(57)【要約】【課題】耐久性に優れながら貴金属使用量を低減した電気接点層を有し、電気接点層の形成後もプレス成形可能な電気接点層付金属材を提供する。【解決手段】金属基材１と、金属基材１の表面に形成された電気接点層３とを備える電気接点層付金属材１０であって、金属基材１の表面に形成され、主成分となるＹ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）にＰｄが添加された合金からなる平均厚さｄ１が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層２と、その接着層２の表面に形成されたＰｄを含まない貴金属種としてＡｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれかからなる平均厚さｄ２が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層３とを備えるものである。【選択図】図１
2009295346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材と、金属基材の表面に形成された電気接点層とを備える電気接点層付金属材であって、
金属基材の表面に形成され、主成分となるＹ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）にＰｄが添加された合金からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層と、その接着層の表面に形成されたＡｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれかからなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層とを備えることを特徴とする電気接点層付金属材。
【請求項２】
金属基材と、金属基材の表面に形成された電気接点層とを備える電気接点層付金属材であって、
金属基材の表面に形成され、主成分となるＹ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）に０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下のＰｄが添加された合金からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層と、その接着層の表面に形成されたＡｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれかからなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層とを備えることを特徴とする電気接点層付金属材。
【請求項３】
金属基材と、金属基材の表面に形成された電気接点層とを備える電気接点層付金属材であって、
金属基材の表面に形成されたＹ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層と、その接着層の表面に形成されたＰｄからなる平均厚さ０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下のＰｄ層と、そのＰｄ層の表面に形成された貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層とを備えることを特徴とする電気接点層付金属材。
【請求項４】
金属基材の表面に電気接点層を形成する電気接点層付金属材の製造方法であって、
金属基材の表面に、チャンバーを用いた気相法により、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）を主成分とし、そのＹ群に対して０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下のＰｄを添加した合金からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層を成膜し、その接着層の表面に、同一チャンバー内で気相法により、貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層を成膜することを特徴とする電気接点層付金属材の製造方法。
【請求項５】
金属基材の表面に電気接点層を形成する電気接点層付金属材の製造方法であって、
金属基材の表面に、チャンバーを用いた気相法により、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）からなる平均厚さｔ１の接着層を成膜し、その接着層の表面に、同一チャンバー内で気相法により、Ｐｄからなる平均厚さｔ２のＰｄ層を成膜し、上記平均厚さ５ｎｍ≦ｔ１＋ｔ２≦１００ｎｍかつ０．２ｎｍ≦ｔ２≦２ｎｍを満たすものであり、上記Ｐｄ層の表面に、同一チャンバー内で気相法により、貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層を成膜することを特徴とする電気接点層付金属材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属基材の表面に貴金属の電気接点層が形成された電気接点層付金属材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属基材に電気接点層を形成する代表例が金めっきである。金めっきの下地層として、スズめっき、Ｎｉめっき、Ａｇめっきを用いることも多い。
【０００３】
このような電気接点層が形成された電気接点層付金属材は、電池の電極材やコネクタの電気接点部に用いられる。
【０００４】
それらの部品を作製するために、電気接点層付金属材は、プレス成形で種々に変形することもなされる。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特許第３９５６８４１号公報
【特許文献２】特許第３１６１８０５号公報
【特許文献３】特開２００７−９３０４号公報
【特許文献４】特開２００７−１４６２５０号公報
【特許文献５】特開２００７−１５８４３７号公報
【特許文献６】国際公開第２００６／１２６６１３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
金めっきの問題点は、不動態被膜を形成する金属（チタン、アルミ、ステンレス）へのめっきに製造上のコスト（前処理等による）や、耐久性を維持するために金を厚くめっきする（原材料費）必要があり、総合的にコスト高となることである。
【０００８】
そこで、貴金属めっきをする前に下地層としてＮｉ，Ｓｎ，Ｃｏ，Ａｇをめっきしている。
【０００９】
特許文献１では、Ａｇ層＋（ＮｉＣｏ）層を下地層として形成し、その上にＰｄ層を電気接点層として形成することが示されている。
【００１０】
特許文献２では、Ｎｉを下地層として用い、電気接点層としてＰｄ−Ｎｉ合金を用いることが示されている。
【００１１】
特許文献３では、Ｓｎめっきを下地層とすることが示されている。
【００１２】
このように、下地層として、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｃｏ，Ａｇを用いる場合、下地層自身が電気化学的に腐食するような環境で使用すると耐久性上の問題がある。また、このようなめっき材は、めっき処理後に部品化するためのプレス成形が困難（めっきが剥離する）であることも問題である。
【００１３】
特許文献４では、チタン金属板上に下地層なしで、Ａｕめっきすることが示されている。しかし、この手法では、耐久性上の問題があるし、めっき後のプレス成形が困難である。
【００１４】
特許文献５では、燃料電池用金属セパレータの基材への電気接点層形成として、下地層として、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｐｔのいずれかを形成し、その後に貴金属層を形成することが示されている。
【００１５】
特許文献６では、Ｔｉの上にＰｄの貴金属層を形成し、ＴｉとＰｄを加熱処理することで合金化処理した表層を使うことが示されている。
【００１６】
しかし、これらの手法でもめっき後のプレス成形は困難である。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、貴金属使用量の低減と電気接点層成膜後のプレス成形が可能な電気接点層付金属材及びそ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】
【００１８】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、金属基材と、金属基材の表面に形成された電気接点層とを備える電気接点層付金属材であって、金属基材の表面に形成され、主成分となるＹ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）にＰｄが添加された合金からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層と、その接着層の表面に形成されたＡｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれかからなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層とを備える電気接点層付金属材である。
【００１９】
本発明は、金属基材と、金属基材の表面に形成された電気接点層とを備える電気接点層付金属材であって、金属基材の表面に形成され、主成分となるＹ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）に０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下のＰｄが添加された合金からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層と、その接着層の表面に形成されたＡｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれかからなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層とを備える電気接点層付金属材である。
【００２０】
本発明は、金属基材と、金属基材の表面に形成された電気接点層とを備える電気接点層付金属材であって、金属基材の表面に形成されたＹ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層と、その接着層の表面に形成されたＰｄからなる平均厚さ０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下のＰｄ層と、そのＰｄ層の表面に形成された貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層とを備える電気接点層付金属材である。
【００２１】
本発明は、金属基材の表面に電気接点層を形成する電気接点層付金属材の製造方法であって、金属基材の表面に、チャンバーを用いた気相法により、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）を主成分とし、そのＹ群に対して０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下のＰｄを添加した合金からなる平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層を成膜し、その接着層の表面に、同一チャンバー内で気相法により、貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層を成膜する電気接点層付金属材の製造方法である。
【００２２】
本発明は、金属基材の表面に電気接点層を形成する電気接点層付金属材の製造方法であって、金属基材の表面に、チャンバーを用いた気相法により、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）からなる平均厚さｔ１の接着層を成膜し、その接着層の表面に、同一チャンバー内で気相法により、Ｐｄからなる平均厚さｔ２のＰｄ層を成膜し、上記平均厚さ５ｎｍ≦ｔ１＋ｔ２≦１００ｎｍかつ０．２ｎｍ≦ｔ２≦２ｎｍを満たすものであり、上記Ｐｄ層の表面に、同一チャンバー内で気相法により、貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層を成膜する電気接点層付金属材の製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気接点層付金属材の電気接点層の貴金属使用量の低減ができ、また、電気接点層成膜後の電気接点層付金属材をプレス成形することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２５】
図１は、第１の実施の形態に係る電気接点層付金属材の断面模式図である。
【００２６】
図１に示すように、電気接点層付金属材１０は、金属基材１と、その金属基材１の表面に成膜され、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）を主成分とし、そのＹ群に対して０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下のＰｄを添加した合金からなる平均厚さｄ１が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の接着層（下地層）２と、その接着層２の表面に成膜され、貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さｄ２が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層３とからなる。
【００２７】
金属基材１としては、チタン、チタン合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、ニッケル、クロム、あるいはこれらの合金材、ニッケルを含む合金材として、インバー材（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６）、コバール材（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）、パーマロイ材（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、ハステロイ（Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｏ合金）、インコネル（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｂ−Ｍｏ合金）、Ｎｉを主成分として含まないフェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０等）、これら金属材料を複合クラッド構成とした金属材料、あるいはニクロム板を用いるとよい。
【００２８】
接着層２の材質の主成分としては、金属基材１がチタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムなどの単体金属の場合は、Ｙ群から金属基材１と同質な金属（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム）をそれぞれ選定するのが好ましい。金属基材１がコバール、パーマロイ、インバー合金、ハステロイ、インコネル、ニッケルを含む合金、ステンレス、あるいはニクロム板の場合は、接着層２の主成分として、Ｙ群のどれを選定してもよい。
【００２９】
電気接点層３としては、Ｐｄを除く貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）を選定するとよい。
【００３０】
接着層２の平均厚さｄ１を５ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするのは、平均厚さｄ１が５ｎｍ未満となると接触抵抗の増大が起こる問題が生じ、平均厚さｄ１が１００ｎｍを超えると金属基材１と機械的に剥離が起こりやすくなる問題が生じるためである。
【００３１】
接着層２にＰｄを添加することにより、以下の３つの効果がある。
【００３２】
（１）接着層にＰｄが成分として混入すると、接着層と電気接点層との密着性が、Ｐｄのない場合に比べて向上する。これは、貴金属は多くの金属と化学的には結合しないが、化学的に活性であるＰｄが接着層に存在することにより、接着層と電気接点層との化学的な結合力が向上するためであると考えられる。
【００３３】
（２）Ｐｄは、不動態被膜を形成する金属（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム）の耐食性を向上させる効果がある。これにより接着層の耐久性が向上し、接着層の表面に形成される電気接点層の剥がれや溶出を抑制することができるので、電気接点層の耐久性が向上する。
【００３４】
（３）電気接点層の表面近傍にＰｄ原子が存在すると、酸化被膜の形成が促進される。酸化被膜は水素バリヤーとして働き、金属腐食に伴う水素ガス発生による水素吸収を低減し、金属基材からの接着層の剥離を抑制し、電気接点層付金属材の耐久性を向上できる。
【００３５】
接着層２のＰｄ添加量を０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下とするのは、Ｐｄ添加量が０．０２ｍａｓｓ％未満となると上述した効果が得られなくなる問題が生じ、Ｐｄ添加量が１．８ｍａｓｓ％を超えると接着層２に水素が吸収されやすくなって脆化要因となったり、接着層２が金属基材１から剥離する問題が生じるためである。
【００３６】
電気接点層３の平均厚さｄ２を１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのは、平均厚さｄ２が１ｎｍ未満となると、例えば接着層２に酸化層が形成され、これが長時間使用により、１ｎｍ以上の厚さとなって接触抵抗の増大が起こる問題が生じ、平均厚さｄ２が２０ｎｍを超えると電気接点層３の歪みが大きくなり、金属基材１と機械的に剥離が起こりやすくなる問題が生じるためである。
【００３７】
電気接点層３の歪みが大きくなる原因は、水素ガスによる電気接点層３の水素吸収に伴う体積膨張があるためである。
【００３８】
電気接点層付金属材１０によれば、Ｐｄが添加された接着層２と電気接点層３とが化学的に密に結合するため、金属基材１と電気接点層３とが接着層２を介して強固に接続することで、電気接点層３の剥離を抑制し、耐久性を向上することができる。
【００３９】
接着層２が耐久性を向上させる役割を担うので、耐久性を維持するために電気接点層３を厚くしておく必要はない。そのため、電気接点層３を薄くして貴金属の使用量を低減することができる。また、電気接点層３を薄くできると、電気接点層３の内部歪みが低減でき、成膜後のプレス成形が可能となる。
【００４０】
さらに、難めっき材とされる金属材料に対しても貴金属使用量の低減と、耐久性を両立させた電気接点層３を形成でき、成膜後のプレス成形が可能となる。
【００４１】
次に、電気接点層付金属材１０の製造方法を説明する。
【００４２】
電気接点層付金属材１０の製造方法は、チャンバー内に入れた金属基材１の表面に、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）を主成分とし、そのＹ群に対して０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下のＰｄを添加した合金からなる接着層２を平均厚さ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下で気相法により成膜する工程と、その接着層２の表面に、同一チャンバー内で貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる電気接点層３を平均厚さｄ２（１ｎｍ以上２０ｎｍ以下）で気相法により成膜する工程とからなる。
【００４３】
接着層２の平均厚さｄ１、接着層２のＰｄ添加量、電気接点層３の平均厚さｄ２をそれぞれ上記の範囲とする理由は、図１の電気接点層付金属材１０の構成で説明した通りである。
【００４４】
成膜手法は、気相法として、蒸着、イオンビーム、スパッタ、ＣＶＤ等の製法技術を用いることが好ましいが、本発明は成膜手法を限定するものではない。
【００４５】
また、部品化のために、各層２，３の成膜工程後にプレス成形を施してもよく、金属基材１のプレス成形後に各層２，３の成膜工程を実施してもよい。
【００４６】
なお、耐久性を向上させるために、電気接点層３を形成した後に、ピンホールの封印を目的とする酸化処理、陽極酸化処理等を施してもよい。
【００４７】
電気接点層付金属材１０の製造方法によれば、Ｐｄが添加された接着層２を介して金属基材１と電気接点層３とを強固に接続することで、電気接点層３の剥離を抑制し、耐久性に優れ、成膜後のプレス成形が可能な電気接点層付金属材を得ることができる。
【００４８】
第２の実施の形態について説明する。
【００４９】
図２は、第２の実施の形態に係る電気接点層付金属材の断面模式図である。
【００５０】
図２に示すように、電気接点層付金属材２０は、金属基材２１と、金属基材２１の表面に成膜され、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）からなる平均厚さｔ１の接着層２２と、その接着層２２の表面に成膜され、Ｐｄからなる平均厚さｔ２（厚さｔ１，ｔ２は、ｔ１＋ｔ２が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下かつｔ２が０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下を満たす厚さとする）のＰｄ層２３と、そのＰｄ層２３の表面に成膜され、貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる平均厚さｔ３が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の電気接点層２４とからなる。
【００５１】
金属基材２１としては、図１の金属基材１と同様な金属材料を用いるとよい。
【００５２】
接着層２２の材質の主成分としては、図１の電気接点層付金属材１０の接着層２と同様にＹ群から選定するとよい。
【００５３】
電気接点層２４としては、図１の電気接点層付金属材１０の電気接点層３と同様にＰｄを除く貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）を選定するとよい。
【００５４】
接着層２２の平均厚さｔ１とＰｄ層２３の平均厚さｔ２との和（ｔ１＋ｔ２）を５ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするのは、ｔ１＋ｔ２が５ｎｍ未満となると接触抵抗の増大が起こる問題が生じ、ｔ１＋ｔ２が１００ｎｍを超えると金属基材２１と機械的に剥離が起こりやすくなる問題が生じるためである。
【００５５】
Ｐｄ層２３の役割は、接着層２２と電気接点層２４とを化学的に密に結合させることである。また、Ｐｄ層２３を設けることにより、図１の電気接点層付金属材１０の接着層２にＰｄを添加したときと同様の効果が得られる。
【００５６】
Ｐｄ層２３の平均厚さｔ２を０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下とするのは、平均厚さｔ２が０．２ｎｍ未満となると上述した効果が得られず、平均厚さｔ２が２ｎｍを超えると接着層２２の水素吸収が増加する問題があると考えるからである。
【００５７】
水素吸収が増加する理由は、Ｐｄ層がＰｄの多原子層（厚さ２ｎｍより大）となるとＰｄ原子間に応力歪みが発生し、この局所的な歪みが水素吸着要因となるからである。
【００５８】
一方、Ｐｄ層の厚さｔ２が単原子程度の大きさの場合（厚さにして概ね２ｎｍ以下）は、Ｐｄ原子間の歪みが極端に少なくなる（完全な単原子の場合は、Ｐｄ原子間歪みはゼロ）ため、Ｐｄ層がＰｄの多原子層である場合に発生する水素吸着が起こらなくなる。
【００５９】
電気接点層２４の平均厚さｔ３を１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのは、図１の電気接点層付金属材１０において電気接点層３の平均厚さｄ２を１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのと同様の理由からである。
【００６０】
次に、電気接点層付金属材２０の製造方法を説明する。
【００６１】
電気接点層付金属材２０の製造方法は、チャンバー内に入れた金属基材２１の表面に、Ｙ群（チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウムのいずれか）からなる接着層２２を平均厚さｔ１で気相法により成膜する工程と、その接着層２２の表面に、同一チャンバー内でＰｄからなるＰｄ層２３を平均厚さｔ２（厚さｔ１，ｔ２は、ｔ１＋ｔ２が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下かつｔ２が０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下を満たす厚さとする）で気相法により成膜する工程と、そのＰｄ層２３の表面に、同一チャンバー内で貴金属（Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれか）からなる電気接点層２４を平均厚さｔ３（１ｎｍ以上２０ｎｍ以下）で気相法により成膜する工程とからなる。
【００６２】
接着層２２の平均厚さｔ１とＰｄ層２３の平均厚さｔ２との和（ｔ１＋ｔ２）、Ｐｄ層２３の平均厚さｔ２、電気接点層２４の平均厚さｔ３をそれぞれ上記の範囲とする理由は、図２の電気接点層付金属材２０の構成で説明した通りである。
【００６３】
成膜手法は、気相法として、蒸着、イオンビーム、スパッタ、ＣＶＤ等の製法技術を用いることが好ましいが、本発明は成膜手法を限定するものではない。
【００６４】
また、部品化のために、各層２２，２３，２４の成膜工程後にプレス成形を施してもよく、金属基材２１のプレス成形後に各層２２，２３，２４の成膜工程を実施してもよい。
【００６５】
なお、耐久性を向上させるために、電気接点層２４を形成した後に、ピンホールの封印を目的とする酸化処理、陽極酸化処理等を施してもよい。
【００６６】
第２の実施の形態に係る電気接点層付金属材の製造方法によれば、図１の電気接点層付金属材１０の製造方法と同様に、貴金属使用量の低減と成膜後のプレス成形が可能な電気接点層付金属材を得られる。
【実施例】
【００６７】
［電気接点の評価試験］
導電性評価としては環境試験前後における板材（電気接点層付金属材）試料の面接触抵抗の変化により評価した。
【００６８】
環境試験：
硫酸と純水によりｐＨ２に調整された溶液に塩化ナトリウムを１２００ｐｐｍ添加した溶液を作製し、この溶液に板材試料を浸漬（２４時間、室温約２５℃）する条件とした。
【００６９】
板材の端部は皮膜処理が施されておらず金属基材が剥き出しの状態であるため、ビニールマスキングテープにより封止処理を行い、液に漬ける条件とした。
【００７０】
面接触抵抗の測定は、具体的には、図３に示すように、カーボンペーパ（東レ株式会社製、品番：ＴＧＰ−Ｈ−０６０）３１と板材試料３２との接触抵抗を用いた。
【００７１】
Ａｕめっきを施したＣｕ（銅）ブロック３３の間に、用意した板材試料３２（面積：２×２ｃｍ2）を、カーボンペーパ３１（面積：２×２ｃｍ2）を介して挟み、油圧プレス機で加重（１０ｋｇ／ｃｍ2）をかけながら、板材試料３２とカーボンペーパ３１の間の抵抗Ｒ（ｍΩ）を４端子測定方式（アデックス株式会社製、型番：ＡＸ−１２５Ａを用いた）で測定した。この抵抗値を表面積当たりで規格した値を接触抵抗（ｍΩ・ｃｍ2）とした。
【００７２】
［試料の作製］
金属基材としては、チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ合金、ニラコ製：品番＝６３３３２１）、７８パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ合金、ニラコ製：品番＝７８３３２２）、インバー（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、ニラコ製：品番＝６２３３２３）、ハステロイ  Ｃ−２７６（Ｎｉ−Ｍｏ合金、ニラコ製：品番＝５８３３２１）、インコネル６００（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合金、ニラコ製：品番＝６０３２９０）、ステンレス４３０、ステンレス３１６を厚さ０．１ｍｍのもので準備した。
【００７３】
ニクロム板（Ｎｉ−Ｃｒ合金、ニラコ製：品番＝６９３３３３）を厚さ０．１２ｍｍで準備した（材料準備の都合上、厚さが異なる）。
【００７４】
これら金属基材に接着層、電気接点層を、この順でスパッタ処理により成膜した。ここでのスパッタ処理は、ＲＦスパッタ装置（株式会社アルバック製、型式：ＳＨ−３５０）を用いて行った。
【００７５】
成膜時の雰囲気はＡｒで、圧力は７Ｐａとし、ＲＦ出力は金属の種類により適宜調整した。厚み制御は、金属種ごとに、予め平均成膜速度を測量した上で、成膜時間を調整して行った。
【００７６】
なお、本実施実験では、金属基材の両面（表と裏の両方）に、同じ成膜処理を行った。
【００７７】
成膜後に、プレス形成試験として、金型を用い、図４に示すような形状の波形形状（凹凸形状）のプレス成型加工を施した。ここでは、波形形状（図４の上下方向の溝、凹部）の長さＬを５２ｍｍ、ピッチＰを２．９ｍｍ×１７本（図４の上下方向で、凹部と凸部を交互に形成）、波形状の深さＤ（図４の奥行方向、凹部と凸部の高低差）を０．６ｍｍとした。
【００７８】
なお、実際の適用においては、上のような溝形状に限定されるわけでもなく、成膜面が両面である必要もない（両面か片面かは、適用方法による）。
【００７９】
［評価結果の説明］
（表１〜３の説明）下地層をＹ群−Ｐｄ合金（電気接点層付金属材＝金属基材＋接着層＋電気接点層）とする場合
【００８０】
【表１】
2009295346.tif 000003
【００８１】
【表２】
2009295346.tif 000004
【００８２】
【表３】
2009295346.tif 000005
【００８３】
表１〜３は、各試料の成膜構造とサンプルの接触電気抵抗の環境試験前後での測定結果を示したものである。
【００８４】
ここでの評価基準としては、環境試験後の接触抵抗が２０ｍΩ・ｃｍ2以上のものを適用外（比較例）とし、２０ｍΩ・ｃｍ2未満のものを電気接点として適用可能（実施例）とした。
【００８５】
表１は、接着層の厚さと電気接点層の厚さ、電気接点層として適応可能な貴金属種の実施例を示したものである。
【００８６】
接着層のない場合（比較例１）及び接着層の厚さが１００ｎｍを超える場合（比較例１０）は適応外であり、接着層の厚さが５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲（実施例６、８、９）は適用可能である。
【００８７】
電気接点層の厚さが、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲外となる場合（比較例２、７、１１、１４）は適応外である。電気接点層となる貴金属層はＡｕ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｇのいずれかを形成することで適応可能となる。
【００８８】
表２のサンプルＮｏ２３〜２８の実施・比較実験はＰｄ添加濃度が０．０２ｍａｓｓ％以上１．８ｍａｓｓ％以下で適用可能であることを示したものである。
【００８９】
Ｐｄ濃度が小さい場合（Ｐｄ０．０１ｍａｓｓ％）は環境試験後の接触抵抗が大きく問題となる（比較例２３）。また、Ｐｄ濃度が１．８ｍａｓｓ％より大きくなると、環境試験後においてサンプルの表層に剥離が起こり問題となる（比較例２８）。
【００９０】
これらの環境試験後のサンプルについては試料の水素含有量を分析した。分析は、剥離物を燃焼させ、そのとき発生するＨ（水素）の発生量を求めることにより行った。測定装置は、堀場製の型式ＥＭＧＡ−１１１０を用いて行った。
【００９１】
水素含有量は、Ｐｄ濃度が高くなるほど増加し、比較例２８の場合（Ｐｄ濃度２ｍａｓｓ％）は、表層の剥離が起こり、その原因は、表層の水素吸収による水素脆化によるものと考えた。
【００９２】
表２の実施例２９〜３５は、金属基材がＮｂ，Ｔａ，Ｚｒの場合、接着層として、それぞれ、Ｔｉ−Ｐｄ合金、Ｎｂ−Ｐｄ合金、Ｔａ−Ｐｄ合金、Ｚｒ−Ｐｄ合金を選定することを示したものである。
【００９３】
表２の実施例３６〜４３は、接着層として、Ｔｉ−Ｐｄ合金を使った場合の各種金属基材での実施例である。この場合も、比較例４４に示すように接着層のない場合は適応外である。
【００９４】
表３は、接着層としてＮｂ−Ｐｄ合金、Ｔａ−Ｐｄ合金、Ｚｒ−Ｐｄ合金を用いた場合の各種金属基材での実施例である。
【００９５】
（表４〜６の説明）下地層をＹ群−Ｐｄ構成の２層構造（電気接点層付金属材＝金属基材＋接着層＋Ｐｄ層＋電気接点層）とする場合
【００９６】
【表４】
2009295346.tif 000006
【００９７】
【表５】
2009295346.tif 000007
【００９８】
【表６】
2009295346.tif 000008
【００９９】
表４〜６は、下地層が２層構造、すなわちＹ群−Ｐｄ構成（ここで、Ｙ群＝Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ）で適用する場合の実施例、比較例について、表１〜３と同様に各試料の成膜構造とサンプルの接触電気抵抗の環境試験前後での測定結果を示したものである。
【０１００】
下地層をＹ群−Ｐｄ構成とする場合は、接着層としてＹ群、Ｐｄ層としてＰｄを選定している。
【０１０１】
この場合も表１〜３と同様に、下地層（＝ｔ１＋ｔ２）が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下で適用可能（実施例１０５、１０８、１０９）であり、下地層が１００ｎｍより厚くなると環境試験後に表層の剥離が起こり問題となる（比較例１１０）。
【０１０２】
また、電気接点層の厚さが１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲外となる場合も接触抵抗の増大があり適応不可（比較例１０２、１０７、１１１、１１４）である。
【０１０３】
表５のサンプルＮｏ１２３〜１２８の実施・比較実験はＰｄ層の平均厚さが０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下で適用可能であることを示したものである。Ｐｄ層が薄い場合（比較例１２３）は環境試験後の接触抵抗が大きく問題となる。またＰｄ層の厚さが２ｎｍより厚くなると、環境試験後においてサンプルの表層に剥離が起こり問題となる（比較例１２８）。
【０１０４】
これらの環境試験後のサンプルについては試料の水素含有量を分析した。分析は、剥離物を燃焼させ、そのときに発生するＨ（水素）の発生量を求めることにより行った。測定装置は、堀場製の型式ＥＭＧＡ−１１１０を用いて行った。水素含有量は、Ｐｄ濃度が高くなるほど増加し、比較例１２８の場合（Ｐｄ層の平均厚さが２ｎｍ）は、表層の剥離が起こり、その原因は、表層の水素吸収による水素脆化によるものと考えた。
【０１０５】
上記実施例における平均厚さの確認方法としては、例えば、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）質量分析やＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）を利用した分析方法がある。これらを用いれば、測定したい電気接点層付金属材の任意の複数箇所を分析試料として用いることで、各膜厚の平均厚さを求めることができる。
【０１０６】
またＩＣＰやＸＰＳを用いた分析以外にも、ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）を用いた分析により平均厚さを算出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１の実施の形態に係る電気接点層付金属材の断面模式図である。
【図２】第２の実施の形態に係る電気接点層付金属材の断面模式図である。
【図３】電気接点層の接触抵抗の測定方法を示した概略図である。
【図４】プレス成形後の板材（電気接点層付金属材）試料の形状図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  金属基材
２  接着層
３  電気接点層
１０  電気接点層付金属材
ｄ１  接着層の平均厚さ
ｄ２  電気接点層の平均厚さ
【図１】
2009295346.tif 000009
【図２】
2009295346.tif 000010
【図３】
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【図４】
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