(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水に溶かした後、噴霧乾燥し、その後焼成により複合酸化物粉末を準備する段階と、
別途にタングステン含有塩を焼成して、タングステン酸化物粉末を準備する段階と、
前記複合酸化物２０〜７５重量％と、前記タングステン酸化物粉末２５〜８０重量％とを混合し、その後ボールミル粉砕を行い超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を形成する段階と、
前記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元する段階と、
を含むことを特徴とするタングステン−銅系複合粉末の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のタングステン−銅系複合粉末の製造方法において、
前記噴霧乾燥を１００℃以上で行う、
ことを特徴とするタングステン−銅系複合粉末の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のタングステン−銅系複合粉末の製造方法において、
前記焼成を３００〜１０００℃の範囲で行う、
ことを特徴とするタングステン−銅系複合粉末の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のタングステン−銅系複合粉末の製造方法において、
前記還元を６５０〜１０５０℃の範囲で、水素雰囲気、分解アンモニアガス雰囲気、または水素と不活性ガスを含む雰囲気で行う、
ことを特徴とするタングステン−銅系複合粉末の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のタングステン−銅系複合粉末の製造方法において、
前記水溶性タングステン塩は、メタタングステン酸アンモニウム〔（ＮＨ4）6（Ｈ2Ｗ12Ｏ40）・４Ｈ2Ｏ〕である、
ことを特徴とするタングステン−銅系複合粉末の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載のタングステン−銅系複合粉末の製造方法において、
前記銅含有塩は、硝酸銅（II）〔Ｃｕ（ＮＯ3）2・３Ｈ2Ｏ〕または酢酸銅
（II）〔Ｃｕ（ＣＨ3ＣＯＯ）2・Ｈ2Ｏ〕である、
ことを特徴とするタングステン−銅系複合粉末の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のタングステン−銅系複合粉末の製造方法において、
前記タングステン含有塩は、メタタングステン酸アンモニウムまたはパラタングステン酸アンモニウム〔（ＮＨ4）10（Ｈ10Ｗ12Ｏ46）〕である、
ことを特徴とするタングステン−銅系複合粉末の製造方法。
【請求項８】
水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水に溶かした後、噴霧乾燥し、その後焼成により複合酸化物粉末を準備する段階と、
別途にタングステン含有塩を焼成して、タングステン酸化物粉末を準備する段階と、
前記複合酸化物２０〜７５重量％と、前記タングステン酸化物粉末２５〜８０重量％とを混合し、その後ボールミル粉砕を行い超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を形成する段階と、
前記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元する段階と、
前記タングステン−銅系複合粉末を成型し、焼結する段階と、
を含むことを特徴とする放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法において、
前記焼結を１１００〜１４５０℃の範囲で行う、
ことを特徴とする放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法。
【請求項１０】
水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水に溶かした後、噴霧乾燥し、その後焼成により複合酸化物粉末を準備する段階と、
別途にタングステン含有塩を焼成して、タングステン酸化物粉末を準備する段階と、
前記複合酸化物２０〜７５重量％と、前記タングステン酸化物粉末２５〜８０重量％とを混合し、その後ボールミル粉砕を行い超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を形成する段階と、
前記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元せずに成型する段階と、
前記成型された超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元した後、焼結する段階と、
を含むことを特徴とする放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法において、
前記焼結を１１００〜１４５０℃の範囲で行う、
ことを特徴とする放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高出力集積回路の放熱材料や、電気接点材料に使用されるタングステン−銅系複合粉末の製造方法、およびそれを利用したタングステン−銅系焼結合金の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タングステン粒子と銅基地相から構成されたタングステン−銅系焼結合金は、タングステンの低い熱膨張係数、高い耐アーク抵抗性、および銅の高い熱伝導度、電気伝導度の特性とを組み合わせた特性を有するので、高出力集積回路の放熱材料、高電圧用接点および電極用素材などに利用されている。
【０００３】
特に、銅含有率が５〜２０重量％の範囲の合金は、セラミックと熱膨張係数が似ており、さらに適切な熱伝導性を有するので電極用素材などに利用されている。また、銅含有率が２０〜４０重量％の範囲の合金は、電気接点用および成形炸薬弾用高密度ライナー材料として軍需分野に利用されている。
【０００４】
このようなタングステン−銅系焼結合金は、主に粉末を焼結して製造される。しかし、タングステンと銅は相互固溶度がほとんどなく、比重の差が大きいので、溶浸法や液相焼結によって高密度の均一な合金を製造することが容易でない。
【０００５】
一方、ニッケル、コバルト等のような遷移元素を少量添加すると、緻密な焼結体を得ることができるが、これらの添加元素により熱伝導性が低下するという短所を有する。
【０００６】
最近では、粉末粒子のサイズを微細化し、混合度を極大化するために機械的合金化法等が導入されている。しかし、この方法は不純物が汚染しやすく、大量生産に適さない。また、上記溶浸法や液相焼結法では、特に銅含有率が２０重量％以下の合金の製造のとき、緻密化された焼結体を得るのが非常に難しい、という問題がある。
【０００７】
上記の問題を解決するため、大韓民国特許第２１３６８２号には、タングステン塩と銅塩を水に溶かした後、噴霧乾燥、塩除去処理をして得た複合酸化物をミル粉砕した後、該複合酸化物粉末を還元し、その後、焼結により銅含有量が１０〜３０重量％の緻密なタングステン−銅系焼結合金を製造する技術が開示されている。この技術では、タングステン−銅系複合粉末中の銅含有量が２０重量％以下の場合、複合粉末を成形した成型体中において、還元された粉末は凝集して凝集体を形成する。その凝集体内でタングステン粒子が再配列することは容易であるが、それにより凝集体の間には気孔が形成されやすいため緻密化が難しいという短所がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする技術的課題】
本発明は以上の事情に鑑みなされたものであり、相互固溶度がほとんどなく、比重の差が大きいタングステンと銅とが均一に混合され、他の成分を添加することなく、優れた焼結性を有するタングステン−銅系複合粉末の製造方法を提供すること、および製造されたタングステン−銅系複合粉末を用い、適切な焼結過程により、粉末凝集体の間に気孔がほとんど生じなく、緻密で焼結性が良好であり、さらに電気伝導性と熱伝導性に優れた放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によるタングステン−銅系複合粉末の製造方法は、水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水に溶かした後、噴霧乾燥し、その後焼成により複合酸化物粉末を準備する段階と、別途にタングステン含有塩を焼成してタングステン酸化物粉末を準備する段階と、前記複合酸化物２０〜７５重量％と、前記タングステン酸化物粉末２５〜８０重量％とを混合し、その後ボールミル粉砕して超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を形成する段階と、前記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元する段階とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による放熱板用タングステン−銅系焼結合金の製造方法は、水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水に溶かした後、噴霧乾燥し、その後焼成により複合酸化物粉末を準備する段階と、別途にタングステン含有塩を焼成してタングステン酸化物粉末を準備する段階と、前記複合酸化物２０〜７５重量％と、前記タングステン酸化物粉末２５〜８０重量％とを混合し、その後ボールミル粉砕して超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を形成する段階と、前記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元する段階と、前記タングステン−銅系複合粉末を成型し、焼結する段階とを含むことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明による放熱板用タングステン−銅系焼結合金の他の製造方法は、水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水に溶かした後、噴霧乾燥し、その後焼成により複合酸化物粉末を準備する段階と、別途にタングステン含有塩を焼成してタングステン酸化物粉末を準備する段階と、前記複合酸化物２０〜７５重量％と、前記タングステン酸化物粉末２５〜８０重量％とを混合し、その後ボールミル粉砕して超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を形成する段階と、前記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元せずに成型する段階と、前記成型された超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元した後焼結する段階とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明によるタングステン−銅系複合粉末の製造方法は、大体、５重量％以上の銅を含有するタングステン−銅系複合粉末に適用することが好ましい。タングステン−銅系複合粉末の銅含有量が５重量％未満になると、焼結体の熱膨張係数がセラミックより劣るため、放熱板に使用することが難しいからである。より好ましくは、５〜４０重量％の銅を含有させることであり、さらに好ましくは、放熱板として最も適切な、１０〜２０重量％の銅を含有させることである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明によるタングステン−銅系複合粉末の製造方法を詳しく説明する。
【００１４】
本発明によるタングステン−銅系複合粉末の製造方法は、相互固溶度がほとんどなく、比重の差が大きいタングステンと銅とを均一になるように、水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水に溶かした後、噴霧乾燥および焼成により得られた複合酸化物に、別途タングステン塩を焼成して得られる単一タングステン酸化物を適切な割合で混合し、成型した後、還元、焼結するか、または還元した後成型、焼結して、気孔がほとんどない緻密な焼結組織を有するようにする。これにより、製造された焼結合金の電気伝導性と熱伝導性とを大きく向上させることができる。
【００１５】
先ず、タングステンと銅とが均一に混合されるように、タングステン塩と銅含有塩とを混合し、水に溶かし、水溶液を作製する。上記タングステン塩と銅含有塩との混合比率がタングステン−銅系複合粉末の組成に影響するため、目的とするタングステン−銅系複合粉末の組成が決定されると、その目的とする組成に応じて混合比率を調整し、水に溶かす。
【００１６】
上記タングステン塩は、水溶性タングステン塩が好ましい。このようなタングステン塩の具体例として、メタタングステン酸アンモニウムをあげることができる。
【００１７】
上記銅含有塩は、水や酸に溶けることが好ましい。このような銅含有塩の具体例として、硝酸銅（II）、酢酸銅（II）をあげることができる。
【００１８】
上記のように目的組成となるように混合された水溶液は、噴霧乾燥、焼成を行い、タングステン−銅系複合酸化物粉末を準備する。
【００１９】
上記噴霧乾燥は、ノズルを介して噴射される液滴を熱風で乾燥することにより行う。さらに本発明では、上記混合水溶液を、一般的条件で噴霧乾燥、焼成をして水分と塩を除去することにより、複合酸化物を得る。
【００２０】
上記噴霧乾燥は、水分が十分に蒸発されるように１００℃以上の温度で行うことが好ましい。上記噴霧乾燥の時、熱風温度が１００℃未満であると、水分の蒸発が十分でないため、好ましくない。
【００２１】
上記焼成は、３００〜１０００℃の温度で行うのが好ましい。焼成温度が３００℃未満であると塩の分解が十分でなく、また１０００℃より高い温度では塩除去のとき、エナルギーの消費量が多く非経済的であり、かつ複合酸化物粒子等が成長しやすいので好ましくない。
【００２２】
上記の過程を通じて得られる複合酸化物粉末は、２０〜７０μｍ程度の粒子サイズを有するようになる。
【００２３】
上記の過程とは別途に、タングステン含有塩を焼成し、タングステン酸化物を準備する。上記タングステン含有塩の具体例としては、メタタングステン酸アンモニウムやパラタングステン酸アンモニウムをあげることができる。上記焼成は、上記複合酸化物粉末の製造の時と同じく、３００〜１０００℃の温度で行うのが好ましい。上記焼成により得られる単一タングステン酸化物粉末は、７〜３０μｍの粒子サイズを有するようになる。
【００２４】
上記のように準備された複合酸化物粉末と単一タングステン酸化物を、目的の組成となるように混合し、これを粉砕して超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を作製する。
【００２５】
上記混合は、上記複合酸化物粉末２０〜７５重量％、単一タングステン酸化物２５〜８０重量％の割合で混合することが好ましい。上記複合酸化物の混合比が７５重量％より大きい場合、タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元した粉末の凝集体内において、タングステン粒子は再配列しやすいが、凝集された複合粉末中に気孔が残存するため、緻密化することが難しい。また、単一タングステン酸化物の混合比が８０重量％より大きい場合、還元後の粉末の凝集体内において、銅が均一に分布されないので、焼結中タングステン粒子を再配列することが容易でないため、緻密化することが難しい。
【００２６】
上記複合酸化物粉末を超微粒に粉砕することは、ボールミル粉砕により行われることが好ましい。ボールミル粉砕の中でも、乾式ボールミル粉砕よりも湿式ボールミル粉砕により行われることが、さらに好ましい。溶媒が添加されない乾式ボールミル粉砕は、複合酸化物粉末と単一タングステン酸化物粉末等が、ミル粉砕用ジャーの内壁およびボールにくっつきやすいので、粉砕が容易でなく、一部微粉際された球形の複合酸化物粉末は、焼結後、組織的に不均一を引き起こすことがある。これに対し湿式ボールミル粉砕によると、前記複合酸化物粉末の分散がよくなるので、このような問題を解決できる。
【００２７】
湿式ミル粉砕の場合、ミル粉砕条件は混合物の量や超微粒子のサイズに従って変化する。本発明においては、ミル粉砕時間は、例えば少なくとも２時間程度行うことが好ましい。湿式ミル粉砕時間が２時間未満であると、複合酸化物粉末の粉砕が容易でない。さらに好ましくは２〜２４時間程度行うことである。湿式ミル粉砕時間が２４時間より長いと、ミル粉砕用ジャーやボールから不純物が容易に混入するため、非経済的である。本発明では、このような粉砕により得られる超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末は、約１μｍ以下のサイズを有するようになる。
【００２８】
次に、上記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元する。焼結合金製造の際、前記還元は成型前に行うこともできるが、還元しないで成型した後、還元を行うこともできる。前記還元は水素雰囲気、分解アンモニアガス雰囲気、または水素と不活性ガス（Ｎ2，Ａｒ等）混合雰囲気で行うことが好ましい。また、前記還元は６５０〜１０５０℃の範囲で行うことが好ましい。６５０℃未満で還元を行うと、還元時間が長くなり、また、１０５０℃より高い温度で還元を行うと、粉末凝集が生じ、焼結性が低下する。
【００２９】
上記のように作製された超微粒タングステン−銅系複合粉末は、タングステンと銅が均一に固溶され、適切な焼結過程を行うことにより、従来のタングステン−銅系複合粉末に比べて粉末凝集体の間に気孔がほとんど生じないため、焼結性が良好である。
【００３０】
次に、上記超微粒タングステン−銅系複合粉末を利用した焼結合金の製造方法を説明する。タングステン−銅系焼結合金は、上記還元されたタングステン−銅系複合粉末を一定な形に成型し、その後焼結することにより製造される。
【００３１】
上記焼結は、１１００〜１４５０℃の範囲で行われることが好ましい。１１００℃未満で焼結を行うと、焼結時間が長くなり、また１４５０℃より高い温度で焼結を行うと、銅が揮発する可能性があり、焼結体の形状がねじれることがある。より好ましくは、１１５０〜１４００℃の範囲で焼結を行うことである。
【００３２】
本発明によるタングステン−銅系焼結合金は、上記のような方法により製造することもできるが、上記超微粒タングステン−銅系複合酸化物粉末を還元しないで成型した後、還元を行い、次に焼結することより製造することもできる。
【００３３】
上述のような方法により製造される本発明のタングステン−銅系焼結合金は、相対密度が約９８％以上で大変緻密であり、かつ電気伝導度が少なくとも３５ＩＡＣＳ％以上、熱伝導度が少なくとも２００Ｗ／ｍＫ以上であり、放熱材料として大変適切である。
【００３４】
〈実施例１〉
組成が重量比でタングステン（Ｗ）：８０％−銅（Ｃｕ）：２０％となるようにメタタングステン酸アンモニウムと硝酸銅（II）とを水に溶かした水溶液を準備した。上記水溶液を撹拌しながら噴霧乾燥機に約２０ｍｌ／分の流量で供給して噴霧乾燥を行い、Ｗ：８０％−Ｃｕ：２０％複合塩粉末を製造した。この時、噴霧ノズルの回転速度は約１１，０００ｒｐｍ、空気は約２５０℃に加熱されて流入された。この噴霧乾燥された複合塩粉末を約５００℃で１時間保持し、残留水分と塩成分とを除去し、Ｗ：８０％−Ｃｕ：２０％複合酸化物粉末を準備した。
【００３５】
別途、メタタングステン酸アンモニウムを約７００℃で３０分間焼成して、単一タングステン酸化物ＷＯ3（平均粒度約２２μｍ）を準備した。
【００３６】
上記Ｗ：８０％−Ｃｕ：２０％複合酸化物粉末２９９．７ｇ（４９．９５％）と、上記ＷＯ3３００．３ｇ（５０．０５％）と、超硬ボール約６，５７０ｇと、ヘキサン７５０ｍｌを内容積１．５Ｌのアルミナジャーに入れた後、１００ｒｐｍの回転速度で約６時間ボールミル粉砕して球形の酸化物を粉砕し、その後乾燥した。
【００３７】
その後、粉砕された超微粒酸化物粉末を、水素が約１，５００ｍｌ／分で流入されるロータリー形式の炉で、約２００℃で約１時間還元した後、さらに約７００℃で８時間還元を行い、Ｗ：９０％−Ｃｕ：１０％複合粉末を得た。
【００３８】
上記還元された粉末の約５％を、約３ｔ／ｃｍ2の圧力を加えて一軸成型した後、さらに約３ｔ／ｃｍ2の圧力で冷間静水圧成型を行って、直径１５ｍｍ、厚さ３．３ｍｍサイズの試片を作製した。該試片を水素雰囲気下で、３℃／分の加熱速度で加熱し、約１４００℃で１時間焼結後、炉冷し、切断、研磨後、研磨された切断面を走査電子顕微鏡で微細組織を観察した。さらに、前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００３９】
〈実施例２〉
硝酸銅（II）のかわりに、酢酸銅（II）を使用し、ロータリー形式の炉で約２００℃で１時間還元した後、さらに約８００℃で５時間還元を行ったこと以外は、実施例１と同一な条件で、Ｗ：９０％−Ｃｕ：１０％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４０】
〈実施例３〉
上記実施例１において準備した超微粒複合酸化物粉末を、還元しないで実施例１と同一な条件で成型した後、実施例１と同一な条件で還元、焼結し、Ｗ：９０％−Ｃｕ：１０％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４１】
〈実施例４〉
組成が重量比でＷ：７５％−Ｃｕ：２５％となるようにメタタングステン酸アンモニウムと硝酸銅（II）とを水に溶かした水溶液を準備し、上記実施例１と同一な条件で噴霧乾燥、焼成し、複合酸化物粉末を作製した。その後、前記複合酸化物粉末２３３．８ｇ（５９．９５５％）と、上記実施例１で準備したＷＯ3１５６．２ｇ（４０．０４５％）と、超硬ボール約５，１５５ｇと、ヘキサン４９０ｍｌを内容積１．１Ｌのアルミナジャーに入れた後、１１０ｒｐｍの回転速度で約６時間ミル粉砕し、その後乾燥して得た酸化物粉末を実施例１と同一な条件で還元、成型、焼結してＷ：８５％−Ｃｕ：１５％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４２】
〈比較例１〉
粒子のサイズが約１μｍのタングステン粉末と、３２５メッシュ以下の銅粉末とを混合し、実施例１と同一な条件で成型、焼結してＷ：９０％−Ｃｕ：１０％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４３】
〈比較例２〉
粒子のサイズが約１μｍのタングステン粉末と、３２５メッシュ以下の銅粉末に、粒子のサイズが約２μｍのニッケル（Ｎｉ）を焼結助剤として混合し、実施例１と同一な条件で成型、焼結してＷ：９０％−Ｃｕ：９％−Ｎｉ：１％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４４】
〈比較例３〉
組成が重量比でＷ：９０％−Ｃｕ：１０％となるようにメタタングステン酸アンモニウムと硝酸銅（II）とを水に溶かした水溶液を準備し、上記発明材１と同一の条件で噴霧乾燥、焼成して複合酸化物粉末を作製した。その後、該複合酸化物を還元してＷ：９０％−Ｃｕ：１０％複合粉末を作製し、実施例１と同一な条件で成型、焼結し、焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４５】
〈比較例４〉
粒子のサイズが約１μｍのタングステン粉末と、３２５メッシュ以下の銅粉末とを混合し、実施例１と同一な条件で成型、焼結してＷ：８５％−Ｃｕ：１５％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４６】
〈比較例５〉
粒子のサイズが約１μｍのタングステン粉末と、３２５メッシュ以下の銅粉末に、粒子のサイズが約２μｍのコバルト（Ｃｏ）を焼結助剤として混合し、実施例１と同一な条件で成型、焼結してＷ：８４．５％−Ｃｕ：１０％−Ｃｏ：０．５％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した。
【００４７】
〈比較例６〉
組成が重量比でＷ：８５％−Ｃｕ：１５％となるようにメタタングステン酸アンモニウムと硝酸銅（II）とを水に溶かした水溶液を準備し、実施例１と同一な条件で噴霧乾燥、焼成し、複合酸化物粉末を作製した。その後、該複合酸化物粉末を還元してＷ：８５％−Ｃｕ：１５％複合粉末を作り、実施例１と同一の条件で成型、焼結してＷ：８５％−Ｃｕ：１５％焼結合金の試片を作製した。前記試片について、焼結密度、電気伝導度、熱伝導度および熱膨張係数を測定し、その結果を表１に示した
【００４８】
【表１】
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【００４９】
上記表１は、実施例１〜４と比較例１〜６の焼結合金の特性を比較した表である。上記表１に示したように、実施例１〜４の場合、比較例１〜６に比べて焼結密度が高く、純度が高いので、電気伝導度および熱伝導度に優れていることがわかる。
【００５０】
一方、図１は、本発明から得た、実施例１の複合粉末状態のフィールドエミッション走査電子顕微鏡による組織写真である。図１に示したように、本発明による実施例１は約１００ｎｍ以下の粒子が互いに凝縮され、約１μｍの複合粉末を形成しているのがわかる。
【００５１】
図２は、実施例１と比較例３とについて、成型後、加熱時の到達温度における収縮率と密度変化とを比較して表したものである。図２に表したように、実施例１の場合、成型相対密度は約５１％であって、約４６％である比較例３より高い成型密度を表した。さらに詳しく述べると、実施例１は、約１０００℃まで大きな収縮が発生しなかったが、銅の融点である１１００度以上において急激な収縮が発生し始め、約１４００℃に到達したときには９８％以上が緻密化された。それに対して、比較例３は、緻密化傾向は実施例１と似ているが、収縮は実施例１に比べよく発生しなかったし、約１４００℃に到達したときも相対密度が約８５％程度しか緻密化されなかった。
【００５２】
図３及び図４は、各到達温度における実施例１と比較例３の微細組織を比較したものである。図３に図示されたとおり、比較例３の成型体の場合、１０００℃まで加熱したとき、成型体内に凝集された粉末の自発的な固相焼結が発生し、凝集体粉末の間に気孔と思われる孔部が残存するのがわかる。また、温度が高くなるに従って銅が液相になるとこのような気孔を埋めるので、気孔の多くはなくなるが、約１４００℃に到達したときにおいても気孔は残存した。
【００５３】
一方、図４に図示されたとおり、実施例１の成型体は、１０００℃まで加熱したとき、粉末がすべての位置から均一に収縮するので、比較例３の粉末成型体のような大きい気孔は観察されなかった。また、温度が高くなるに従って銅が液相になると、タングステン粒子等の再配列が均一に発生し、約１４００℃に到達すると気孔がほとんどない微細化された組織を見せる。このような結果から、本発明により製造された粉末は、既存の粉末と比較して焼結性が優れていることがわかる。
【００５４】
なお、本発明の実施例を以上に詳しく記載したが、本発明は上記の範囲に限定されるものではなく、特許請求の範囲や発明の詳細な説明の範囲内で多様に変化させて実施することが可能であり、これらもまた、本発明に属する。
【００５５】
【発明の効果】
上述のとおり、本発明は、水溶性タングステン塩と銅含有塩とを水にとかした水溶液を噴霧乾燥して得た複合酸化物と単一タングステン酸化物を混合、粉砕した後、粉砕されたタングステン−銅系複合粉末を成型、焼結することにより、焼結性が優れ、緻密化に優れ、熱伝導性と電気伝導性とが優れたタングステン−銅系焼結合金を提供するという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のフィールドエミッション走査電子顕微鏡による組織写真。
【図２】実施例１と比較例３とについて成型後、加熱の際、到達温度における収縮率と密度変化とを比較したグラフ。
【図３】到達温度における比較例３についての微細組織写真。
【図４】到達温度における実施例１についての微細組織写真。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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