(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材と、
平均粒径が５μｍ〜８０μｍであって、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いて形成され、前記基材上に積層されてなる金属皮膜と、
を備え、前記基材と前記金属皮膜との界面が塑性変形していることを特徴とする導電部材。
【請求項２】
前記金属皮膜を形成する銅粉末は、積層方向に扁平した状態で積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の導電部材。
【請求項３】
前記基材の引張強度は、前記基材を構成する材料の引張強度の９０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電部材。
【請求項４】
アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材と、
平均粒径が５μｍ〜８０μｍであって、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いて形成され、前記基材の周囲に積層されてなる金属皮膜と、
を備え、前記基材と前記金属皮膜との界面が塑性変形していることを特徴とするガス絶縁開閉装置用導電部材。
【請求項５】
前記金属皮膜を形成する銅粉末は、積層方向に扁平した状態で積層されてなることを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁開閉装置用導電部材。
【請求項６】
前記基材の引張強度は、前記基材を構成する材料の引張強度の９０％以上であることを特徴とする請求項４または５に記載のガス絶縁開閉装置用導電部材。
【請求項７】
平均粒径が５μｍ〜８０μｍであって、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を、前記銅粉末の融点より低い温度に加熱されたガスと共に加速し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の周囲に固相状態のままで吹き付けて堆積させて金属皮膜を形成することを特徴とするガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法。
【請求項８】
前記銅粉末は、６００℃以上に加熱されたガスと共に加速されることを特徴とする請求項７に記載のガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電部材、ガス絶縁開閉装置用導電部材およびガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コールドスプレー法と呼ばれる成膜方法が知られている。コールドスプレー法は、融点又は軟化点以下の状態にある金属材料の粉末を、ヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスとともにノズルから噴射し、固相状態のまま成膜対象の基材に衝突させて基材の表面に皮膜を形成する方法である（例えば、非特許文献１，２を参照）。コールドスプレー法においては、材料の粉末を溶融させて基材に吹き付ける溶射法と異なり、比較的低い温度で成膜が行われる。このため、コールドスプレー法によれば、熱応力の影響を緩和することができ、相変態がなく酸化も抑制された金属皮膜を得ることができる。特に、基材及び皮膜となる材料がともに金属である場合、金属材料の粉末が基材（又は先に形成された皮膜）に衝突した際に粉末と基材との間で塑性変形が生じてアンカー効果が得られると共に、互いの酸化皮膜が破壊されて新生面同士による金属結合が生じるので、密着強度の高いガス絶縁開閉装置用導電部材を得ることができる。
【０００３】
このコールドスプレー法を使用して、種々の導電部材が製造されている。例えば、ガス絶縁開閉装置用に使用される導電部材であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材に、前記基材より導電率の高い材料、例えば、銅または銅合金からなる粉末をコールドスプレー法によりコーティングしてなる導電部材が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６１１５６号公報
【特許文献２】特開２０１３−４３６０号公報
【特許文献３】特開２０１４−７７１７３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】伊藤義康、外２名、「コールドスプレイで作製された銅皮膜の熱的・電気的特性」、材料（Journal  of  Society  of  Materials  of  Science,  Japan）、日本材料学会、Vol.59、No2、pp.143-148、Feb.2010
【非特許文献２】吉田満、外２名、「Cold  Spray  にて形成された銅皮膜の特性報告」、第９４回（２０１１年度秋季）全国講演大会講演論文集、日本溶射学会、pp.19-20、2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３の導電部材は、銅または銅合金のみから形成される導電部材より軽量化が可能であるものの、銅または銅合金からなるコーティングの熱伝導性、電気伝導性の向上のために、熱処理（アニール処理）が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱処理を別途施すことなく、熱伝導性、電気伝導性および機械特性に優れた導電部材、ガス絶縁開閉装置用導電部材およびガス絶縁開閉装置用導電部材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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる導電部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材と、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いて形成され、前記基材の周囲に積層されてなる金属皮膜と、を備え、前記基材と前記金属皮膜との界面が塑性変形していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる導電部材は、上記発明において、前記金属皮膜を形成する銅粉末は、積層方向に扁平した状態で積層されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる導電部材は、上記発明において、前記基材の引張強度は、前記基材を構成する材料の引張強度の９０％以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材と、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いて形成され、前記基材の周囲に積層されてなる金属皮膜と、を備え、前記基材と前記金属皮膜との界面が塑性変形していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材は、上記発明において、前記金属皮膜を形成する銅粉末は、積層方向に扁平した状態で積層されてなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材は、上記発明において、前記基材の引張強度は、前記基材を構成する材料の引張強度の９０％以上であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法は、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を、前記銅粉末の融点より低い温度に加熱されたガスと共に加速し、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材の周囲に固相状態のままで吹き付けて堆積させて金属皮膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法は、上記発明において、前記銅粉末は、６００℃以上に加熱されたガスと共に加速されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法は、上記発明において、前記銅粉末は、平均粒径が５μｍ〜８０μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、熱処理を別途施すことなく、熱伝導性、電気伝導性および機械特性に優れた導電部材、およびガス絶縁開閉装置用導電部材を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の金属皮膜の断面のＳＥＭ写真である（５００倍）。
【図３】図３は、銅粉末のＳＥＭ写真である（５００倍）。
【図４】図４は、図１に示すガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の金属皮膜の形成に使用されるコールドスプレー装置の概要を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の構成を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる導電部材の構成を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施例１にかかる評価サンプルの界面を含む断面図を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の比較例２にかかる評価サンプルの界面を含む断面図を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２０】
まず、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の構成を示す断面図である。
【００２１】
ガス絶縁開閉装置用導電部材１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材１０と、基材１０の表面に形成され、後述するコールドスプレー法によって積層され、銅を主成分とする金属材料からなる金属皮膜１１と、からなる。ガス絶縁開閉装置用導電部材１は、有底の円筒状の基材１０の外表面に金属皮膜１１が積層されている。
【００２２】
一般に、コールドスプレー法により金属皮膜１１を形成する際、基材１０に金属皮膜１１を構成する材料粉末が衝突し、基剤１０と金属皮膜１１との界面で塑性変形が生じる。この界面での塑性変形によるアンカー効果で基材と皮膜との密着性が向上する。本実施の形態では、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材１０に対し、銅を主成分とする金属からなる粉末を使用して金属皮膜１１を形成するため、基材と皮膜との密着性が良好なガス絶縁開閉装置用導電部材１を作成することができる。
【００２３】
金属皮膜１１は、銅を主成分とし、所定割合のリンを含む銅粉末を用いて形成されてなる。銅粉末は、平均粒径が５μｍ〜８０μｍである。平均粒径が２０μｍ〜５０μｍのものが取扱い性、および金属皮膜１１の緻密さの観点から特に好ましい。該銅粉末は、例えば水アトマイズ法により製造される。また、銅粉末には、還元処理が施されていてもよい。
【００２４】
具体的には、銅粉末は、粉末中に０．００２質量（ｍａｓｓ）％以上０．０１６質量％未満のリンを含んでなる。銅粉末中に配合されるリン量を０．００２質量％以上０．０１６質量％未満とすることによって、粉末の硬度を低減し、緻密化された金属皮膜１１を成形することができる。また、リン量を０．００２質量％以上０．０１６質量％未満とすることによって、コールドスプレー法を用いて成膜した際に生じる熱によって、金属皮膜１１中で再結晶が起こって転位が減少し、この転位の減少により電気伝導率が向上する。このため、熱伝導性、電気伝導性に優れた金属皮膜１１を得ることができる。
【００２５】
リン量が０．０１６質量％以上になると、金属皮膜１１中のリン量が多くなって電気抵抗が増大し、金属皮膜１１の電気伝導率が低下してしまう。また、リン量が０．０１６質量％以上になると、再結晶が生じる温度も上昇し、成膜時の熱による転位の減少が起こりにくくなる。また、リン量が０．００２質量％よりも少ないと、金属皮膜１１にボイドが生じやすく、銅の酸化も起こりやすいので、電気伝導率が低下してしまう。
【００２６】
銅粉末は、形成される金属皮膜１１が高い電気伝導率および機械特性を有する点で、リン量が０．００２質量％〜０．００６質量％であることが好ましい。リン量を０．００２質量％〜０．００６質量％とすることによって、転位の減少による電気伝導率の向上がより顕著に起こるため、熱伝導性、電気伝導性がより優れた金属皮膜１１を得ることができる。
【００２７】
ガス絶縁開閉装置用導電部材１において、金属皮膜１１は、電気伝導率（ＩＡＣＳ）が、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。なお、ＩＡＣＳは、標準焼きなまし銅線に対する（標準焼きなまし銅線を１００％としたときの）電気伝導率（％）を指す。また、金属皮膜１１は、熱伝導性に優れた銅粉末を用いて形成され、かつ良好な電気伝導率を有することで、熱伝導性も良好であると考えることができる。
【００２８】
また、基材１０の引張強度は、基材１０を構成する材料の引張強度の９０％以上であることが好ましく、９５％以上がより好ましい。本実施の形態では、所定量のリンを含有する銅粉末により金属皮膜１１を形成するため、成膜後の金属皮膜１１の電気伝導率（ＩＡＣＳ）が高く、熱処理を行う必要がない。金属皮膜１１の電気伝導率および熱伝導率向上のために熱処理を行うと、基材１０の引張強度および硬度が低下し、ガス絶縁開閉装置用導電部材１の製品寿命が低下するおそれがある。したがって、最終製品の基材１０の引張強度は、基材１０を構成する材料、たとえば、金属皮膜１１を形成前の基材１０の引張強度の９０％以上であることが好ましい。
【００２９】
また、熱処理を行うと、基材１０と金属皮膜１１との界面に金属間化合物が生成し、生成する金属間化合物の量が多くなると、ガス絶縁開閉装置用導電部材１の強度が低下する。したがって、ガス絶縁開閉装置用導電部材１の基材１０と金属皮膜１１との界面に生成する金属間化合物層の厚さは、５μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下がより好ましく、１μｍ以下が特に好ましい。
【００３０】
本実施の形態のガス絶縁開閉装置用導電部材１において、コールドスプレー法により形成される金属皮膜１１は、略球状の銅粉末が基材１０に吹き付けられて堆積する際、塑性変形して積層方向に扁平な状態（積層方向の銅粉末の径が、積層方向と垂直な方向の径より小さい）で積層されてなる。金属皮膜１１を形成する銅粉末の扁平な状態は、例えば、光学顕微鏡または（走査型）電子顕微鏡で観察することができる。図２は、本発明の実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１の金属皮膜１１の断面のＳＥＭ写真である。図２に示す金属皮膜１１は、図３に示す略球状の銅粉末を後述するコールドスプレー装置を用いて成膜されたものであるが、銅粉末は、成膜時の塑性変形により、積層方向に扁平な状態（積層方向の銅粉末の径が、積層方向と垂直な方向の径より小さい）で積層されることが確認できる。
【００３１】
つづいて、本実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１の製造方法について説明する。図４は、図１に示すガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法を示すフローチャートである。
【００３２】
まず、切削または鋳造等により所定形状に加工された基材１０に、後述するコールドスプレー装置により金属皮膜１１を成膜する（ステップＳ１）。金属皮膜１１は、所定形状の基材１０の外表面に、所定の割合でリンを含む銅粉末を、該銅粉末の融点より低い温度に加熱されたガスと共に加速し、基材１０に固相状態のままで吹き付けて堆積させて成膜する。図５は、本実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１の金属皮膜１１の形成に使用されるコールドスプレー装置２０の概要を示す模式図である。
【００３３】
コールドスプレー装置２０は、作動ガスを加熱するガス加熱器２１と、基材１０に噴射する粉末材料を収容し、スプレーガン２２に供給する粉末供給装置２３と、スプレーガン２２で加熱された作動ガスと混合された粉末材料を基材１０に噴射するガスノズル２４とを備えている。ここでいう粉末材料は、粒径（平均粒径）が５μｍ〜８０μｍ程度であってリンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の範囲で含む銅粉末のことをいう。
【００３４】
圧縮ガスとしては、ヘリウム、窒素、空気などが使用される。供給された作動ガスは、バルブ２５および２６により、ガス加熱器２１と粉末供給装置２３にそれぞれ供給される。ガス加熱器２１に供給された作動ガスは、例えば６００℃以上であって、金属皮膜１１を形成するための粉末材料である合金の融点以下の温度に加熱された後、スプレーガン２２に供給される。作動ガスの加熱温度は、好ましくは８００℃以上であって粉末材料である銅の融点以下の温度である。
【００３５】
粉末供給装置２３に供給された作動ガスは、粉末供給装置２３内の、粉末材料（銅粉末）をスプレーガン２２に所定の吐出量となるように供給する。加熱された圧縮ガスは先細末広形状をなすガスノズル２４により超音速流（約３４０ｍ／ｓ以上）にされる。また、作動ガスのガス圧力は、１ＭＰａ〜５ＭＰａ程度とすることが好ましく、２ＭＰａ〜５ＭＰａ程度とすることがさらに好ましい。作動ガスの圧力を１ＭＰａ〜５ＭＰａ程度とすることにより、基材１０と金属皮膜１１との間の密着強度の向上を図ることができる。スプレーガン２２に供給された粉末材料は、この作動ガスの超音速流の中への投入により加速され、固相状態のまま基材１０に高速で衝突して金属皮膜１１を形成する。なお、銅を主成分とする金属からなる粉末材料を基材１０に固相状態で衝突させて金属皮膜１１を形成できる装置であれば、図５のコールドスプレー装置２０に限定されるものではない。
【００３６】
コールドスプレー法により基材１０の表面に金属皮膜１１を形成する粉末材料を吹き付けると、粉末材料が基材１０に衝突した際に生じる熱によって、形成された金属皮膜１１の再結晶（動的再結晶）が起こる。これにより、形成された金属皮膜１１に熱処理を施さなくても、緻密な金属皮膜１１を得ることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１は、有底の円筒状の基材１０の外表面に金属皮膜１１が積層されたものであり、基材１０を回転させて円筒の側面に皮膜を形成した後、底面に皮膜を形成してもよく、あるいは、底面に皮膜形成の後、側面に皮膜を形成してもよい。
【００３８】
上記のようにして基材１０の外表面に金属皮膜１１を成膜した後（ステップＳ１）、旋盤加工等の機械加工により（ステップＳ２）、金属皮膜１１の厚さを調製することにより、所望の厚さの金属皮膜１１を有するガス絶縁開閉装置用導電部材１を製造することができる。
【００３９】
上述した実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１は、所定形状のアルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材１０の外表面に、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いてコールドスプレー法により金属皮膜１１を成膜することで、熱処理を行うことなく、高い電気伝導性、熱伝導性および機械特性を有するものである。
【００４０】
なお、本発明のガス絶縁開閉装置用導電部材は、上記の実施の形態で説明した構造のものに限定されるものではなく、例えば、図６に示すような形状のものであってもよい。図６は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の構成を示す断面図である。変形例にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１Ａは、円筒部の中央部にフランジ部１３を有する基材１０Ａの、フランジ部１３を除く外表面に、リンを所定の割合で含む銅粉末から構成される金属皮膜１１Ａが成膜されている。変形例にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１０Ａにおいても、熱処理を行うことなく、高い電気伝導性、熱伝導性および機械特性を奏することができる。
【００４１】
また、所定形状のアルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材１０の表面に、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いてコールドスプレー法により金属皮膜１１を成膜することで、熱処理を行うことなく、高い電気伝導性、熱伝導性および機械特性を有する導電部材、例えば、自動車や電力貯蔵用電源等の大きな電力を要する用途において使用されるブスバー用の導電部材を得ることができる。
【００４２】
例えば、ブスバー用の導電部材は、図７に示すような形状であってもよい。図７は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる導電部材の構成を示す断面図である。導電部材１Ｂは、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金からなる基材１０Ｂと、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いて、コールドスプレー法により基材１０Ｂの表面に製膜された金属皮膜１１Ｂと、からなる。なお、導電部材１０Ｂは、図７のような矩形平板状に限定されるものではなく、円柱状、多角柱状などであってもよい。
【実施例】
【００４３】
本実施の形態にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法により、アルミニウム基板（基材）上に、リンを所定量含む銅皮膜を形成したガス絶縁開閉装置用導電部材を作製し、電気伝導性および機械特性について評価を行った。
【００４４】
（実施例１）
φ１３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム（Ａ６０５３−Ｔ６）製のパイプ（厚さ２５ｍｍ）の外表面に、コールドスプレー装置２０により、作動ガス：窒素、作動ガス温度：８００℃、作動ガス圧力：５ＭＰａで、リンを０．００２質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて３ｍｍの厚さの金属皮膜を形成した。金属皮膜を成膜後、旋盤加工により金属皮膜の厚さを２ｍｍまで切削加工して、ガス絶縁開閉装置用導電部材の評価サンプルを作製した。なお、銅粉末は、水アトマイズ法により製造されたものを用いた。
【００４５】
（実施例２）
基板、作動ガス、作動ガス温度、作動ガス圧力を実施例１と同一の条件とし、コールドスプレー装置２０により、リンを０．００６質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて金属皮膜を形成し、実施例１と同様に切削加工して、ガス絶縁開閉装置用導電部材の評価サンプルを作製した。
【００４６】
（実施例３）
基板、作動ガス、作動ガス温度、作動ガス圧力を実施例１と同一の条件とし、コールドスプレー装置２０により、リンを０．０１２質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて金属皮膜を形成し、実施例１と同様に切削加工して、ガス絶縁開閉装置用導電部材の評価サンプルを作製した。
【００４７】
（実施例４）
鉄（ＳＳ４００）製の基材（５０ｍｍ×１００ｍｍ×ｔ１０ｍｍ）の表面に、コールドスプレー装置２０により、作動ガス：窒素、作動ガス温度：８００℃、作動ガス圧力：５ＭＰａで、リンを０．０１２質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて３ｍｍの厚さの金属皮膜を形成した。金属皮膜を成膜後、機械加工（フライス加工もしくは放電加工）により金属皮膜の厚さを２ｍｍまで切削加工して、導電部材の評価サンプルを作製した。なお、銅粉末は、水アトマイズ法により製造されたものを用いた。
【００４８】
（比較例１）
基板、作動ガス、作動ガス温度、作動ガス圧力を実施例１と同一の条件とし、コールドスプレー装置２０により、リンを０．０１６質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて金属皮膜を形成し、実施例１と同様に切削加工して、ガス絶縁開閉装置用導電部材の評価サンプルを作製した。
【００４９】
（比較例２）
基板、作動ガス、作動ガス温度、作動ガス圧力を実施例１と同一の条件とし、コールドスプレー装置２０により、リンを０．０１６質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて金属皮膜を形成した。金属皮膜を形成後、窒素ガス雰囲気下、３００℃、３時間熱処理し、実施例１と同様に切削加工して、ガス絶縁開閉装置用導電部材の評価サンプルを作製した。
【００５０】
（比較例３）
基板、作動ガス、作動ガス温度、作動ガス圧力を実施例４と同一の条件とし、コールドスプレー装置２０により、リンを０．０１６質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて金属皮膜を形成し、実施例４と同様に切削加工して、導電部材の評価サンプルを作製した。
【００５１】
（比較例４）
基板、作動ガス、作動ガス温度、作動ガス圧力を実施例１と同一の条件とし、コールドスプレー装置２０により、リンを０．０１６質量％含み、還元処理が施された銅粉末（平均粒径：約３３μｍ）を吹付けて金属皮膜を形成した。金属皮膜を形成後、窒素ガス雰囲気下、３００℃、３時間熱処理し、実施例４と同様に切削加工して、導電部材の評価サンプルを作製した。
【００５２】
上記のようにして作製した実施例１〜４および比較例１〜４にかかる評価サンプルについて、過流導電率を測定した。測定は、Ａｕｔｏｓｉｇｍａ３０００（ゼネラルエレクトリック社製）を用い、５００ｋＨｚ、径が１２．７ｍｍのプローブを用いて行った。結果を表１に示す。なお、表１中のＩＡＣＳは、標準焼きなまし銅線に対する（標準焼きなまし銅線を１００％としたときの）電気伝導率（％）を示している。
【００５３】
また、実施例１〜４および比較例１〜４にかかる評価サンプルの基材部分から、ＪＩＳ１４Ｂ号試験片（全長１００ｍｍ、全幅２０ｍｍ、焦点距離２８ｍｍ、平行部の長さ３６ｍｍ、幅８ｍｍ、板厚３ｍｍ）を切り出してテストピースとし、引張試験を行った。さらに、評価サンプルの基材部分の硬度を、全自動マイクロビッカース硬さ試験器（FM-700、（株）フューチュアテック製）にて、荷重１００ｇｆ、保持時間１０秒で測定した（測定数；５）。結果を表１に示す。なお、引張強度と硬度については、実測値に加え、基材であるＡ６０５３−Ｔ６またはＳＳ４００の引張強度と硬度に対する保持率も併せて示す。
【００５４】
さらに、実施例１および比較例２の評価サンプルについて、基材と金属皮膜との接合界面をＳＥＭで観察した。図８および図９に観察結果を示す。図８は、本発明の実施例１にかかる評価サンプルの界面を含む断面図を説明する図である。図９は、本発明の比較例２にかかる評価サンプルの界面を含む断面図を説明する図である。
【００５５】
【表１】
0006006846.tif 000002
【００５６】
表１に示すように、リン含有量が０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の実施例１〜４の電気伝導率は、リン含有量が０．０１６質量％の比較例１および２の電気伝導率と比して大きい。銅粉末中のリン量を０．００２質量％以上０．００１６質量％未満とすることで良好な電気伝導率を有する金属皮膜が得られる。また、リン含有量が０．０１６質量％であって、熱処理を行った比較例２では、リン含有量が同一で熱処理を行わない比較例１より熱伝導率は向上するものの、引張強度および硬度が著しく低下する。また、熱処理を行った比較例２では、図８に示すように、基材１０と金属皮膜１１との界面に厚さＲが３μｍの金属間化合物１２層が生じた。これは図７に示す実施例１と比較して非常に大きかった（実施例１の金属間化合物１２の厚さは１μｍ未満）。
【００５７】
上述した実施の形態は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。
【００５８】
以上のように、本発明にかかる導電部材、ガス絶縁開閉装置用導電部材およびガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法は、熱処理を別途施すことなく、熱伝導性、電気伝導性および機械特性に優れた導電部材、特にガス絶縁開閉装置用導電部材を得るのに有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ  ガス絶縁開閉装置用導電部材
１Ｂ  導電部材
１０、１０Ａ、１０Ｂ  基材
１１，１１Ａ、１１Ｂ  金属皮膜
１２  金属間化合物
２０  コールドスプレー装置
２１  ガス加熱器
２２  スプレーガン
２３  粉末供給装置
２４  ガスノズル
【要約】
【課題】熱処理を別途施すことなく、熱伝導性、電気伝導性および機械特性に優れた導電部材、ガス絶縁開閉装置用導電部材およびガス絶縁開閉装置用導電部材の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明にかかるガス絶縁開閉装置用導電部材１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材１０と、リンを０．００２質量％以上０．０１６質量％未満の割合で含む銅粉末を用いて形成され、基材１０の周囲に積層されてなる金属皮膜１１と、を備え、基材１０と金属皮膜１１との界面が塑性変形していることを特徴とする。
【選択図】図１【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図３】
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