(57)【要約】【課題】優れた耐電圧特性を有すると共に、耐弧性を向上させる物質を含有しても、電流遮断時の衝撃などによる当該物質の離脱や表面の亀裂の発生を抑制できる、真空バルブ用接点材料および真空バルブ用接点材料の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態の真空バルブ用接点材料は、銅からなる導電性マトリックスと、前記導電性マトリックス中に形成されるクロムからなる粒子状の第１耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の第２耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の添加成分とから構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅からなる導電性マトリックスと、
前記導電性マトリックス中に形成されるクロムからなる粒子状の第１耐弧性成分と、
前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の第２耐弧性成分と、
前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の添加成分と
から構成されることを特徴とする真空バルブ用接点材料。
【請求項２】
前記添加成分の平均粒径は、前記第１耐弧性成分の平均粒径および前記第２耐弧性成分の平均粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ用接点材料。
【請求項３】
前記第２耐弧性成分は、クロムの融点よりも高い融点を有することを特徴とする請求項１または２に記載の真空バルブ用接点材料。
【請求項４】
前記第２耐弧性成分は、ニオブおよびバナジウムからなる群より選択される少なくとも１種の元素から構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空バルブ用接点材料。
【請求項５】
前記添加成分は、モリブデン、タングステン、モリブデン炭化物、およびタングステン炭化物からなる群より選択される少なくとも１種の物質から構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空バルブ用接点材料。
【請求項６】
銅からなる導電性材料とクロムからなる第１耐弧性材料と第２耐弧性材料と添加材料とからなる混合物を用意する工程と、
前記混合物を熱処理して、銅からなる導電性マトリックスと、前記導電性マトリックス中に形成されるクロムからなる粒子状の第１耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の第２耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の添加成分とから構成される真空バルブ用接点材料を得る工程と
を有することを特徴とする真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項７】
前記真空バルブ用接点材料を得る工程において、前記混合物を前記第１耐弧性材料の融点以上に加熱することを特徴とする請求項６に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項８】
前記混合物を用意する工程で用意した前記混合物を成形して成形体を得る工程をさらに有し、
前記真空バルブ用接点材料を得る工程において、前記混合物からなる前記成形体を、前記導電性材料の融点Ｔより１００℃低い温度（Ｔ−１００℃）以上前記導電性材料の融点Ｔより２００℃高い温度（Ｔ＋２００℃）以下に加熱する
ことを特徴とする請求項６に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項９】
前記混合物を用意する工程で用意した前記混合物を成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を得る工程で得られた前記成形体を焼結して焼結体を得る工程と、
前記焼結体を得る工程で得られた前記焼結体を加圧する工程と
をさらに有し、
前記真空バルブ用接点材料を得る工程において、前記混合物からなる前記焼結体を、前記導電性材料の融点Ｔより１００℃低い温度（Ｔ−１００℃）以上前記導電性材料の融点Ｔより２００℃高い温度（Ｔ＋２００℃）以下に加熱する
ことを特徴とする請求項６に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項１０】
クロムからなる第１耐弧性材料と第２耐弧性材料と添加材料とを含有する混合物を用意する工程と、
前記混合物を成形して成形体を得る工程と、
銅からなる導電性材料の融液を前記成形体に溶浸して、銅からなる導電性マトリックスと、前記導電性マトリックス中に形成されるクロムからなる粒子状の第１耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の第２耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の添加成分とから構成される真空バルブ用接点材料を得る工程と
を有することを特徴とする真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項１１】
前記添加材料の平均粒径は、前記第１耐弧性材料の平均粒径よりも小さいことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空バルブ用接点材料および真空バルブ用接点材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空バルブ用接点材料（以下、単に接点材料ともいう）は、主に導電性成分や耐弧性成分などによって構成される。そして、接点材料を構成する各成分の種類は、接点材料の用途に応じて適宜選択される。
【０００３】
例えば、Ｃｕ−Ｃｒ系の接点材料では、Ｃｕが導電性を有し、Ｃｒが耐弧性を有している。Ｃｕ−Ｃｒ系の接点材料において、耐弧性をさらに向上するために、Ｃｒの融点よりも高い融点を有する物質、特に当該物質の微細粒子を添加することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０３２０３６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、上記した高融点の物質は、接点材料のマトリックスであるＣｕとの結合力が弱い。そのため、真空バルブの接点開閉時において、機械的衝撃やアークの衝撃などにより、当該物質が接点材料から離脱することがある。また、当該物質が接点材料から離脱しない場合であっても、接点材料の表面に亀裂や欠けが発生し、接点材料の破断の起点となる可能性が高い。接点材料からの当該物質の脱離や接点材料の亀裂などが発生すると、接点材料の耐電圧特性や遮断特性が低下する。
【０００６】
さらに、接点材料では、導電性成分中に耐弧性成分を均一に形成させて、接点材料の耐電圧特性を向上させることが求められている。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、優れた耐電圧特性を有すると共に、耐弧性を向上させる物質を含有しても、電流遮断時の衝撃などによる当該物質の離脱や表面の亀裂の発生を抑制できる、真空バルブ用接点材料および真空バルブ用接点材料の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の真空バルブ用接点材料は、銅からなる導電性マトリックスと、前記導電性マトリックス中に形成されるクロムからなる粒子状の第１耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の第２耐弧性成分と、前記導電性マトリックス中に形成され、前記第１耐弧性成分に取り囲まれる粒子状の添加成分とから構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の真空バルブ用接点材料を模式的に示す断面図である。
【図２】実施形態の真空バルブ用接点材料を備える真空バルブを模式的に示す断面図である。
【図３】実施形態の真空バルブ用接点材料を備える真空バルブの接点構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】実施例１で製造した真空バルブ用接点材料の断面のＳＥＭ画像である。
【図５】実施例１で製造した真空バルブ用接点材料の断面におけるＣｕ元素をマッピングした画像である。
【図６】実施例１で製造した真空バルブ用接点材料の断面におけるＣｒ元素をマッピングした画像である。
【図７】実施例１で製造した真空バルブ用接点材料の断面におけるＭｏ元素をマッピングした画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、実施形態の真空バルブ用接点材料１を模式的に示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、実施形態の真空バルブ用接点材料１（以下、単に接点材料１ともいう）は、導電性マトリックス２、ならびに導電性マトリックス２中に形成される第１耐弧性成分３、第２耐弧性成分４、および添加成分５から構成される。接点材料１は、導電性を有する銅（Ｃｕ）および耐弧性を有するクロム（Ｃｒ）を含むＣｕ−Ｃｒ系の真空バルブ用接点材料である。
【００１３】
接点材料１のマトリックスである導電性マトリックス２は、接点材料１の導電性成分である。導電性マトリックス２は、Ｃｕからなる。
【００１４】
接点材料１は、接点材料１の全体に対して導電性マトリックス２を構成するＣｕを質量比で、例えば５質量％以上９０質量％以下、さらには２５質量％以上７０質量％以下含有する。接点材料１に含まれるＣｕの質量比が５質量％以上であると、接点材料１の導電特性は向上する。また、Ｃｕの質量比が９０質量％以下であると、接点材料１の耐電圧特性や遮断特性は向上する。
【００１５】
導電性マトリックス２中に形成される第１耐弧性成分３は、複数の粒子状の組織から構成され、導電性マトリックス２の内部に均一に分散している。また、第１耐弧性成分３は、第２耐弧性成分４の近傍および添加成分５の近傍に形成されない成分（以下、第１耐弧性成分３ａともいう）、第２耐弧性成分４の近傍に形成される成分（以下、第１耐弧性成分３ｂともいう）、および添加成分５の近傍に形成される成分（以下、第１耐弧性成分３ｃともいう）からなる。
【００１６】
ここで、各成分の近傍に形成される第１耐弧性成分とは、各成分の周囲を取り囲む成分のことである。換言すると、第１耐弧性成分３ｂは、第２耐弧性成分４の周囲を取り囲む。第１耐弧性成分３ｃは、添加成分５の周囲を取り囲む。また、第１耐弧性成分３ａは、第２耐弧性成分４の周囲および添加成分５の周囲を取り囲まず、導電性マトリックス２中に単独で均一に分散している。
【００１７】
微視的にみると、第１耐弧性成分３ｂは第２耐弧性成分４の周囲に集まり、第１耐弧性成分３ｃは添加成分５の周囲に集まるが、接点材料１を全体的にみると、第１耐弧性成分３ａ，３ｂ，３ｃを合わせた全ての成分、すなわち第１耐弧性成分３は、導電性マトリックス２中に均一に分散している。
【００１８】
第１耐弧性成分３は、Ｃｒからなる。接点材料１は、接点材料１の全体に対して第１耐弧性成分３を構成するＣｒを質量比で、例えば５質量％以上５０質量％以下、さらには１０質量％以上４０質量％以下含有する。接点材料１に含まれるＣｒの質量比が５質量％以上であると、接点材料１の耐弧性は増加する。また、Ｃｒの質量比が５０質量％以下であると、Ｃｕからなる導電性マトリックス２とＣｒからなる第１耐弧性成分３との相分離が抑制されて、第１耐弧性成分３が導電性マトリックス２中により均一に分散される。そのため、接点材料１の耐電圧特性や遮断特性は向上する。
なお、以下では、特に明記しない限り、各成分の平均粒径は、第１耐弧性成分３を構成する組織の平均粒径と同様に求めた。
【００１９】
導電性マトリックス２中に形成される第２耐弧性成分４は、複数の粒子状の組織から構成され、導電性マトリックス２の内部に均一に分散している。第２耐弧性成分４は、第１耐弧性成分３ｂを構成する複数の組織によって３次元的に取り囲まれる。
【００２０】
第２耐弧性成分４が第１耐弧性成分３ｂに囲まれることによって、接点材料１の機械的衝撃やアークの衝撃などに起因する、接点材料１からの第２耐弧性成分４の離脱や、接点材料１の表面における亀裂や欠けなどの発生は抑制される。そのため、接点材料１の耐電圧特性や遮断特性は向上する。
【００２１】
第２耐弧性成分４は、第１耐弧性成分３を構成するＣｒの融点よりも高い融点を有する。例えば、第２耐弧性成分４は、ニオブ（Ｎｂ）およびバナジウム（Ｖ）からなる群より選択される少なくとも１種の元素から構成される。また、第２耐弧性成分４は、上記した１種の元素から構成されてもよく、２種以上の元素から構成されてもよい。
【００２２】
接点材料１は、接点材料１の全体に対して第２耐弧性成分４を質量比で、例えば５質量％以上５０質量％以下、さらには１０質量％以上４０質量％以下含有する。接点材料１に含まれる第２耐弧性成分４の質量比が５質量％以上であると、接点材料１の耐弧性は増加する。また、第２耐弧性成分４の質量比が５０質量％以下であると、接点材料１からの第２耐弧性成分４の離脱や、接点材料１の表面における亀裂などの発生が効率的に抑制される。そのため、接点材料１の耐電圧特性や遮断特性が向上する。
【００２３】
導電性マトリックス２中に形成される添加成分５は、複数の粒子状の組織から構成され、導電性マトリックス２の内部に均一に分散している。添加成分５は、第１耐弧性成分３ｃを構成する複数の組織によって３次元的に取り囲まれる。
【００２４】
添加成分５が導電性マトリックス２中に存在することによって、第１耐弧性成分３ｃは添加成分５の近傍に形成される。換言すると、第１耐弧性成分３ｃは添加成分５の周囲を取り囲む。接点材料１を製造するときに用いられる第１耐弧性成分の原料粉末に比べて、第１耐弧性成分３ｃは微細化する。さらには、導電性マトリックス２と第１耐弧性成分３との相分離が抑制される。したがって、導電性マトリックス２中に形成される第１耐弧性成分３ｃは、微細化および均一化する。そのため、接点材料１の耐電圧特性や遮断特性は向上する。
【００２５】
添加成分５は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン炭化物、およびタングステン炭化物からなる群より選択される少なくとも１種の物質から構成される。また、添加成分５は、上記した１種の物質から構成されてもよく、２種以上の物質から構成されてもよい。
【００２６】
接点材料１は、接点材料１の全体に対して添加成分５を質量比で、例えば０．１質量％以上１０質量％以下、さらには１質量％以上５質量％以下含有する。接点材料１に含まれる添加成分５の質量比が０．１質量％以上であると、第１耐弧性成分３ｃの微細化および均一化が効率的に向上する。そのため、接点材料１の耐電圧特性や遮断特性は向上する。
【００２７】
なお、図１では、第２耐弧性成分４について、互いに集まって形成される複数の組織が第１耐弧性成分３ｂに取り囲まれる例について示しているが、互いに集まらずに単独で形成される一つの組織が第１耐弧性成分３ｂに取り囲まれてもよい。また、添加成分５についても同様であり、一つの組織が第１耐弧性成分３ｃに取り囲まれてもよい。
【００２８】
また、第１耐弧性成分３、第２耐弧性成分４、および添加成分５について、図１に示すように複数の粒子状の組織が独立して構成されているが、複数の粒子状の組織が連続して構成されることもある。ただし、接点材料１の全体に対して、独立的に構成される各成分３，４，５に比べて、連続的に構成される各成分の存在比は少ない。
【００２９】
次に、実施形態の真空バルブ用接点材料１の製造方法について説明する。
【００３０】
接点材料１の製造方法では、後述するように、少なくとも導電性材料の液相を生じる熱処理を行う。そして、接点材料１の製造方法は、こうした熱処理によって図１に示すような接点材料１を製造することができれば、特に限定されるものではない。以下に、接点材料１の製造方法をいくつか示す。
【００３１】
まず、液相焼結法による接点材料１の製造方法Ｓ１０について以下に説明する。
【００３２】
液相焼結法による接点材料１の製造方法Ｓ１０は、混合物を用意する工程Ｓ１１（以下、用意工程Ｓ１１ともいう）と、混合物の成形体を得る工程Ｓ１２（以下、成形工程Ｓ１２ともいう）と、混合物からなる成形体を熱処理する工程Ｓ１３（以下、熱処理工程Ｓ１３ともいう）とを有する。
【００３３】
まず、用意工程Ｓ１１について説明する。
【００３４】
用意工程Ｓ１１で用意する混合物は、Ｃｕからなる導電性材料と、Ｃｒからなる第１耐弧性材料と、第２耐弧性材料と、添加材料とからなり、これらの材料を混合したものである。また、混合物は、各材料の市販品を混合することによって製造してもよいし、各材料の原料を粉砕および混合することによって製造してもよい。導電性材料、第１耐弧性材料、第２耐弧性材料、および添加材料は、それぞれ粒子状である。
【００３５】
導電性材料は、導電性を有するＣｕの複数の粒子からなる。導電性材料の平均粒径は、メジアン径（Ｄ５０）で、例えば０．１μｍ以上１５０μｍ以下、さらには３０μｍ以上７０μｍ以下である。導電性材料の平均粒径が０．１μｍ以上であると、接点材料のガス含有量は抑制される。また、導電性材料の平均粒径が１５０μｍ以下であると、熱処理工程Ｓ１３における導電性材料の分散性は増加する。そのため、接点材料１における導電性マトリックス２と第１耐弧性成分３との相分離は抑制される。
【００３６】
なお、以下では、特に明記しない限り、各材料の平均粒径はメジアン径（Ｄ５０）で表す。メジアン径（Ｄ５０）とは、個数基準の粒度分布から積算分布曲線の５０％に相当する粒子径として算出されるメジアン径である。
【００３７】
第１耐弧性材料は、耐弧性を有するＣｒの複数の粒子からなる。第１耐弧性材料の平均粒径は、例えば０．１μｍ以上１５０μｍ以下、さらには０．１μｍ以上１００μｍ以下である。第１耐弧性材料の平均粒径が０．１μｍ以上であると、接点材料のガス含有量は抑制される。また、第１耐弧性材料の平均粒径が１５０μｍ以下であると、熱処理工程Ｓ１３における第１耐弧性材料の分散性は増加する。そのため、導電性マトリックス２と第１耐弧性成分３との相分離は抑制される。
【００３８】
第２耐弧性材料は、耐弧性を有し、Ｃｒの融点よりも高い融点を有する材料の複数の粒子からなる。例えば、第２耐弧性材料は、ＮｂおよびＶからなる群より選択される少なくとも１種の元素から構成される。また、第２耐弧性材料は、上記した１種の元素から構成されてもよく、２種以上の元素から構成されてもよい。
【００３９】
第２耐弧性材料の平均粒径は、例えば０．１μｍ以上１５０μｍ以下、さらには３０μｍ以上７０μｍ以下である。第２耐弧性材料の平均粒径が１μｍ以上であると、接点材料のガス含有量は抑制される。また、第２耐弧性材料の平均粒径が１５０μｍ以下であると、熱処理工程Ｓ１３における第２耐弧性材料の分散性は増加する。そのため、第２耐弧性成分４は第１耐弧性成分３に取り囲まれやすくなる。
【００４０】
添加材料は、耐弧性を有する材料の複数の粒子からなる。例えば、添加材料は、Ｍｏ、Ｗ、モリブデン炭化物、およびタングステン炭化物からなる群より選択される少なくとも１種の物質から構成される。また、添加材料は、上記した１種の物質から構成されてもよく、２種以上の物質から構成されてもよい。
【００４１】
添加材料の平均粒径は、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下、さらには０．５μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。添加材料の平均粒径が０．１μｍ以上であると、接点材料のガス含有量は抑制される。また、添加材料の平均粒径が１０μｍ以下であると、熱処理工程Ｓ１３における添加材料の分散性が増加し、第１耐弧性成分３ｃは添加成分５の近傍に形成されやすくなる。そのため、導電性マトリックス２中に形成される第１耐弧性成分３ｃの微細化および均一化は向上する。
【００４２】
また、添加材料の平均粒径は、第１耐弧性材料の平均粒径よりも小さいことが好ましく、添加材料の平均粒径と第１耐弧性材料の平均粒径との比（添加材料の平均粒径／第１耐弧性材料の平均粒径）は、１／１０以下であることがより好ましい。
【００４３】
次に、成形工程Ｓ１２について説明する。
【００４４】
成形工程Ｓ１２では、用意工程Ｓ１１で用意した混合物を成形して、混合物の成形体を得る。成形方法は、成形体を得ることができれば、特に限定されるものではない。例えば、所定の形状を有する金型に混合物を入れて、所定の圧力で混合物を加圧することによって、混合物の圧粉体である成形体を製造することができる。
【００４５】
次に、熱処理工程Ｓ１３について説明する。
【００４６】
熱処理工程Ｓ１３では、混合物からなる成形体を、導電性材料であるＣｕの融点ＴＣｕ（１０８３℃）より１００℃低い温度（ＴＣｕ−１００℃）以上ＴＣｕより２００℃高い温度（ＴＣｕ＋２００℃）以下に加熱する。成形体の熱処理は、例えば真空雰囲気などの非酸化性雰囲気中で行われる。
【００４７】
成形体を上記した温度範囲で加熱すると、Ｃｕからなる導電性材料が融けて、Ｃｕの液相が生じる。このとき、第１耐弧性材料の少なくとも一部は、Ｃｕの融液に固溶する。また、第２耐弧性材料および添加材料は融けない。そして、成形体を冷却することによって、融液に固溶していた第１耐弧性成分３は、第２耐弧性成分４の周囲、添加成分５の周囲、ならびに第２耐弧性成分４および添加成分５の周囲以外の融液中に析出し、Ｃｕが固化される。その結果、図１に示すような、導電性マトリックス２、ならびに導電性マトリックス２中に形成される第１耐弧性成分３、第２耐弧性成分４、および添加成分５から構成される接点材料１を製造することができる。
【００４８】
このように、成形体を熱処理することによって、導電性材料は接点材料１における導電性マトリックス２、第１耐弧性材料は第１耐弧性成分３、第２耐弧性材料は第２耐弧性成分４、添加材料は添加成分５になる。
【００４９】
ここで、成形体の加熱温度がＴＣｕ−１００℃以上であると、第１耐弧性材料は導電性材料に固溶しやすくなる。成形体の加熱温度がＴＣｕ＋２００℃以下であると、加熱時において、成形体の形状は維持される。
【００５０】
上記した加熱温度における成形体の加熱時間は、例えば０．５時間以上１０時間以下であることがより好ましい。成形体の加熱時間が０．５時間以上であると、第１耐弧性材料は導電性材料に十分に固溶する。
【００５１】
次に、焼結溶浸法による接点材料１の製造方法Ｓ２０について以下に説明する。
【００５２】
焼結溶浸法による接点材料１の製造方法Ｓ２０は、混合物を用意する工程Ｓ２１（以下、用意工程Ｓ２１ともいう）と、混合物の成形体を得る工程Ｓ２２（以下、成形工程Ｓ２２ともいう）と、成形体に導電性材料を溶浸する工程Ｓ２３（以下、溶浸工程Ｓ２３ともいう）とを有する。
【００５３】
まず、用意工程Ｓ２１について説明する。
【００５４】
用意工程Ｓ２１で用意する混合物は、Ｃｒからなる第１耐弧性材料と第２耐弧性材料と添加材料とを含有する材料を混合したものである。用意工程Ｓ１１と同様に、用意工程Ｓ２１で用意する混合物は、市販品を混合して製造してもよいし、原料を粉砕および混合して製造してもよい。
【００５５】
次に、成形工程Ｓ２２について説明する。
【００５６】
成形工程Ｓ２２では、用意工程Ｓ２１で得られた混合物を成形して成形体を得る。成形工程Ｓ１２と同様に、成形工程Ｓ２２の成形方法は特に限定されるものではない。
【００５７】
次に、溶浸工程Ｓ２３について説明する。
【００５８】
溶浸工程Ｓ２３では、Ｃｕからなる導電性材料の融液を成形体に溶浸する。
【００５９】
導電性材料の溶浸方法は、接点材料を製造することができれば、特に限定されるものではない。例えば、導電性材料と成形体とが接触するように、成形体の上面および下面の少なくともいずれか一方の面に、板状や粒子状などの導電性材料を設置する。続いて、導電性材料および成形体を、上記した熱処理工程Ｓ１３と同様に、ＴＣｕ−１００℃以上ＴＣｕ＋２００℃以下に加熱する。溶浸における導電性材料および成形体の熱処理は、例えば非酸化性雰囲気中で行われる。
【００６０】
導電性材料および成形体を上記した温度範囲で加熱すると、導電性材料が融けて、Ｃｕの液相が生じる。Ｃｕの融液は、成形体に存在する気孔に入り込む。このとき、第１耐弧性材料の少なくとも一部は、Ｃｕの融液に固溶する。また、第２耐弧性材料および添加材料は融けない。そして、成形体を冷却することによって、Ｃｕが固化されて、接点材料１が得られる。
【００６１】
上記した加熱温度における導電性材料および成形体の加熱時間は、例えば０．５時間以上１０時間以下である。導電性材料の加熱時間が０．５ｈ以上であると、導電性材料の融液が成形体中に十分に浸み込み、第１耐弧性材料は導電性材料に十分に固溶する。
【００６２】
なお、ここでは、焼結溶浸法による製造方法Ｓ２０において、導電性材料が用意工程Ｓ２１で用意する混合物に含まれない例について説明したが、導電性材料は混合物に含まれてもよい。
【００６３】
次に、溶解法による接点材料１の製造方法Ｓ３０について以下に説明する。
【００６４】
溶解法による接点材料１の製造方法Ｓ３０は、用意工程Ｓ１１と、混合物を熱処理する工程Ｓ３２（以下、熱処理工程Ｓ３２ともいう）とを有する。
【００６５】
製造方法Ｓ３０の用意工程Ｓ１１は、上記した製造方法Ｓ１０の用意工程Ｓ１１と同様である。
【００６６】
次に、熱処理工程Ｓ３２について説明する。
【００６７】
熱処理工程Ｓ３２では、用意工程Ｓ１１で得られた混合物を、第１耐弧性材料であるＣｒの融点ＴＣｒ以上に加熱する。混合物の熱処理は、例えば非酸化性雰囲気中で行われる。
【００６８】
混合物を上記した温度範囲で加熱すると、導電性材料および第１耐弧性材料が融けて、ＣｕおよびＣｒの液相が生じる。このとき、Ｃｒの少なくとも一部は、Ｃｕの融液に固溶する。また、第２耐弧性材料および添加材料は融けない。
【００６９】
続いて、融液を冷却することによって、Ｃｕの融液に固溶していたＣｒが第２耐弧性成分の周囲、添加成分の周囲、ならびに第２耐弧性成分４および添加成分５の周囲以外のＣｕの融液中に析出し、Ｃｕが固化されて、接点材料１が得られる。
【００７０】
ここで、混合物の加熱温度がＴＣｒ以上であると、第１耐弧性材料が確実に融けるため、第１耐弧性材料はＣｕの融液に固溶しやすくなる。
【００７１】
上記した加熱温度における混合物の加熱時間は、例えば０．５時間以上１０時間以下である。混合物の加熱時間が０．５時間以上であると、混合物に含まれる気体が減少するため、接点材料のガス含有量が低下する。
【００７２】
また、製造方法Ｓ３０は、熱処理工程Ｓ３２の後に、接点材料を加熱する工程Ｓ３３（以下、加熱工程Ｓ３３ともいう）をさらに有してもよい。
【００７３】
加熱工程Ｓ３３は、熱処理工程Ｓ３２で得られた接点材料を、ＴＣｕ以下、好ましくはＴＣｕより４００℃低い温度（ＴＣｕ−４００℃）以上ＴＣｕより２０℃低い温度（ＴＣｕ−２０℃）以下に加熱する。接点材料１を上記した温度範囲で加熱すると、接点材料の残留応力が低下するため、接点材料の絶縁破壊電圧は増加する。接点材料の熱処理は、例えば非酸化性雰囲気中で行われる。
【００７４】
また、加熱工程Ｓ３３の加熱温度における接点材料の加熱時間は、例えば０．５時間以上１０時間以下である。接点材料の加熱時間が０．５時間以上であると、接点材料の残留応力が十分に低下する。
【００７５】
次に、焼結と焼結体の加圧とを繰り返す液相焼結法による接点材料１の製造方法Ｓ４０について以下に説明する。
【００７６】
製造方法Ｓ４０は、用意工程Ｓ１１と、成形工程Ｓ１２と、成形体を焼結する工程Ｓ４３（以下、焼結工程Ｓ４３ともいう）と、焼結体を加圧する工程Ｓ４４（以下、加圧工程Ｓ４４ともいう）と、加圧した焼結体を熱処理する工程Ｓ４５（以下、熱処理工程Ｓ４５ともいう）とを有する。
【００７７】
製造方法Ｓ４０の用意工程Ｓ１１および成形工程Ｓ１２は、上記した製造方法Ｓ１０の用意工程Ｓ１１および成形工程Ｓ１２とそれぞれ同様である。
【００７８】
次に、焼結工程Ｓ４３について説明する。
【００７９】
焼結工程Ｓ４３では、成形工程Ｓ１２で得られた成形体を加熱することによって、成形体を焼結し、焼結体を得る。成形体の焼結方法は、焼結体を得ることができれば、特に限定されるものではない。成形体の焼結は、例えば非酸化性雰囲気中で行われる。
【００８０】
成形体の加熱温度は、例えば８００℃以上１３００℃以下、さらには１０００℃以上１２５０℃以下である。成形体の加熱温度が８００℃以上であると、焼結性が向上する。成形体の加熱温度が１３００℃以下であると、成形体を構成する各材料が融けずに、成形体は焼結する。
【００８１】
また、上記した加熱温度における成形体の加熱時間は、例えば０．５時間以上１０時間以下である。成形体の加熱時間が０．５時間以上であると、焼結性が向上する。
【００８２】
次に、加圧工程Ｓ４４について説明する。
【００８３】
加圧工程Ｓ４４では、焼結工程Ｓ４３で得られた焼結体を加圧する。焼結体を加圧することによって、焼結体は圧縮する。そのため、加圧前の焼結体に比べて、加圧後の焼結体の大きさは小さい。焼結体の加圧方法は、焼結体を圧縮することができれば、特に限定されるものではない。例えば、加圧成形機で焼結体を加圧することによって、圧縮した焼結体を得ることができる。
【００８４】
焼結体を加圧する力は、例えば０．１ｔ／ｃｍ２以上１５ｔ／ｃｍ２以下、さらには１ｔ／ｃｍ２以上１０ｔ／ｃｍ２以下である。焼結体を加圧する力が０．１ｔ／ｃｍ２以上であると、焼結体が圧縮され、焼結体に含まれる気孔が減少する。焼結体を加圧する力が１５ｔ／ｃｍ２以下であると、加圧による焼結体の破損が抑制される。
【００８５】
次に、熱処理工程Ｓ４５について説明する。
【００８６】
熱処理工程Ｓ４５では、加圧工程Ｓ４４によって加圧した焼結体を熱処理する。この熱処理では、混合物からなる焼結体を、ＴＣｕ−１００℃以上ＴＣｕ＋２００℃以下、に加熱する。なお、熱処理工程Ｓ４５と上記した熱処理工程Ｓ１３との違いは、熱処理工程Ｓ４５が焼結体を熱処理するのに対して、熱処理工程Ｓ１３は成形体を熱処理することである。
【００８７】
熱処理工程Ｓ４５では、加圧して圧縮した焼結体、すなわち気孔率の低下した焼結体を熱処理する。そのため、接点材料について、電気伝導度は増加し、ガス含有量は低下する。
【００８８】
なお、製造方法Ｓ４０では、焼結工程Ｓ４３と加圧工程Ｓ４４とを複数回繰り返してもよい。すなわち、加圧工程Ｓ４４で加圧した焼結体を、焼結工程Ｓ４３で再度焼結してもよい。このように焼結工程Ｓ４３と加圧工程Ｓ４４とを複数回繰り返すことによって、接点材料の電気伝導度はさらに増加し、ガス含有量はさらに低下する。
【００８９】
このように、接点材料は、様々な製造方法によって製造することができる。そして、求められる接点材料の特性や接点材料の製造に使用する材料の種類などに応じて、接点材料の製造方法を適宜選択することができる。
【００９０】
次に、実施形態の真空バルブ用接点材料１（１ａ，１ｂ）を備える真空バルブについて説明する。
【００９１】
図２は、実施形態の真空バルブ用接点材料１ａ，１ｂを備える真空バルブ２１を模式的に示す断面図である。図３は、実施形態の真空バルブ用接点材料１ａ，１ｂを備える真空バルブ２１の接点構成を模式的に示す拡大断面図である。
【００９２】
図２に示すように、筒状の真空絶縁容器２２の両端開口面には、固定側の封着金具２３ａ、および可動側の封着金具２３ｂが、それぞれろう付けによって設けられている。固定側の封着金具２３ａには、固定側の通電軸２４ａが貫通固定されている。
【００９３】
図３に示すように、固定側の通電軸２４ａの下端部には、固定側の電極２５ａがろう材２６ａによって固着されている。また、固定側の電極２５ａの下面には、固定側の接点材料１ａがろう材２７ａによって固着されている。なお、固定側の電極２５ａは、固定側の通電軸２４ａにかしめ等によって圧着接続されてもよい。
【００９４】
また、固定側の接点材料１ａに対向して接離自在に、可動側の接点材料１ｂがろう材２７ｂによって可動側の電極２５ｂの上面に固着されている。可動側の電極２５ｂは、ろう材２６ｂによって、可動側の通電軸２４ｂの上端部に固着されている。なお、可動側の電極２５ｂは、可動側の通電軸２４ｂにかしめ等によって圧着接続されてもよい。
【００９５】
また、図２に示すように、可動側の通電軸２４ｂは、可動側の封着金具２３ｂの中央開口部を移動自在に貫通する。可動側の通電軸２４ｂと可動側の封着金具２３ｂの開口部との間には、伸縮自在のベローズ２８がろう付けによって設けられている。
【００９６】
また、固定側の接点材料１ａおよび可動側の接点材料１ｂを包囲する筒状のアークシールド２９の外周には、支持部材３０がろう付けされている。支持部材３０は、真空絶縁容器２２の内面から突き出た突出部２２ａに固定されている。
【００９７】
真空バルブ２１がこのような構成を有することによって、真空絶縁容器２２内を真空に保ちながら、可動側の接点材料１ａが固定側の接点材料１ｂと接離することができる。
【００９８】
真空バルブ２１は、例えば真空遮断器に適用することができる。耐電圧特性や遮断特性を向上させた接点材料１ａ，１ｂが真空遮断器の開閉器に使用されると、真空遮断器の特性は向上する。
【００９９】
上記したように、実施形態の接点材料および接点材料の製造方法によれば、接点材料は、第１耐弧性成分に取り囲まれる第２耐弧性成分および添加成分を含む。第２耐弧性成分が第１耐弧性成分に取り囲まれることによって、接点材料からの第２耐弧性成分の離脱や、接点材料の表面における亀裂などの発生は抑制される。また、添加成分が第１耐弧性成分に取り囲まれることによって、導電性マトリックス中に形成される第１耐弧性成分の微細化および均一性は向上する。そのため、接点材料の耐電圧特性や遮断特性は向上する。
【０１００】
以上説明した実施形態によれば、優れた耐電圧特性を有すると共に、耐弧性を向上させる物質を含有しても、電流遮断時の衝撃などによる当該物質の離脱や表面の亀裂の発生を抑制できる、真空バルブ用接点材料および真空バルブ用接点材料の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【０１０１】
以下、実施例を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されない。
【０１０２】
（実施例１）
実施例１では、液相焼結法によってＣｕ−３０Ｃｒ−１５Ｎｂ−１Ｍｏの接点材料Ｅ１を製造した。なお、元素記号の前の数字は質量％を示す。以下に、接点材料Ｅ１の製造方法を示す。
【０１０３】
まず、平均粒径７０μｍのＣｕ粒子と平均粒径１００μｍのＣｒ粒子と平均粒径５０μｍのＮｂ粒子と平均粒径１μｍのＭｏ粒子とを質量比５４：３０：１５：１で混合して、Ｃｕ粒子とＣｒ粒子とＮｂ粒子とＭｏ粒子とからなる混合物を得た。
【０１０４】
続いて、内径２５ｍｍの金型内に混合物を入れた。そして、１０ｔ／ｃｍ２の圧力で混合物を加圧して、成形体を得た。
【０１０５】
続いて、水素雰囲気中で、成形体を１２００℃で５時間加熱して、Ｃｕを溶融した。なお、このときの加熱温度１２００℃は、ＴＣｕより１１７℃高い温度であった。その後、加熱した成形体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｅ１を得た。
【０１０６】
図４は、接点材料Ｅ１の断面のＳＥＭ画像である。また、図５は、接点材料Ｅ１の断面におけるＣｕ元素をマッピングした画像であり、図６は、接点材料Ｅ１の断面におけるＣｒ元素をマッピングした画像であり、図７は、接点材料Ｅ１の断面におけるＭｏ元素をマッピングした画像である。
【０１０７】
具体的には、製造した接点材料Ｅ１を切断し、接点材料Ｅ１の切断面をＳＥＭで観察した画像を図４に示す。また、図４のＳＥＭ画像についてＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）による元素マッピングを行った画像を図５〜７に示す。図５〜７について、観察した部分における各元素の濃度が高いほど、当該部分は白色（淡色）になり、各元素の濃度が低いほど、当該部分は黒色（濃色）になる。
【０１０８】
図５〜７から、Ｃｒからなる第１耐弧性成分およびＭｏからなる添加成分は、Ｃｕからなる導電性マトリックス中に形成され、添加成分は、第１耐弧性成分に取り囲まれていた。また、図には示していないが、Ｎｂからなる第２耐弧性成分は、導電性マトリックス中に形成され、第１耐弧性成分に取り囲まれていた。また、第２耐弧性成分および添加成分を取り囲まずに、導電性マトリックス中に単独に分散している第１耐弧性成分も形成していた。
【０１０９】
また、接点材料Ｅ１の硬さを測定した。具体的には、製造した接点材料Ｅ１を切断し、接点材料Ｅ１の切断面のロックウェル硬さ（ＨＲＢ）を測定した。その結果、接点材料Ｅ１のＨＲＢは３０であった。
【０１１０】
また、接点材料Ｅ１について、耐電圧特性の試験を行った。具体的には、耐電圧特性の試験は、図２に示す真空バルブを模擬した真空チャンバに、直径２０ｍｍおよび厚さ３ｍｍの円柱状に加工した接点材料Ｅ１を１ｍｍのギャップを介して対向配置し、絶縁破壊電圧を１０回測定し、１０個の測定値の算術平均値を絶縁破壊電圧として算出した。後述する比較例１の接点材料Ｃ１の絶縁破壊電圧を１（基準）として、接点材料Ｅ１の絶縁破壊電圧は１．２倍であり、接点材料Ｅ１の耐電圧特性は向上した。
【０１１１】
（実施例２）
実施例２では、焼結溶浸法によってＣｕ−３０Ｃｒ−１５Ｎｂ−１Ｍｏの接点材料Ｅ２を製造した。以下に、接点材料Ｅ２の製造方法を示す。
【０１１２】
まず、平均粒径７０μｍのＣｕ粒子と平均粒径１００μｍのＣｒ粒子と平均粒径５０μｍのＮｂ粒子と平均粒径１μｍのＭｏ粒子とを質量比２３．４：５０：２５：１．６で混合して、Ｃｕ粒子とＣｒ粒子とＮｂ粒子とＭｏ粒子とからなる混合物を得た。
【０１１３】
続いて、内径２５ｍｍの金型内に混合物を入れた。そして、混合物を加圧して、相対密度５９〜６１％（６０±１％）の成形体を得た。
【０１１４】
続いて、成形体の上面に板状のＣｕ片を設置した。そして、水素雰囲気中で、成形体およびＣｕ片を１２００℃で加熱して、Ｃｕ片を溶融することによって、Ｃｕが成形体に溶浸した。その後、Ｃｕを溶浸した成形体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｅ２を得た。
【０１１５】
接点材料Ｅ２をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、接点材料Ｅ２では、接点材料Ｅ１と同様の組織がみられた。
【０１１６】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｅ２の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｅ２のＨＲＢは３５であった。また、後述する接点材料Ｃ１の絶縁破壊電圧を基準として、接点材料Ｅ２の絶縁破壊電圧は１．３倍であり、接点材料Ｅ２の耐電圧特性は向上した。
【０１１７】
（比較例１）
比較例１では、固相焼結法によってＣｕ−３０Ｃｒ−１５Ｎｂ−１Ｍｏの接点材料Ｃ１を製造した。以下に、接点材料Ｃ１の製造方法を示す。
【０１１８】
まず、実施例１と同様にして、混合物を得て、成形体を得た。
【０１１９】
続いて、水素雰囲気中で、成形体を１０５０℃で１時間加熱して、成形体を焼結した。なお、このときの加熱温度１０５０℃は、ＴＣｕより３３℃低い温度であった。また、この熱処理では、Ｃｕ粒子の液相は生じなかった。その後、加熱した成形体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｃ１を得た。
【０１２０】
接点材料Ｃ１をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、接点材料Ｃ１では、Ｎｂからなる第２耐弧性成分およびＭｏからなる添加成分は、Ｃｒからなる第１耐弧性成分に取り囲まれておらず、第１耐弧性成分と第２耐弧性成分と添加成分とがＣｕからなる導電性マトリックス中に分散していた。また、第１耐弧性成分の組織は、原料であるＣｒ粒子の形状および大きさとほぼ同様であり、第２耐弧性成分の組織は、Ｎｂ粒子の形状および大きさとほぼ同様であり、添加成分の組織は、Ｍｏ粒子の形状および大きさとほぼ同様であった。
【０１２１】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｃ１の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｃ１のＨＲＢは２０であった。
【０１２２】
このように、第１耐弧性成分が第２耐弧性成分の周りを覆っていることによって、接点材料Ｃ１に比べて、接点材料Ｅ１〜Ｅ２の硬さが向上した。そのため、接点材料Ｅ１〜Ｅ２からの第２耐弧性成分の離脱や、接点材料Ｅ１〜Ｅ２の表面における亀裂などの発生は抑制された。また、第１耐弧性成分が添加成分の周りを覆っていることによって、接点材料Ｃ１に比べて、第１耐弧性成分が微細かつ均一に析出された。そのため、接点材料Ｅ１〜Ｅ２の耐電圧特性は向上した。
【０１２３】
（実施例３）
実施例３では、溶解法によってＣｕ−２５Ｃｒ−５Ｎｂ−１Ｍｏ２Ｃの接点材料Ｅ３を製造した。以下に、接点材料Ｅ３の製造方法を示す。
【０１２４】
まず、平均粒径５０μｍのＣｕ粒子と平均粒径１００μｍのＣｒ粒子と平均粒径５０μｍのＮｂ粒子と平均粒径１μｍのＭｏ２Ｃ粒子とを質量比６９：２５：５：１で混合して、Ｃｕ粒子とＣｒ粒子とＮｂ粒子とＭｏ２Ｃ粒子とからなる混合物を得た。
【０１２５】
続いて、混合物３ｋｇをアルミナ製のルツボ内に入れた。そして、４００Ｔｏｒｒに減圧したアルゴン雰囲気中で、混合物を約１８００℃で加熱した。その後、融液を鋳型に流し込んで急冷した。こうして、接点材料Ｅ３を得た。
【０１２６】
接点材料Ｅ３をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、Ｎｂからなる第２耐弧性成分およびＭｏ２Ｃからなる添加成分は、Ｃｒからなる第１耐弧性成分に取り囲まれていた。また、第２耐弧性成分および添加成分を取り囲まずに、Ｃｕからなる導電性マトリックス中に単独に分散している第１耐弧性成分も形成していた。
【０１２７】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｅ３の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｅ３のＨＲＢは３５であった。また、後述する比較例２の接点材料Ｃ２の絶縁破壊電圧を基準として、接点材料Ｅ３の絶縁破壊電圧は１．４倍であり、接点材料Ｅ３の耐電圧特性は向上した。
【０１２８】
（実施例４）
実施例４では、溶解法によってＣｕ−２５Ｃｒ−５Ｎｂ−１Ｍｏ２Ｃの接点材料Ｅ４を製造した。以下に、接点材料Ｅ４の製造方法を示す。
【０１２９】
まず、実施例３と同様にして、接点材料Ｅ３を得た。
【０１３０】
続いて、水素雰囲気中で、接点材料Ｅ３を８００℃で加熱した。なお、このときの加熱温度８００℃は、ＴＣｕより２８３℃低い温度であった。その後、加熱した接点材料を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｅ４を得た。
【０１３１】
接点材料Ｅ４をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、接点材料Ｅ４では、接点材料Ｅ３と同様の組織がみられた。
【０１３２】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｅ４の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｅ４のＨＲＢは３３であった。また、後述する接点材料Ｃ２の絶縁破壊電圧を基準として、接点材料Ｅ４の絶縁破壊電圧は１．５倍であり、接点材料Ｅ４の耐電圧特性は向上した。
【０１３３】
（比較例２）
比較例２では、固相焼結法によってＣｕ−２５Ｃｒ−５Ｎｂ−１Ｍｏ２Ｃの接点材料Ｃ２を製造した。以下に、接点材料Ｃ２の製造方法を示す。
【０１３４】
まず、実施例３と同様にして、混合物を得た。
【０１３５】
続いて、内径２５ｍｍの金型内に混合物を入れた。そして、１０ｔ／ｃｍ２の圧力で混合物を加圧して、成形体を得た。
【０１３６】
続いて、水素雰囲気中で、成形体を１０５０℃で１時間加熱して、成形体を焼結した。その後、加熱した成形体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｃ２を得た。
【０１３７】
接点材料Ｃ２をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、接点材料Ｃ２では、Ｎｂからなる第２耐弧性成分およびＭｏ２Ｃからなる添加成分は、Ｃｒからなる第１耐弧性成分に取り囲まれておらず、第１耐弧性成分と第２耐弧性成分と添加成分とがＣｕからなる導電性マトリックス中に分散していた。
【０１３８】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｃ２の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｃ２のＨＲＢは３３よりも低かった。
【０１３９】
このように、第１耐弧性成分が第２耐弧性成分の周りおよび添加成分の周りを覆っていることによって、接点材料Ｃ２に比べて、接点材料Ｅ３〜Ｅ４の硬さおよび耐電圧特性は向上した。さらに、接点材料Ｅ３を熱処理することによって得られた接点材料Ｅ４では、残留応力が低下したため、耐電圧特性はさらに向上した。
【０１４０】
（実施例５）
実施例５では、焼結と焼結体の加圧とを繰り返す液相焼結法によってＣｕ−２０Ｃｒ−１０Ｖ−０．５Ｗの接点材料Ｅ５を製造した。以下に、接点材料Ｅ５の製造方法を示す。
【０１４１】
まず、平均粒径５０μｍのＣｕ粒子と平均粒径１００μｍのＣｒ粒子と平均粒径５０μｍのＶ粒子と平均粒径０．１μｍのＷ粒子とを質量比６９.５：２０：１０：０.５で混合して、Ｃｕ粒子とＣｒ粒子とＶ粒子とＷ粒子とからなる混合物を得た。
【０１４２】
続いて、内径２５ｍｍの金型内に混合物を入れた。そして、３ｔ／ｃｍ２の圧力で混合物を加圧して、成形体を得た。
【０１４３】
続いて、真空雰囲気中で、成形体を１０００℃で２時間加熱して、成形体を焼結した。なお、このときの加熱温度１０００℃は、ＴＣｕより８３℃低い温度であった。その後、加熱した成形体を自然に冷却した。こうして、焼結体を得た。
【０１４４】
続いて、１０ｔ／ｃｍ２の圧力で焼結体を加圧して圧縮した。
【０１４５】
続いて、真空雰囲気中で、加圧した焼結体を１２５０℃で２時間加熱して、Ｃｕを溶解した。なお、このときの加熱温度１２５０℃は、ＴＣｕより１６７℃高い温度であった。その後、加熱した焼結体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｅ５を得た。
【０１４６】
接点材料Ｅ５をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、Ｖからなる第２耐弧性成分およびＷからなる添加成分は、Ｃｒからなる第１耐弧性成分に取り囲まれていた。また、第２耐弧性成分および添加成分を取り囲まずに、Ｃｕからなる導電性マトリックス中に単独に分散している第１耐弧性成分も形成していた。また、添加成分を取り囲む第１耐弧性成分の組織の大きさと、単独に分散している第１耐弧性成分の組織の大きさとは、ほぼ同じであった。
【０１４７】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｅ５の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｅ５のＨＲＢは３０であった。また、後述する比較例３の接点材料Ｃ３の絶縁破壊電圧を基準として、接点材料Ｅ５の絶縁破壊電圧は１．６倍であり、接点材料Ｅ５の耐電圧特性は向上した。
【０１４８】
（比較例３）
比較例３では、固相焼結法によってＣｕ−２０Ｃｒ−１０Ｖ−０．５Ｗの接点材料Ｃ３を製造した。以下に、接点材料Ｃ３の製造方法を示す。
【０１４９】
まず、実施例５と同様にして、混合物を得た。
【０１５０】
続いて、内径２５ｍｍの金型内に混合物を入れた。そして、１０ｔ／ｃｍ２の圧力で混合物を加圧して、成形体を得た。
【０１５１】
続いて、水素雰囲気中で、成形体を１０５０℃で１時間加熱して、成形体を焼結した。その後、加熱した成形体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｃ３を得た。
【０１５２】
接点材料Ｃ３をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、接点材料Ｃ３では、Ｖからなる第２耐弧性成分およびＷからなる添加成分は、Ｃｒからなる第１耐弧性成分に取り囲まれておらず、第１耐弧性成分と第２耐弧性成分と添加成分とがＣｕからなる導電性マトリックス中に分散していた。
【０１５３】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｃ３の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｃ２のＨＲＢは３０よりも低かった。
【０１５４】
このように、第１耐弧性成分が第２耐弧性成分の周りおよび添加成分の周りを覆っていることに加えて、添加成分を取り囲む第１耐弧性成分の組織と単独に形成している第１耐弧性成分の組織とがほぼ同じ大きさであることによって、接点材料Ｃ３に比べて、接点材料Ｅ５の硬さおよび耐電圧特性は向上した。
【０１５５】
（実施例６）
実施例６では、液相焼結法によってＣｕ−２５Ｃｒ−１０Ｖ−２ＷＣの接点材料Ｅ６を製造した。以下に、接点材料Ｅ６の製造方法を示す。
【０１５６】
まず、平均粒径５０μｍのＣｕ粒子と平均粒径７０μｍのＣｒ粒子と平均粒径３０μｍのＶ粒子と平均粒径１０μｍのＷＣ粒子とを質量比６３：２５：１０：２で混合して、Ｃｕ粒子とＣｒ粒子とＶ粒子とＷＣ粒子とからなる混合物を得た。
【０１５７】
続いて、内径２５ｍｍの金型内に混合物を入れた。そして、１５ｔ／ｃｍ２の圧力で混合物を加圧して、成形体を得た。
【０１５８】
続いて、水素雰囲気中で、成形体を１１００℃で０．５時間加熱して、Ｃｕを溶融した。なお、このときの加熱温度１１００℃は、ＴＣｕより１７℃高い温度であった。その後、加熱した成形体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｅ６を得た。
【０１５９】
接点材料Ｅ６をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、Ｖからなる第２耐弧性成分およびＷＣからなる添加成分は、Ｃｒからなる第１耐弧性成分に取り囲まれていた。また、第２耐弧性成分および添加成分を取り囲まずに、Ｃｕからなる導電性マトリックス中に単独に分散している第１耐弧性成分も形成していた。
【０１６０】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｅ６の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｅ６のＨＲＢは３２であった。また、後述する比較例４の接点材料Ｃ４の絶縁破壊電圧を基準として、接点材料Ｅ６の絶縁破壊電圧は１．４倍であり、接点材料Ｅ６の耐電圧特性は向上した。
【０１６１】
（実施例７）
実施例７では、実施例６における平均粒径１０μｍのＷＣ粒子を、平均粒径１μｍのＷＣ粒子にした以外は、実施例６と同様の方法によって、Ｃｕ−２５Ｃｒ−１０Ｖ−２ＷＣの接点材料Ｅ７を製造した。
【０１６２】
接点材料Ｅ７をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、接点材料Ｅ７では、接点材料Ｅ６と基本的に同様の組織がみられた。具体的には、接点材料Ｅ６に比べて、接点材料Ｅ７では、ＷＣからなる添加成分の組織は微細であり、添加成分の周りを取り囲む第１耐弧性成分の組織は微細であった。
【０１６３】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｅ７の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｅ７のＨＲＢは３５であった。また、後述する接点材料Ｃ４の絶縁破壊電圧を基準として、接点材料Ｅ７の絶縁破壊電圧は１．６倍であり、接点材料Ｅ７の耐電圧特性は向上した。
【０１６４】
（比較例４）
比較例４では、固相焼結法によってＣｕ−２５Ｃｒ−１０Ｖ−２ＷＣの接点材料Ｃ４を製造した。以下に、接点材料Ｃ４の製造方法を示す。
【０１６５】
まず、実施例６と同様にして、混合物を得た。
【０１６６】
続いて、内径２５ｍｍの金型内に混合物を入れた。そして、１０ｔ／ｃｍ２の圧力で混合物を加圧して、成形体を得た。
【０１６７】
続いて、水素雰囲気中で、成形体を１０５０℃で１時間加熱して、成形体を焼結した。その後、加熱した成形体を自然に冷却した。こうして、接点材料Ｃ４を得た。
【０１６８】
接点材料Ｃ４をＳＥＭおよびＥＰＭＡで観察した。その結果、接点材料Ｃ４では、Ｖからなる第２耐弧性成分およびＷＣからなる添加成分は、Ｃｒからなる第１耐弧性成分に取り囲まれておらず、第１耐弧性成分と第２耐弧性成分と添加成分とがＣｕからなる導電性マトリックス中に分散していた。
【０１６９】
また、実施例１と同様に、接点材料Ｃ４の硬さの測定および耐電圧特性の試験を行った。その結果、接点材料Ｃ４のＨＲＢは３５よりも低かった。
【０１７０】
このように、第１耐弧性成分が第２耐弧性成分の周りおよび添加成分の周りを覆っていることによって、接点材料Ｃ４に比べて、接点材料Ｅ６〜Ｅ７の硬さおよび耐電圧特性は向上した。さらに、接点材料Ｅ７で用いたＷＣ粒子の平均粒径をＣｒ粒子の平均粒径の１／１０以下にすることによって、接点材料Ｅ７の耐電圧特性はさらに向上した。
【０１７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７２】
１，１ａ，１ｂ…真空バルブ用接点材料、２…導電性マトリックス、３，３ａ，３ｂ，３ｃ…第１耐弧性成分、４…第２耐弧性成分、５…添加成分、２１…真空バルブ、２２…真空絶縁容器、２２ａ…突出部、２３ａ，２３ｂ…封着金具、２４ａ，２４ｂ…通電軸、２５ａ，２５ｂ…電極、２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ…ろう材、２８…ベローズ、２９…アークシールド、３０…支持部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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