(57)【要約】【課題】優れた熱伝導性および耐熱性を保持するとともに、電気伝導効率を向上させた導波管の製造方法を得る。【解決手段】カーボン基材の表面に導電性に優れた金属を張りつけて成る複合カーボン材を接合して導波管を製造するようにした導波管の製造方法において、カーボン基材の仕切板の表面に中間金属の薄膜を配置する工程と、この中間金属の薄膜に高密度エネルギーのビームを照射・加熱して溶融させ、前記カーボン基材の表面に中間金属層を生成する工程と、前記工程で生成した中間金属層の表面に良導電体の金属板を張りつける工程とから複合カーボン材を形成し、この複合カーボン材を適宜組み合せて導波管を製造する。【選択図】　図１
2004032055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボン基材の表面に導電性に優れた金属を張りつけてなる複合カーボン材を接合して導波管を製造するようにした導波管の製造方法において、
カーボン基材の仕切板の表面に中間金属の薄膜を配置する工程と、
この中間金属の薄膜に高密度エネルギーのビームを照射・加熱して溶融させ、前記カーボン基材の表面に中間金属層を生成する工程と、
前記工程で生成した中間金属層の表面に良導電体の金属板を張りつける工程とから複合カーボン材を形成し、
この複合カーボン材を適宜組み合せて導波管を製造することを特徴とする導波管の製造方法。
【請求項２】
前記中間金属の薄膜に照射する高密度エネルギーは、レーザビームであることを特徴とする請求項１記載の導波管の製造方法。
【請求項３】
前記高密度エネルギーは、電子ビーム発生装置から得られた電子ビームであることを特徴とする請求項１記載の導波管の製造方法。
【請求項４】
カーボン基材の表面に中間金属を予備接合し、この中間金属の予備接合面に高密度エネルギーのビームを照射し、さらに溶融させて中間金属層を生成したことを特徴とする請求項１記載の導波管の製造方法。
【請求項５】
カーボン基材の表面に導電性に優れた金属を張りつけてなる複合カーボン材を接合して導波管を製造するようにした導波管の製造方法において、
カーボン基材の表面に中間金属の薄膜を高密度エネルギーのビームを照射して生成する工程と、
これら中間金属層同士をろう材なしで直接接合する工程と、
から複合カーボン材を形成し、
この複合カーボン材を適宜組み合せて導波管を製造することを特徴とする導波管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ加熱用の高周波伝送路等の構造物として採用される導波管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導波管は、真空容器内でプラズマを加熱する核融合装置などにおいて、高周波発振器から発振された高周波エネルギーを入射させるために用いられる。導波管はプラズマの熱により温度上昇するため、導波管の基材自体には優れた熱伝導性および耐熱性が要求される。また、導波管には電流を流す必要があるため、導波管基材の内表面には高い電気伝導性も要求される。
【０００３】
図８は一般的に採用されている導波管４０の斜視図であり、図９はその製作過程の一工程を示す図である。
導波管４０は、図８および図９に示すように複数の仕切板４１の両端部に銀ろう４３を介して側板４２を配置し、これらを複数段重ね合わせるようにして構成されている。
【０００４】
従来、導波管４０の基材材料としては高い熱伝導性を有する銅（Ｃｕ）または高い耐熱性を有するモリブデン（Ｍｏ）などを採用している。導波管４０の基材をＣｕにより生成した場合、Ｃｕ自体が高い電気伝導性を有するので導波管４０の内表面にはさらにＣｕ層を生成する必要がない。しかしその反面、基材をＣｕにより生成した場合には、高耐熱性を得ることができない。
【０００５】
一方、導波管基材にモリブデンを適用した場合、モリブデン（Ｍｏ）自体の電気伝導率は低いため、基材表面に電気伝導率の高いＣｕ層を生成する必要がある。そこで、近年、熱伝導性および耐熱性の両特性に優れたカーボンあるいは最近開発されたカーボンファイバ・カーボン・コンポジット（以下、ＣＦＣと呼ぶ。）を導波管の基材材料として適用することが試みられている。
ＣＦＣはカーボンファイバを編み平面状繊維とし、この平面状繊維を複数枚積層した後、カーボンを含浸させて形成したものである。
【０００６】
カーボン材料を導波管の基材材料として用いた場合、カーボンあるいはＣＦＣ基材を形成する炭素とＣｕ層を生成する銅とが直接反応しないため、カーボンあるいはＣＦＣ基材とＣｕ層との間にチタン（Ｔｉ）等の活性な金属を含む中間金属層を介在させた上で真空炉に入れて８００℃から１０００℃前後で加熱することにより、カーボンあるいはＣＦＣ基材とＣｕ層とをろう付あるいは反応接合により接合している。
【０００７】
導波管４０は図８に示すように中空の方形状に形成されるため、形成後内側表面に中間金属層やＣｕ層を生成することは技術的に困難である。このため、通常次のような方法で導波管４０を製造している。
【０００８】
まず、導波管４０の構成部品である仕切板４１および側板４２を単体の状態で各々の表面に中間金属層およびＣｕ層を生成し、その後この表面処理された構成部品を組み立てて導波管としている。
【０００９】
最近ではシリコン（Ｓｉ）、酸化アルミニューム（Ａｌ２Ｏ３）などのＬＳＩ構成材料と熱膨張率が整合し、３００Ｗ／ｍＫを超える熱放散性に優れた基板材料としてカーボン（ＣＦＣコンポジット）と金属を接合した電子デバイス用基板材料が開発されている。カーボンとＣｕとを複合させる技術の一例として、カーボンの表面にＣｕの薄板をホットプレス装置により拡散接合する技術がある。
この方法はカーボンとＣｕの間にＭｏやステンレス（ＳＵＳ）箔をインサート金属として、同時に拡散接合することにより製作されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カーボンは粉砕したコークスと結合材とをミキシングしたうえで加圧成形し、さらに高温焼成して焼き固め、その後板状などの所定の形状に加工して製造されるため、圧延加工した金属のように緻密ではなくスポンジのようにポーラス即ち多孔性であるため、前述のようにＴｉあるいはＣｕを液相が生じるような高温でろう付あるいは反応接合すると、そのポーラスな部分（すなわち、隙間部分）に溶融金属が浸入（流れ込み）し、導波管に使用するカーボンからなる仕切板の板厚が例えば３ｍｍとすると、板厚方向に溶融金属が浸入してカーボンの持つ耐熱性が劣ることになる。
【００１１】
その一例を図１０および図１１を用いて説明する。なお、図１０は段取り状況、図１１は高温処理した後の仕切板の状況を示す断面を示す。
図１０において、板厚が約３ｍｍのカーボンで成形された仕切板４１の上に、中間金属層を生成するためにＴｉ―Ｃｕの箔または粉末の中間金属４４を配置し、これらを反応接合させるために真空炉４５内で高温処理する。９００℃以上の高温で処理すると仕切板４１上の中間金属４４のＴｉ−Ｃｕは共晶により融液（液相）が生じ、その融液はカーボンの仕切板４１と反応して接合し一体化する。その際、その融液および反応層は図１１の断面図の符号４６で示すように、板厚方向の一部分あるいは全体に亘って浸入し、冷却とともに凝固する。
【００１２】
この結果、Ｃｕ−Ｔｉを含んだカーボンからなる導波管４０では、耐熱性が劣ることになり、導波管４０を用いて核融合装置内のプラズマを加熱する際、その一部が溶融することで導波管４０の構造・形状が崩れるか、あるいは溶融することで核融合装置内の高真空状態が悪化し、機能を損ねるなどの問題を生じかねない。
【００１３】
また、ＣＦＣ基材は耐熱性および熱伝導性が良好である反面、平面加工をしても繊維の跡が残り、その結果、電気伝導効率の低下とともに寸法精度の高い導波管を製造することが困難であった。
【００１４】
導波管４０は伝送する周波数に応じて高精度の寸法が要求されるため、断面形状および断面積を精密に規定し、これを１段または数段重ねて導波管を構成し、高精度の寸法を確保している。
【００１５】
しかし、ＣＦＣ基材は前述したようにカーボンファイバを編んで平面繊維とし、平面繊維を積層後、繊維内にカーボンを含浸させたものであるため、金属表面のような平らな表面が得られず、その結果、電気伝導効率の低下を招いていた。また、ＣＦＣ基材の表面に中間金属層およびＣｕ層を生成した場合であっても、ＣＦＣ繊維の跡が残存するため、電気伝導効率が低下する原因となっていた。
【００１６】
一方、ＣＦＣ基材中の繊維跡を残存させないために、中間金属層およびＣｕ層の厚みを厚くする工夫も行われている。この場合、ＣＦＣ基材と中間金属層およびＣｕ層との物性値の大きな違いに起因して両者間での剥離が生じ、導波管の品質低下の一因となっていた。因みに導波管の代表的な寸法は厚さ数ｍｍ程度、長手方向に数十ｃｍ以上であり、特に、ＣＦＣ基材上に生成した中間金属層およびＣｕ層が剥離し易かった。
【００１７】
また、ＣＦＣ基材上に中間金属層およびＣｕ層を強固に密着させ、剥離を防止するために各層を強固に密着させると、ＣＦＣ基材の繊維間での剥離が生じ、導波管の品質が低下する原因となっていた。
【００１８】
さらに、Ｃｕ層を生成する際にメッキ等の方法を用いた場合には、ＣＦＣ基材の表面全体にＣｕ層を均一に生成することが困難となり、電気伝導率の低下が生じるという問題を有していた。
【００１９】
また、前述した電子デバイス用基板材料用に開発されたカーボン材料に金属を拡散接合する方法で仕切板および側板を製作し、これらの材料を用いて導波管を製作すべく、ろう付を行った結果、７００℃〜８００℃のろう付の温度に対して、カーボンと金属の拡散接合部から一部剥離する不具合が生じた。特にその箇所は角部に現れ、ろう付時の高温における熱応力の発生により剥離したものと思われる。このようにホットプレスによる固相拡散接合した材料は、プラズマを加熱するための高周波伝送路として採用される導波管に適用するには、まだ、信頼性に乏しいと言わざるを得ない。
【００２０】
本発明は、以上述べた問題点を解決するためになされたものであり、優れた熱伝導性および耐熱性を保持するとともに、電気伝導効率を向上させた導波管の製造方法を得ることを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく種々研究した結果、カーボンあるいはＣＦＣ基材上に活性な金属であるＴｉなどを含む中間金属層を生成する際、カーボンあるいはＣＦＣ基材全体を加熱することなく、中間金属層が得られる必要最小限の範囲である表面のみを高密度エネルギーであるビームを照射して、加熱範囲を制御することでして接合することでカーボンあるいはＣＦＣ基材と中間金属層との接合を強固とし、中間金属層の剥離を防止できることを見い出し、本発明を完成させた。なお、上記した中間金属層は、少なくとも４族の金属元素から選択される１種の元素およびＣｕを含む材料から成ることを特徴とする。４族の金属元素は、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの元素が挙げられるが、特に、Ｔｉを用いることが望ましい。
【００２２】
すなわち、請求項１に係わる導波管の製造方法の発明は、カーボン基材の表面に導電性に優れた金属を張りつけて成る複合カーボン材を接合して導波管を製造するようにした導波管の製造方法において、カーボン基材の仕切板の表面に中間金属の薄膜を配置する工程と、この中間金属の薄膜に高密度エネルギーのビームを照射・加熱して溶融させ、前記カーボン基材の表面に中間金属層を生成する工程と、前記工程で生成した中間金属層の表面に良導電体の金属板を張りつける工程とから複合カーボン材を形成し、この複合カーボン材を適宜組み合せて導波管を製造することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項２に係わる導波管の製造方法の発明は、請求項１において前記中間金属の薄膜に照射する高密度エネルギーは、レーザビームであることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項３に係わる導波管の製造方法の発明は、請求項１において前記高密度エネルギーは、電子ビーム発生装置から得られた電子ビームであることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項４に係わる導波管の製造方法の発明は、請求項１においてカーボン基材の表面に中間金属を予備接合し、この中間金属の予備接合面に高密度エネルギーのビームを照射し、さらに溶融させて中間金属層を生成したことを特徴とする。
【００２６】
さらに、請求項５に係わる導波管の製造方法の発明は、カーボン基材の表面に導電性に優れた金属を張りつけて成る複合カーボン材を接合して導波管を製造するようにした導波管の製造方法において、カーボン基材の表面に中間金属の薄膜を高密度エネルギーのビームを照射して生成する工程と、これら中間金属層同士をろう材なしで直接接合する工程と、から複合カーボン材を形成し、この複合カーボン材を適宜組み合せて導波管を製造することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る導波管の製造方法について、図１ないし図７を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１はＹＡＧレーザ加工機を用いて、導波管用仕切板の表面に中間金属層を生成する工程を概念的に示す図である。
【００２８】
図１において、１０はＹＡＧレーザ加工機であり、駆動電源１０−１、励起ランプ１０−２、ＹＡＧレーザロッド１０−３およびミラー１０−４などにより構成した共振器からレーザビームＢ１を出力する。このレーザビームＢ１はダイクロイックミラー１０−５によってビーム照射方向を制御された後、集光レンズ１０−６を経て所定の形状のレーザビームＢ２に形成されて被照射部と成る導波管構成部品としての仕切板１の表面に裁置された中間金属２に照射され、これを加熱溶融するように機能する。
【００２９】
本発明では、ＹＡＧレーザ加工機１０から出力されたレーザビームＢ２が、その単位面積当たりのエネルギー密度が１０６〜１０８Ｗ／ｃｍ２と高いことおよび駆動電源１０−１の入力を電気的に制御したり、ミラー１０−５を可変させることにより加熱および照射範囲を制御することが可能で、しかも集光レンズ１０−６を可変にしてパワー密度を制御することができる点に注目して、仕切板１の上に載せた中間金属２のＴｉ−Ｃｕの箔（またはパウダー）のみ、あるいは中間金属２とカーボンの極く表面部分等を溶かして中間金属層３を生成し、中間金属２と仕切板１とを接合し一体化させるようにしたものである。
【００３０】
なお、上記した中間金属２は、少なくとも４族の金属元素から選択される１種の元素およびＣｕを含む材料から成ることを特徴とする。ここで４族の金属元素とは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの元素が挙げられるが、このうち特にＴｉを用いることが望ましい。
【００３１】
以下、本実施の形態における仕切板１の表面に中間金属層３を生成する工程について説明する。
まず、第１の工程で、カーボンから成る仕切板１の上部表面に中間金属２であるＴｉおよびＣｕを１：３の割合で配合した厚さ約５００ミクロンのＴｉ―Ｃｕの箔を載せる。
【００３２】
次に、第２の工程で、この中間金属２に対してＹＡＧレーザ加工機１０から出力１キロワットのレーザビームＢ２を照射して溶融温度９００℃以上に加熱し、中間金属２を溶融させる。この溶融した中間金属２はカーボンとの反応による接合およびカーボンのポーラスな部分へ浸入してアンカー効果などで接合し、仕切板１と強固に接合して一体化し、中間金属層３を生成する。
【００３３】
この加工に際し、図示していないがアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気が得られるチャンバー内でレーザビームＢ２を被照射部に照射することにより、中間金属２の酸化を防止する。
【００３４】
図２は上述した工程により得られた仕切板１の断面図である。この仕切板１は片面ずつレーザビームを照射、加熱して中間金属２を溶融させて両面に中間金属層（網目部分）３を生成した状態を示す。
【００３５】
図３は同様にして得られた側板４の断面図であり、三面に中間金属層５を生成した状態を示す。
さらに、第３の工程において、上記のようにして生成された仕切板１の中間金属層３、側板４の中間金属層５のそれぞれの上面にさらに図４、図５で示すように、電気伝導性に優れたＣｕの薄板６および７を張りつける。
【００３６】
Ｃｕの薄板６および７を張りつける方法としては、Ｃｕの薄板などのバルク材をろう付あるいは拡散接合などの接合法、あるいはメッキなどの化学的な蒸着法（ＣＶＤ）やイオンプレーティングのような物理的な蒸着法（ＰＶＤ）など多種の方法がある。これらの方法のうち、いずれの方法であっても仕切板１および側板４から成る導波管の内面に電気伝導性に優れるＣｕを張ることができるのであれば張りつけ方法にはこだわらない。
【００３７】
ただし、ろう付あるいは拡散接合など高温で接合する場合は、当然のことながら中間金属層３、５の成分が溶融あるいは中間金属層３、５と仕切板１、側板４の基材であるカーボンあるいはＣＦＣとの反応熱により液相が生成しない温度以下の条件で接合する必要がある。
【００３８】
Ｃｕを張りつける温度をできるだけ低く抑える方法の一例として溶射法によるＣｕ層の厚膜生成方法を挙げることができる。この溶射法によりＣｕ層を生成した後、Ｃｕ層表面を機械加工して凹凸のない平坦面に仕上げることで電気伝導効率の向上が図れ、その結果導波管の性能を向上できる。
【００３９】
なお、溶射法として、高速ガス炎溶射（ＨＶＯＦ）のような溶射粒子速度の大きい溶射法を用いた場合は、下地の中間金属層が削り取られる場合があるので、大気溶射（ＡＰＳ）のような溶射粒子速度の小さい溶射法を用い、良好な品質のＣｕ層を得るようにしなければならない。
以上の工程で生成する中間金属層３、５の上に張りつけるＣｕ薄板６、７の厚みは、数十ミクロンから数百ミクロンであれば導波管としての機能は満足する。
【００４０】
なお、図４、図５は仕切板１および側板４のそれぞれの中間金属層３、５の上に、２００ミクロンのＣｕの箔６、７を真空度１×１０−２Ｐａ以下、温度８００℃、接合面の加圧力２ｋｇ／ｃｍ２、保持時間１Ｈの条件下で拡散接合した場合の断面形状を示す。
【００４１】
図６は、上述した工程で製作した仕切板１および側板４を用いて、導波管を製作する工程を説明する図である。
導波管８は、図６に示すように仕切板１と側板４とを両者間に挿入したろう材９を用いてろう付接合する。ろう付に際しては接合面および仕切板１および側板４のＣｕ層６、７が酸化しないように、真空中あるいはガス雰囲気中で行う。
【００４２】
発明者らは、１０−２Ｐａ台以下の真空が得られる真空炉を用い、ろう材には中間金属層の共晶温度９００℃、Ｃｕ層を張りつけた温度の８５０℃以下でろう付が可能な銀ろう材を使用してろう付けをした。
【００４３】
使用した銀ろうは液相（溶融）温度７１０℃（固相温度６２０℃）のインジウム（Ｉｎ）１４．５％、銅（Ｃｕ）２４％、銀（Ａｇ）６１．５％のインジウム入り銀ろうの低温ろうを用いた。
【００４４】
ろう付は上記ろう材の５０ミクロンの箔を用い、真空度５×１０−３Ｐａ以下の真空雰囲気でろう付温度７３０℃、接合面加圧力３００ｇ／ｃｍ２、保持時間１０分で行った。冷却は室温まで炉冷で行ったが、カーボンおよびＣｕ層との線膨張係数の大きな違いを考慮し、冷却速度３℃／ｍｉｎ以下の徐冷で行った。
ろう付後、導波管８の外観検査や間口などの寸法検査を行ったが、設計仕様を満足する外観および所定の形状が得られたことを確認できた。
【００４５】
なお、上述の例では中間金属２として箔を用いたが、箔に限定する理由はなく、レーザビームで容易に溶融させることができれば粉あるいはその他の形状でもよい。
【００４６】
また、中間金属２を溶融させるレーザビームＢ２の照射条件や導波管８を製作するための仕切板１および側板４のろう付条件などは、前述した条件に限定されるものではなく、その条件の前後あるいはその他の条件、さらには他のろう材を使用しても上記と同様の方法が実施可能でかつ同様の効果が得られる。
【００４７】
以上述べたように、本実施の形態によれば、単位面積当たりのエネルギー密度が高いＹＡＧレーザ加工機１０のレーザビームＢ２を用いて、仕切板１の上に載せた中間金属２のＴｉ−Ｃｕの箔（またはパウダー）を溶かし、中間金属２と仕切板１とを接合し一体化させるようにしたので、ＣＦＣ基材上に生成した中間金属層３の剥離を防止し、かつ、ＣＦＣ基材の繊維間での剥離を防止できるため、高品質の導波管を得られる。また、高耐熱性および高熱伝導性を保持し、かつ、高い電気伝導効率を有する導波管８を得られるため、核融合装置などに導波管８を適用することで、装置の冷却性能、耐久性、製品寿命の向上を図ることができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、特に図示しないが、図１中に示した励起ランプ１０−２を高出力レーザダイオード（ＬＤ）に置き換えてレーザを発生させたものであり、仕切板および側板に中間金属層を製造する工程は図１の場合と特に変らないので説明は省略する。
【００４９】
なお、このレーザダイオード励起のレーザビームの特徴は、集光レンズを通す前のミラーから出力されるビームが１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の矩形状のビーム形状である。
【００５０】
したがって、このような矩形状のビームを用いることで幅広い、かつ溶け込み深さが浅い平坦な加熱範囲が得られるために、平面を加熱するのに最適なビームが得られる。また、レーザダイオード励起方式は図１で説明した励起ランプ方式に比べ、装置がコンパクトになり、導波管を構成する仕切板および側板の製造設備スペースが小さくできるなどの効果もある。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図７は本発明の第３の実施の形態を示す図である。
本実施の形態は、図１のＹＡＧレーザ加工装置に替えて電子ビーム発生装置２０の電子ビームにより、被加工物である仕切板１、側板４に照射・溶融して加工するものである。
【００５２】
電子ビーム発生装置２０は、図７に示すように、電気的に加熱されたタングステンから成る陰極フィラメント２０−１をフィラメント加熱電源２０−２により加熱して、陰極フィラメント２０−１から放出される熱電子を、陰極フィラメント１８と陽極２０−３間に印加した６０から１５０ｋＶの高電圧で加速したのちに、集束レンズ２０−４で細く絞り、偏向レンズ２０−５を通して被加工物（中間金属）２に衝突させ、電子ビームｅＢの運動エネルギーを熱エネルギーに変換させ、その熱で溶融して加工するものである。図中２０−６はグリッド電極、２０−７はグリッド電圧電源、２０−８は高電圧電源を示す。なお、陰極フィラメント１８、陽極２０−３およびグリッド電極２０−６から成る部分を特に電子銃２０−９と総称している。
【００５３】
この電子銃２０−９から放出された電子ビームｅＢのエネルギー密度は１０８〜１０９Ｗ／ｃｍ２であり、熱加工源としては実用上、最も高いエネルギー密度である。
【００５４】
電子ビームｅＢは電子銃２０−９から被加工物１、４までに雰囲気ガスの分子と衝突しエネルギーのを失い、かつ散乱してエネルギー密度が弱まるので、実用上、被加工物１、４が収容される真空容器（加工室）３０内は、真空ポンプ３１により１０−２Ｐａ台以下の真空に減圧されている。
【００５５】
このように、真空排気した真空容器３０の中で、第１の実施の形態と同様に、まず、導波管１６の構成部品であるカーボンから成る仕切板１の上にＣｕ−Ｔｉの厚さ約５００ミクロンの箔である中間金属２を載せ、次に出力１キロワット程度の電子ビームｅＢを照射することにより、中間金属２を溶融温度９００℃以上に加熱して溶融させるとともに、カーボンとの反応による接合およびカーボンのポーラスな部分への溶融金属の浸入によるアンカー効果などで接合させ、中間金属２と仕切板１とを中間金属層４を介して強固に接合一体化させる。
【００５６】
なお、電子ビームを利用した加工機は、原理的には真空中で加工を行うため、電子ビームの加熱により中間金属およびカーボンの溶融部へのガスの巻きこみやブローホールなどの欠陥の発生、あるいは溶融部の酸化などが抑制できる。したがって、カーボンおよび中間金属を健全かつ強固に接合することのできるが複合カーボン材を得ることができる。電子ビームｅＢはレーザビームと異なり、集束レンズ２０−４あるいは偏向レンズ２０−５の電流を制御することで、その形状や大きさを容易に変えることができるため、溶融部の範囲や深さを所望のものにすることができる。
【００５７】
（第４の実施の形態）
この第４の実施の形態は、導波管を構成するカーボンから成る仕切板および側板の上にＴｉおよびＣｕを１：３の割合で配合した中間金属の薄板を、真空にした真空容器内で加熱・加圧してカーボンと中間金属を拡散接合して強固に接合し、その後、レーザビームあるいは電子ビームなどの高エネルギー密度のビームを照射して、中間金属およびカーボンの極く表面部分を溶融させて、中間金属層を介して中間金属とカーボンを強固に接合させるようにしたものである。
【００５８】
本実施の形態によれば、中間金属は事前に強固に密着・接合されているので、その中間金属部に高密度エネルギービームを照射・加熱する際、中間金属が剥離するようなことはなく、安定して照射・加熱することができる。したがって、ビームによる中間金属層の溶融部は、溶融範囲、溶融深さにおいては均一性が得られるため、その後、中間金属層とＣｕ層および導波管を製作するための仕切板および側板の接合も安定したものが得られるために、耐熱性あるいは寸法精度に優れた導波管が得られる。
【００５９】
なお、本実施例では拡散接合で中間金属を接合した例を説明したが、拡散接合に限定することなく、真空ろう付や溶射などを用いてカーボンの表面に中間金属層を生成しても上記と同様の効果が得られる。
【００６０】
（第５の実施の形態）
本実施の形態は、導波管を構成するカーボンなどから成る仕切板および側板の表面にＴｉ−Ｃｕなどから成る中間金属層を高密度エネルギーであるレーザビームあるいは電子ビームなどのビームを用いて、照射・加熱し溶融させて生成し、これら側板および仕切板を真空ろう付で接合して導波管を製造する。
【００６１】
第１の実施例では中間金属層の上にＣｕ層を生成した後に、仕切板および側板をろう付で接合した例を示したが、本実施の形態では中間金属層同士をろう材を用いて直接、ろう付して工程を省略することで、製造コストの低減および製造納期の短縮を図ったものである。
【００６２】
また、中間金属層同士を直接、ろう材なしでろう付あるいは拡散接合などで接合することも可能であり、この方法を採用すると、製造コストおよび製造納期の短縮などを図ることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導波管の製造方法によれば、導波管を構成するカーボンなどから成る仕切板および側板の表面にＴｉ−Ｃｕなどから成る中間金属層を高密度エネルギーであるレーザビームあるいは電子ビームなどのビームを用いて、照射・加熱し溶融させて生成したので、ＣＦＣ基材上に生成した金属層の剥離、ＣＦＣ基材の繊維間での剥離を防止できるので、高品質の導波管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる導波管を構成する仕切板の製造工程の概要図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる仕切板の製造工程で得られた仕切板の断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる側板の製造工程で得られた側板の断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる仕切板の製造工程で得られた仕切板の断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる側板の製造工程で得られた側板の断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる導波管を製造する工程を示す断面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる導波管構成部品の製造工程を示す構成図。
【図８】一般に採用されている導波管の形状を示す斜視図。
【図９】従来方法による導波管の製造方法を示す導波管の構成図。
【図１０】従来方法による導波管の構成部品の製造方法を示す構成図。
【図１１】従来方法による導波管の構成部品の断面図。
【符号の説明】
１…仕切板、２…中間金属、３…中間金属層、４…側板、５…中間金属層、６…Ｃｕ層、７…Ｃｕ層、８…導波管、９…ろう材、１０…ＹＡＧレーザ加工装置、１０−１…駆動電源、１０−２…励起ランプ、１０−３…ＹＡＧレーザロッド、１０−４…ミラー、１０−５…ダイクロミラー、１０−６…集光レンズ、Ｂ１…ビーム、Ｂ２…レーザビーム、２０…電子ビーム発生装置、２０−１…フィラメント、２０−２…加熱電源、２０−３…陽極、２０−４…集束レンズ、２０−５…偏向レンズ、２０−６…グリッド電極、２０−７…グリッド電源、２０−８…高電圧電源、２０−９…電子銃、３０…加工室、３１…真空ポンプ、ｅＢ…電子ビーム、４０…導波管、４１…仕切板、４２…側板、４３…ろう材、４４…中間金属、４５…真空炉、４６…浸入深さ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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