(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種の金属を接合するための接合用部材であって、
金属層と、
その金属層の一方の表面上に形成された銅を含む接合層とを備え、
前記接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下であることを特徴とする、接合用部材。
【請求項２】
前記接合層は、銅めっき層であることを特徴とする、請求項１に記載の接合用部材。
【請求項３】
前記金属層は、クロムを含有する鉄合金を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の接合用部材。
【請求項４】
前記接合層は、前記金属層の一方の表面上に形成されたニッケル層を介在させて、前記金属層の上に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の接合用部材。
【請求項５】
前記金属層は、アルミニウムを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の接合用部材。
【請求項６】
前記接合層は、前記金属層の一方の表面上に形成された亜鉛層と、その亜鉛層の上に形成されたニッケル層とを介在させて、前記金属層の上に形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の接合用部材。
【請求項７】
異種の金属が接合された複合材であって、
第１の金属層と、
その第１の金属層の一方の表面上に形成された銅を含む接合層と、
その接合層を介在させて前記第１の金属層の一方の表面上に形成された第２の金属層とを備え、
前記接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下であることを特徴とする、複合材。
【請求項８】
前記第１の金属層は、アルミニウムを含み、前記第２の金属層は、クロムを含有する鉄合金を含むことを特徴とする、請求項７に記載の複合材。
【請求項９】
前記第１の金属層と前記接合層との間には、前記第１の金属層の表面上に形成された亜鉛層と、その亜鉛層の上に形成されたニッケル層とが介在しており、前記接合層と前記第２の金属層との間には、ニッケル層が介在していることを特徴とする、請求項８に記載の複合材。
【請求項１０】
前記第１の金属層の他方の表面上には、有機物層が形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の複合材。
【請求項１１】
前記有機物層は、フッ素樹脂を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の複合材。
【請求項１２】
異種の金属が接合された複合材の製造方法であって、
第１の金属層と、その第１の金属層の一方の表面上に形成された銅を含む第１の接合層とを備え、前記第１の接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下である第１の接合用部材を準備する工程と、
第２の金属層と、その第２の金属層の一方の表面上に形成された銅を含む第２の接合層とを備え、前記第２の接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下である第２の接合用部材を準備する工程と、
前記第１の接合層と前記第２の接合層とが対面するように前記第１の接合用部材と前記第２の接合用部材とを重ね合わせる工程と、
重ね合せた前記第１および第２の接合用部材を加圧し、所定の温度に加熱する工程とを備えたことを特徴とする、複合材の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の接合用部材を準備する工程は、前記第１の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形成することを含む、請求項１２に記載の複合材の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の接合用部材を準備する工程は、前記第２の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形成することを含む、請求項１２に記載の複合材の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の金属層はアルミニウムを含み、
前記第２の金属層は、クロムを含有する鉄合金を含み、
前記第１の接合用部材を準備する工程は、前記第１の金属層の一方の表面上に亜鉛層を形成することと、その亜鉛層の上にニッケル層を形成することと、そのニッケル層の上に前記第１の接合層を形成することと、その第１の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘導体で被覆することを含み、
前記第２の接合用部材を準備する工程は、前記第２の金属層の一方の表面上にニッケル層を形成することと、そのニッケル層の上に前記第２の接合層を形成することと、その第２の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘導体で被覆することを含むことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接合用部材、複合材およびその複合材の製造方法に関し、特に電磁加熱用調理器に用いられる接合用部材、複合材およびその複合材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、電磁加熱用調理器に用いられる炊飯器の内釜は、発熱体としての鉄、ステンレスなどの磁性金属板と、その磁性金属板から発生した熱を伝えるアルミニウム合金からなる伝熱板とを備えた複合材により構成される。伝熱板が内側となるように、この複合材に深絞り等のプレス成形加工を施すことにより、炊飯器の内釜は形成される。また、内釜内面には、炊飯のこびりつきを防止するためにフッ素樹脂のコーティングが施される。
【０００３】
この複合材は、従来、ロール圧延によって磁性金属板と伝熱板を複合化する方法により形成されていた（特公昭５４−３４６８号公報、特公昭５４−９９８５号公報参照）。
【０００４】
このようなロール圧延による方法では、アルミニウム合金を圧縮して接合するため、アルミニウム合金に皺が生じるという問題があった。さらに、この方法により形成された複合材は、板厚のばらつきが大きいという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決する改良技術として、特開平６−１５４６５号公報、特開平６−１７９０８３号公報に示される熱間一軸加圧による方法がある。特開平６−１５４６５号公報に記載の方法では、鉄合金とアルミニウム合金を接触させ、４５０℃以上６００℃以下の雰囲気中で４００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力をかけ、両合金を接合する。また、特開平６−１７９０８３号公報に記載の方法では、アルミニウム合金と鉄合金との間に銅を介在させて両合金を接触させ、２５０℃以上４５０℃以下の雰囲気中で２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力をかけ、両合金を接合する。
【０００６】
このような方法では、上述の問題点は改善されたが、アルミニウム合金と鉄合金の十分な接合強度が得られない場合があり、歩留りが低いという問題があった。また、接合強度と歩留り改善のため、より高温処理を実施する場合、３００℃以上の高温では、アルミニウム合金にフッ素樹脂を塗布した場合には、このフッ素樹脂が溶けてしまうという問題があった。さらに、高温で歪みが生じる金属の接合には利用できないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、低温で接合でき、強い接合力が得られる接合用部材、複合材およびその複合材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の接合用部材は、金属層と、その金属層の一方の表面上に形成された銅を含む接合層とを備え、接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下であることを特徴とする接合用部材である。
【０００９】
一般に、拡散接合では、拡散層の結晶粒径と温度が重要な因子である。まず、温度についてであるが、原子の拡散速度は一般に温度に比例する。これは、拡散する原子のエネルギが温度に比例するためであると考えられる。そのため、拡散接合が高温で行なわれる場合には、原子が十分に拡散するので、確実に接合することができる。
【００１０】
しかし、拡散接合が低温で行なわれる場合には、拡散する原子の有するエネルギは小さいものとなる。ここで、結晶粒径が小さい場合には、結晶粒の粒界が多く存在する。そのため、粒界を経由した拡散が顕著となり、接合に必要な界面での原子の入換え頻度が大きくなる。そのため、低温でも、結晶粒径が小さければ、十分な接合が行なわれる。
【００１１】
本発明者らは、これらの思想に基づき、鋭意研究を進めた結果、拡散金属の平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下では、低温（３００℃以下、好ましくは２５０℃以下）で十分な拡散接合が行なわれることを見い出した。
【００１２】
すなわち、この発明の接合用部材においては、金属層の一方の表面上に形成された銅を含む接合層中の銅の平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下である。そのため、この接合層同士を接触させて拡散接合を行なうことにより、低温（３００℃以下、好ましくは２５０℃以下）で十分な拡散接合を行なうことができる。
【００１３】
このように、本発明では、低温で金属の接合を確実に行なえるため、歩留りを向上させることができる、という効果がある。また、低温で接合を行なえるため、金属層の表面に有機樹脂を塗布した状態で接合を行なうことができるという効果がある。また、熱による歪を発生させないという効果もある。
【００１４】
また、接合層は、銅めっき層であることが好ましい。
このように構成された接合用部材においては、金属層の表面に銅めっきを行なうことにより、簡易に接合層を形成することができる。
【００１５】
また、金属層は、クロムを含有する鉄合金を含むことが好ましい。
この金属層としては、殆どすべての金属元素が使用できるが、誘導化熱を利用する調理器への使用の場合、高周波の持続により発生する渦電流が流れることにより発熱体となる金属であることは言うまでもない。
【００１６】
この高周波による加熱方式では、たとえば、２０ｋＨｚ程度の周波数で発振された交番磁界中に金属層を配置すると渦電流が発生し、この電流のジュール熱により発熱する。このため、効率よく加熱するためには金属層の材質や金属層の厚さなどに制約がある。これは、高周波電流が金属層中を流れるときに生ずる表皮効果の影響が著しいからである。
【００１７】
金属材料が電磁調理器の発熱体として適当か否かは、使用周波数での表皮抵抗により決定れる。たとえば、アルミニウムのように表皮抵抗が非常に小さいものは、渦電流が発生しても発熱量が小さいため、十分な出力が得られない。ロール圧延で製造されている電磁発熱用複合板には専らＳＵＳ４３０が使用されているが、表皮抵抗から考えても、発熱に適している材料と考えられる。本願発明では、金属層は、ＳＵＳ４３０に限定されるものではないが、Ｆｅを中心に合金化により固有抵抗を増加させた材料、すなわち表皮抵抗を大きくした材料を金属層として利用することができる。合金化する材料としては、耐食性から考慮すると、クロムやニッケルを選定することができる。電磁調理器用としては、耐食性と発熱性に優れたクロムを含有する鉄合金であることが好ましいと考えられる。
【００１８】
さらに、接合層は、金属層の一方の表面上に形成されたニッケル層を介在させて、金属層の上に形成されていることが好ましい。
【００１９】
このように構成された接合用部材においては、金属層中のクロムを含有する鉄合金と、金属層の上に形成されたニッケル層との接合性がよい。また、ニッケル層と、ニッケル層の上に形成された接合層中の銅との接合性もよい。そのため、接合層と金属層を確実に接合することができる。
【００２０】
また、金属層は、アルミニウムを含むことが好ましい。
さらに、接合層は、金属層の一方の表面上に形成された亜鉛層と、その亜鉛層の上に形成されたニッケル層とを介在させて、金属層の上に形成されていることが好ましい。
【００２１】
このように構成された接合用部材においては、金属層中のアルミニウムと金属層の上に形成された亜鉛層との接合性がよい。また、その亜鉛層と、亜鉛層の上に形成されたニッケル層との接合性もよい。さらに、ニッケル層と、ニッケル層の上に形成された接合層中の銅との接合性もよい。そのため、金属層と接合層が確実に接合される。
【００２２】
また、この発明の複合材は、第１の金属層と、その第１の金属層の一方の表面上に形成された銅を含む接合層と、その接合層を介在させて第１の金属層の一方の表面上に形成された第２の金属層とを備え、接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２３】
このように構成された複合材においては、第１の金属層の表面に形成された、平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下である銅を含む接合層の一部と、第２の金属層の表面に形成された平均結晶粒径が０．１０μｍ以上０．１２μｍ以下である銅を含む接合層の一部とを銅の拡散接合により接合させた場合に、３００℃以下の低温で両金属層を確実に接合することができる。
【００２４】
また、第１の金属層はアルミニウムを含み、第２の金属層はクロムを含有する鉄合金を含むことが好ましい。
【００２５】
さらに、第１の金属層と接合層との間には、第１の金属層の一方の表面上に形成された亜鉛層と、その亜鉛層の上に形成されたニッケル層とが介在しており、接合層と第２の金属層との間には、ニッケル層が介在していることが好ましい。
【００２６】
このように構成された複合材においては、第１の金属層中のアルミニウムとその上に形成された亜鉛層との接合性がよい。また、亜鉛層とその上に形成されたニッケル層との接合性がよい。さらに、ニッケル層とその上に形成された接合層中の銅との接合性がよい。そのため、第１の金属層と接合層とが確実に接合する。
【００２７】
また、第２の接合層中の鉄とその上に形成されたニッケル層との接合性がよい。またニッケル層とその上に形成された接合層中の銅との接合性がよい。そのため、第２の金属層と接合層が確実に接合する。
【００２８】
また、第１の金属層の他方の表面上には、有機物層が形成されていることが好ましい。
【００２９】
また、その有機物層はフッ素樹脂であることが好ましい。
このように構成された複合材においては、フッ素樹脂などの有機物層が形成された面には、汚れがこびりつかない。そのため、電磁加熱用の調理器として使用することができる。
また、本発明の複合材の製造方法では、まず、第１の金属層と、その第１の金属層の一方の表面上に形成された銅を含む第１の接合層とを備え、かつ第１の接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下である第１の接合用部材を準備する。第２の金属層と、その第２の金属層の一方の表面上に形成された銅を含む第２の接合層とを備え、かつ第２の接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下である第２の接合用部材を準備する。そして、第１の接合層と第２の接合層とが対面するように第１の接合用部材と第２の接合用部材とを重ね合せる。その重ね合せた第１および第２の接合用部材を加圧し、所定の温度に加熱する。
【００３０】
このように構成された複合材の製造方法においては、第１、第２の接合層中の銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下であり、これらの銅の拡散接合により第１および第２の接合用部材を接合する。そのため、３００℃以下の低温で第１と第２の接合用部材を確実に接合することができる。
【００３１】
また、第１の接合用部材を準備する工程では、第１の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形成することが好ましい。
【００３２】
また、第２の接合用部材を準備する工程では、第２の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形成することが好ましい。
【００３３】
このように構成された複合材の製造方法においては、第１と第２の接合用部材の表面に銅めっきを行なうことにより、簡易に接合層を形成することができる。
【００３４】
また、第１の金属層はアルミニウムを含み、第２の金属層はクロムを含有する鉄合金を含むことが好ましい。さらに、好ましくは、第１の接合用部材を準備する工程は、第１の金属層の一方の表面上に亜鉛層を形成することと、その亜鉛層の上にニッケル層を形成することと、そのニッケル層の上に第１の接合層を形成することと、その第１の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘導体で被覆することを含む。第２の接合用部材を準備する工程は、第２の金属層の一方の表面上にニッケル層を形成することと、そのニッケル層の上に第２の接合層を形成することと、その第２の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘導体で被覆することを含むことが好ましい。
【００３５】
このように構成された複合材の製造方法においては、第１の金属層中のアルミニウムとその上に形成された亜鉛層との接合性がよい。また、亜鉛層とその上に形成されたニッケル層との接合性がよい。さらに、ニッケル層とその上に形成された銅を含む第１の接合層との接合性がよい。そのため、第１の金属層と第１の接合層を確実に接合することができる。また、第１の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘導体で被覆することにより、第１の接合層中の銅の酸化を防ぐことができる。そのため、銅の拡散接合を確実に行なうことができる。また、第２の金属層中の鉄と第２の接合層中の銅との双方に接合性がよいニッケルを介在させることにより、第２の金属層と第２の接合層の接合を確実なものとすることができる。また、第２の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘導体で被覆することにより、第２の接合層中の銅の酸化を防ぐことができる。そのため、銅の拡散接合を確実に行なうことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００３７】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の接合用部材を模式的に示す断面図である。図１（Ａ）を参照して、接合用部材１はフッ素樹脂層２と、アルミニウム合金層３と、亜鉛層４と、ニッケル層５と、銅めっき層６とを備えている。アルミニウム合金層３に接するように亜鉛層４が形成されている。亜鉛層４に接するようにニッケル層５が形成されている。ニッケル層５に接するように銅めっき層６が形成されている。銅めっき層６の中の銅の平均結晶粒径は１．０μｍ以下である。亜鉛層４、ニッケル層５は、アルミニウム合金層３と銅めっき層６との接合を強める働きをする。亜鉛層４とニッケル層５の代わりにアルミニウム、銅の双方と接合性がよい金属層をアルミニウム合金層と銅めっき層６の間に介在させてもよい。アルミニウム合金層３の上にフッ素樹脂層２が形成されている。フッ素樹脂層２はアルミニウム合金層３の表面が腐食されるのを防ぐ働きや、アルミニウム合金層３の表面に汚れがつくのを防ぐ働きをする。
【００３８】
図１（Ｂ）を参照して、第２の接合用部材７はフッ素樹脂層１１と、鉄合金層１０と、ニッケル層９と、銅めっき層８とを備えている。鉄合金層１０に接するようにフッ素樹脂層１１が形成されている。フッ素樹脂層１１は鉄合金層１０の表面が腐食されるのを防ぎ、鉄合金層１０の表面に汚れがつくのを防ぐ働きをする。鉄合金層１０の上にニッケル層９が形成されている。ニッケル層９の上に銅めっき層８が形成されている。ニッケル層９は銅めっき層８と鉄合金層１０との接合を強める働きをする。ニッケル層９の代わりに銅と鉄の両方と接合性のよい金属層を銅めっき層８と鉄合金層１０との間に介在させてもよい。銅めっき層８中の銅の平均結晶粒径は１．０μｍ以下である。
【００３９】
なお、図１（Ａ）では、アルミニウム合金層３と銅めっき層６との接合性があまり好ましくないため、これらの間に亜鉛層４とニッケル層５を介在させている。しかし、アルミニウム合金層３の代わりに銅めっき層６と接合性のよい金属からなる層を用いれば、亜鉛層４やニッケル層５を介在させる必要はない。
【００４０】
また、図１（Ｂ）においても、鉄合金層１０と銅めっき層８との接合性はあまり好ましくないため、ニッケル層９を介在させた。しかし、鉄合金層１０の代わりに銅めっき層８と接合性のよい金属からなる層を用いれば、ニッケル層９を介在させる必要はない。また、アルミニウム合金層３や鉄合金層１０の表面を保護する必要がなければフッ素樹脂層２、１１を設ける必要はない。
【００４１】
図２は、本発明の複合材を模式的に示す断面図である。図２を参照して、複合材１２は第１の接合用部材１と第２の接合用部材７が接合したものである。第１の接合用部材１は図１（Ａ）に示すものである。また、第２の接合用部材７は図１（Ｂ）に示すものである。第１の接合用部材１の銅めっき層６と第２の接合用部材７の銅めっき層８とが拡散接合することにより、第１の接合用部材１と第２の接合用部材７が接合している。
【００４２】
このように構成された複合材１２においては、性質の異なる２種類の金属を確実に接合することができる。ここで、鉄合金層１０に渦電流を流せば、鉄合金層１０から熱が発生する。鉄合金層１０から発生した熱はニッケル層９、銅めっき層８、６、ニッケル層５、亜鉛層４を経由してアルミニウム合金層３に伝わる。そのため、複合材１２においては、フッ素樹脂層２の上に置かれたものを効率よく加熱することができる。そのため、この複合材１２は電磁加熱用調理器に使用することができる。さらに、銅のめっき処理を施すことができるのであれば、アルミニウム合金層３や鉄合金層１０のかわりに、他の金属を用いることも可能である。また、銅のめっき処理を施すことができる材料であれば、金属だけでなくセラミック、サーメット、プラスチックなどをアルミニウム合金層２や鉄合金層１０のかわりに用いることも可能であり、さまざまな利用分野が考えられる。
【００４３】
次に、図２に示す複合材１２の製造方法について説明する。
まず、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す第１の接合用部材１と第２の接合用部材７を準備する。ここで、第１および第２の接合用部材１、７の構成については既に説明済みであるので省略する。ここで、銅めっき層６、８の表面が酸化されていては、次の工程において、銅の拡散接合が起こらない。そのため、銅めっき層６、８の表面は有機樹脂（たとえばベンゾトリアゾール、以下、ＢＴＡと称する）で被覆されていることが好ましい。ただし、この有機樹脂は次の工程で完全に揮発する必要があるため、３００℃以下で完全に揮発するものであることが好ましい。
【００４４】
次に、第１の接合用部材１の銅めっき層６と第２の接合用部材７の銅めっき層８とを対面させる。このとき、銅めっき層６、８がＢＴＡで被覆されている場合には銅めっき層６、８は接しない。この状態で、銅めっき層６、８の界面と垂直な方向に５００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の圧力を加え、２５０℃程度の加熱雰囲気にさらす。この際の圧力は、接合面同士が接触するのに十分なものであればよく、接合面の凹凸形状により異なり、最適化される。これにより、銅めっき層６、８を被覆するＢＴＡは揮発し、銅めっき層６、８が接する。さらに、銅めっき層６、８の中の銅の拡散接合により、第１の接合用部材１と第２の接合用部材７とが接合される。
【００４５】
このように構成された複合材の製造方法においては、３００℃以下、好ましくは２５０℃以下で２種類の部材を確実に接合することができる。そのため、３００℃あるいは２５０℃を超える温度に加熱すると歪が発生する部材であっても歪を起こさせずに接合することができる。また、３００℃または２５０℃を超える温度に加熱すると溶解、分解する有機樹脂などが部材の一部に形成されている場合でも部材同士を接合することができる。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図を参照して説明する。
【００４７】
図３は、本発明のアルミニウム部材２１を模式的に示す断面図である。図３を参照して、アルミニウム合金層２２としては、材質がＪＩＳ３００４系アルミニウム合金ＭＧ−１１０（住友軽金属製；Ｍｇ０．６〜０．８重量％、Ｍｎ０．９〜１．１重量％を含む）の厚み１．５ｍｍ、直径３６０ｍｍのサークル板を用いた。このアルミニウム合金層２２の表面をフッ素樹脂で被覆するため、アルミニウム合金層２２の表面にＮａＣｌ水溶液中で２０クーロン／ｃｍ2 の電気量で電解エッチングを施し、表面に微細な凹凸を設けた。この表面にフッ素樹脂分散液を塗布し、フッ素樹脂層３３を焼付けにより形成した。
【００４８】
次に、アルミニウム合金層２２のフッ素樹脂層３３が形成された面の反対側の面において、アルミニウム合金層２２の表面に存在する酸化物の除去を行なうため、この面にアルカリエッチング処理を施した。このアルミニウム合金層２２の表面に残存する酸化物とアルカリエッチングによる偏析物からなる残渣を強酸により除去した。この面を亜鉛溶液に浸し、アルミニウム合金層２２の表面を溶解しつつ亜鉛を置換析出し、亜鉛層２３を形成した。次に、亜鉛層２３の表面に、ニッケルめっき浴としてワット浴（浴温５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ2 ）を用いて、めっき処理を施し、ニッケル層２４を形成した。
【００４９】
めっき溶液として、２２０ｇ／ｄｍ3 の硫酸銅を水溶物、５０ｇ／ｄｍ3 の硫酸、０．５ｃｍ3 ／ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）、５ｃｍ3 ／ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｃ（商品名）を含む水溶液を準備した。このめっき溶液にニッケル層２４の表面を浸し、３Ｖの定電圧電解で１０分間銅めっきを実施した。また、めっき溶液が減ると、上村工業製レブコ３００Ａ（商品名）、上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）を適量補給した。その結果、ニッケル層２４の表面に銅めっき層２５が形成された。
【００５０】
集束したガリウムイオンビームでこの銅めっき層２５の断面をエッチングし、破面を電子顕微鏡で観察したところ、銅めっき層２５中の銅の平均結晶粒径は０．１０μｍであった。次に、ＢＴＡを４重量％含むイソプロピルアルコール溶液に、アルミニウム合金層２２を含む部材を１分間浸すことにより、全体がＢＴＡ２６で被覆されたアルミニウム部材２１を形成した。
【００５１】
図４は、本発明の鉄部材２７を模式的に示す断面図である。図４を参照して、ステンレス層３０としては、材質がＪＩＳ４３０鉄クロム合金（サイズ０．５ｍｍ厚、３６０ｍｍφのサークル板）を用いた。このステンレス層３０の表面をフッ素樹脂で被覆するため、ステンレス合金層３０の表面にＮａＣｌ水溶液中で２０クーロン／ｃｍ2 の電気量で電解エッチングを施し、表面に微細な凹凸を設けた。この面に、フッ素樹脂分散液を塗布し、焼付けによりフッ素樹脂層３４を形成した。
【００５２】
次に、ステンレス合金層３０のフッ素樹脂層３４が形成された面と反対側の面についた油分とクロム酸化物を除去するため、この面にアルカリ溶液中で陽極電解処理を施した。強酸で残渣を除去した後、ニッケルめっき浴としてウッド浴を用いてステンレス合金層３０の表面に厚さ約１μｍのニッケル層２９を形成した。
【００５３】
めっき溶液として、２２０ｇ／ｄｍ3 の硫酸銅を水溶物、５０ｇ／ｄｍ3 の硫酸、０．５ｃｍ3 ／ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）、５ｃｍ3 ／ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｃを含む水溶液を準備した。このめっき溶液にニッケル層２４の表面を浸し、３Ｖの定電圧電解で１０分間銅めっきを実施した。また、めっき溶液が減ると、上村工業製レブコ３００Ａ（商品名）、上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）を適量補給した。その結果、ニッケル層２４の表面に銅めっき層２８が形成された。
【００５４】
このめっき溶液にニッケル層２９の表面を浸し、３Ｖの定電圧電解で１０分間銅めっきを実施した。その結果、ニッケル層２９の表面に銅めっき層２８が形成された。
【００５５】
集束したガリウムイオンビームでこの銅めっき層２８の断面をエッチングして破面を電子顕微鏡で観察したところ、銅めっき層２８中の銅の平均結晶粒径は０．１２μｍであった。次に、ＢＴＡを４重量％含むイソプロピルアルコール溶液に、ステンレス合金層３０を含む部材を浸すことにより、その表面全体がＢＴＡ３１で被覆された鉄部材２７を形成した。
【００５６】
以上のようにして、本発明のアルミニウム部材２１、鉄部材２７を形成した。
次に、本発明の複合材の製造方法について、図を参照して説明する。
【００５７】
図５は本発明の複合材の製造方法を模式的に示す断面図である。図５を参照して、銅めっき層２５、２８が対面するように図３で示すアルミニウム部材２１と図４で示す鉄部材２７を重ね合せた。次に、アルミニウム部材２１と鉄部材２７に矢印４０で示す方向に約５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力をかけ、温度２５０℃の真空中に１時間保持した。これにより、ＢＴＡ２６、３１は完全に揮発し、銅めっき層２５、２８が拡散接合により接合した。
【００５８】
図６は、図５で示す製造方法により製造された本発明の複合材を模式的に示す断面図である。図６を参照して、複合材３２は、図３で示すアルミニウム部材２１からＢＴＡ２６を除いたものと、図４で示す鉄部材２７からＢＴＡ３１を除いたものとが銅めっき層２５、２８の拡散接合により接合したものである。
【００５９】
図７は、この複合材の剥離試験のために用いた機器の模式図である。図７を参照して、鉄部材２７の端部を９０°曲げて、この端部を固定台２００に固定した。アルミニウム部材２１の端部を９０°曲げて、この端部に矢印１００で示す方向に荷重をかけた。アルミニウム部材２１と鉄部材２７が剥離する荷重を測定し、この荷重の値を複合材３２の幅の値で割り、接着強度とした。
【００６０】
接着強度は４０ｋｇｆ／ｃｍ以上の値を示した。また、破壊部位は、アルミニウム内部であり、アルミニウムの凝集破壊が起こっていた。
【００６１】
（比較例）
以下、比較例について説明する。
【００６２】
比較例として、上記の実施例とほぼ同様にして、図３で示すアルミニウム部材２１を製造した。製造方法において、実施例と違う点は、ニッケル層２４の表面に銅めっき層２５を形成する際に、めっき溶液から上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）を除去した点である。また、めっき溶液が減った場合には、上村工業製レブコ３００Ａ（商品名）だけを補給した。これにより、銅めっき層２５中の銅の平均結晶粒径は０．７μｍとなった。
【００６３】
次に、上記の実施例とほぼ同様にして、図４で示す鉄部材２７を製造した。製造方法において、実施例と違う点は、ニッケル層２９の表面に銅めっき層２８を形成する際に、めっき溶液から上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）を除去した点である。また、めっき溶液が減った場合には、上村工業製レブコ３００Ａ（商品名）だけを補給した。これにより、銅めっき層２８中の銅の平均結晶粒径は１．２μｍとなった。
【００６４】
このように製造されたアルミニウム部材、鉄部材を用いて上記実施例と同様にして、複合材を形成した。
【００６５】
次に、実施例と同様の方法で剥離試験を実施し、この複合材の接着強度を測定した。接着強度は５ｋｇｆ／ｃｍの値を示した。また、破壊部位は２つの銅めっき層が接触する界面であった。
【００６６】
この複合材を電磁調理器用内鍋の形に成形加工を試みたが、問題なく実施可能であった。
【００６７】
今回開示された実施例、実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接合用部材を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の複合材を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のアルミニウム部材を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の鉄部材を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明のアルミニウム部材と鉄部材を接合する状態を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の複合材を模式的に示す断面図である。
【図７】複合材の剥離試験のために用いた機器の模式図である。
【符号の説明】
１  第１の接合用部材
３  アルミニウム合金層
６，８  銅めっき層
７  第２の接合用部材
１０  鉄合金層
【図１】
0003704779.tif 000002
【図２】
0003704779.tif 000003
【図３】
0003704779.tif 000004
【図４】
0003704779.tif 000005
【図５】
0003704779.tif 000006
【図６】
0003704779.tif 000007
【図７】
0003704779.tif 000008