(57)【要約】【課題】真空インタラプタにおける遮断性能を向上し、接触抵抗を低減する。【解決手段】真空インタラプタの電極接点として用いられる電極材料であって、重量比でＣｒ１に対して耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料である。Ｃｒ粉末の一部と耐熱元素粉末を混合し、この混合粉末をＸ線回折測定でＣｒ元素に対応するピークが消失するように焼結する。焼結して得られた耐熱元素とＣｒの焼結体を粉砕して得られる固溶体粉末と、残りのＣｒ粉末と、を混合し、この混合粉末を成形後、焼結する。焼結して得られた焼結体にＣｕを溶浸する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量比でＣｒ１に対して耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料であって、
Ｘ線回折測定でＣｒ元素に対応するピークが消失した耐熱元素とＣｒの固溶体粉末と、
Ｃｒ粉末と、を混合した混合粉末を成形し、
この成形された混合粉末を焼結して得られた焼結体に、Ｃｕが溶浸されてなる
ことを特徴とする電極材料。
【請求項２】
前記固溶体粉末の平均粒子径は、３０μｍ未満である
ことを特徴とする請求項１に記載の電極材料。
【請求項３】
前記固溶体粉末に混合されるＣｒ粉末の平均粒子径は、１０〜８０μｍである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極材料。
【請求項４】
前記Ｃｕが溶浸される焼結体における耐熱元素とＣｒとの重量比は、耐熱元素：Ｃｒ＝１：１〜６：１である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電極材料。
【請求項５】
重量比率でＣｒ１に対して耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料の製造方法であって、
前記電極材料に含まれるＣｒ重量より少ない重量のＣｒを含有するＣｒ粉末と耐熱元素粉末を混合し、
混合して得られた混合粉末を焼結して、Ｘ線回折測定でＣｒ元素に対するピークが消失するように耐熱元素とＣｒとを固溶させ、
この耐熱元素とＣｒの固溶体を含有する焼結体を粉砕し、
粉砕して得られた固溶体粉末と、前記電極材料に含まれるＣｒ重量から前記耐熱元素粉末に混合されるＣｒ粉末に含まれるＣｒ重量を除いた重量のＣｒを含有するＣｒ粉末を混合し、
混合して得られた固溶体粉末とＣｒ粉末の混合粉末を成形後焼結し、
焼結して得られた焼結体にＣｕを溶浸する
ことを特徴とする電極材料の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電極材料からなる電極接点を固定電極または可動電極に備えた
ことを特徴とする真空インタラプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空インタラプタ等の電極に用いられる電極材料及び電極材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、真空インタラプタに対する需要家の使用条件が厳しくなり、コンデンサ回路への真空インタラプタの適用拡大が進んでいる。コンデンサ回路では、通常の２〜３倍の電圧が電極間に印加されるため、電流遮断、電流開閉時のアークによって接点表面が著しく損傷し、再点弧が発生しやすくなる。そのため、従来のＣｕ−Ｃｒ電極材料より優れた遮断性能、耐電圧性能を有する電極材料の需要が増加している。
【０００３】
例えば、特許文献１では、電流遮断性能や耐電圧性能等の電気的特性の良好なＣｕ−Ｃｒ系電極材料として、基材として用いられるＣｕと電気的特性を向上させるＣｒ及びＣｒ粒子を微細にする耐熱元素（Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ）の各粉末を混合した後、混合粉末を型に挿入して加圧成形し、焼成体とした電極材料の製造方法が記載されている。具体的には、２００〜３００μｍの粒子サイズを有するＣｒを原料としたＣｕ−Ｃｒ系電極材料に、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ等の耐熱元素を添加し、微細組織技術を通してＣｒを微細化し、Ｃｒ元素と耐熱元素の合金化を促進させ、Ｃｕ基材組織内部に微細なＣｒ−Ｘ（耐熱元素を固溶しているＣｒ）粒子の析出を増加させ、直径２０〜６０μｍのＣｒ粒子を、その内部に耐熱元素を有する形態でＣｕ基材組織内に均一に分散させている。また、特許文献１には、真空インタラプタ用の電極材料において、電流遮断性能や耐電圧性能等の電気的特性を向上させるためには、Ｃｕ系電極材料におけるＣｕ基材中のＣｒや耐熱元素の含有量を多くし、かつＣｒ等の粒径を微細化して均一に分散させることが重要であることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２においては、微細組織技術を通さず、耐熱元素の反応生成物である単一の固溶体を粉砕した粉末とＣｕ粉末を混合し、この混合粉末を加圧成形した後に焼結して、電極組織内にＣｒ及び耐熱元素を含有した電極材料を製造している。
【０００５】
また、特許文献３においては、Ｍｏ粉とＣｒ粉との混合比率を、Ｍｏ：Ｃｒ＝１：１〜９：１にするとともに、混合重量をＭｏ≧Ｃｒとし、両者を均一に混合することで、耐弧成分含有量が多いＭｏＣｒ合金の複合組織であるが、微細な組織を有する電極材料を製造している。このような電極材料は、真空インタラプタの遮断性能を向上することができる。また、電極材料の硬度をより高くできるので、真空インタラプタの耐電圧やコンデンサ開閉性能も向上できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８０１５０号公報
【特許文献２】特開平４−３３４８３２号公報
【特許文献３】特開２０１２−７２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者らは、特許文献３に係る電極材料について、さらに検討をかさねたところ、Ｍｏ：Ｃｒ配合比率による電極材料の導電率が２８％ＩＡＣＳ以上であると遮断性能が良好であることを確認した。
【０００８】
しかしながら、導電率が２８％ＩＡＣＳ以上の電極材料は、電極材料の硬さが上昇し、電極間の接触抵抗が上昇する。このような電極材料を用いて真空インタラプタを構成した場合、電極の開閉動作を行う操作器の圧接力を上げる必要がある。その結果として、操作器のコストがかかることとなり、量産の課題となっていた。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、真空インタラプタの遮断性能の向上及び接触抵抗の低減に貢献する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の電極材料の一態様は、重量比でＣｒ１に対して耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料であって、Ｘ線回折測定でＣｒ元素に対応するピークが消失した耐熱元素とＣｒの固溶体粉末と、Ｃｒ粉末と、を混合した混合粉末を成形し、この成形された混合粉末を焼結して得られた焼結体に、Ｃｕが溶浸されてなることを特徴としている。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明の電極材料の他の態様は、上記電極材料において、前記固溶体粉末の平均粒子径は、３０μｍ未満であることを特徴としている。
【００１２】
また、上記目的を達成する本発明の電極材料の他の態様は、上記電極材料において、前記固溶体粉末に混合されるＣｒ粉末の平均粒子径は、１０〜８０μｍであることを特徴としている。
【００１３】
また、上記目的を達成する本発明の電極材料の他の態様は、上記電極材料において、前記Ｃｕが溶浸される焼結体における耐熱元素とＣｒとの重量比は、耐熱元素：Ｃｒ＝１：１〜６：１であることを特徴としている。
【００１４】
また、上記目的を達成する本発明の電極材料の製造方法の一態様は、重量比率でＣｒ１に対して耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料の製造方法であって、前記電極材料に含まれるＣｒ重量より少ない重量のＣｒを含有するＣｒ粉末と耐熱元素粉末を混合し、混合して得られた混合粉末を焼結して、Ｘ線回折測定でＣｒ元素に対するピークが消失するように耐熱元素とＣｒとを固溶させ、この耐熱元素とＣｒの固溶体を含有する焼結体を粉砕し、粉砕して得られた固溶体粉末と、前記電極材料に含まれるＣｒ重量から前記耐熱元素粉末に混合されるＣｒ粉末に含まれるＣｒ重量を除いた重量のＣｒを含有するＣｒ粉末を混合し、混合して得られた固溶体粉末とＣｒ粉末の混合粉末を成形後焼結し、焼結して得られた焼結体にＣｕを溶浸することを特徴としている。
【００１５】
また、上記目的を達成する本発明の真空インタラプタの一態様は、上記の電極材料からなる電極接点を固定電極または可動電極に備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
以上の発明によれば、真空インタラプタにおける遮断性能の向上及び接触抵抗の低減に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る電極材料の製造方法のフローを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電極材料を有する真空インタラプタの概略断面図である。
【図３】比較例１に係る電極材料の製造方法のフローを示す図である。
【図４】実施例２に係る電極材料の断面顕微鏡写真である。
【図５】実施例３に係る電極材料の断面顕微鏡写真である。
【図６】比較例１に係る電極材料の断面顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係る電極材料及び電極材料の製造方法並びに本発明の実施形態に係る真空インタラプタについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態の説明において、特に断りがない限り、平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（シーラス社：シーラス１０９０Ｌ）により測定された値を示す。また、粉末の粒子径の上限（または、下限）が定められている場合は、粒子径の上限値（または、下限値）の目開きを有する篩により分級された粉末であることを示す。
【００１９】
本発明は、Ｃｕ−Ｃｒ−耐熱元素（Ｍｏ，Ｗ，Ｖ等）電極材料の組成制御技術に係る発明であって、予めＸ線回折測定でＣｒ元素に対応するピークが消失した耐熱元素とＣｒの固溶体粉末とＣｒ粉末とを混合し、得られた混合粉末の焼結体にＣｕを溶浸させることで、従来の電極（Ｃｕ−Ｃｒ−耐熱元素電極）と比較して、耐電圧性能、遮断性能及び真空インタラプタ（若しくは、コンデンサ）開閉性能を向上させるものである。本発明の電極材料によれば、真空インタラプタを低圧力で開閉することができる。
【００２０】
耐熱元素は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、ロジウム（Ｒｈ）及びルテニウム（Ｒｕ）等の元素から選択される元素を単独若しくは組み合わせて用いることができる。特に、Ｃｒ粒子を微細化する効果が顕著であるＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒを用いることが好ましい。耐熱元素は、重量比でＣｒ１に対して耐熱元素が１以上となるよう電極材料に添加される。耐熱元素を粉末として用いる場合、耐熱元素粉末の平均粒子径を、例えば、２〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍとすることで、電極材料にＣｒを含有する粒子（耐熱元素とＣｒの固溶体を含む）を微細化して均一に分散させることができる。
【００２１】
クロム（Ｃｒ）は、重量比でＣｒ１に対して耐熱元素が１以上となるよう電極材料に添加される。Ｃｒ粉末を用いる場合、Ｃｒ粉末の粒径を、例えば、−４８メッシュ（粒径３００μｍ未満）、より好ましくは−１００メッシュ（粒径１５０μｍ未満）、さらに好ましくは−３２５メッシュ（粒径４５μｍ未満）とすることで、耐電圧性能及び電流遮断性能に優れた電極材料を得ることができる。これは、Ｃｒ粉末の平均粒子径を大きくすると、導電率が必要以上に向上してしまい、導電率が４０％を超えると、電極材料の耐電圧性能の低下を招くおそれがあるためである。
【００２２】
銅（Ｃｕ）は、耐熱元素及びＣｒ（耐熱元素とＣｒの固溶体を含む）を焼結した焼結体に溶浸される。電極材料に含有されるＣｕ量は、溶浸工程により定められることとなるので、電極材料に対して添加される耐熱元素、Ｃｒ及びＣｕの合計重量％は、１００重量％を超えることはない。
【００２３】
本発明の実施形態に係る電極材料の製造方法について、図１のフローを参照して詳細に説明する。なお、実施形態の説明では、耐熱元素としてＭｏを例示して説明するが、他の耐熱元素の粉末を用いた場合も同様である。
【００２４】
Ｍｏ−Ｃｒ混合工程Ｓ１では、耐熱元素粉末（例えば、Ｍｏ粉末）とＣｒ粉末を混合する。Ｍｏ粉末とＣｒ粉末は、Ｃｒが完全固溶するように混合する。例えば、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝７：１〜９：１の割合で、Ｍｏ粉末とＣｒ粉末とを混合する。これは、Ｍｏ粉末とＣｒ粉末の混合粉末を焼結したＭｏＣｒ固溶体において、重量比でおおよそＣｒ１に対してＭｏ６以下であるＭｏ粉末とＣｒ粉末の混合粉末を用いた場合、ＭｏＣｒ固溶体にＣｒが残留しやすくなるからである。
【００２５】
仮焼結工程Ｓ２では、Ｍｏ−Ｃｒ混合工程Ｓ１で得られたＭｏ粉末とＣｒ粉末の混合粉末をＭｏ及びＣｒと反応しない容器（例えば、アルミナ容器）に充填して、非酸化性雰囲気（水素雰囲気や真空雰囲気等）にて所定の温度（例えば、１２５０℃〜１５００℃）で仮焼結を行う。仮焼結を行うことで、ＭｏとＣｒが相互に固溶拡散したＭｏＣｒ固溶体が得られる。仮焼結工程Ｓ２では、Ｘ線回折測定でＣｒ元素に対応するピークが消失したＭｏとＣｒの固溶体（すなわち、Ｃｒが完全固溶した固溶体）が得られるようにＭｏ粉末とＣｒ粉末の混合粉末の焼結を行う。
【００２６】
粉砕工程Ｓ３では、仮焼結工程Ｓ２で得られたＭｏＣｒ固溶体をボールミル等で粉砕し、ＭｏＣｒ固溶体を含有するＭｏＣｒ粉末を得る。ＭｏＣｒ固溶体は、例えば、平均粒子径が３０μｍ未満、より好ましくは平均粒子径が１０〜３０μｍ（３０μｍを含まず）、となるように粉砕される。粉砕工程Ｓ３の粉砕雰囲気は、大気中でもよいが非酸化性雰囲気で粉砕することが望ましい。
【００２７】
ＭｏＣｒ−Ｃｒ混合工程Ｓ４では、粉砕工程Ｓ３で得られたＭｏＣｒ粉末とＣｒ粉末を混合する。Ｃｒ粉末は、Ｍｏ−Ｃｒ混合工程Ｓ１で用いたＣｒ粉末であっても、別途用意されたＣｒ粉末であってもよい。例えば、平均粒子径１０〜８０μｍのＣｒ粉末がＭｏＣｒ粉末と混合される。
【００２８】
加圧成形工程Ｓ５では、ＭｏＣｒ粉末とＣｒ粉末の混合粉末の成形を行う。ＭｏＣｒ粉末とＣｒ粉末の混合粉末の成形は、例えば、１〜４ｔ／ｃｍ2の圧力で加圧成形して行う。
【００２９】
本焼結工程Ｓ６は、加圧成形工程Ｓ５で得られた成形体（ＭｏＣｒ−Ｃｒ成形体）の本焼結を行い、ＭｏＣｒ−Ｃｒ焼結体（ＭｏＣｒ−Ｃｒスケルトン）を得る。本焼結は、例えば、ＭｏＣｒ−Ｃｒ成形体を、１１５０℃−２時間、真空雰囲気中で焼結することにより行う。本焼結工程Ｓ６は、ＭｏＣｒ粉末をＣｒ粉末の変形と接合により緻密なＭｏＣｒ−Ｃｒ焼結体を得る工程である。ＭｏＣｒ−Ｃｒ成形体の焼結は、次の溶浸工程Ｓ７の温度条件、例えば、１１５０℃以上の温度で実施することが望ましい。溶浸温度より低い温度で焼結を行うと、Ｃｕ溶浸時にＭｏＣr−Ｃｒ焼結体に含有されているガスが新たに発生してＣｕ溶浸体に残留し、耐電圧性能や電流遮断性能を損なう要因となるからである。したがって、本焼結工程Ｓ６の焼結温度は、Ｃｕ溶浸時の温度よりも高く、且つＣｒの融点以下の温度、好ましくは、１１００℃〜１５００℃の範囲で行うことで、ＭｏＣｒ粒子（Ｃｒ粒子）の緻密化が進み、且つＭｏＣｒ粒子（Ｃｒ粒子）の脱ガスが十分に進行する。
【００３０】
Ｃｕ溶浸工程Ｓ７では、ＭｏＣｒ−Ｃｒ焼結体にＣｕを溶浸させる。Ｃｕの溶浸は、例えば、ＭｏＣｒ−Ｃｒ焼結体上にＣｕ板材を乗せ、非酸化性雰囲気にて、Ｃｕの融点以上の温度で所定時間（例えば、１１５０℃−２時間）保持することにより行う。
【００３１】
なお、本発明の実施形態に係る電極材料を用いて真空インタラプタを構成することができる。図２に示すように、本発明の実施形態に係る電極材料を有する真空インタラプタ１は、真空容器２と、固定電極３と、可動電極４と、主シールド１０と、を有する。
【００３２】
真空容器２は、絶縁筒５の両開口端部が、固定側端板６及び可動側端板７でそれぞれ封止されることで構成される。
【００３３】
固定電極３は、固定側端板６を貫通した状態で固定される。固定電極３の一端は、真空容器２内で、可動電極４の一端と対向するように固定されており、固定電極３の可動電極４と対向する端部には、本発明の実施形態に係る電極材料である電極接点材８が設けられる。
【００３４】
可動電極４は、可動側端板７に設けられる。可動電極４は、固定電極３と同軸上に設けられる。可動電極４は、図示省略の開閉手段により軸方向に移動させられ、固定電極３と可動電極４の開閉が行われる。可動電極４の固定電極３と対向する端部には、電極接点材８が設けられる。なお、可動電極４と可動側端板７との間には、ベローズ９が設けられ、真空容器２内を真空に保ったまま可動電極４を上下させ、固定電極３と可動電極４の開閉が行われる。
【００３５】
主シールド１０は、固定電極３の電極接点材８と可動電極４の電極接点材８との接触部を覆うように設けられ、固定電極３と可動電極４との間で発生するアークから絶縁筒５を保護する。
【００３６】
［実施例１］
実施例１の電極材料として、図１のフローにしたがって電極材料を作製した。実施例１の電極材料は、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝１：１の割合でＭｏとＣｒを含有する電極材料である。
【００３７】
また、実施例１の電極材料を作製するにあたり、Ｍｏ粉末として、平均粒子径１０μｍ以下のＭｏ粉末を用いた。また、Ｃｒ粉末として、Ｍｏ−Ｃｒ混合工程Ｓ１では平均粒子径６３μｍ以下のＣｒ粉末、ＭｏＣｒ−Ｃｒ混合工程Ｓ４では平均粒子径３９μｍのＣｒ粉末を用いた。
【００３８】
まず、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝９：１の割合で、Ｍｏ粉末とＣｒ粉末を混合した（ステップＳ１）。得られた混合粉末を、１２５０℃−３時間で焼結し、Ｃｒが完全固溶したＭｏＣｒ固溶体を得た（ステップＳ２）。得られたＭｏＣｒ固溶体をボールミルにより粉砕してＭｏＣｒ粉末とした（ステップＳ３）。ＭｏＣｒ粉末の平均粒子径は２０μｍであった。
【００３９】
次に、ＭｏＣｒ粉末とＣｒ粉末を、重量比がＭｏ：Ｃｒ＝１：１となるように均一に混合した（ステップＳ４）。得られた混合粉末を４ｔ／ｃｍ2でプレス成形し（ステップＳ５）、得られた成形体を１１００〜１２００℃の温度で１〜２時間保持して、本焼結を行った（ステップＳ６）。
【００４０】
得られたＭｏＣｒ−Ｃｒ焼結体上にＣｕ薄板を配置し、１１００℃〜１２００℃の温度で１〜２時間保持して、ＭｏＣｒ−Ｃｒ焼結体中にＣｕを液相焼結させて溶浸させた（ステップＳ７）。
【００４１】
表１に示すように、実施例１の電極材料の導電率を測定したところ、２８％ＩＡＣＳであった。また、実施例１の電極材料表面のビッカース硬度を測定したところ、３８０であった。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
［実施例２］
実施例２の電極材料は、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝３：１の割合でＭｏとＣｒを含有する電極材料である。つまり、実施例２の電極材料は、ＭｏＣｒ−Ｃｒ混合工程Ｓ４で、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝３：１となるようにＭｏＣｒ粉末とＣｒ粉末を混合したこと以外は、実施例１の電極材料と同じ方法により作製した電極材料である。
【００４４】
表１に示すように、実施例２の電極材料の導電率は３５％ＩＡＣＳであり、実施例２の電極材料表面のビッカース硬度は２９３であった。
【００４５】
［実施例３］
実施例３の電極材料は、ＭｏＣｒ−Ｃｒ混合工程Ｓ４で、ＭｏＣｒ粉末と混合するＣｒ粉末の平均粒子径が異なること以外は、実施例２の電極材料と同じ方法により作製した電極材料である。実施例３の電極材料は、ＭｏＣｒ−Ｃｒ混合工程Ｓ４で、ＭｏＣｒ粉末（平均粒子径２０μｍ）とＣｒ粉末（平均粒子径６４μｍ）を混合した電極材料である。
【００４６】
表１に示すように、実施例３の電極材料の導電率は３５％ＩＡＣＳであり、実施例３の電極材料表面のビッカース硬度は２８４であった。
【００４７】
［比較例１］
比較例１の電極材料は、図３に示すフローにしたがって作製した電極材料である。比較例１では、平均粒子径１０μｍ以下のＭｏ粉末と、平均粒子径６４μｍのＣｒ粉末を用いて電極材料を作製した。
【００４８】
まず、Ｍｏ粉末とテルミットＣｒ粉末を、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝１：１の割合で混合した（ステップＴ１）。得られた混合粉末を４ｔ／ｃｍ2でプレス成形し、得られた成形体を１１００〜１２００℃の温度で１〜２時間保持して本焼結した（ステップＴ２）。
【００４９】
ステップＴ２で得られた焼結体上にＣｕ薄板を配置し、１１００℃〜１２００℃の温度で１〜２時間保持して、焼結体中にＣｕを液相焼結させて溶浸させた（ステップＴ３）。
【００５０】
表１に示すように、比較例１の電極材料の導電率は２２％ＩＡＣＳであり、電極材料表面のビッカース硬度は５２４であった。
【００５１】
［比較例２］
比較例２の電極材料は、Ｍｏ粉末とＣｒ粉末の配合比率を変えて比較例１の電極材料と同じ方法で作製した電極材料である。比較例２では、Ｍｏ粉末とＣｒ粉末を、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝３：１の割合で混合して電極材料を作製した。
【００５２】
表１に示すように、比較例２の電極材料の導電率は３０％ＩＡＣＳであり、電極材料表面のビッカース硬度は３２１であった。
【００５３】
［比較例３］
比較例３の電極材料は、Ｍｏ粉末とＣｒ粉末の配合比率を変えて比較例１の電極材料と同じ方法で作製した電極材料である。比較例３では、Ｍｏ粉末とＣｒ粉末を、重量比でＭｏ：Ｃｒ＝９：１の割合で混合して電極材料を作製した。
【００５４】
表１に示すように、比較例３の電極材料の導電率は３２％ＩＡＣＳであり、電極材料表面のビッカース硬度は２５３であった。
【００５５】
［電極材料の評価］
表１に示すように、実施例１の電極材料と比較例１の電極材料（従来の溶浸法により作製された電極材料）は、同じＭｏ、Ｃｒ含有比率を有する電極材料であるが、実施例１の電極材料は、比較例１の電極材料と比較して導電率が向上し、ビッカース硬度が低下している。同様に、実施例３の電極材料と比較例２の電極材料は、同じＭｏ、Ｃｒ含有比率を有する電極材料であるが、実施例３の電極材料は、比較例２の電極材料と比較して導電率が向上し、ビッカース硬度が低下している。なお、比較例１の電極材料と実施例１の電極材料では、ＭｏＣｒ粉末に添加するＣｒ粉末の粒径が異なっている。しかし、実施例２の電極材料と実施例３の電極材料を比較して明らかなように、ＭｏＣｒ粉末に添加するＣｒ粒子の粒径によって導電率及びビッカース硬度はあまり変化がないものと考えられる。よって、実施例１の電極材料において、ＭｏＣｒ粉末に添加されるＣｒの平均粒子径が６４μｍとした場合も、比較例１の電極材料と比較して導電率に優れ、硬度の低い電極材料となるものと考えられる。
【００５６】
また、実施例２，３及び比較例２の電極材料の断面を顕微鏡により観察した。図４に示すように、実施例２の電極材料は、ＭｏＣｒ緻密箇所にＣｕが溶浸することで、細かいＣｕ相が電極材料全体に均一に分布する電極材料であった。同様に、図５に示すように、実施例３の電極材料も細かいＣｕ相が電極材料全体に均一に分布する電極材料であった。これに対して、図６に示すように、比較例１の電極材料は、Ｃｒの微細化により生じた孔に溶浸される比較的大きなＣｕ相（Ｃｒ粒径に依存したＣｕ相）が点在する電極材料であった。
【００５７】
つまり、実施例１乃至実施例３の電極材料では、ＭｏＣｒ固溶体粉末とＣｒ粉末の混合粉末を焼結した焼結体の隙間に、この焼結体と濡れ性の良いＣｕを溶浸させることで、単純にＭｏ粉末とＣｒ粉末の混合粉末を焼結した焼結体にＣｕを溶浸させた場合と比較して、ＭｏＣｒの焼結母材中にＣｒ粒径に依存したＣｕ相の形成箇所が低減される。このように、電極材料においてＭｏＣｒ緻密箇所にＣｕを溶浸させることで、一定量のＣｕが確保され、電極材料の硬度も低減することができるものと考えられる。特に、原料となる耐熱元素粉末とＣｒ粉末とをすべて混合させた場合Ｃｒが残存するような耐熱元素粉末とＣｒ粉末との混合比率（例えば、重量比で耐熱元素：Ｃｒ＝１：１〜６：１、より好ましくは耐熱元素：Ｃｒ＝１：１〜３：１）となる電極材料において、導電率を向上し、電極材料表面硬度を低減することができるものと考えられる。
【００５８】
以上のような、本発明の電極材料の製造方法によれば、重量比でＣｒ１に対して耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料において、予めＣｒが残存しないように耐熱元素とＣｒを固溶させた固溶体粉末と、Ｃｒ粉末と、の混合粉末を成形し、成形して得られた成形体を焼結した焼結体にＣｕを溶浸させることで、導電性に優れ、ビッカース硬度を低下させた電極材料を得ることができる。本発明の電極材料は、導電率が高いので遮断性能が良好であり、高電圧大容量の真空インタラプタに好適である。
【００５９】
また、本発明の電極材料及び電極材料の製造方法によれば、細かいＣｕ相を電極材料全体に均一に分布させることで、電極材料における導電率のばらつきを抑制することができる。
【００６０】
また、本発明の電極材料及び電極材料の製造方法によれば、Ｍｏの量を増やすことなく、電極材料の導電率を向上させ、電極材料の硬度を低減することができる。比較例１乃至３の電極材料を比較すると、電極材料中のＭｏの含有比率を増やすことで、電極材料の導電率を向上させ、電極材料の硬度を低減することができる。しかしながら、Ｃｕ−Ｃｒ−耐熱元素を含有する電極材料では、耐熱元素の量を低減した方がコストと耐電圧性能の面で有利となる傾向がある。よって、本発明の電極材料及び電極材料の製造方法によれば、導電率及び耐電圧性能に優れ硬度の低い電極材料を低コストで製造することができる。
【００６１】
また、本発明の電極材料を真空インタラプタの固定電極及び可動電極の少なくとも一方の電極の電極接点材として用いることで、真空インタラプタの耐電圧性能や遮断性能及びコンデンサ開閉性能を向上させることができる。
【００６２】
また、硬度の低い電極材料を電極接点材として用いることで、真空インタラプタの電極間の接触抵抗が低減されるため、可動電極を駆動する操作器の圧接力を上げる必要がなくなり、安価な操作器を用いることができる。すなわち、真空インタラプタのコストを低減することができる。
【００６３】
以上、実施形態の説明では、本発明の好ましい態様を示して説明したが、本発明の電極材料及び電極材料の製造方法は、実施形態に限定されるものではなく、発明の特徴を損なわない範囲において適宜設計変更が可能であり、設計変更された形態も本発明の技術範囲に属する。
【符号の説明】
【００６４】
１…真空インタラプタ
２…真空容器
３…固定電極
４…可動電極
５…絶縁筒
６…固定側端板
７…可動側端板
８…電極材料（電極接点）
９…ベローズ
１０…主シールド
【図１】
2017036479.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月30日(2016.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量比でＣｒ１に対して、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒの元素から選択される少なくとも１つの元素である耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料であって、
Ｘ線回折測定でＣｒ元素に対応するピークが消失した耐熱元素とＣｒの固溶体粉末と、
Ｃｒ粉末と、を混合した混合粉末を成形し、
この成形された混合粉末を焼結して得られた焼結体に、Ｃｕが溶浸されてなる
ことを特徴とする電極材料。
【請求項２】
前記固溶体粉末の平均粒子径は、３０μｍ未満である
ことを特徴とする請求項１に記載の電極材料。
【請求項３】
前記固溶体粉末に混合されるＣｒ粉末の平均粒子径は、１０〜８０μｍである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極材料。
【請求項４】
前記Ｃｕが溶浸される焼結体における耐熱元素とＣｒとの重量比は、耐熱元素：Ｃｒ＝１：１〜６：１である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電極材料。
【請求項５】
重量比率でＣｒ１に対して、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒの元素から選択される少なくとも１つの元素である耐熱元素を１以上含有し、残部がＣｕと不可避的不純物である電極材料の製造方法であって、
前記電極材料に含まれるＣｒ重量より少ない重量のＣｒを含有するＣｒ粉末と耐熱元素粉末を混合し、
混合して得られた混合粉末を焼結して、Ｘ線回折測定でＣｒ元素に対するピークが消失するように耐熱元素とＣｒとを固溶させ、
この耐熱元素とＣｒの固溶体を含有する焼結体を粉砕し、
粉砕して得られた固溶体粉末と、前記電極材料に含まれるＣｒ重量から前記耐熱元素粉末に混合されるＣｒ粉末に含まれるＣｒ重量を除いた重量のＣｒを含有するＣｒ粉末を混合し、
混合して得られた固溶体粉末とＣｒ粉末の混合粉末を成形後焼結し、
焼結して得られた焼結体にＣｕを溶浸する
ことを特徴とする電極材料の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電極材料からなる電極接点を固定電極または可動電極に備えた
ことを特徴とする真空インタラプタ。