(57)【要約】【課題】製造コストを低減することができ、相手方部材との接触抵抗を低減することができる導電部材用アルミニウム材及びその製造方法を提供する。【解決手段】導電部材用アルミニウム材は、Ｃｕ：０．０５〜０．３０質量％を含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されている。表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量が、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１〜３．０倍である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ：０．０５〜０．３０質量％を含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されており、
表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量が、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１〜３．０倍である、
導電部材用アルミニウム材。
【請求項２】
グロー放電発光分光分析法により取得したＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルにおいて、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲におけるＣｕの発光強度の最大値が、深さ１０１ｎｍから２００ｎｍまでの範囲におけるＣｕの発光強度の平均値の１．５倍以上である、請求項１に記載の導電部材用アルミニウム材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の導電部材用アルミニウム材の製造方法であって、
前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成された被処理材を準備し、
前記被処理材にｐＨ０〜４．０の酸溶液を接触させることにより、溶解量が０．１〜２．０ｇ／ｍ2となるように前記被処理材にエッチングを施す、
導電部材用アルミニウム材の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の導電部材用アルミニウム材の製造方法であって、
前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成された被処理材を準備し、
前記被処理材にアルカリ溶液を接触させることにより前記被処理材にエッチングを施し、
次いで、前記被処理材にｐＨ０〜４．０の酸溶液を接触させることにより、前記アルカリ溶液による溶解量と、前記酸溶液による溶解量との合計が０．１〜２．０ｇ／ｍ2となるように前記被処理材にエッチングを施す、
導電部材用アルミニウム材の製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ溶液による溶解量と、前記酸溶液による溶解量との合計を１００％とした場合に、前記酸溶液による溶解量が２０％以上となるように前記被処理材にエッチングを施す、請求項４に記載の導電部材用アルミニウム材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電部材用アルミニウム材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、鉄道車両及び航空機等の移動体や、配電盤及び蓄電システム等の定置型の産業設備においては、バスバーなどの導電部材を介して電気機器同士が接続されている。導電部材は、通常、溶接または機械的な締結によって電気機器や他の導電部材等の相手方部材に接合されている。
【０００３】
この種の導電部材は、電気機器の交換を可能とするため、相手方部材との接合部のうち１か所以上において、機械的に締結されていることが多い。機械的な締結の方法としては、例えば、ボルトやリベット等の締結部材を介して導電部材と相手方部材とを締結する方法や、導電部材及び相手方部材の少なくとも一方を塑性変形する、いわゆるカシメ加工を施すことにより導電部材と相手方部材とを締結する方法等がある。
【０００４】
導電部材としては、従来、銅や銅合金からなる部材が多用されている。しかし、近年では、コスト低減や軽量化のために、銅や銅合金に比べて材料コストが低く、軽量なアルミニウムやアルミニウム合金から構成された導電部材が種々提案されている。この種の導電部材には、機械的な締結によって強固な接合部を形成するため、強度に優れた６０００系アルミニウム合金が用いられることがある。また、導電部材の電気伝導性を高めるため、例えば特許文献１に記載されているように、アルミニウム合金材の表面上にＮｉめっき皮膜とＳｎ皮膜とを順次積層することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０７９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、アルミニウム合金材の表面にめっき皮膜を形成しようとする場合には、めっき皮膜の形成に先立ってジンケート処理等の前処理を行う必要がある。そのため、特許文献１のアルミニウム合金製自動車用導体を製造するに当たっては、製造工程における工程数が比較的多くなり、生産性を向上させることが難しい。また、ジンケート処理やめっき処理は、処理に要するコストが比較的高い。それ故、特許文献１のアルミニウム合金製自動車用導体は、製造コストを低減することが難しい。
【０００７】
また、特許文献１のような６０００系アルミニウム合金は、アルミニウム合金としては比較的溶接性が低い。そのため、導電部材と相手方部材とを溶接によって接合しようとする場合には、継手強度が低下する、あるいは溶接割れが発生する等の問題が生じやすくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、導電部材の製造コストを低減することができ、高い電気伝導性を有する導電部材用アルミニウム材及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、Ｃｕ（銅）：０．０５〜０．３０質量％を含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されており、
最表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量が、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１〜３．０倍である、
導電部材用アルミニウム材にある。
【００１０】
本発明の他の態様は、前記の態様の導電部材用アルミニウム材の製造方法であって、
前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成された被処理材を準備し、
前記被処理材にｐＨ０〜４．０の酸溶液を接触させることにより、溶解量が０．１〜２．０ｇ／ｍ2となるように前記被処理材にエッチングを施す、
導電部材用アルミニウム材の製造方法にある。
【００１１】
本発明の更に他の態様は、前記の態様の導電部材用アルミニウム材の製造方法であって、
前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成された被処理材を準備し、
前記被処理材にアルカリ溶液を接触させることにより前記被処理材にエッチングを施し、
次いで、前記被処理材にｐＨ０〜４．０の酸溶液を接触させることにより、前記アルカリ溶液による溶解量と、前記酸溶液による溶解量との合計が０．１〜２．０ｇ／ｍ2となるように前記被処理材にエッチングを施す、
導電部材用アルミニウム材の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１２】
前記導電部材用アルミニウム材（以下、「アルミニウム材」という。）は、前述したようにＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されているため、アルミニウム合金としては中程度の強度を有している。それ故、前記アルミニウム材を備えた導電部材は、相手方部材と機械的に締結した際の変形を抑制することができる。そして、相手方部材と機械的に締結した際の変形を抑制することにより、相手方部材との接触面積の減少を回避することができる。
【００１３】
また、前記アルミニウム材は、溶接性に優れたＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されている。そのため、前記アルミニウム材を備えた導電部材と相手方部材とを溶接によって接合しようとする場合に、継手強度の低下を回避するとともに、溶接割れの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、前記アルミニウム材における表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量は、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１〜３．０倍である。このように、表面近傍に存在するＣｕの量を内部に存在するＣｕの量よりも多くすることにより、前記アルミニウム材を備えた導電部材と相手方部材との接触抵抗を低減することができる。
【００１５】
そして、前記アルミニウム材は、相手方部材と機械的に締結した際の変形を抑制するとともに表面の性状を前述のように制御することにより、アルミニウム合金としてはバルク抵抗が比較的高いＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金において、電気伝導性を向上させることができる。
【００１６】
また、前記アルミニウム材は、例えば、前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成された被処理材にエッチングを施すことにより作製することができる。エッチング処理は、めっきに比べて処理に要するコストが低い。それ故、前記アルミニウム材自体を導電部材として用いることにより、従来のようにアルミニウム合金材上にめっきを施す場合に比べて、導電部材の製造における工程数を削減するとともに製造コストを削減することができる。
【００１７】
また、前記アルミニウム材を作製した後に、その表面に化成皮膜を形成する処理等を追加する場合にも、従来のようにアルミニウム合金材上にめっきを施す場合に比べて、導電部材の製造における工程数を削減するとともに製造コストを削減することができる。それ故、前記アルミニウム材の製造方法によれば、従来よりも導電部材の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例における、被処理材の表面近傍を示す一部拡大断面図である。
【図２】実施例における、試験材Ｂ１の表面近傍を示す一部拡大断面図である。
【図３】グロー放電発光分光分析法により取得した、試験材Ｃ１におけるＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルである。
【図４】実施例における、接触抵抗の測定方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前記導電部材用アルミニウム材は、Ｃｕ（銅）：０．０５〜０．３０質量％を含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されている。即ち、前記アルミニウム材は、Ｍｎ（マンガン）：０．３０〜１．５質量％、Ｃｕ（銅）：０．０５〜０．３０質量％を必須に含有し、更に、任意成分として、Ｓｉ（シリコン）：０．６０質量％以下、Ｆｅ（鉄）：０．８０質量％以下、Ｍｇ（マグネシウム）：１．３質量％以下、Ｚｎ（亜鉛）：０．４０質量％以下、Ｔｉ（チタン）：０．２０質量％以下からなる群より選択される１種または２種以上を含んでいてもよい。かかる化学成分を備えたＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金としては、例えば、Ａ３００３合金、Ａ３１０３合金、Ａ３２０３合金、Ａ３００４合金、Ａ３１０４合金、Ａ３００５合金、Ａ３１０５合金等がある。
【００２０】
前記アルミニウム材中のＣｕは、アルミニウムマトリクス中に固溶し、前記アルミニウム材の強度を向上する作用を有している。Ｃｕの含有量０．０５０質量％以上とすることにより、前記アルミニウム材の強度を高め、機械的な締結により形成される相手方部材との締結部の緩みを抑制することができる。その結果、相手方部材と機械的に締結した際の前記アルミニウム材の変形を抑制し、接触抵抗の増大を回避することができる。相手方部材と導電部材との接触面積をより大きくし、接触抵抗をより低減する観点からは、Ｃｕの含有量を０．１０質量％以上とすることが好ましい。
【００２１】
Ｃｕの含有量が０．０５０質量％未満の場合には、前記アルミニウム材の強度が低くなるため、相手方部材と機械的に締結した際に、前記アルミニウム材の変形が生じやすくなる。その結果、相手方部材との接触面積が小さくなり、接触抵抗の増大を招くおそれがある。
【００２２】
また、Ｃｕの含有量を０．３０質量％以下とすることにより、α固溶体中へのＣｕの固溶量を低減することができる。これにより、前記アルミニウム材の電気伝導率の低下を回避し、導電部材として好適な電気的特性を得ることができる。Ｃｕの含有量は、０．２０質量％以下であることが好ましい。この場合には、前記アルミニウム材の電気伝導率をより向上させるとともに、相手方部材との接触抵抗をより低減することができる。
【００２３】
Ｃｕの含有量が０．３０質量％を超える場合には、前記アルミニウム材の電気伝導率が低下するおそれがある。更に、この場合には、アルミニウム材の製造過程における割れの発生や、アルミニウム材の成形性の低下を招くおそれがある。
【００２４】
前記アルミニウム材における表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量は、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１〜３．０倍である。前記アルミニウム材の表面に存在するＣｕは、例えば、粒子状を呈している。前記アルミニウム材の表面に存在するＣｕの量を前記特定の範囲とすることにより、粒子状のＣｕによる凹凸を小さくすることができる。その結果、導電部材と相手方部材との接触面積をより大きくし、接触抵抗をより低減することができる。
【００２５】
導電部材と相手方部材との接触抵抗をより低減する観点からは、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量を、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．２〜２．０倍とすることが好ましい。
【００２６】
表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量が、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１倍未満である場合には、導電部材と相手方部材との接触抵抗を低減することができなくなるおそれがある。また、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量が、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の３．０倍を超える場合には、アルミニウム材の表面に粗大なＣｕ粒子が形成され、導電部材と相手方部材との接触面積が小さくなるおそれがある。その結果、集中抵抗の増加を招き、ひいては相手方部材との接触抵抗の増大を招くおそれがある。
【００２７】
前記アルミニウム材における、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量と、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量との比率は、グロー放電発光分光分析法（以下、「ＧＤＳ」という。）により取得したＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルに基づいて算出することができる。
【００２８】
即ち、まず、Ｃｕの発光強度の深さ方向プロファイルにおいて、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲におけるＣｕ発光強度の積算値を算出する。同様に、Ｃｕの発光強度の深さ方向プロファイルにおいて、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲におけるＣｕ発光強度の積算値を算出する。そして、前者の値を後者の値で除した値が、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量を基準とした場合の表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の倍率となる。
【００２９】
また、ＧＤＳにより取得した前記アルミニウム材のＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルにおいて、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲におけるＣｕの発光強度の最大値は、深さ１０１ｎｍから２００ｎｍまでの範囲におけるＣｕの発光強度の平均値の１．５倍以上であることが好ましい。この場合には、前記アルミニウム材の表面に、より微細かつ多数の粒子状のＣｕを形成することができる。その結果、導電部材と相手方部材との接触面積をより大きくし、相手方部材との接触抵抗をより低減することができる。
【００３０】
深さ１０１ｎｍから２００ｎｍまでの範囲における前記アルミニウム材のＣｕの発光強度の平均値は、以下の方法により算出することができる。まず、ＧＤＳにより取得した前記アルミニウム材のＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルにおいて、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲内に存在する各測定点でのＣｕの発光強度を足し合わせ、Ｃｕの発光強度の合計値を算出する。この合計値を測定点の個数で除した値が、深さ１０１ｎｍから２００ｎｍまでの範囲における前記アルミニウム材のＣｕの発光強度の平均値となる。
【００３１】
前記アルミニウム材の製造方法としては、種々の態様を採用することができる。前記アルミニウム材の製造方法の第１の態様としては、前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成された被処理材を準備し、
前記被処理材にｐＨ０〜４．０の酸溶液を接触させることにより、溶解量が０．１〜２．０ｇ／ｍ2となるように前記被処理材にエッチングを施す態様を採用することができる。
【００３２】
前記の態様においては、前記特定の化学成分を有する被処理材に酸溶液を接触させてエッチングを施すことにより、酸化皮膜を除去するとともに、被処理材中のＣｕを酸溶液に溶解させることができる。また、エッチング液中に溶解したＣｕが被処理材と接触し、被処理材の表面に再析出することにより、前記アルミニウム材の表面に粒子状のＣｕを形成することができる。以上の結果、表面に粒子状のＣｕを備えた前記アルミニウム材を形成することができる。
【００３３】
前記エッチングに用いる酸溶液のｐＨは０〜４．０とする。酸溶液のｐＨが４．０よりも大きい場合には、被処理材の表面に存在する酸化皮膜の溶解に長時間を要するため、前記アルミニウム材の生産性の低下を招くおそれがある。酸溶液のｐＨが０よりも小さい場合には、酸溶液の材料コストやエッチング後の廃液を処理するための処理コストの増大を招くおそれがある。また、酸溶液のｐＨが０よりも小さい場合には、酸溶液の意図しない飛散などを防止するため、極めて慎重に取り扱う必要がある。それ故、ｐＨが０よりも小さい酸溶液を量産規模で取り扱うことは困難である。
【００３４】
酸溶液としては、前記特定の範囲のｐＨを有するものであれば、種々の酸溶液を使用することができる。例えば、酸溶液としては、フッ酸、硝酸、硫酸などを使用することができる。
【００３５】
酸溶液による前記被処理材の溶解量は、０．１〜２．０ｇ／ｍ2とする。これにより、被処理材の表面に存在する酸化皮膜を除去するとともに被処理材の表面に粒子状のＣｕを再析出させ、前記アルミニウム材を得ることができる。その結果、導電部材と相手方部材との接触抵抗を低減することができる。導電部材と相手方部材との接触抵抗をより低減する観点からは、酸溶液による前記被処理材の溶解量を、０．４〜１．５ｇ／ｍ2とすることが好ましい。
【００３６】
被処理材の溶解量が０．１ｇ／ｍ2の場合には、エッチング後の被処理材の表面に酸化皮膜が残留するおそれがある。その結果、導電部材と相手方部材との接触抵抗の増大を招くおそれがある。被処理材の溶解量が２．０ｇ／ｍ2を超える場合には、被処理材の表面に粗大なＣｕ粒子が形成され、導電部材と相手方部材との接触面積が小さくなるおそれがある。その結果、集中抵抗の増加を招き、ひいては相手方部材との接触抵抗の増大を招くおそれがある。
【００３７】
また、前記アルミニウム材の製造方法の第２の態様としては、前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成された被処理材を準備し、
前記被処理材にアルカリ溶液を接触させることにより前記被処理材にエッチングを施し、
次いで、前記被処理材にｐＨ０〜４．０の酸溶液を接触させることにより、前記アルカリ溶液による溶解量と、前記酸溶液による溶解量との合計が０．１〜２．０ｇ／ｍ2となるように前記被処理材にエッチングを施す態様を採用することができる。
【００３８】
第２の態様においては、まず、前記特定の化学成分を有する被処理材にアルカリ溶液を接触させてエッチングを施すことにより、酸化皮膜を除去するとともに、被処理材中のＣｕを酸溶液に溶解させることができる。そして、アルカリ溶液中に溶解したＣｕが被処理材と接触し、被処理材の表面に再析出することにより、前記アルミニウム材の表面に粒子状のＣｕを形成することができる。
【００３９】
また、被処理材にアルカリ溶液を接触させてエッチングを施す場合には、エッチング後の被処理材の表面に、スマットと呼ばれるアルカリ溶液に対する溶解性の低い物質が沈着する。被処理材にアルカリ溶液を接触させてエッチングを施した後、更に酸溶液を接触させることにより、被処理材の表面からスマットを除去することができる。また、被処理材に酸溶液を接触させることにより、アルカリ溶液によるエッチングによって形成された粒子状のＣｕに加えて、前記アルミニウム材の表面に粒子状のＣｕを形成することができる。
【００４０】
第２の態様において、アルカリ溶液による前記被処理材の溶解量と、酸溶液による前記被処理材の溶解量との合計は、０．１〜２．０ｇ／ｍ2とする。これにより、被処理材の表面に存在する酸化皮膜を除去するとともに被処理材の表面に粒子状のＣｕを再析出させ、前記アルミニウム材を得ることができる。その結果、導電部材と相手方部材との接触抵抗を低減することができる。導電部材と相手方部材との接触抵抗より低減する観点からは、酸溶液による前記被処理材の溶解量を、０．４〜１．５ｇ／ｍ2とすることが好ましい。
【００４１】
また、第２の態様においては、アルカリ溶液による溶解量と、酸溶液による溶解量との合計を１００％とした場合に、酸溶液による溶解量が２０％以上となるように前記被処理材にエッチングを施すことが好ましく、３０％以上となるように前記被処理材にエッチングを施すことがより好ましい。この場合には、被処理材の表面にスマットが残留することをより確実に回避することができる。これにより、導電部材と相手方部材との接触抵抗をより低減することができる。
【００４２】
第２の態様において、アルカリ溶液のｐＨは特に限定されることはないが、例えば、ｐＨ７．０超え１４以下のアルカリ溶液を用いて被処理材のエッチングを行うことができる。かかるｐＨを有するアルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液等がある。
【００４３】
アルカリ溶液のｐＨは、１１以上１４以下であることが好ましく、１２以上１４以下であることがより好ましい。この場合には、被処理材のエッチング速度をより速くし、前記アルミニウム材の生産性をより向上させることができる。
【００４４】
前記アルミニウム材は、それ自体を前記導電部材として使用してもよい。また、例えば前記アルミニウム材に更に化成処理等を施し、前記アルミニウム材の表面に皮膜等を形成したものを導電部材として使用することもできる。この場合には、皮膜の材質に応じて、耐食性の向上や表面酸化皮膜の成長の抑制などの作用効果を得ることができる。前記アルミニウム材の表面に形成することができる皮膜としては、例えば、Ｚｒ酸化物を含む皮膜等がある。
【実施例】
【００４５】
前記アルミニウム材及びその製造方法の実施例を図１〜図３を用いて説明する。なお、本発明に係るアルミニウム材及びその製造方法の具体的な態様は以下の態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜構成を変更することができる。
【００４６】
本例においては、まず、被処理材１として、表１に示す化学成分を有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金（合金Ａ１〜Ａ５）からなり、調質をＨ１４とした板材を準備した。図１に示すように、被処理材１は、前記特定の化学成分を備えたアルミニウム合金からなる母材部１１と、母材部１１の表面を覆う酸化皮膜１２とを有していた。
【００４７】
そして、これらの被処理材１に酸溶液またはアルカリ溶液を用いてエッチングを施すことにより、表２に示す試験材Ｂ１〜Ｂ４及び表３に示す試験材Ｃ１〜Ｃ９を作製した。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
（実施例１）
本例は、被処理材１に酸溶液を接触させることにより被処理材１にエッチングを施した例である。本例においては、まず、被処理材１をアセトン及びヘキサンにより脱脂した。その後、表２に示すように、種々のｐＨを備えた酸溶液を被処理材１に接触させることにより、被処理材１にエッチングを施した。以上により、表２に示す試験材Ｂ１〜Ｂ４を作製した。なお、酸溶液としては、希硫酸を使用した。
【００５０】
エッチングによる被処理材１の溶解量（単位：ｇ／ｍ2）は、表２に示した通りであった。なお、被処理材１の溶解量は、エッチングによる被処理材１の質量の減少量（単位：ｇ）を被処理材１の表面積（単位：ｍ2）で除することにより算出した。
【００５１】
試験材Ｂ１〜Ｂ４のうち、試験材Ｂ１、Ｂ２については、図２に一例を示すように、被処理材１の表面に存在していた酸化皮膜１２が除去され、母材部１１が表面に露出していた。更に、母材部１１の表面には、粒子状のＣｕ１３が形成された。一方、試験材Ｂ３、Ｂ４については、図には示さないが、被処理材１の表面に存在していた酸化皮膜１２が残存していた。
【００５２】
得られた試験材Ｂ１〜Ｂ４について、グロー放電発光分光分析装置（ＳＰＥＣＴＲＵＭＡ社製「ＧＤＡ７５０」）を用いてＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルを取得した。グロー放電発光分光分析装置によるスパッタにはアルゴンガスを使用し、スパッタ条件は、アノード径２．５ｍｍ、出力２５Ｗ、ガス圧３５０Ｐａとした。試験材のスパッタ速度は約４０ｎｍ／秒であった。また、Ｃｕの発光強度の深さ方向プロファイルは、スパッタ中のＣｕの発光強度を０．００５秒間隔で取得することにより作成した。
【００５３】
母材部１１の表面に粒子状のＣｕ１３が形成された試験材における深さ方向プロファイルの一例として、図３に試験材Ｃ１におけるＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルを示す。なお、図３の縦軸はＣｕの発光強度であり、横軸は深さ（単位：ｎｍ）である。
【００５４】
表面に粒子状のＣｕ１３を有する試験材Ｂ１及びＢ２においては、図３に一例を示すように、測定開始直後からＣｕの発光強度が急激に増大し、深さ５ｎｍ程度でＣｕの発光強度が最大となった。その後、深さが深くなるにつれてＣｕの発光強度が減少し、深さ４０ｎｍ以降のＣｕの発光強度はほぼ一定となった。
【００５５】
一方、図には示さないが、表面に粒子状のＣｕ１３を有しない試験材Ｂ３及びＢ４においては、測定開始後、Ｃｕの発光強度がピークを形成することなく緩やかに増大した。そして、深さ４０ｎｍ以降のＣｕの発光強度がほぼ一定となった。
【００５６】
各試験材におけるＣｕの発光強度の深さ方向プロファイルにおいて、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲のＣｕの発光強度を積分し、この積分値を当該範囲に存在するＣｕの量とした。同様に、深さ１００ｎｍから深さ２００ｎｍまでの範囲のＣｕの発光強度を積分し、この積分値を当該範囲に存在するＣｕの量とした。そして、前者の値を後者の値で除することにより、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量を基準とした場合の、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の比率を算出した。
【００５７】
また、得られた深さ方向プロファイルにおいて、深さ１０１ｎｍから深さ２００ｎｍまでの範囲内に存在する各測定点でのＣｕの発光強度を足し合わせた。この値を当該範囲内に存在する測定点の個数で除することにより、深さ１０１ｎｍから深さ２００ｎｍまでの範囲におけるＣｕの発光強度の平均値を算出した。そして、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲のＣｕの発光強度の最大値を前述したＣｕの発光強度の平均値で除することにより、深さ１０１ｎｍから２００ｎｍまでの範囲におけるＣｕの発光強度の平均値を基準とした場合の、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの発光強度の最大値の比率を算出した。
【００５８】
各試験材におけるこれらの値は、表２に示した通りであった。
【００５９】
次に、各試験材同士を接触させた場合の接触抵抗を、以下の方法により測定した。まず、締結用のボルトを挿入するための貫通穴を予め中央部に設けた被処理材（図示略）を準備し、前述した方法により脱脂及びエッチングを施した。これにより、接触抵抗測定用の長方形試験片２を各試験材について２枚ずつ作製した。長手方向が互いに直交するようにして試験片２の中央部を重ね合わせ、２枚の試験片の貫通穴にボルト２１を挿入した。そして、図４に示すように、試験片２の中央部同士をボルト２１と図示しないナットとにより機械的に締結して締結部２０を形成した。なお、ボルト２１の締め付けトルクは、５．５Ｎ・ｍとした。
【００６０】
このようにして機械的に締結した２枚の試験片２に電圧計２２、電流計２３及び電源２４を接続し、四端子測定法により接触抵抗の測定を行った。四端子測定法のための測定回路は、図５に示すように、２枚の試験片２、試験片２同士の締結部２０及び電圧計２２を含む第１の閉回路Ｃ１と、２枚の試験片２、試験片２同士の締結部２０、電流計２３及び電源２４を含み、第１の閉回路Ｃ１とは別に構成された第２の閉回路Ｃ２とを有している。
【００６１】
四端子測定法によれば、第２の閉回路Ｃ２に電流を流した場合の電圧に基づいて、第１の閉回路Ｃ１と第２の閉回路Ｃ２との共通部分の電気抵抗、つまり、試験片２同士の締結部２０における接触抵抗を測定することができる。接触抵抗の測定は、具体的には、以下のようにして行った。まず、第２の閉回路Ｃ２に電流が流れていない場合に電圧計２２が示す電位ＶOFF［Ｖ］及び０．２Ａの電流を流した場合に電圧計２２が示す電位をＶON［Ｖ］を測定した。試験片２同士の締結部２０における電圧降下ΔＶ［Ｖ］は、ＶON及びＶOFFの値を用いて以下の式により表すことができる。
ΔＶ＝ＶON−ＶOFF
【００６２】
従って、締結部２０における電圧降下ΔＶ［Ｖ］を電流の値（つまり、０．２Ａ）で除することにより、締結部２０の接触抵抗（μΩ）の値を得ることができる。本例においては、各試験材について５回ずつ接触抵抗の測定を行い、これらの平均値を表２に示した。
【００６３】
【表２】
2019091654.tif 000004
【００６４】
表１及び表２に示したように、試験材Ｂ１及びＢ２は、前記特定の範囲のＣｕを含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されている。また、これらの試験材における表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量は、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１〜３．０倍である。それ故、これらの試験材は、接触抵抗を低減することができた。
【００６５】
試験材Ｂ３及びＢ４は、酸溶液に接触させた際に被処理材がほとんど溶解しなかったため、試験材の表面に酸化皮膜が残留していた。また、これらの試験材の表面には粒子状のＣｕが形成されなかった。それ故、これらの試験材は、接触抵抗を低減することがでなかった。
【００６６】
（実施例２）
本例は、被処理材１にアルカリ溶液を接触させることにより被処理材１にエッチングを施し、次いで酸溶液を接触させることにより被処理材１にエッチングを施した例である。なお、本実施例において用いた符号のうち、既出の実施例において用いた符号と同一のものは、特に説明のない限り既出の実施例における構成要素等と同様の構成要素を表す。
【００６７】
本例においては、まず、被処理材１をアセトン及びヘキサンにより脱脂した。その後、表３に示すように、種々のｐＨを備えたアルカリ溶液を被処理材１に接触させることにより、被処理材１にエッチングを施した。その後、種々のｐＨを備えた酸溶液を被処理材１に接触させることにより、被処理材１にエッチングを施した。以上により、表３に示す試験材Ｃ１〜Ｃ９を作製した。なお、アルカリ溶液としては水酸化ナトリウム水溶液を使用し、酸溶液としては、希硫酸を使用した。
【００６８】
アルカリ溶液でのエッチングによる被処理材１の溶解量、酸溶液でのエッチングによる被処理材１の溶解量及びこれらの合計は、それぞれ、表３に示した通りであった。本例の試験材Ｃ１〜Ｃ９については、いずれも、被処理材１の表面に存在していた酸化皮膜１２が除去され、母材部１１が表面に露出した。更に、母材部１１の表面には、粒子状のＣｕ１３が形成された。
【００６９】
得られた試験材Ｃ１〜Ｃ９について、実施例１と同様の方法により、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量を基準とした場合の、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の比率、深さ１０１ｎｍから２００ｎｍまでの範囲におけるＣｕの発光強度の平均値を基準とした場合の、表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの発光強度の最大値の比率、及び、接触抵抗を測定した。これらの結果は、表３に示した通りであった。
【００７０】
【表３】
2019091654.tif 000005
【００７１】
表３に示したように、試験材Ｃ１〜Ｃ６は、前記特定の範囲のＣｕを含有するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金から構成されている。また、これらの試験材における表面から深さ１００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量は、深さ１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲に存在するＣｕの量の１．１〜３．０倍である。それ故、これらの試験材は、接触抵抗を低減することができた。
【００７２】
一方、試験材Ｃ７は、Ｃｕの含有量が前記特定の範囲よりも少ないため、試験材Ｃ１〜Ｃ６に比べて強度が低い。そのため、接触抵抗測定の際に、ボルトの締め付けによって試験片２が変形し、締結部２０における接触面積が小さくなった。その結果、試験材Ｃ７の接触抵抗は、試験材Ｃ１〜Ｃ６に比べて大きくなった。
【００７３】
試験材Ｃ８は、Ｃｕの含有量が前記特定の範囲よりも多いため、試験材Ｃ１〜Ｃ６に比べて電気伝導率が低くなった。その結果、試験材Ｃ８の接触抵抗は、試験材Ｃ１〜Ｃ６に比べて大きくなった。
【００７４】
試験材Ｃ９は、表面近傍に存在するＣｕの量が前記特定の範囲よりも多いため、エッチング後に、母材部１１の表面に粗大な粒子状のＣｕが形成された。その結果、締結部２０における接触面積が小さくなり、試験材Ｃ１〜Ｃ６に比べて接触抵抗が大きくなった。
【符号の説明】
【００７５】
１  被処理材
１１  母材部
１２  酸化皮膜
１３  粒子状のＣｕ
【図１】
2019091654.tif 000006
【図２】
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【図３】
2019091654.tif 000008
【図４】
2019091654.tif 000009