(57)【要約】【課題】ニオブ基材に対して密着性に優れたニッケルめっきが施された構造体を提供すること。【解決手段】構造体は、ニオブ基材に対してニッケルめっきが施された構造体である。構造体は、ニオブ基材と、ニオブ基材に形成された鉄層と、鉄層に形成されたニッケル層とを含む。構造体は、ニオブ基材と鉄層との間に酸化膜をさらに有するものでもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニオブ基材と、
該ニオブ基材に形成された鉄層と、
該鉄層に形成されたニッケル層と、
を含む、構造体。
【請求項２】
前記ニオブ基材と前記鉄層との間に酸化膜をさらに含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
ニオブ基材に対して鉄めっき処理を行うことにより該ニオブ基材に鉄層を形成する工程と、
該鉄層に対してニッケルめっき処理を行うことにより該鉄層にニッケル層を形成する工程と
を含む、ニオブ基材に対してニッケルめっきが施された構造体を製造する方法。
【請求項４】
前記鉄めっき処理を行う前に、前記ニオブ基材の表面を酸化することにより酸化膜を形成する工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記鉄めっき処理を行う前に、前記ニオブ基材の表面に対してエッチング処理を行う工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記鉄めっき処理を行う前に、前記ニオブ基材の表面に対してエッチング処理を行う工程と、
前記鉄めっき処理を行う前に、かつ、前記エッチング処理を行った後に、前記ニオブ基材の表面を酸化することにより酸化膜を形成する工程と
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記ニッケルめっき処理が行われた結果として得られた構造体に対してシンター処理を施す工程をさらに含む、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属材料の表面に対するめっき処理としてニッケルめっき処理が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このニッケルめっき処理は、金属材料の耐蝕性を高める働きだけでなく、半田付けやろう付けにより接合される金属材料と他の部材との接合性を高める働きがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２６８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のニッケルめっき処理では、ニオブ基材の表面に形成されるニッケルめっき層の密着性が十分でない。ニオブ基材に対してニッケルめっきが施された構造体は、各種の技術分野で電子部品や光学部品、粒子加速器などの超電導関連材料として実用化が期待されているが、現状のニッケルめっき処理によるものはニッケルが剥離したり、膨れが生じ、実用に耐えない。
【０００６】
本発明は、ニオブ基材に対して密着性に優れたニッケルめっきが施された構造体およびそ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】
【０００７】
本発明にかかる構造体は、ニオブ基材と、その上に形成された鉄層と、その上に形成されたニッケル層とを含み、そのことにより上記目的が達成される。
【０００８】
本発明の構造体の別の実施形態は、前記ニオブ基材と前記鉄層との間に酸化膜を有する。
【０００９】
本発明の構造体の製造方法は、ニオブ基材に鉄めっき処理を行ってニオブ基材に鉄層を形成し、次いでこの鉄層にニッケルめっき処理を行って鉄層にニッケル層を形成することを含み、上記目的が達成される。
【００１０】
本発明方法のさらに別の実施形態では、鉄めっき処理を行う前に、ニオブ基材に酸化膜を形成すべくニオブ基材を陽極電解処理に供してニオブ基材表面に酸化膜を形成させる。
【００１１】
本発明方法のさらに別の実施形態では、鉄めっき処理を行う前に、ニオブ基材の表面に対してエッチング処理を行う。
【００１２】
本発明方法のさらに別の実施形態では、鉄めっき処理を行う前に、ニオブ基材の表面に対してエッチング処理を行い、その後、鉄めっき処理を行う前にニオブ基材に酸化膜を形成すべくニオブ基材を陽極電解処理に供してニオブ基材表面に酸化膜を形成させる。
【００１３】
本発明方法のさらに別の実施形態では、前記ニッケルめっき処理の後、できた構造体をシンター処理に供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ニオブ基材に対して密着性に優れたニッケルめっきが施された構造体およびその製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の構造体の実施形態を説明する。
【００１６】
（構造体の実施形態１）
構造体の実施形態１は、ニオブ基材と、そこに形成された鉄層と、そこに形成されたニッケル層とで構成される。鉄層の厚さは、例えば、０．５〜５ミクロン程度である。
【００１７】
このような構造体の実施形態１では、ニッケル層は鉄層を介してニオブ基材上に形成されることとなり、ニッケル層がニオブ基材に対し密着性に優れたものとなる。
【００１８】
なお、この構造体の実施形態１を製造する方法は、例えば、後述する製造方法の実施形態１あるいは実施形態３であるが、構造体の実施形態１はその他の製造方法により製造されたものでもよい。
【００１９】
（構造体の実施形態２）
構造体の実施形態２は、構造体の実施形態１が実施形態１のニオブ基材と鉄層との間に酸化膜をさらに備えたものである。
【００２０】
なお、この構造体の実施形態２を製造する方法は、例えば、後述する製造方法の実施形態２あるいは実施形態４であるが、構造体の実施形態２はその他の製造方法により製造されたものでもよい。
【００２１】
また、上記構造体の実施形態１および上記構造体の実施形態２のそれぞれにおいて、構造体の鉄層およびニッケル層は、ニオブ基材の全面に形成されている場合に限定されず、ニオブ基材の一部に形成されたものでもよい。
【００２２】
次に、本発明の製造方法の実施形態を説明する。
【００２３】
（製造方法の実施形態１）
製造方法の実施形態１は、構造体の実施形態１を製造する方法であり、以下の処理が行われる。
【００２４】
まず、ニオブ基材に対する鉄めっき処理が行われる。
【００２５】
鉄めっき処理は、例えば、電流密度を１〜５Ａ／ｄｍ２とし、めっき浴の温度を５０°Ｃとして５〜２０分間行われる。鉄めっき処理には、例えば、硫酸第１鉄（８０ｇ／Ｌ）、塩化第１鉄（５０ｇ／Ｌ）、ホウ酸（４０ｇ／Ｌ）などを含むめっき液が用いられる。これに代えて、例えば、硫酸第１鉄（２００ｇ／Ｌ）、硫酸アンモニウム（５０ｇ／Ｌ）、ホウ酸（４０ｇ／Ｌ）、Ｌ−アスコルビン酸（１ｇ／Ｌ）などを含むめっき液を用いることも可能である。
【００２６】
次に、ニッケルめっき処理が行われる。この処理は、例えば、スルファミン酸ニッケル浴にて３．０Ａ／ｄｍ２で５０°Ｃ、１０分間行われる。
【００２７】
これにより、ニオブ基材に対して鉄層を介してニッケルめっきが行われることになり、ニオブ基材に対して密着性に極めて優れたニッケルめっきの施された構造体を得ることができる。
【００２８】
なお、鉄めっき処理の前には、この技術分野で通常行われる処理として、アルカリを用いたニオブ基材の脱脂処理が行われてもよい。アルカリ（例えば、洗剤）の種類にも依存するが、例えば６０°Ｃで５分間アルカリ液に浸漬させて脱脂処理が行われる。
【００２９】
さらに、その後、鉄めっき処理の前に、ニオブ基材の水洗が行われ、ニオブ基材に対して不働態膜の除去およびアンカー効果を目的としてエッチング処理がさらに行われてもよい。
【００３０】
（製造方法の実施形態２）
製造方法の実施形態２は、構造体の実施形態２を製造する方法であり、製造方法の実施形態１において、鉄めっき処理を行う前に、ニオブ基材の表面を酸化することにより酸化膜を形成する。この酸化膜の形成は、ニオブ基材を陽極とする陽極電解処理により行われる。陽極電解処理では、電解水溶液中の水の電気分解で発生する酸素がニオブ表面に酸化膜を作る。この酸化膜は、前記不働態膜よりも薄くかつ均一である。  
【００３１】
ただし、陽極電解処理による酸化膜の形成は水の電気分解で発生した酸素によるものであるので、水の電気分解が生じないと酸化膜は形成されない。このため、電流密度などの条件は、水の電気分解が発生するように設定する必要がある。
【００３２】
ここで、陽極電解処理は、例えば、温度３０°Ｃで、電流密度３．０Ａ／ｄｍ２で３分間行われる。処理液としては、例えば、１０％の水酸化ナトリウム溶液が用いられる。
【００３３】
この製造方法の実施形態２では、その後は、製造方法の実施形態１と同じ鉄めっき処理が、この酸化膜上に行われる。さらにその後に行われるニッケルめっき処理は、製造方法の実施形態１のニッケルめっき処理と同じである。
【００３４】
本実施形態２の方法では、薄くかつ均一な酸化膜上に鉄めっきがなされるので、ニオブへの鉄層の密着度が更に向上する。
【００３５】
なお、この製造方法の実施形態２においては、陽極電解処理の前に、製造方法の実施形態１で説明したニオブ基材の脱脂処理が行われてもよく、さらにこの脱脂処理の後でかつ陽極電解処理の前に、製造方法の実施形態１で説明したエッチング処理が行われてもよい。
【００３６】
また、上記製造方法の実施形態１および上記製造方法の実施形態２のそれぞれにおいて、鉄層およびニッケル層は、ニオブ基材の全面に形成する場合に限定されず、ニオブ基材の一部に形成してもよい。この場合、鉄層およびニッケル層は、ニオブ基材の表面に特定領域を除いて選択的に形成されることなる。このように特定領域をめっき処理の対象外とする場合には、公知技術、例えば、マスキング技術を用いればよい。
【００３７】
さらに、本発明の構造体の製造方法の他の実施形態には、以下のように、シンター処理を含む製造方法の実施形態３および実施形態４がある。
【００３８】
（製造方法の実施形態３）
製造方法の実施形態３は、製造方法の実施形態１の工程に加えて、ニッケルめっき層を形成した後に、できた構造物をシンター処理にかけるものである。
【００３９】
シンター処理は、例えば、７８０°Ｃ１０分間で行われる。それにより、ニオブ基材と鉄層との間で、ニオブ原子と鉄原子とを相互に拡散させ、同時に、鉄層とニッケル層との間で、鉄原子とニッケル原子とを相互に拡散させる。その結果、原子の相互拡散により、ニオブ基材と鉄層との密着性がより高められ、鉄層とニッケル層との密着性もより高められる。
【００４０】
（製造方法の実施形態４）
製造方法の実施形態４は、製造方法の実施形態２の工程に加えて、ニッケルめっき層を形成した後に、できた構造物をシンター処理にかけるものである。
【００４１】
この場合も、上記実施形態３と同じく、ニオブと鉄、そして、鉄とニッケルとの密着性がより高められる。
【００４２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ニオブ基材に対して密着性に優れたニッケルめっきの施された構造体およびその製造方法を提供するものとして有用である。