶浸の場合、溶融ＣｕがＣｒのスケルトンに浸透していく過程で仮にクローズドポアが局所的に形成されたとしても、該ポアの内部が真空であるためにある程度の時間が経れば溶融Ｃｕがその部分に入り込んでポアの内部を塞いでしまう。
これに対して、水素ガス中での溶浸の場合はいったんクローズドポアが形成されると、ポアの内部が水素ガスであるために気圧が障害となって時間が経っても溶融Ｃｕがその中に入り込むことができず、ポアが多く残留してしまうためと考えられる。
【０００５】
この問題を解決するため、上記特許文献２に記載の真空バルブ用接点の製造方法では、Ｃｒのスケルトンを上下に２つ積み重ねた状態とすることにより、Ｃｕ溶浸時の最終凝固部分が積み重ねの境界部に来るようにし、その部分に欠陥を濃縮させてその境界部を切断してその部分を使用しないことで、相対的に接点表面側のポアの濃度を減らす試みがなされている。
図４（ａ）は、上記特許文献２に記載の真空バルブ用接点の製造方法の一工程を示す図であり、台座７上にＣｒスケルトン１、Ｃｕ板２及びＣｒスケルトン１が積層され、Ｃｕが溶浸する前の図である。
【０００６】
この製造方法によれば、溶浸に供するＣｕの量が過剰でないことが肝要であり、もしＣｕが過剰であるとＣｒスケルトン１の内部を満たすよりも早くスケルトンの外周周囲を濡らす傾向にあり、その結果Ｃｒスケルトン１内部にランダムにポアが形成されてしまう問題があると、上記特許文献２の発明者は指摘している（特許文献２の段落００４３参照）。
【０００７】
しかしながら、これは、溶浸に供するＣｕ板２の外径がＣｒスケルトン１よりも大きい場合に生じる現象であり、もしＣｕ板２の外径がＣｒスケルトン１よりも小さい場合には、溶融したＣｕは毛細管現象の作用で速やかにＣｒスケルトン１上の設置面から吸収されていくためにこのような問題点は生じない。
むしろ、図４（ｂ）に示すように、Ｃｕの溶浸後では、Ｃｒスケルトン１にＣｕが溶浸された溶浸スケルトン４間の境界部であるＣｕ凝固層５に、Ｃｕが欠乏してしまう引け巣６が発生してしまい、健全な接合状態を得ることができなくなる問題点がある
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、内部のポアが少なく密度の高い真空バルブ用接点を得ることができる真空バルブ用接点の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る真空バルブ用接点の製造方法は、
高耐圧性材料を主体とする粉末を金型で加圧して圧粉体を成形する圧粉体成形工程と、
この圧粉体を焼結して板状のスケルトンを形成するスケルトン形成工程と、
このスケルトンを板厚中央部で二分割に切断して切断面を形成する分割切断工程と、
前記切断面の中央部に高導電材料で構成された溶浸体を載置する載置工程と、
前記溶浸体を加熱して溶融した溶浸体を前記スケルトンの内部に浸透させる溶浸工程と
を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による真空バルブ用接点の製造方法によれば、スケルトンの切断面に露出した低密度領域の直上に溶浸体を載置し、加熱により溶融した溶浸体を低密度領域からスケルトンの内部に浸透させることで、局所的に溶浸から取り残される領域が発生せず、内部にポアが少ない健全な接点を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】溶融したＣｕがＣｒスケルトンの内部に浸透する挙動を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１の真空バルブ用接点の製造方法における、Ｃｒスケルトンの分割切断工程を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１の真空バルブ用接点の製造方法における、Ｃｕ溶浸工程を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は従来の真空バルブ用接点の製造方法における、Ｃｕ溶浸前の工程を示す断面図、図４（ｂ）はＣｕ溶浸後の工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
本願発明者は、Ｃｕの溶浸でポアが残留する原因を明らかにするために溶融Ｃｕの浸透メカニズムを詳細に調べた。
即ち、図１に示すように、Ｃｒスケルトン１にＣｕ板２を載せ、水素ガス雰囲気中で加熱してＣｕ板２を溶かし、溶融ＣｕがＣｒスケルトン１の内部に浸透する挙動を調べた。
そして、Ｃｕ板２からの溶融Ｃｕは、上部から矢印Ａの方向に浸透していく場合に、最初に上面部の表層に溶融Ｃｕが染みこんだ後、内部中央に浸透するよりも早く、矢印Ｂで示すように、Ｃｒスケルトン１の側面部表層へ浸透し、次いで底面部表層へ先行して回り込む現象のあることがわかった。
この現象により、Ｃｒスケルトン１の内部の中央部のポアが閉じ込められ、Ｃｒスケルトン１の内部の中央部にクローズドポアの多発領域である低密度領域３が発生し、このことが低密度の接点が製造される原因といえる。
【００１３】
なお、Ｃｒスケルトン１の内部中央の溶融Ｃｕの溶浸が周囲に比べて遅いのは、Ｃｒスケルトン１の内部中央の部位は、周囲と比較して密度が低く、毛細管現象の作用力が相対的に小さくなっているためと考えられる。
このＣｒスケルトン１の内部中央の部位に低密度領域３が発生するのは、Ｃｒスケルトン１の製造過程でＣｒ粉末を圧縮して圧粉体を成形する際、金型に充填された粉末は上下面と側面から加圧力を受けて圧縮されるが、粉末の流動性の具合で加圧力が内部中央まで十分に伝わらない状況が生じたためと考えられる。
【００１４】
本願発明者は、こうして溶融Ｃｕの浸透メカニズムを詳細に調べた結果、Ｃｒスケルトン１の内部中央の部位に低密度領域３が発生することを見出した。
そして、この点に着目して、次に述べる、この発明の実施の形態１による真空バルブ用接点の製造方法を発明した。
先ず、高耐圧性材料であるＣｒを主体とする粉末を金型で加圧して圧粉体を成形する。
この圧粉体成形工程の後に、還元性ガスである水素ガス雰囲気中で圧粉体を焼結して板状のＣｒスケルトン１を形成する。
このスケルトン形成工程の後に、図２に示すように、このＣｒスケルトン１を板厚中央部に形成された低密度領域３を横断するように二分割に切断して切断面を形成する。
この分割切断工程の後に、高導電材料で構成された溶浸体であるＣｕ板２を低密度領域３に対面するように切断面に載置する。
この載置工程の後に、水素ガスの雰囲気中でＣｕ板２を加熱し、図３に示すようにＣｕ板２を溶かしてＣｒスケルトン１の内部に浸透させる。
この溶浸工程の後、Ｃｒスケルトン１を冷却することでＣｕ-Ｃｒ系の接点を得る。
【００１５】
この発明の実施の形態１による真空バルブ用接点の製造方法によれば、Ｃｒスケルトン１の切断面に低密度領域３を露出させ、この低密度領域３の直上に溶浸用のＣｕ板２を配置しているため、加熱時に溶融したＣｕが低密度領域３から浸入し、Ｃｒスケルトン１の外周部に向かって浸透していく。
このため、図１に示した現象、つまりＣｒスケルトン１の外周部から優先的に溶融Ｃｕの浸透が進行することがないので、局所にＣｕの溶浸から取り残される領域が発生しない。このため、内部もポアの少ない健全な接点を得ることができる。
【００１６】
以下、この発明の実施の形態１による真空バルブ用接点の製造方法の実施例を具体的に説明する。
実施例１.
Ｃｒ粉末を目空き径４５μmと２０μmのふるいに通して、２０μm以上４５μm以下の粒径とし、これにつなぎ材として数μmの粒径のＣｕ粉末を少量添加して撹拌混合した後、内径９０ｍｍの金型内に充填して１００ＭＰａで加圧し、外径９０ｍｍの圧粉体を形成した。
圧粉体の板厚は充填量を変えることにより調整し、１５〜１９ｍｍの厚みの圧粉体を得た。
得られた圧粉体を水素ガス雰囲気中、１１００℃で２時間の焼結を行って所定の気孔率を有するＣｒを主体とするＣｒスケルトンを作製した。
得られたＣｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して分割した。
その後、切断面を上にして外径７５ｍｍのＣｕ板を乗せ、水素ガス雰囲気中、１１５０℃で１時間の加熱を行い、該Ｃｕ板を溶かしてＣｒスケルトン内部に浸透させ、外径９０ｍｍ×板厚７〜９ｍｍの６０ｗｔ％Ｃｕ−４０ｗｔ％Ｃｒの溶浸サンプルを得た。
【００１７】
また、比較のため、Ｃｒスケルトンを分割せずにそのままの状態で上部に外径７５ｍｍの溶浸用Ｃｕ板を乗せ、水素ガス雰囲気中、１１５０℃で１時間の加熱を行い、該Ｃｕ板を溶かして該スケルトン内部に溶融Ｃｕを浸透させ、外径９０ｍｍ×板厚１５〜１９ｍｍの６０ｗｔ％Ｃｕ−４０ｗｔ％Ｃｒ溶浸サンプルを得た。
【００１８】
なお、サンプルは板厚の種類ごとに、内部組織（ポアの状態）観察用、密度測定用、耐圧性能評価用（破壊電圧測定用）の３個をそれぞれ作製した。
内部組織の観察では、サンプルを直径方向に切断して光学顕微鏡により観察を行い、撮影した写真から断面中央部２ｍｍ×２ｍｍの領域に見られるポアの総面積を計測した。
また、密度測定では、板厚方向の中央部から外径８０×板厚５．５ｍｍの円板を切り出してアルキメデス法を用いて密度を評価し、真密度と比較して密度比を求めた。
また、耐圧性能試験では、板厚方向の中央部から外径２０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出して真空バルブに組み付けて接点間距離２ｍｍの条件でインパルス電圧を徐々に上げながら破壊電圧を計測し、電圧印加回数の増加に伴う破壊電圧の増大プロファイルを計測してその飽和値から耐圧性能を評価した。なお、破壊電圧の計測の前にはＡＣ１００ｋＶの電圧コンディショニングを行った。
【００１９】
表１に評価結果を示す。
表１の実施例１−（１〜３）に示すようにこの発明のＣｒスケルトンを分割してＣｕを溶浸した接点では、内部のポアの総面積が小さく、密度比９９％以上の高値が得られた。
一方、比較例１−（１〜３）に見られるように、Ｃｒスケルトンを分割せずにＣｕを溶浸させた接点では、内部に存在するポアの総面積が大きく、９９％以上の高い密度が得られなかった。
【００２０】
耐圧性能については、表１の破壊電圧の飽和値に示すように、実施例１−（１〜３）で１５０〜１５３ｋＶ程度の値を示し、他の比較例に比べて非常に高い値であった。
【００２１】
以上からこの実施例１では、Ｃｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して分割し、切断面に露出した低密度領域の直上に溶浸用のＣｕ板を配置しているため、溶浸時に溶融したＣｕが低密度領域から浸入し、外側に浸透していく。
このため、従来のように外周部から優先的に溶融Ｃｕが浸透することがないので局所的に溶浸から取り残される領域が発生しない。
従って、内部にポアの少ない健全な接点を得ることができ、真空バルブでは高い耐圧性能を得ることができる。
【００２２】
【表１】
0005539270.tif 000002
【００２３】
実施例２．
Ｃｒ粉末を目空き径４５μmと２０μmのふるいに通して、２０μm以上４５μm以下の粒径とし、これにつなぎ材として数μmの粒径のＣｕ粉末を少量添加して撹拌混合した後、内径７５ｍｍの金型内に充填して所定の圧力で加圧し、外径７５ｍｍ×板厚１５ｍｍの圧粉体を形成した。圧粉体の内部の気孔率を、加圧力を８０〜２５０ＭＰａの範囲で変えることにより調整し、種々の気孔率を有する圧粉体を得た。
得られた圧粉体を水素ガス雰囲気中、１１００℃で２時間の焼結を行って種々の気孔率を有するＣｒを主体とするＣｒスケルトンを作製した。
得られたＣｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して７ｍｍ厚に分割した。
その後、切断面を上にして外径７０ｍｍの溶浸用Ｃｕ板を乗せ、水素ガス雰囲気中、１１５０℃で１時間の加熱を行い、該Ｃｕ板を溶かしてＣｒスケルトン内部に浸透させ、Ｃｒ量が異なる種々の組成のＣｕ−Ｃｒ溶浸サンプルを得た。
【００２４】
また、比較のため、加圧力を６０ＭＰａで圧粉体を成形し、その後は上記と同様の工程を経て７０ｗｔ％Ｃｕ−３０ｗｔ％Ｃｒの溶浸サンプルを得た。
【００２５】
なお、サンプルは組成の種類ごとに、内部組織（ポアの状態）観察用、密度測定用、耐圧性能評価用（破壊電圧測定用）の３個をそれぞれ作製した。
内部組織の観察では、サンプルを直径方向に切断して光学顕微鏡により観察を行い、撮影した写真から断面中央部２ｍｍ×２ｍｍの領域に見られるポアの総面積を計測した。
また、密度測定では、板厚方向の中央部から外径７０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出してアルキメデス法を用いて密度を評価し、真密度と比較して密度比を求めた。
また、耐圧性能試験では、板厚方向の中央部から外径２０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出して真空バルブに組み付けて接点間距離２ｍｍの条件でインパルス電圧を徐々に上げながら破壊電圧を計測し、電圧印加回数の増加に伴う破壊電圧の増大プロファイルを計測してその飽和値から耐圧性能を評価した。なお、破壊電圧の計測の前にはＡＣ１００ｋＶの電圧コンディショニングを行った。
【００２６】
表２に評価結果を示す。
表２の実施例２−（１〜７）に示すようにサンプルのＣｒ組成が３５〜６５ｗｔ％では、内部のポアの総面積が小さく、密度比９９％以上の高値が得られた。
一方、比較例２−１に見られるように、Ｃｒ組成が３０ｗｔ％になると、急激に内部に存在するポアの総面積が大きくなり、９９％以上の高い密度が得られなくなった。
耐圧性能については、表２の破壊電圧の飽和値に示すように、実施例２−（１〜７）で１４７〜１６１ｋＶ程度の値を示し、比較例２−１に比べて非常に高いことがわかった。
【００２７】
以上から、この実施例２では、Ｃｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して分割し、切断面に露出した低密度領域の直上に溶浸用のＣｕ板を配置しているため、溶浸時に溶融Ｃｕが低密度領域から浸入し、外側に浸透していく。
このため、従来のように外周部から優先的に溶融Ｃｕが浸透することがないので局所的に溶浸から取り残される領域が発生しない。
従って、Ｃｒ組成が３５〜６５ｗｔ％の範囲においても内部にポアのほとんどない高密度のＣｕ−Ｃｒ接点を得ることができ、この結果、真空バルブでは高い耐圧性能を得ることができる。
なお、Ｃｒ組成が３０ｗｔ％の場合にポアが多くなって密度が低下するのは、Ｃｒ組成が低すぎるのでＣｒのスケルトン構造の維持が困難になり、内部に局所的に構造が不均一になる部分が発生し、溶融Ｃｕの溶浸性が不均一になるためと考えられる。
【００２８】
【表２】
0005539270.tif 000003
【００２９】
実施例３．
Ｃｒ粉末を目空き径４５μmと２０μmのふるいに通して、２０μm以上４５μm以下の粒径とし、これにつなぎ材として数μmの粒径のＣｕ粉末を少量添加して撹拌混合した後、種々の内径を有する金型内に充填して１００ＭＰａで加圧し、外径３０〜１０５ｍｍ×板厚１５ｍｍの圧粉体を形成した。
得られた圧粉体を水素ガス雰囲気中、１１００℃で２時間の焼結を行って所定の気孔率を有するＣｒを主体とするＣｒスケルトンを作製した。
得られたＣｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して７ｍｍ厚に分割した。
その後、切断面を上にして溶浸用Ｃｕ板を乗せ、水素ガス雰囲気中、１１５０℃で１時間の加熱を行い、該Ｃｕ板を溶かして該スケルトン内部に溶融Ｃｕを浸透させ、外径が異なる板厚７ｍｍの６０ｗｔ％Ｃｕ−４０ｗｔ％Ｃｒ溶浸サンプルを得た。
なお、Ｃｕ板は該スケルトンのサイズに応じて外径を変えて使用し、具体的には該スケルトンの外径に応じてそれよりも５〜１５ｍｍ小さい外径のものを用いた。
また、サンプルは外径の種類ごとに、内部組織（ポアの状態）観察用、密度測定用、耐圧性能評価用（破壊電圧測定用）の３個をそれぞれ作製した。
内部組織の観察では、サンプルを直径方向に切断して光学顕微鏡により観察を行い、撮影した写真から断面中央部２ｍｍ×２ｍｍの領域に見られるポアの総面積を計測した。
また、密度測定では、板厚方向の中央部から外径２５ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出してアルキメデス法を用いて密度を評価し、真密度と比較して密度比を求めた。
また、耐圧性能試験では、板厚方向の中央部から外径２０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出しての真空バルブに組み付けて接点間距離２ｍｍの条件でインパルス電圧を徐々に上げながら破壊電圧を計測し、電圧印加回数の増加に伴う破壊電圧の増大プロファイルを計測してその飽和値から耐圧性能を評価した。なお、破壊電圧の計測の前にはＡＣ１００ｋＶの電圧コンディショニングを行った。
【００３０】
表３に評価結果を示す。
表３の実施例３−（１〜６）に示すようにいずれの外径のサンプルにおいても、内部のポアの総面積が小さく、密度比９９％以上の高値が得られることがわかった。
耐圧性能については、表３の破壊電圧の飽和値に示すように、１４７〜１５４ｋＶ程度の高い値を示した。
【００３１】
以上から、この実施例３では、Ｃｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して分割し、切断面に露出した低密度領域の直上に溶浸用のＣｕ板を配置しているため、溶浸時に溶融したＣｕが低密度領域から浸入し、外側に浸透していく。
このため、従来のように外周部から優先的に溶融Ｃｕが浸透することがないので局所的に溶浸から取り残される領域が発生しない。
従って、接点の外径が３０〜１０５ｍｍの範囲においても内部にポアのほとんどない高密度のＣｕ−Ｃｒ接点を得ることができ、この結果、真空バルブでは高い耐圧性能を得ることができる。
【００３２】
【表３】
0005539270.tif 000004
【００３３】
実施例４．
Ｃｒ粉末を目空き径４５μmと２０μmのふるいに通して、２０μm以上４５μm以下の粒径とし、これにつなぎ材として数μmの粒径のＣｕ粉末を少量添加して撹拌混合した後、内径９０の金型内に充填して１００ＭＰａで加圧し、外径９０ｍｍ×板厚１７ｍｍの圧粉体を形成した。
また、Ｃｒ粉末を目空き径７５μmと４５μmのふるいに通して、４５μm以上７５μm以下の粒径とし、これにつなぎ材として数μmの粒径のＣｕ粉末を少量添加して撹拌混合した後、内径９０の金型内に充填して９０ＭＰａで加圧し、外径９０ｍｍ×板厚１７ｍｍの圧粉体を形成した。
また、Ｃｒ粉末を目空き径１２５μmと７５μmのふるいに通して、７５μm以上１２５μm以下の粒径とし、これにつなぎ材として数μmの粒径のＣｕ粉末を少量添加して撹拌混合した後、内径９０の金型内に充填して８０ＭＰａで加圧し、外径９０ｍｍ×板厚１７ｍｍの圧粉体を形成した。
得られた圧粉体を水素ガス雰囲気中、１１００℃で２時間の焼結を行って所定の気孔率を有するＣｒを主体とするスケルトンを作製した。
得られたＣｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して８ｍｍ厚に分割した。
その後、切断面を上にして溶浸用Ｃｕ板を乗せ、水素ガス雰囲気中、１１５０℃で１時間の加熱を行い、該Ｃｕ板を溶かして該スケルトン内部に溶浸させ、Ｃｒ粉末粒径の異なる６０ｗｔ％Ｃｕ−４０ｗｔ％Ｃｒ溶浸サンプルを得た。
なお、サンプルはＣｒ粉末粒径の種類ごとに、内部組織（ポアの状態）観察用、密度測定用、耐圧性能評価用（破壊電圧測定用）の３個をそれぞれ作製した。
内部組織の観察では、サンプルを直径方向に切断して光学顕微鏡により観察を行い、撮影した写真から断面中央部２ｍｍ×２ｍｍの領域に見られるポアの総面積を計測した。
また、密度測定では、板厚方向の中央部から外径８０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出してアルキメデス法を用いて密度を評価し、真密度と比較して密度比を求めた。
また、耐圧性能試験では、板厚方向の中央部から外径２０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出して真空バルブに組み付けて接点間距離２ｍｍの条件でインパルス電圧を徐々に上げながら破壊電圧を計測し、電圧印加回数の増加に伴う破壊電圧の増大プロファイルを計測してその飽和値から耐圧性能を評価した。なお、破壊電圧の計測の前にＡＣ１００ｋＶの電圧コンディショニングを行った。
【００３４】
表４に評価結果を示す。表４の実施例４−（１〜３）に示すようにいずれのサンプルにおいても、内部のポアの総面積が小さく、密度比９９％以上の高値が得られることがわかった。耐圧性能については、表４の破壊電圧の飽和値に示すように、１５１〜１５５ｋＶ程度の高い値を示した。
【００３５】
以上からこの実施例４では、Ｃｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して分割し、切断面に露出した低密度領域の直上に溶浸用のＣｕ板を配置しているため、溶浸時に溶融したＣｕが低密度領域から浸入し、外側に溶浸していく。
このため、従来のように外周部から優先的に溶融Ｃｕが浸透することがないので局所的に溶浸から取り残される領域が発生しない。
従って、Ｃｒの粉末粒径が、ふるい分級による２０μm以上４５μm以下の場合、４５μm以上７５μm以下の場合、７５μm以上１２５μm以下の場合、のいずれについても、内部にポアのほとんどない高密度のＣｕ−Ｃｒ接点を得ることができ、この結果、真空バルブでは高い耐圧性能を得ることができる。
【００３６】
【表４】
0005539270.tif 000005
【００３７】
実施例５．
【００３８】
Ｃｒ粉末を目空き径４５μmと２０μmのふるいに通して、２０μm以上４５μm以下の粒径とし、これにつなぎ材として数μmの粒径のＣｕ粉末を少量添加して撹拌混合した後、内径１００ｍｍの金型内に充填して１００ＭＰａで加圧し、外径１００ｍｍ×板厚１７ｍｍの圧粉体を形成した。得られた圧粉体を水素ガス雰囲気中、１１００℃で２時間の焼結を行って所定の気孔率を有するＣｒを主体とするスケルトンを作製した。
得られたＣｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して８ｍｍ厚に分割した。
その後、切断面を上にして溶浸用Ｃｕ板を乗せ、水素ガス雰囲気中、１１５０℃で１時間の加熱を行い、該Ｃｕ板を溶かして該スケルトン内部に溶浸させた。このとき、溶浸用Ｃｕ板の外径サイズを変えることで溶融ＣｕのＣｒスケルトンへの浸入面積を変え、溶浸過程の異なる板厚８ｍｍの６０ｗｔ％Ｃｕ−４０ｗｔ％Ｃｒ溶浸サンプルを得た。
サンプルは種類ごとに、内部組織（ポアの状態）観察用、密度測定用、耐圧性能評価用（破壊電圧測定用）の３個をそれぞれ作製した。
内部組織の観察では、サンプルを直径方向に切断して光学顕微鏡により観察を行い、撮影した写真から断面中央部２ｍｍ×２ｍｍの領域に見られるポアの総面積を計測した。
また、密度測定では、板厚方向の中央部から外径９０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出してアルキメデス法を用いて密度を評価し、真密度と比較して密度比を求めた。
また、耐圧性能試験では、板厚方向の中央部から外径２０ｍｍ×板厚５．５ｍｍの円板を切り出しての真空バルブに組み付けて接点間距離２ｍｍの条件でインパルス電圧を徐々に上げながら破壊電圧を計測し、電圧印加回数の増加に伴う破壊電圧の増大プロファイルを計測してその飽和値から耐圧性能を評価した。
なお、破壊電圧の計測の前にはＡＣ１００ｋＶの電圧コンディショニングを行った。
【００３９】
表５に評価結果を示す。
表５の実施例５−（１〜４）示すように溶浸用Ｃｕ板の外径が５０〜１００ｍｍの範囲では、内部のポアの総面積が小さく、密度比９９％以上の高値が得られることがわかった。
圧性能については、表５の破壊電圧の飽和値に示すように、１５０〜１５４ｋＶ程度の高い値を示した。
一方、溶浸用Ｃｕ板の外径が４０ｍｍの場合は接点内部に溶浸むらが発生し、比較例５−１に示すように接点全体の密度が低くなってしまった。
また、溶浸用Ｃｕ板の外径が接点の外径よりも大きくなると、比較例５−２に示すように接点外周部への溶融Ｃｕのはみ出しが生じ、アルミナ台座と接点が溶着する不具合が発生した。
【００４０】
以上からこの実施例５では、Ｃｒスケルトンを板厚中央部から水平に切断して分割し、切断面に露出した低密度領域の直上に溶浸用のＣｕ板を配置しているため、溶浸時に溶融したＣｕが低密度領域から浸入し、外側に浸透していく。
このため、従来のように外周部から優先的に溶融Ｃｕが浸透することがないので局所的に溶浸から取り残される領域が発生しない。
従って、溶浸用Ｃｕ板の外径が５０〜１００ｍｍの範囲（溶浸用Ｃｕ板外径／接点外径＝０．５〜１．０の範囲）において、内部にポアのほとんどない高密度のＣｕ−Ｃｒ接点を得ることができ、この結果、真空バルブでは高い耐圧性能を得ることができる。
【００４１】
【表５】
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【００４２】
なお、上記の実施の形態、実施例では、スケルトンとして高耐圧性材料であるＣｒを用いたＣｒスケルトン１を使用し、また溶浸体として高導電材料であるＣｕ板２を使用したが、勿論このものに限定されない。Ｃｒの代わりに例えばＷ、Ｍｏを用い、またＣｕの代わりに例えばＡｇであってもよい。
また、還元性ガスとして水素ガスを用いたが、例えばアンモニアガスでもよい。
また、この発明は、還元性ガスがない真空下で、スケルトンを形成し、またスケルトン内部に溶けた溶浸体を浸透させる真空バルブ用接点の製造方法にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  Ｃｒスケルトン（スケルトン）、２  Ｃｕ板（溶浸体）、３  低密度領域、４  溶浸スケルトン、５  Ｃｕ凝固層、６  引け巣、７  台座。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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