(57)【要約】【課題】  工業的に価値のある低コストで、かつ、Ａｇ−Ｃｕ２元合金に比べて固相線温度の高い接合材、接合材の製造方法、およびこの接合材を用いた真空バルブを提供する。【解決手段】  ＣｕとＮｉを配合重量比８３．５：１６．５で溶解して得たＣｕ−Ｎｉ合金の均質な液相に対して固体のＡｇを配合重量比が４５．５：５４．５となるように均質に溶解する。このＡｇの溶解はＡｒ雰囲気下にて行う。得られたＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金溶融液を連続鋳造してＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材とする。この接合材は、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）組成比が重量分率において０．５５〜０．６５の範囲にあり、Ｎｉ含有量が５〜８ｗｔ％の範囲である。このようにして、Ａｇ−Ｃｕ２元合金に比べて固相線温度の高い接合材が得られる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金接合材において、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）組成比が重量分率において０．５５〜０．６５の範囲にあり、Ｎｉ含有量が５〜８ｗｔ％の範囲であることを特徴とする接合材。
【請求項２】
Ｎｉ含有量が５ｗｔ％以上のＣｕを主成分とする相の粒子が存在する第１の領域と、この第１の領域の間に存在しＡｇを主成分とするマトリックスとＮｉ含有量が１ｗｔ％以下のＣｕを主成分とする相で構成される第２の領域からなり、前記第１の領域が４０ｖｏｌ％以上を占めることを特徴とする接合材。
【請求項３】
ＮｉとＣｕを溶解してＣｕ−Ｎｉ合金の溶融体を製造する第１の工程と、前記Ｃｕ−Ｎｉ合金にＡｇを添加してＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を製造する第２の工程と、前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を鋳造することによりＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金を製造する第３の工程とを備えたことを特徴とするＮｉを５〜８ｗｔ％含有するＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材の製造方法。
【請求項４】
前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を鋳造することによりＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金を製造する第３の工程を連続鋳造にて行うことを特徴とする請求項３に記載のＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材の製造方法。
【請求項５】
前記Ｃｕ−Ｎｉ合金にＡｇを添加してＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を製造する第２の工程を不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材の製造方法。
【請求項６】
２〜４ｗｔ％のＳｎを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接合材。
【請求項７】
ＮｉとＣｕを溶解してＣｕ−Ｎｉ合金の溶融体を製造する第１の工程と、前記Ｃｕ−Ｎｉ合金にＡｇを添加してＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金の溶融体を製造する第２の工程と、前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金にＳｎを添加してＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を製造する第３の工程と、前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を鋳造することによりＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金を製造する第４の工程とを備えたことを特徴とするＮｉを５〜８ｗｔ％含有するＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金接合材の製造方法。
【請求項８】
ＮｉとＣｕを溶解してＣｕ−Ｎｉ合金の溶融体を製造する第１の工程と、前記Ｃｕ−Ｎｉ合金にＳｎを添加して均質なＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金の溶融体を製造する第２の工程と、前記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金にＡｇを添加してＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を製造する第３の工程と、前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を鋳造することによりＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金を製造する第４の工程とを備えたことを特徴とするＮｉを５〜８ｗｔ％含有するＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金接合材の製造方法。
【請求項９】
前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を鋳造することによりＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金を製造する第４の工程を連続鋳造にて行うことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＮｉを５〜８ｗｔ％含有するＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金接合材の製造方法。
【請求項１０】
Ａｇを添加する工程およびＳｎを添加する工程のうち、少なくともＡｇを添加する工程を不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載のＮｉを５〜８ｗｔ％含有するＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金接合材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１、請求項２、または請求項６に記載の接合材を使用したことを特徴とする真空
バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合材、接合材の製造方法、およびこの接合材を用いた真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に銀ろうと呼ばれる接合材においては、ＡｇとＣｕの２元共晶組成付近の組成のものが通常用いられる。ＡｇとＣｕ以外には、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｐといった種々の合金成分が添加されている。このうち真空機器に用いられる銀ろう材には、Ｐｄ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｎｉといった蒸気圧の低い添加成分が選択される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、Ａｇ−Ｃｕ合金に、添加成分としてＳｎまたはＩｎを使用した銀ろう材が記載されている。
【特許文献１】特公昭６２−３６７９７号公報（第１−２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
銀ろう材の中で、Ａｇ−Ｃｕ共晶ろうは脆い金属間化合物などを晶出せず機械的信頼性が高いことから、一般に数多く使用されている。また、流動性も適当であることから、気密封着部などにもＡｇ−Ｃｕ共晶ろうは多用されている。
【０００５】
一方、工業的によく使われるステップろう付けは、溶融温度の異なる２種類のろう材を必要とする。従って、その一方、特に低温側にＡｇ−Ｃｕ共晶ろうを用いた場合、このろう材の融点すなわちＡｇとＣｕの２元共晶温度より少なくとも５０℃高い温度において、固相または、固相率が高く、接合状態の維持が可能な接合材が必要となる。
【０００６】
ＡｇとＣｕの２元共晶温度は、７７８℃であるが、この２元共晶温度を上昇させ得る成分は、実用化されている銀ろう材の合金成分では、ＰｄおよびＮｉのみである。
【０００７】
ＰｄはＡｇ，Ｃｕのいずれにも相互に良く溶解し、７７８℃以上の固相線温度が要求される場合には、非常に有効であるが、Ｐｄが高価であるため、Ｐｄを含む銀ろう材も高価なものとなる。
【０００８】
一方Ｐｄと同属元素のＮｉも、同様な固相線温度上昇作用が期待されるが、Ａｇとの親和性が低いため、実用化されているＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉろうはいずれも添加量が少ないものであり、固相線温度はＡｇ−Ｃｕ２元合金のものと大差がない。
【０００９】
本発明は、上記の現状を鑑み、工業的に価値のある低コストで、かつ、Ａｇ−Ｃｕ２元合金に比べて固相線温度の高い接合材、接合材の製造方法、およびこの接合材を用いた真空バルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る接合材は、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金接合材において、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）組成比が重量分率において０．５５〜０．６５の範囲にあり、Ｎｉ含有量が５〜８ｗｔ％の範囲であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るＮｉを５〜８ｗｔ％含有するＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材の製造方
法は、ＮｉとＣｕを溶解してＣｕ−Ｎｉ合金の溶融体を製造する第１の工程と、前記Ｃｕ−Ｎｉ合金にＡｇを添加してＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を製造する第２の工程と、前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を鋳造することによりＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金を製造する第３の工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
なお、上記組成の接合材に、２〜４ｗｔ％のＳｎを含有させることもできる。
【００１３】
また、本発明に係る真空バルブは、上記組成の接合材を使用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る接合材によれば、Ａｇ−Ｃｕ共晶温度より５０℃高い温度で通常行われるＡｇ−Ｃｕ共晶ろう材による接合工程の温度における固相率を４０ｖｏｌ％以上とすることができ、一旦接合した部材の前記工程での接合温度での離反を抑制することができる。また、接合材の液相線温度は、このＡｇ−Ｃｕ共晶ろうの溶融温度との差が１５０℃以内であり、従って、接合温度を低く抑えることができる。以上の特徴から、本発明の接合材は、共晶ろう材とのステップろう付けにおいて使用が可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る製造方法によれば、Ｎｉを主成分とする相の形成を抑制することができ、良好な特性の接合材を得ることができる。
【００１６】
更に、上記組成の接合材を使用した本発明に係る真空バルブによれば、その組立てにおいて、接合材をＣｕまたはＣｕ合金部材に使用した場合においても、ステンレスなどの部材に使用した場合においても良好な接合状態が得られる。
【００１７】
このように、本発明によれば、工業的に価値のある低コストで、かつ、Ａｇ−Ｃｕ２元合金に比べて固相線温度の高い接合材、接合材の製造方法、およびこの接合材を用いた真空バルブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
発明者らは、上記課題を解決するには、均一な組織を有するＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ接合材とこれを実現する製造プロセスの適用が最も有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２０】
［接合材および接合材の製造方法についての実施例］
まず、本発明のうち、接合材および接合材の製造方法に関する部分の実施例について説明する。
【００２１】
接合材の製造方法
図１および図２に、接合材の特性評価に用いた実施例および比較例の製造条件と接合材組成を示す。
【００２２】
（実施例１〜７および比較例１〜８）
下記の条件を基本条件とし、接合材組成および製造条件を変化させた場合について評価した。
【００２３】
工程１：ＣｕとＮｉを配合重量比８３．５：１６．５で溶解し、Ｎｉを完全にＣｕ液相中に溶解する。
【００２４】
工程２：前記Ｃｕ−Ｎｉ合金の均質な液相に対して固体のＡｇを配合重量比が４５．５：５４．５となるように均質に溶解する。このＡｇの溶解はＡｒ雰囲気下にて行う。
【００２５】
工程３：前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金溶融液を連続鋳造にて板材に加工する。
【００２６】
工程４：前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金板材を圧延してシート状の接合材を得る。
【００２７】
（実施例８〜１２および比較例９〜１４）
下記の条件を基本条件とし、接合材組成および製造条件を変化させた場合について評価した。
【００２８】
工程１：ＣｕとＮｉを配合重量比８３．５：１６．５で溶解し、Ｎｉを完全にＣｕ液相中に溶解する。
【００２９】
工程２：前記Ｃｕ−Ｎｉ合金の均質な液相に対して固体のＡｇを配合重量比が４５．５：５４．５となるように均質に溶解する。このＡｇの溶解はＡｒ雰囲気下にて行う。
【００３０】
工程３：前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金の均質な液相に対して、固体のＳｎを配合重量比が９９：１となるように均質に溶解する。このＳｎの溶解はＡｒ雰囲気下にて行う。
【００３１】
工程４：前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金溶融液を連続鋳造にて板材に加工する。
【００３２】
工程５：前記Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金板材を圧延してシート状の接合材を得る。
【００３３】
接合材の評価方法
作製したＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材またはＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金接合材は、光学顕微鏡で組織写真を撮影し、写真から、以下の項目について評価した。
【００３４】
１）液相線温度
ＤＳＣ分析における凝固時の熱変化のプロファイルから求めた。接合温度は、経済性から低く抑える必要性があり、Ａｇ−Ｃｕ共晶ろう材とのステップろう付けを想定した場合、Ａｇ−Ｃｕ共晶温度との差が１５０℃以下であることが望ましく、この範囲を合格とした。
【００３５】
２）ステップろう付け用接合材としての適合性
本接合材を高温側の接合処理に用い、低温側の接合処理をＡｇ−Ｃｕ共晶ろう材とするには、Ａｇ−Ｃｕ共晶ろう材の溶融温度である７７８℃から５０℃高い接合温度８２８℃程度の温度にて高い固相率を有することが必要である。従ってこの温度にて固相状態である領域Ａの体積率を指標として、測定した。光学顕微鏡で組織写真を撮影し、写真から面積率を求め、４０％以上である場合を合格とした。
【００３６】
３）材料の均質性
組成にばらつきがなく、組織的に均質とするには、Ｎｉを主成分とする相の形成を抑制する必要がある。そこで、均質性の指標として、Ｎｉを主成分とする相の体積率を調べた。光学顕微鏡で組織写真を撮影し、写真から面積率を求め、Ｎｉを主成分とする相の割合が１％以下のものを合格とした。
【００３７】
４）濡れ広がり性
実施例８〜１２および比較例９〜１４では、１）〜３）の評価項目に加えて、濡れ広がり性についても評価した。接合材を図５に示す１対のＣｕ製の被接合材１４，１５の間の
ａ部に挟んで接合を実施した。接合材が溶融すると、被接合材１４の自重により、接合材はｂ部に進入するが、その度合いは接合材の濡れ広がり性に依存する。接合材がｂ部に進入する度合いに応じて、接合層の厚さは薄くなる。
【００３８】
そこで濡れ広がり性の指標として、接合前の接合材の厚さと接合後の接合層の厚さの差を測定し、この差の接合層の初期厚さに対する割合（以下ではα値と称する）が０．５以上の場合を合格とした。接合材の厚さはマイクロメータにて測定し、接合後の接合層の厚さは光学顕微鏡で組織写真を撮影し、写真から求めた。
【００３９】
特性評価結果
次に、接合材の特性評価結果について説明する。
【００４０】
図３および図４に、接合材の特性評価結果を示す。
【００４１】
＜実施例１〜７および比較例１〜８＞
まず、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材に関する実施例および比較例について説明する。
【００４２】
（実施例１〜２および比較例１〜２）
基本条件のＡｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）重量比を０．５０〜０．７０の間で変化させ、特性を評価した。Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）重量比が０．５５〜０．６５の範囲にある実施例１および実施例２は、液相温度が９２０℃以下であり、領域Ａの体積率がいずれも４０％以上と十分高く、またＮｉ相の晶出は見られていない。しかしながら、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）の重量比が０．５０の比較例１は、Ｃｕが多すぎるため、液相線温度が高すぎ、不適当である。一方、この比が０．７０の比較例２では、Ａｇ−ｒｉｃｈとなりすぎているため、Ｃｕを主成分とする相で形成される領域Ａの割合が少なすぎ、不適当である。
【００４３】
（実施例３〜４および比較例３〜４）
基本条件のＮｉ含有量を４〜９ｗｔ％の間で変化させ、特性を評価した。Ｎｉ含有量が５〜８ｗｔ％の範囲にある実施例３および実施例４は、いずれも良好な接合特性を示したが、Ｎｉ含有量がこの範囲より少ない比較例３では、領域Ａの体積率（固相率）が３５ｖｏｌ％と少なく不良である。一方、Ｎｉ含有量が９ｗｔ％と多い比較例４では、液相線温度が９４０℃と高くなりすぎ、Ｎｉが主成分の相も５ｗｔ％形成され、不適当である。
【００４４】
以上の実施例１〜４および比較例１〜４から明らかなように、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金接合材において、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）組成比が重量分率において０．５５〜０．６５の範囲にあり、Ｎｉ含有量が５〜８ｗｔ％の範囲であることが好ましい。
【００４５】
この組成範囲では、Ａｇ−Ｃｕ共晶温度より５０℃高い温度で通常行われるＡｇ−Ｃｕ共晶ろう材による接合工程の温度における固相率を４０ｖｏｌ％以上とすることができ、一旦接合した部材の前記工程での接合温度での離反を抑制することができる。また、接合材の液相線温度は、このＡｇ−Ｃｕ共晶ろうの溶融温度との差が１５０℃以内であり、従って、接合温度を低く抑えることができる。以上の特徴から、本発明の接合材は、共晶ろう材とのステップろう付けにおいて使用が可能となる。
【００４６】
また、この組成範囲において、接合材の組織は、下記のような相で形成される均質な組織であることが望ましい。すなわち、Ｎｉ含有量が５ｗｔ％以上のＣｕを主成分とする相の粒子が存在する領域Ａ（合金の凝固時に８２８℃以上の高温で凝固する部分）と、領域Ａの間に存在しＡｇを主成分とするマトリックスとＮｉ含有量が１ｗｔ％以下のＣｕを主成分とする相で構成される領域Ｂ（Ａｇ−Ｃｕ共晶温度の７７８℃付近で凝固する部分）からなり、領域Ａが４０ｖｏｌ％以上を占めることとする。領域Ａを構成するＮｉ含有量
が５ｗｔ％以上のＣｕを主成分とする相は、Ａｇを固溶限まで含有していても、Ａｇ−Ｃｕ共晶温度より５０℃高い温度においては全く溶融せず、従って、この領域Ａの体積率が４０ｖｏｌ％以上あれば、領域Ｂが完全溶融した場合でも、接合部が離反せず、良好なステップろう付けが可能となる。
【００４７】
次に、本発明のＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材の製造方法に関する実施例および比較例の評価結果について説明する。
【００４８】
（実施例５および比較例５〜６）
基本条件通りにサンプルを作成した実施例５と、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉを溶解する際に各成分の原料を同時に溶解した比較例５、およびＡｇ，Ｃｕを先に溶解して後からＮｉを添加した比較例６とを比較評価した。実施例５では、良好な接合材の特性が得られているが、全成分の原料を同時溶解した比較例５、およびＡｇ−Ｃｕ融液にＮｉを添加した比較例６では、Ｎｉを主成分とする相がそれぞれ５ｖｏｌ％および３ｖｏｌ％形成され、不適当であった。
【００４９】
このように、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉの全成分の原料を同時溶解したり、Ａｇ，Ｃｕを先に溶解して後からＮｉを添加したりすると、Ｎｉを主成分とする相が１ｖｏｌ％を越えて生成され、材料の均質性に問題が生じる。従って、組成にばらつきがなく、組織的に均質とするには、未溶解のＮｉ相の残存を抑制するために、基本条件通りに、まずＮｉとＣｕを溶解して均質なＣｕ−Ｎｉ溶融体を製造し、これにＡｇを添加して均質なＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を製造することが必要となる。
このようにして、Ｎｉを主成分とする相が１ｖｏｌ％以下となるようにＮｉを主成分とする相の形成を抑制した場合、より均質な接合特性（溶融温度、濡れ広がり性）が得られる。
【００５０】
（実施例６および比較例７）
基本条件通りにサンプルを作成した実施例６と、鋳造をバッチ式に行った比較例７とを比較評価した。実施例６では、良好な接合材の特性が得られているが、バッチ鋳造した比較例７では、凝固偏析が発生し、Ｎｉを主成分とする相が４ｖｏｌ％形成されており、不適当である。
【００５１】
このように、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を連続鋳造にて鋳造することにより、Ｎｉ相の晶出とポアの形成を抑制し、均質な組織の実現が図れる。
【００５２】
（実施例７および比較例８）
基本条件通りにサンプルを作成した実施例７と、Ａｇの溶解を真空中で行った比較例８とを比較評価した。実施例７では良好な接合材の特性が得られているが、真空雰囲気中にてＡｇを溶解した比較例８では、Ａｇの過剰蒸発を抑制する必要性から溶湯の温度を十分高めることができず、Ｎｉの溶解が不十分となり、Ｎｉを主成分とする相が５ｖｏｌ％形成され、不適当である。
【００５３】
このように、Ｃｕ−Ｎｉ合金にＡｇを添加する際に、Ａｒガスなどの不活性ガス雰囲気下で行うことで、この工程をより高温で実施することが可能となり、未溶解のＮｉ相の残存を抑制できる。
【００５４】
＜実施例８〜１２および比較例９〜１４＞
次に、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金接合材に関する実施例および比較例について説明する。
【００５５】
上述のＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材により、Ａｇ−Ｃｕ共晶ろうとのステップろう付けは可能となるが、被接合材がＣｕまたはＣｕ合金の場合には、接合工程において、接合材中に多量のＣｕが溶解し、接合材の流動性が低下する。発明者らは、このようなＣｕまたはＣｕ合金を被接合材に選択した場合、上記接合材にＳｎを含有させることが有効であることを見出した。ＳｎはＣｕとの界面反応を促進することにより、これらの被接合材料に対する濡れ性を改善する。
【００５６】
（実施例８〜９および比較例９〜１０）
基本条件のＳｎ含有量を１〜５ｗｔ％の間で変化させ、特性を評価した。Ｓｎ含有量が２〜４ｗｔ％の範囲にある実施例８および実施例９は、いずれも前述のα値が０．５以上と良好な濡れ性を示したが、Ｓｎ含有量が１ｗｔ％とこの範囲より少ない比較例９では、α値が０．４と少なく不良である。一方、Ｓｎ含有量が５ｗｔ％と多い比較例１０では、領域Ａの割合が３５％と少なくなりすぎ不適当である。
【００５７】
以上のことから、Ｓｎ含有量は、２〜４ｗｔ％とするのがよい。
【００５８】
（実施例１０および比較例１１〜１２）
基本条件通りにサンプルを作成した実施例１０と、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎを溶解する際に各成分の原料を同時に溶解した比較例１１、およびＡｇ，Ｃｕ，Ｓｎを先に溶解して後からＮｉを添加した比較例１２とを比較評価した。実施例１０では、良好な接合材の特性が得られているが、全成分の原料を同時溶解した比較例１１およびＡｇ−Ｃｕ−Ｓｎ融液にＮｉを添加した比較例１２では、Ｎｉを主成分とする相がそれぞれ３ｖｏｌ％および４ｖｏｌ％形成され、不適当であった。
【００５９】
このように、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎの全成分の原料を同時溶解したり、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎを先に溶解して後からＮｉを添加したりすると、Ｎｉを主成分とする相が１ｖｏｌ％を越えて生成され、材料の均質性に問題が生じる。従って、組成にばらつきがなく、組織的に均質とするには、未溶解のＮｉ相の残存を抑制するために、基本条件通りに、まずＮｉとＣｕを溶解して均質なＣｕ−Ｎｉ溶融体を製造し、これにＡｇを添加して均質なＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を製造し、これにＳｎを添加して均質なＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を製造することが必要となる。なお、ＡｇとＳｎの添加順序を入れ替えても同様の効果が得られる。
【００６０】
（実施例１１および比較例１３）
基本条件通りにサンプルを作成した実施例１１と、鋳造をバッチ式に行った比較例１３とを比較評価した。実施例１１では、良好な接合材の特性が得られているが、バッチ鋳造した比較例１３では、凝固偏析が発生し、Ｎｉを主成分とする相が３ｖｏｌ％形成されており、不適当である。
【００６１】
このように、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金接合材の場合と同様、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を連続鋳造することで、Ｎｉ相の晶出とポアの形成を抑制し、均質な組織の実現が図れる。
（実施例１２および比較例１４）
基本条件通りにサンプルを作成した実施例１２と、ＡｇおよびＳｎの溶解を真空中で行った比較例１４とを比較評価した。実施例１２では良好な接合材の特性が得られているが、真空雰囲気中にてＡｇおよびＳｎを溶解した比較例１４では、Ａｇ，Ｓｎの過剰蒸発を抑制する必要性から溶湯の温度を十分高めることができず、Ｎｉの溶解が不十分となり、Ｎｉを主成分とする相が３ｖｏｌ％形成され、不適当である。
【００６２】
このように、Ａｇを添加して均質なＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ溶融体を製造する工程２およびＳ
ｎを添加して均質なＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ溶融体を製造する工程３を不活性ガス雰囲気下で行うことで、この工程をより高温で実施することが可能となり、未溶解のＮｉ相の残存を抑制できる。なお、Ａｇを添加する工程２とＳｎを添加する工程３のうち、Ａｇを添加する工程２だけを不活性ガス雰囲気下で行っても効果がある。
【００６３】
［真空バルブの実施例］
次に本発明の真空バルブに関する実施例について説明する。
【００６４】
図６は、本発明の接合材を適用した真空バルブの一実施例の断面図である。
【００６５】
図６において、遮断室１は、絶縁材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器２と、この両端に封止金具３ａ，３ｂを介して設けた金属製の蓋体４ａ，４ｂとで真空気密に構成されている。
【００６６】
遮断室１内には、導電棒５，６の対向する端部に取付けられた一対の電極７，８が配設され、上部の電極７を固定電極、下部の電極８を可動電極としている。また、この電極８の導電棒６には、ベローズ９が取付けられ、遮断室１内を真空気密に保持しながら電極８の軸方向の移動を可能にしている。
【００６７】
また、このベローズ９上部には金属製のアークシールド１０が設けられ、ベローズ９がアーク蒸気で覆われることを防止している。また、電極７，８を覆うように、遮断室１内に金属製のアークシールド１１が設けられ、これにより絶縁容器２がアーク蒸気で覆われることを防止している。アークシールド１１は蓋体４ａにろう付けにより取付けられる。さらに、電極８は、導電棒６にろう付け部によって固定されている。接点１３ｂは電極８にろう付けで取付けられる。なお、接点１３ａは、電極７にろう付けにより取付けられる。
【００６８】
（実施例１３）
ステンレス製の蓋体４ａと同じくステンレス製のアークシールド１１との接合部、およびＣｕ製の電極７とＣｕＣｒ複合材料製の接点１３ｂとの接合部に本発明のＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金を使用し、接合を施した。８９０℃にて十分な接合強度を有する接合が達成され、いずれの部分も十分な濡れ広がり性を示した。
【００６９】
また、これらの部材を絶縁容器２に組み込み、絶縁容器２と封止金具３ａ，３ｂとの気密封着接合にＡｇ−Ｃｕ共晶ろう材を用い、８２５℃にてろう付けを実施したが、前述の接合部に離反などは見られず、良好なステップろう付けが実施できた。本真空バルブは、希少金属であるＰｄを使用することなく組立てができ、環境面において優れた特徴を有する。
【００７０】
以上のように、本発明のＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金からなる接合材は、真空機器の代表である真空バルブの組立てに使用した場合、ＣｕまたはＣｕ合金部材に使用した場合においても、ステンレスなどの部材に使用した場合においても良好な接合状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例１〜７および比較例１〜８の製造条件と接合材組成を示す表図。
【図２】本発明の実施例８〜１２および比較例９〜１４の製造条件と接合材組成を示す表図。
【図３】本発明の実施例１〜７および比較例１〜８の接合材の特性を示す表図。
【図４】本発明の実施例８〜１２および比較例９〜１４の接合材の特性を示す表図。
【図５】本発明の実施例と比較例の濡れ広がり性を評価した被接合材の断面形状を示す図。
【図６】本発明の接合材が適用される真空バルブの一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１…遮断室
２…絶縁容器
３ａ，３ｂ…封止金具
４ａ，４ｂ…蓋体
５，６…導電棒
７，８…電極
９ ベローズ
１０，１１…アークシールド
１３ａ，１３ｂ…接点
１４，１５…被接合材
ａ…接合材を挿入する被接合材の間隙
ｂ…接合材が浸入する被接合材の間隙
【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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