(57)【要約】【課題】高温安定性ニオブベース材料を提供する。【解決手段】燐が蓄積されたニオブワイヤである。【効果】前記にオブワイヤはニオブコンデンサまたは酸化ニオブコンデンサまたはタンタルコンデンサの接続ワイヤとして適している。【選択図】図１
2005264330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燐が蓄積されている高温安定性ニオブワイヤ。
【請求項２】
燐の含有量が約５０〜約２０００μｇ／ｇである請求項１記載のニオブワイヤ。
【請求項３】
燐が蓄積された高温安定性ニオブワイヤを製造する方法において、
ａ）ＰまたはＰ含有母合金を添加して電子線またはアーク放電で溶解するかまたは焼結することによりニオブにＰをドープするか、または
ｂ）すでにＰをドープしたＮｂ粉末を焼結し、
かつ得られた材料からワイヤを引き出すことを特徴とする燐が蓄積された高温安定性ニオブワイヤを製造する方法。
【請求項４】
引き出されたワイヤが０.２〜０.４ｍｍの直径を有する請求項３記載の方法。
【請求項５】
室温でワイヤの引き出しを行う請求項３記載の方法。
【請求項６】
ニオブコンデンサまたは酸化ニオブコンデンサまたはタンタルコンデンサの接続ワイヤとしての請求項１または２記載の燐が蓄積されたニオブワイヤの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高温安定性ニオブワイヤ、その製造方法およびニオブコンデンサまたは酸化ニオブコンデンサまたはタンタルコンデンサに接続するためのその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属粉末コンデンサを電気的に接続するために、耐熱金属からなるワイヤが使用される。ニオブコンデンサを製造する際のより粗い、従ってより安いＮｂ粉末の使用により１４００℃より高い焼結温度が使用される。一般にタンタルワイヤはこの高い温度に耐える。しかしタンタルはニオブに比べて約二倍の密度を有し、これが材料の消費を多くする。主にニオブからなる粉末材料を有する製造したコンデンサは、焼結した未加工品の完成した廃物としても経済的にタンタルから分離して、ニオブを再び再生工程に供給することができない。ニオブワイヤはこの課題を解決した。更にタンタル価格は激しい市場の価格変動にさらされ、前材料の費用の計算が困難であり、調整が困難である。従って全体としてニオブベースの価格に有利な出発材料を使用することが望まれる。前材料としてニオブの安定な価格のためにタンタルコンデンサでのニオブ接続ワイヤの使用が望まれる。
【０００３】
非ドープＮｂに関しては、１６００℃までのＴａおよびＷのためのろう接材料としての使用が公知である（非特許文献１参照）。しかしこの使用においては微粒子の安定性も両面曲げ負荷下の脆弱化および破断に対する安定性も要求されない。
【０００４】
ニオブワイヤは粉末アノードの接続にも勧められる。例えば付着を改良するために、約５０ｎｍの厚さで３５原子％の大きさの程度で表面の蓄積が達成されるように酸素で処理するニオブまたはタンタルからなるアノードワイヤが知られている（例えば特許文献１参照）。一般にニオブワイヤおよびタンタルワイヤは少量の酸素のみを有する。タンタルに関しては５０〜６００μｇ／ｇの酸素含量が示される。表面の蓄積は導電性のような一般的な特性に作用しないが、付着を高める。約１２５０℃の焼結温度が示される。ＯドープＮｂワイヤは約１３００℃の使用限界を有する（例えば特許文献２参照）。
【非特許文献１】Ｗｅｒｎｅｒ  Ｅｓｐｅ、Ｗｅｒｋｓｔｏｆｆｋｕｎｄｅ  ｄｅｒ  Ｈｏｃｈｖａｋｕｕｍｔｅｃｎｉｋ.  Ｂｄ.１.Ｍｅｔａｌｌ  ｕｎｄ  ｍｅｔａｌｌｉｓｃｈ  ｌｅｉｔｅｎｄｅ  Ｗｅｒｋｓｔｏｆｆｅ、ＶＥＢ  Ｄｔ.Ｖｅｒｌ.ｄ.Ｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ、１９５９
【特許文献１】米国特許第６３５８６２５号明細書
【特許文献２】ドイツ特許第１０３０４７５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って技術的に粗い粒子を形成せずに１４００℃より高い使用温度に耐え、同時に純粋なＮｂに匹敵する電気特性を有するニオブベースの適当な材料を見い出すことが課題である。前記材料は更にコンデンサ製造の間に曲げ処理に耐えるために、脆弱化または破断されてはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
意想外にも少ない燐の混合がすでに再結晶温度および粗い粒子形成の開始およびニオブでの粗い粒子形成の進行にかなりの影響を及ぼすことが示された。
【０００７】
ＰをドープしたＮｂは１４００℃／２０分の焼きなましの際にＡＳＴＭ９の粒度を示し、ＯをドープしたＮｂの場合は１２００℃で匹敵する粒度が達成され、ＮｂをドープしないＮｂの場合は９００℃で達成される。ＮｂＰにおいて１６００℃より高い温度で初めて顕著な粒子の粗粒化が開始する。
【０００８】
１６００℃においてなおＡＳＴＭ５の粒度が達成される。
【０００９】
本発明による材料を使用してＮｂコンデンサにおけるＮｂワイヤの広い範囲の使用可能性が得られる。前記材料は１６００℃までの温度で塊状の粗い粒子の形成を示さず、脆弱化せず、更にＴａコンデンサでの使用可能性が存在する。これはより小さい種類の場合に注目され、それはここでＴａワイヤの費用がかなり費用に貢献するからである。
【００１０】
ニオブのドーピングは、例えば
電子線の溶解中にＰまたはＰ含有母合金の添加により、または
アーク放電の溶解中にＰまたはＰ含有母合金の添加により、または
Ｎｂ粉末から焼結ブロックの製造中にＰまたはＰ含有母合金の添加により、または
すでにＰがドープされているＮｂ粉末から焼結ブロックの製造中に行う。
【００１１】
形成されるＰ含有合金は室温で０.１５〜０.４ｍｍの直径を有するワイヤに加工することができる。前記ワイヤは有利にニオブコンデンサまたは酸化ニオブコンデンサまたはタンタルコンデンサにおける接続ワイヤとして使用される。これらのコンデンサは金属粉末から製造する。（ワイヤと一緒の）焼結の後に金属の表面を二次成形、すなわちアノード酸化し、これによりきわめて薄いＮｂ２Ｏ５層もしくはＴａ２Ｏ５が誘電体として形成される。
【００１２】
以下の実施例により本発明を説明するが、実施例に限定されない。
【００１３】
約１０％のＰを含有する母合金を均一に添加してニオブ溶解ブロックにＰをドープする。Ｐ含有量１００〜２０００μｇ／ｇを有するニオブ合金が得られる。こうして製造したニオブ合金を室温で０.１５〜０.４ｍｍの直径範囲のワイヤに引き出す。
【００１４】
コンデンサ製造の際の本来の焼結工程にシミュレートした焼き鈍し試験によりこの合金の高温適合性を調べることができる。比較試料としてＮｂ（Ｎｂ標準）とＯ３０００μｇ／ｇを有するＮｂ（ＮｂＯ）を使用する。
【００１５】
結果を以下の表に示す。
【００１６】
【表１】
2005264330.tif 000003
【００１７】
この試験は約１５００℃まで粒子が安定であることを示し、１６００℃から粒子の脆弱化が開始する。機械的特性（曲げ数）は１６００℃での焼結後にコンデンサ製造の際の問題のない加工を保証するために十分である。
【００１８】
図１〜３は種々の温度で２０分間焼結後の直径０.２４ｍｍを有するワイヤとしての本発明のＰをドープしたニオブの機械的特性、強度および伸び、粒子の大きさ（ＡＳＴＭ）および曲げ数を示す。この実施例のワイヤでＰ含有量は３５０μｇ／ｇである。
（Ｒｍ＝引張り強さ、Ｒｐ０.２＝降伏強さ０.２％、Ａｌ２５４＝出発長さ２５４ｍｍに対する伸び）。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】種々の温度で２０分間焼結後の本発明のＰをドープしたニオブの強度および伸びを示す図である。
【図２】種々の温度で２０分間焼結後の本発明のＰをドープしたニオブの粒子の大きさを示す図である。
【図３】種々の温度で２０分間焼結後の本発明のＰをドープしたニオブの粒子の曲げ数を示す図である。
【図１】
2005264330.tif 000004
【図２】
2005264330.tif 000005
【図３】
2005264330.tif 000006