(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が０．１〜９μｍであって含有量が３０〜７０容積％ＴｉＣ、Ｖ及びＶＣの内の少なくとも１種で成る耐弧成分と、含有量が前記耐弧成分に対して０．００５〜０．５重量％であって、形状を球に換算したときの直径が０．０１〜５μｍで且つ非固溶状態又は化合物非形成状態であるＣと、残部がＣｕで成る導電成分とを有する接点材料。
【請求項２】
平均粒径が１０μｍ以下であって含有量が前記耐弧成分に対して５重量％以下のＣｏ、Ｎｉ及びＦｅの内のいずれか１種から成る第一の補助成分、もしくは平均粒径が１０μｍ以下であって含有量が前記耐弧成分に対して２重量％以下のＣｒから成る第二の補助成分が含有したことを特徴とする請求項１記載の接点材料。
【請求項３】
前記Ｃは、前記導電成分と耐弧成分との合金中に分散分布し、当該Ｃ粒子の間隙は最隣接するＣ粒子の大きさよりも大きく隔離していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の接点材料。
【請求項４】
Ｂｉ、Ｓｂ及びＴｅの内の少なくとも１種を０．０５〜０．５重量％含有したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の接点材料。
【請求項５】
前記耐弧成分がＴｉＣであって、当該ＴｉＣの化学量論的な比率Ｔｉ：Ｃは１：１〜１：０．７であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の接点材料。
【請求項６】
厚さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の接点材料。
【請求項７】
平均表面粗さＲａｖｅが０．０５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の接点材料。
【請求項８】
接触面から他方側の非接触面に向かってＣｕ量が増加するように傾斜分布させる又は前記非接触面にＣｕ層を付与したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の接点材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流裁断特性と耐電圧特性とに優れた接点材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば真空バルブの接点は、耐溶着特性、耐電圧特性、遮断特性で代表される基本三要件の他に、裁断特性、耐消耗性、接触抵抗特性、温度上昇特性などを維持向上させるために種々の素材から構成されている。
【０００３】
しかし、上述要求特性は一般に互いに相反する材料物性を要求する場合が多いことから、１つの元素で十分満足させることは不可能とされている。そこで、材料の複合化、素材張合わせなどによって、大電流遮断用途、高耐電圧用途、低裁断用途などの様に特定用途に合った接点材料の開発が行われ、それなりに優れた特性を発揮しているのが現状である。
【０００４】
汎用の真空遮断器の基本三要件を満たす為の大電流遮断用接点材料として、例えばＢｉやＴｅの様な溶着防止成分を５重量％以下含有するＣｕ−Ｂｉ合金，Ｃｕ−Ｔｅ合金が知られている（特公昭４１−１２１３１号、特公昭４４−２３７５１号）。Ｃｕ−Ｂｉ合金では、結晶粒界に析出した脆いＢｉ、Ｃｕ−Ｔｅ合金は結晶粒界及び粒内に析出した脆いＣｕ2 Ｔｅが合金自体を脆化させ低溶着引き外し力が実現したことから大電流遮断特性にも優れている。この合金のうちＢｉを例えば１０重量％程度とした接点では、適度な蒸気圧特性を有するので、優れた電流裁断特性を発揮している（特公昭３５−１４９７４号）。同じく基本三要件を満たした高耐圧・大電流遮断用接点材料としては、Ｃｕ−Ｃｒ合金が知られている。この合金は前記Ｃｕ−Ｂｉ合金，Ｃｕ−Ｔｅ合金よりも、構成成分間の蒸気圧差が少ない為均一な性能発揮を期待し得る利点があり、使い方によっては優れたものである。
【０００５】
一方、近年高信頼度形化と小形化を志向する真空遮断器としては、電流裁断特性と耐電圧特性（再点弧特性）を一層改善する事が必要となっている。
第１としては、真空中でのアークの拡散性を利用して、高真空中で電流裁断（あるいは電流開閉）を行わせる真空バルブの接点は、対向する固定、可動の２つの接点から構成されている。真空バルブを十分な配慮なしに電動機負荷など誘導性回路に用いて電流を遮断（しゃ断）する時、過度の異常サージ電圧が発生し負荷機器の絶縁性に影響を与える場合がある。この異常サージ電圧の発生原因は、真空中に於ける小電流遮断（しゃ断）時に、低電流側で発生する裁断（さい断）現象（交流電流波形の自然ゼロ点を待たずに強制的に電流遮断が行われる事）、あるいは高周波消弧現象などによるものである。異常サージ電圧の値Ｖｓは、回路のサージインピーダンスＺ0 と電流裁断（さい断）値Ｉｃに比例する。従って、異常サージ電圧の値Ｖｓを低く抑制する為の１手段として電流裁断値Ｉｃを低くする必要がある。ここで、Ａｇ−ＷＣ合金が、この要求に対して有益な接点合金の１つとして利用されている。
【０００６】
この低裁断性用接点材料として、ＷＣの熱電子放出効果とＡｇの適度の蒸気圧との相乗的作用によって優れた低裁断性を発揮するＡｇ−ＷＣ合金（Ａｇが４０％）が知られている（特願昭４２−６８４４７号）。また、耐弧成分材料の粒子直径（例えばＷＣの粒径）を０．２〜１μｍとした接点材料の採用により、裁断電流特性の改善に有効である事が示唆されている（特公平５−６１３３８号）。さらに、ＷＣ−Ｃｏの粒子間距離を０．３〜３μｍとした接点材料の採用により、アーク陰極点の易動度が良好となり大電流遮断特性の向上を計った接点材料も知られている（特開平４−２０６１２１号）。
【０００７】
第２としては、真空遮断器には電流遮断後真空バルブ内で閃絡が発生し接点間が再び導通状態になる（その後放電は継続しない）現象を誘起する場合がある。この現象を再点弧と呼び、その発生メカニズムは未解明であるが、電気回路が一度電流遮断状態となった後に導通状態に急激に変化する為、異常過電圧が発生しやすい。電流遮断特性として好ましいＡｇ−ＷＣ合金を搭載した遮断器でも、コンデンサバンクを遮断させ再点弧を発生させる実験によれば、極めて大きな過電圧の発生や、過大な高周波電流の発生が観察される為、Ａｇ−ＷＣ合金に対して再点弧発生を抑制させる技術の開発が求められている。Ａｇ−ＷＣ合金の再点弧現象の発生メカニズムは未だ知られていないが、本発明者らの実験観察によれば、再点弧は真空バルブ内の接点／接点間、接点／アークシールド間でかなり高い頻度で発生している。その為、本発明者らは、例えば接点がアークを受けた時に放出される突発性ガスの抑制技術、接点表面形態の最適化技術など、再点弧の発生抑制に極めて有効な技術を明らかにし、再点弧発生の抑制に貢献した。すなわち、Ａｇ−ＷＣ合金の加熱過程で放出されるガス総量、ガスの種類並びに放出形態に注目し、再点弧発生との相関を詳細に観察を行ったところ、溶融点近傍で極めて短時間ではあるが、パルス状に突発的に放出されるガスが多い接点では、再点弧発生率も高くなる事を見出だした。そこで、Ａｇの溶融温度以上にて加熱するなど、あらかじめＡｇ−ＷＣ合金中の突発的ガス放出の一因を除去しておく事や、Ａｇ−ＷＣ合金の合金中のポアや組織的偏析を抑制する様に焼結技術を改良する事などによって、再点弧現象の発生を低減させた。しかし、近年の更なる再点弧発生抑制要求に対しては、尚改善の必要性を認めると共に他の施策の開発が重要となっている。近年では、顕著な傾向としてリアクトル回路、コンデンサ回路などへの適応拡大など需要家の使用条件の過酷化と共に負荷の多様化が進行し、低裁断性Ａｇ−ＷＣ合金に対しても一層の低裁断化と一層の低再点弧性をも兼備する事の要求が高まり、それに伴う接点材料の開発、改良が急務となっている。コンデンサ回路では通常の２倍、３倍の電圧が印加される関係上、電流遮断、電流開閉時のアークによって接点の表面が著しく損傷しその結果接点の表面荒れ、脱落消耗を招き、再点弧発生の一因と考えられる事から接点消耗についても低消耗化が必要である。しかし、再点弧現象は、製品の信頼性向上の観点から重要であるにもかかわらず、未だ防止技術はむろんのこと直接的な発生原因についても明らかにはなっていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
低裁断型接点材料としては、前記したＣｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合金、Ｃｕ−Ｃｒ合金に優先してＡｇ−ＷＣ合金を適用してきたが、さらに強まる低裁断化と低再点弧化の要求に対しては十分な接点材料とはいえない実情となった上、両特性をより高度に両立させる事が要望されてきている。すなわち、今までに低裁断型接点材料として優先して使用してきたＡｇ−ＷＣ合金であっても、より過酷な高電圧領域及び突入電流を伴う回路では、やはり再点弧現象の発生が観察されている。そこで、上記基本三要件を一定レベルに維持した上で、特に低裁断特性と再点弧特性とを両立させた接点材料の開発が望まれている。
本発明の目的は、電流裁断特性と再点弧特性とを兼備した接点材料を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、平均粒径が０．１〜９μｍであって含有量が３０〜７０容積％ＴｉＣ、Ｖ及びＶＣの内の少なくとも１種で成る耐弧成分と、含有量が耐弧成分に対して０．００５〜０．５重量％であって、形状を球に換算したときの直径が０．０１〜５μｍで且つ非固溶状態又は化合物非形成状態であるＣと、残部がＣｕで成る導電成分とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
ところで、前記した様に、Ａｇ−ＷＣ合金は低裁断性接点材料として安定した特性を発揮する接点として使用されているが、前記した裁断特性と再点弧特性を同時に改善する要求に対しては更に改良する必要がある。近年の遮断器では両特性を同時に改善する事と同時に、特に所定回数を開閉させた後もその低い値を維持する事とそのばらつき幅も低い値とする事が極めて重要となっている。
【００１１】
本発明におけるＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ系接点に外部磁界（例えば縦磁界技術）を与え大電流を遮断した場合、遮断により発生したアークは、アーク電圧の低い部分に停滞、集中することが抑止され、接点電極面上を移動する。これによって、低裁断特性を維持した上、再点弧発生率の低減化に寄与している。すなわち、接点電極上をアークは容易に移動するため、アークの拡散が促進され、遮断電流を処理する接点電極面積の実質的増加につながり、アークの停滞、集中が低減化される結果、接点電極の局部的異常蒸発現象の阻止、表面荒れの軽減化の利益も得られ、再点弧抑制に寄与する。
【００１２】
しかし、一定値以上の電流値を遮断すると、アークは予測出来ない一点もしくは複数点の場所で停滞し、異常融解させ遮断限界に至る。また、異常融解はＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ系接点材料の瞬時的爆発的な蒸発によって発生した金属蒸気は、開極過程にあった真空遮断器の絶縁回復性を著しく阻害し、遮断限界の一層の劣化を招く。さらに、異常融解は、巨大な融滴を作り接点電極面の荒れを招き耐電圧特性の低下、再点弧発生率の増加、材料の異常な消耗をも招く。これらの現象の原因となるアークが、接点電極面上のどこで停滞するかは前述したように全く予測出来ない以上、発生したアークが停滞させることなく移動拡散できるような表面条件を接点に与えることが望ましい。
【００１３】
その望ましい条件として、本発明ではＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金中のＴｉＣ量やＣ量を最適化すると共にＣの大きさを最適化した。その結果、再点弧抑制に有効なＴｉＣ粒子とＣ粒子との密着強度の向上、接点材料中のＣｕとＴｉＣとの組織的均一性をも図った。その結果、アークを受けた時に選択的に優先して蒸発、飛散するＣｕを少なくなる様に制御するのみならず、被アーク時の熱衝撃によっても接点面上には、再点弧発生に対して有害な著しい亀裂発生も抑止され、ＴｉＣ粒子の飛散脱落も軽減された。特に、非固溶状態若しくは化合物非形成状態にあるＣ量をＴｉＣ量に対して、０．００５〜０．５（重量％）とし最適量化し、かつその大きさを０．０１〜５μｍ以下（球に換算した時の直径）に制限した。この接点合金組織が再点弧特性の劣化を最小限にとどめた上で、裁断特性向上と安定化に寄与した。
【００１４】
以上は主としてＣｕ−ＴｉＣ−Ｃを代表例として示したが、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｎｉ合金に対しても所定条件のＣの存在は同じ傾向の効果を得る。
【００１５】
なお、本発明者らの実験によれば、Ｃｕ−ＴｉＣ中でのＣの量や大きさを最適化する事によって、合金組織中でのＣｕ、ＴｉＣ，Ｃの均一分布化、Ｃｕ、ＴｉＣ，Ｃの互いの密着強さ等の改良を図ったので、アークを受けた後でも再点弧発生に有害となる巨大溶融痕跡、飛散損傷などが少なくなると共に再点弧抑止上で重要な影響を及ぼす接点表面荒れも少なくなり、耐アーク消耗性の向上にも有益となった。耐アーク消耗性の向上は、接点表面の平滑化を持たらし、多数回開閉後でも裁断特性、再点弧特性のばらつき幅の縮小に有益となっている。これらの相乗的効果によって、裁断特性を向上させた上でＣｕ−ＴｉＣ合金の再点弧発生頻度の抑制と耐消耗性の向上を得た。
【００１６】
所定比率のＣｕ−ＴｉＣ中の存在するＣが非固溶状態若しくは化合物非形成状態にある事が好ましく、この様な状態（Ｃが非固溶状態若しくは化合物非形成状態）にないと、多数回開閉後の裁断特性安定性特にそのばらつき幅が増大する傾向となる。また、多数回開閉後の再点弧発生率に大きなばらつきを生じさせている。前記した様に、再点弧現象の発生メカニズムは未だ知られていないが、本発明者らの実験観察によれば、再点弧は真空バルブ内の接点／接点間、接点／アークシールド間でかなり高い頻度で発生している。その為、本発明者らは、例えば接点がアークを受けた時に放出される突発性ガスの抑制、接点表面形態の最適化などを進め、再点弧の発生抑制に極めて有効な技術を明らかにし、再点弧発生数を大幅に低減化した。しかし、近年の真空バルブに対する高耐電圧化要求、大電流遮断化要求、小形化要求には上記接点の改良のみではすでに限界と考えられ、これら以外に於いても改良最適化が必要となってきた。
【００１７】
再点弧の発生に対する本発明者らの模擬再点弧発生実験による詳細な解析した結果、接点材料が直接的に関与する場合と、電極構造、シールド構造など設計に関与する場合と、予期しない高電圧暴露など電気的機械的外部条件などが関係していた。本発明者らは、セラミックス製絶縁容器外管、接点、アークシールド、金属蓋体、通電軸、封着金具、ベローズなど各構成部材を適宜真空バルブ内へ装着したり取外ししたりしながら模擬再点弧発生実験を行ったところ、直接アークを受ける接点の組成、材質とその状態、その製造条件が再点弧発生に対して重要であるとの知見を得た。特に、材質的には脆性な為、投入時、遮断時の衝撃によって電極空間への微小金属粒子の放出、飛散が多く観察されたＣｕ−Ｂｉ，Ｃｕ−Ｔｅ，Ｃｕ−Ｃｒ合金よりも高硬度、高融点性のＣｕ−ＴｉＣの方が有利であるとの知見も得た。更に重要な観察知見は、同じＣｕ−ＴｉＣであっても電極空間への微小金属粒子の放出、飛散にある程度のばらつきが存在した。Ｃｕ−ＴｉＣの製造過程での特に接点の仕上げ加工面など表面粗さがある程度平滑な程好ましく、また焼結温度の高い方が再点弧発生の抑制に有利な傾向にある事であった。
【００１８】
この観察知見は、Ｃｕ−ＴｉＣ系合金の改良の必要性と共に再点弧抑制の可能性を示唆している。そこで本発明者らは補助成分としてＣｕ−ＴｉＣ中での所定条件のＦｅの存在が投入時、遮断時の衝撃による電極空間への微小金属粒子の放出、飛散の低減に、有益である事を認めた。通常は投入、遮断後の接点表面は多数の微細突起（凹凸）が発生し、かつその一部は飛散したり脱落したりしているが、本発明ではＣｕ−ＴｉＣ中のＦｅの存在によって、ＣｕとＴｉＣとの結び付きの強化と極く微小面積での延性（伸び）とを改善し、その結果微細凹凸の発生自体を少なくすると共に微細凹凸の先端部にある程度の丸みを与えている効果を発揮した。その為接点表面の電界強化係数βは１００以上から１００以下に改善されていた。この様にＣｕ−ＴｉＣ中のＣ，Ｆｅの存在による電界強化係数βの改善の利益は、接点表面の平均表面粗さ（Ｒａｖｅ．）を改善し重畳させる示唆ともなっている。以上の様にＣｕ−ＴｉＣの製造プロセスに於いて、焼結、溶浸条件や［Ｃｕ・ＴｉＣ］混合粉体の解砕・分散・混合条件を組合わせて真空バルブよう接点を作り再点弧発生状況を観察した実験によると、高硬度、高融点性を保持したＣｕ−ＴｉＣに於いて、混合条件の最適化、組織状態の最適化、焼結技術の最適化を行う事が再点弧抑制に有益であることを示している。混合条件の最適化に於いては、特に後記する製法例１〜５で示す原料粉［Ｃｕ］と［ＴｉＣ］と［Ｃ］との均一混合方法や、原料粉［Ｃｕ］と［ＴｉＣ］に揺動運動と攪拌運動とを重畳させながら混合する混合方法が有効であった。
【００１９】
すなわち本発明者らの再点弧現象の発生の時期とＣｕ−ＴｉＣの材料状態との関わりとを観察した結果では、（イ）：接点組織およびその状態（偏析、均一性）については、製造プロセスの特に混合条件の最適化と相関し、電流遮断開閉の経過回数とは関係無くランダムな再点弧現象の発生がみられる特徴がある。（ロ）：接点表面に付着、吸着したガスや水分の量、状態については、あらかじめ仕上げられた接点の加工後の管理環境の問題であって、直接焼結技術が関与するものではないが、電流遮断開閉回数の比較的初期から再点弧現象の発生が見られる特徴がある。（ハ）：接点内部に内蔵している異物の量、状態などの接点内部の状態については、原料粉末の品質（Ｃｕ粉、ＴｉＣ粉の選択）及び原料の混合状態がポイントとなり、電流遮断回数の経過の比較的後半に発生した再点弧の原因と考えられるなど製造プロセスの重要性が示唆される。
【００２０】
以上から、再点弧現象の発生の時期は、電流遮断回数の進展に対して見掛け上では、関係無く見えるが、上記（イ）（ロ）（ハ）の様に各発生の時期によってその原因は異なっている事が推察された。このことが各真空バルブ毎に再点弧現象の発生にばらつきが生じていた重要な一因とも考えられた。
【００２１】
従って再点弧の各発生の時期の総てを抑制もしくは軽減化するには、品質的に好ましい状態の原料粉［Ｃｕ］と［ＴｉＣ］とを得た後、これらを解砕・分散・混合しながら均一で微細な［Ｃｕ・ＴｉＣ］混合粉体を得る必要があり、更に所定量のＣやＦｅの存在によって、投入、遮断による接点表面の微細凹凸の発生の低減化と電極空間への微小金属粒子の放出、飛散の低減の効果を得る事が重要である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の要旨は、Ｃｕ−ＴｉＣ系接点を搭載した真空バルブに於いて、補助的成分としてのＣの存在は、Ｃ量を増加させると電流裁断特性は概略向上するが、再点弧特性は概略劣化する。この様に、二律背反的関係にある真空バルブの電流裁断特性（低裁断化とその安定化）と再点弧現象発生の軽減化とを同時に達成させる為に、Ｃｕ−ＴｉＣ中に存在するＣを非固溶状態若しくは化合物非形成状態とし、その量をＴｉＣ量に対して，０．００５〜０．５（重量％）の範囲に管理すると共に、接点中に存在するその大きさを０．０１〜５μｍ（球に換算した時の直径）の範囲としたことにより、前記効果を得たものである。従って、Ｃｕ−ＴｉＣ系接点材料中のＣの平均粒径と量とその分散度が重要なポイントとなる。
以下に本実施の形態の効果を明らかにした評価条件、評価方法などを示す。
【００２３】
（１）  裁断特性
直径２０ｍｍ，厚さ４ｍｍで、一方は平面、他方が５０ｍｍＲの所定接点を着脱式の裁断電流テスト用真空遮断装置に装着する。１０-3Ｐａ以下に排気し、接点表面をベーキング、放電エージングなどで清浄化した後、この装置を０．８ｍ／秒の開極速度で開極させた。裁断電流値はＬＣ回路を経て５０Ｈｚ，実効値４４Ａの回路電流を開閉中の初期（１〜１００回開閉中）および後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）の接点に直列に挿入した同軸型シャントの電圧降下を観測することによって求めたものである。なお測定結果は実施例２の裁断電流値の平均値を１．０としその値と相対比較したものである。この裁断電流値はその値が小さく、ばらつき範囲も小さい程優れた裁断特性を有している。
【００２４】
（２）  再点弧特性
直径３０ｍｍ，厚さ５ｍｍの円盤状接点をディマウンタブル形真空バルブに装着し、６ｋＶ×５００Ａの回路を１〜１，０００回遮断、１，００１〜２０，０００回遮断した時の再点弧発生頻度を２台の遮断器（真空バルブとして６本）のバラツキ値を考慮して表１〜４に示した。接点の装着に際しては、ベーキング加熱（４５０℃×３０分）のみ行い、ろう材の使用並びにこれに伴う加熱は行わなかった。なお測定結果はばらつきを考慮して６本の真空バルブの上限値の平均と、下限値の平均を示した。この再点弧発生頻度はその値が小さく、ばらつき範囲も小さいほど優れた再点弧特性を有していると言える。
【００２５】
（３）  耐アーク消耗性
各接点を着脱式の真空遮断装置に装着し、接点電極表面のベーキング、電流、電圧エージング、開極速度条件を一定同一とした後、７．２ｋＶ，４．４ｋＡを１０００回遮断前後の表面凹凸から損失重量を計算した後、実施例２の値を１．０とし相対比較した。
【００２６】
（４）  接点の製造方法の一例
本実施の形態に置ける接点材料の製造に供した方法の一例について説明する。この接点材料の製造方法は大別すると、ＴｉとＣで構成したスケルトンにＣｕを溶かし流し込む溶浸法と、ＴｉＣ，Ｃ粉とＣｕ粉とを所定割合で混合した粉末を焼結又は成型焼結する焼結法がある。
【００２７】
本実施の形態では、再点弧発生率の引き金の１つとされているＣｕ−ＴｉＣ合金中でのＣ（非固溶若しくは化合物非形成状態）の存在状態とその量とを最適化し、裁断特性と再点弧特性とを両立させたもので、従って、Ｃｕ−ＴｉＣ合金中でのＣの存在状態を左右するＣｕ−ＴｉＣ合金の製造方法も重要である。
【００２８】
すなわち、本発明の実施に於いて好適なＴｉＣ粉は、例えば加熱処理温度及び時間、雰囲気などを制御する事によって、非固溶若しくは化合物非形成状態にあるＣ量及び粒径、粒度分布を調整すると共に化学量論的には（ＴｉＣ1 0.7 ）の範囲にあるＴｉＣを選択する。著しく微量なＣ（非固溶若しくは化合物非形成状態）の量の制御技術として、上記したＴｉＣ粉を加熱処理する方法以外には例えばＴｉＣと共にある種の有機物を熱分解させた時、ＴｉＣ表面に分解析出したＣを利用する事によっても得る事が出来る。またＴｉＣ表面にＣスパッタ膜を付着させた後これを原料ＴｉＣとして利用する方法も選択した。
【００２９】
このＣｕ−ＴｉＣ合金中のＣ（非固溶若しくは化合物非形成状態）の量及び大きさは、多くすると再点弧発生率が増大（特性低下）する傾向にある。なおＣｕ−ＴｉＣ合金中のＴｉＣの総量も多くすると同様に再点弧発生率が増大（特性低下）する傾向にある。
【００３０】
Ｃｕ−ＴｉＣ合金中の製造方法は、Ｃの量がＴｉＣ量，Ｃｕ量に比較し極めて少量ない為、均質混合性を良くする事が重要な課題である。その均質混合性を良くする手段として、本発明では、例えば最終的に必要なＴｉＣ量（３０〜７０容積％）の内の一部から取り出した極く少量のＴｉＣとＣ粉とを（好ましくは近似の容積）を混合（必要によりＢｉ、Ｓｂ，Ｔｅの少なくとも１つを追加。またＦｅ，Ｃｏ、Ｎｉ，Ｃｒも同様に取り扱っても良い）して得た第１次混合粉を得る（必要によりこれを第ｎ次混合まで繰り返す）。この第１次混合粉（又は第ｎ次混合粉）と残りのＴｉＣ粉とを再度混合し、最終的に十分に良好な混合状態にある［ＴｉＣ，Ｃ］粉を得る。この［ＴｉＣ，Ｃ］粉と所定量のＣｕ粉とを混合の後、水素雰囲気中（真空中でも可）で、例えば９３０℃の温度での焼結と加圧とを１回若しくは複数回組合せて、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ接点素材（又はＣｕ−ＴｉＣ−Ｃｏ−Ｃ，Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｆｅ−Ｃ、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｎｉ−Ｃ，Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃ、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃｏ−Ｃ−Ｂｉ接点素材など）を製造（以下Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃで代表）し、所定形状に加工して接点とした（製法例１）。
【００３１】
別の合金化の方法として、逆に最終的に必要なＣｕ量の内の一部から取り出した極く少量のＣｕとＣ粉とを（好ましくは近似の容積）を混合（必要によりＢｉを追加、また必要によりＦｅ，Ｃｏ、Ｎｉ，Ｃｒも同様に取り扱っても良い）して得た第１次混合粉を得る（必要によりこれを第ｎ次混合まで繰り返す）。この第１次混合粉（又は第ｎ次混合粉）と残りのＣｕ粉とを再度混合し、最終的に十分に良好な混合状態にある［Ｃｕ，Ｃ］粉を得る。この［Ｃｕ，Ｃ］粉と所定ＴｉＣ粉（最終的に必要なＴｉＣ量）とを混合した後、水素雰囲気中（真空中でも可）で、例えば９４０℃の温度での焼結と加圧とを１回若しくは複数回組合せて、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ接点素材又はＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ−Ｂｉ接点素材を製造した（製法例２）。
【００３２】
他の製造方法としては、上記方法で製造した第ｎ次混合［ＴｉＣ，Ｃ］粉または［ＴｉＣ，Ｃｏ，Ｃ］粉を，１２００℃の温度で焼結し所定空隙率をもつ｛ＴｉＣ，Ｃ｝スケルトンを作製し、その空孔中にＣｕ（必要によりＢｉも追加）を例えば１１５０℃の温度で溶浸しＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ接点素材又はＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ−Ｂｉ接点素材を製造した（製法例３）。
【００３３】
また別の合金化の方法としては、［ＴｉＣ，Ｃ］粉または［ＴｉＣ，Ｃｏ，Ｃ］粉を１５００℃の温度で焼結し所定空隙率を持つスケルトンを作製し、その空孔中に別途用意したＣｕを例えば１１５０℃の温度で溶浸しＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ接点素材を製造した（製法例４）。
【００３４】
また別の合金化の方法としては、イオンプレーティング装置を用いた物理的方法或いはボールミル装置を用いた機械的方法で、Ｔｉ粉の表面にＣを被覆（必要によりＢｉも同時に）したＣ被覆Ｔｉ粉を得て、このＣ被覆Ｔｉ粉とＣｕ粉（必要によりＢｉを同時に添加）とを混合の後、水素雰囲気中（真空中でも可）で、例えば１０５０℃の温度での焼結と加圧とを１回若しくは複数回組合せて、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ接点素材又はＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ−Ｂｉ接点素材を製造した（製法例５）。
【００３５】
また別の合金化の方法としては、特にＣｕ粉、ＴｉＣ粉とＣ粉との均一混合技術に於いて、揺動運動と攪拌運動とを重畳させる方法も有益である。これによって、混合粉は一般に行われているアセトンなど溶剤使用時に見られる固まりとなったり凝集体となったりする現象がなく、作業性も向上する。また混合作業での攪拌容器の攪拌運動の攪拌数Ｒと攪拌容器に与える揺動運動の揺動数Ｓとの比率Ｒ／Ｓをほぼ１０〜０．１程度の好ましい範囲に選択すれば、解砕、分散、混合中の粉末へのエネルギー入力が好ましい範囲となり、混合作業での粉末の変質や汚染の程度を低く押さえる事ができる特徴を有する。従来のらいかい機などによる混合、粉砕では粉体を押し潰す作用が加わるが、揺動運動と攪拌運動とを重畳させる本方法では、前記Ｒ／Ｓ比率をほぼ１０〜０．１程度に分布している為、粉体同士が絡み合う程度の混合となり、良好な通気性を持つ為焼結性が向上し、良質な成型体または焼結体あるいはスケルトンを得る。更に必要以上のエネルギー入力がなく粉体が変質する事がない。この様な状態の混合粉を原料とするれば、焼結、溶浸後の合金も低ガス化が可能となり、遮断性能、再点弧特性の安定化に寄与している（製法例６）。
【００３６】
Ｃｕ−ＶＣ−Ｃの場合も同じ製法が選択出来る。
本実施の形態では、これらの方法を適宜選択し採用したもので、いずれの技術の選択でも本発明の効果を発揮する接点材料を得ることが出来る。
以下、評価条件を表１及び表２、結果を表３及び表４にまとめる。
【００３７】
【表１】
0003773644.tif 000002
【００３８】
【表２】
0003773644.tif 000003
【００３９】
【表３】
0003773644.tif 000004
【００４０】
【表４】
0003773644.tif 000005
【００４１】
次に、本発明の実施の形態につき、表１乃至表４を参照しながら詳細に説明する。
（実施例１〜３，比較例１〜２）
まず、遮断テスト用実験バルブの組立ての概要を示す。端面の平均表面粗さを約１．５μｍに研磨したセラミックス製絶縁容器（主成分：ＡＬ2 Ｏ3 ）を用意し、このセラミックス製絶縁容器に対して組立て前に１６５０℃の前加熱処理を施した。
【００４２】
封着金具として、板厚さ２ｍｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金を用意した。
ロウ材として、厚さ０．１ｍｍの７２％Ａｇ−Ｃｕ合金板を用意した。
上記用意した各部材を被接合物間（セラミックス製絶縁容器の端面と封着金具）に気密封着接合が可能のように配置して、５×１０-4Ｐａ．の真空雰囲気で封着金具とセラミックス製絶縁容器との気密封着工程に供する。
【００４３】
平均粒径が１．３μｍのＴｉＣ1.0 粉、粒子直径（大きさ）が０．０５μｍのＣ（非固溶若しくは化合物非形成状態にあるＣ）を０．０５重量％，粒子直径（大きさ）が１〜１０μｍのＣｏを０．９重量％としたＣｕ−ＴｉＣ合金を前記製造法１〜６の方法を適宜選択しながら、２０〜８０容積％ＴｉＣ−Ｃｏ−Ｃ残部Ｃｕの接点素材を製造した（実施例１〜３，比較例１〜２）。
【００４４】
供試接点は試作した接点素材から顕微鏡組織観察によって、非固溶状態もしくは化合物非形成状態にある時にＣ量が０．０５％のＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ合金を選出したものである。
【００４５】
これらの素材を厚さ３ｍｍ、接触面の平均表面粗さを０．３μｍの所定形状に加工し試験片とし裁断特性、再点弧特性、耐消耗性を測定し実施例２の特性を標準に比較検討した。その内容を表に示した。なお、本実施の形態に於いては、便宜上ＴｉＣ、残部Ｃｕを容積％とし、他の元素は作業上便利な為、重量％（ＴｉＣ量に対する）として実施した。
【００４６】
ＴｉＣ量を３０〜７０容積％とした時には、裁断特性、再点弧発生率、耐消耗製のいずれもが良好な特性を発揮している（実施例１〜３）。
しかしＴｉＣ量を２０容積％とし残部Ｃｕ（比較例１）としたＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ合金に於いて、同様の評価を実施したところ、耐消耗性は標準としている実施例２と比較して、１．０５〜１．２倍程度の消耗で好ましい範囲であったが、しかし、裁断特性評価を実施したところ、開閉初期（１〜１００回開閉中）の範囲では特性の低下はわずかであったが、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）の裁断電流値に於いて、２倍程度の若干増加（特性劣化）した。また再点弧発生率においては、大幅な増加（特性劣化）とばらつきとが見られた。すなわち比較対象としている実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、比較例１の再点弧発生頻度比較を比較すると、比較例１では１０００回遮断で３５〜７０倍に増加（特性低下）、２０，０００回遮断では１２〜１１６倍に増加（特性低下）した。
【００４７】
一方ＴｉＣ量を８０容積％とし残部Ｃｕ（比較例２）としたＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ合金では、同様の評価を実施したところ、開閉初期（１〜１００回開閉中）、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）の裁断電流値は、標準とする実施例２の特性と比較しても同等以上の極めて良好な特性を示したが、再点弧発生率、耐消耗性に於いて大幅な増加（特性劣化）とばらつきとが見られた。すなわち比較対象としている実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、比較例２の再点弧発生頻度比較を比較すると、比較例２では１，０００回遮断で７０〜１３０倍に増加（特性低下）、２０，０００回遮断では９３〜１０３倍に大幅に増加（特性低下）した。耐消耗性（７．２ｋＶ，４．４ｋＡを１，０００回遮断させた後の重量変化）は、比較例２は、比較対象としている実施例２の３．６〜６．６倍に増加した。
【００４８】
顕微鏡観察の結果によれば、接点表面はＣｕの不在部分の点在、ＴｉＣの凝集とＴｉＣの脱落が見られた。従って、再点弧特性と裁断特性と耐消耗性のバランスを得る為には実施例１〜３で示したＴｉＣ量３０〜７０容積％の範囲に於いて有効に発揮される。
【００４９】
（実施例４〜５，比較例３〜４）
前記実施例１〜３，比較例１〜２では、非固溶状態もしくは化合物非形成状態にあるＣ量を０．０５重量％とし、ＴｉＣの平均粒径（粒子を球体とした時の直径）を１．３μｍとした場合の各特性に及ぼすＴｉＣ量の効果について示したが、非固溶状態もしくは化合物非形成状態にある時のＣ量は０．０５重量％に限ることなく効果は発揮される。
【００５０】
すなわち、上記Ｃ量を０．００５重量％未満、０．００５重量％〜１．５重量％含有するＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金を前記方法を選択して製造した。Ｃ量が０．００５重量％未満のＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ合金の場合（比較例３）では、裁断特性は開閉初期（１〜１００開閉中）と開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）とを比較しても好ましい裁断値と低い変動幅を示し許容範囲にあり、かつ接点の耐消耗性も良好であったが、一方６ｋＶ×５００Ａの回路を２０，０００回を遮断した時の再点弧特性では、１，０００回を遮断した時の場合に比べ再点弧発生率が著しく増大していると共にばらつきも大幅に増大し好ましくなかった。
【００５１】
表面の顕微鏡観察によれば、２０，０００回開閉させ再点弧特性を評価した接点では、接点表面はＣ量の不足による表面損傷及びＣｕの飛散した痕跡を示す軽い凹凸が広い範囲に亘って存在しているのが観察された。
【００５２】
これに対して前記Ｃ量が０．００５重量％〜０．５重量％（実施例４〜５）では、裁断特性、再点弧発生率、耐消耗性のいずれもが良好な特性を発揮している。すなわち、Ｃ量が０．００５重量％〜０．５重量％のＣｕ−ＴｉＣ合金の場合（実施例４〜５）では、０．４〜３の許容される範囲の再点弧発生頻度を示した。一方裁断特性に於いても、実施例２と同レベルの好ましい範囲にあり、耐消耗性に於いても、相対値が許容される範囲の０．８５〜１．１にある事を示し、開閉回数の経過に対して裁断特性、再点弧特性、耐消耗性の総てに於いて安定した特性を示した。２０，０００回開閉させ再点弧特性を評価した後の接点表面の顕微鏡観察によれば、接点表面は所定条件のＣの分布効果によって、広い範囲に亘って上記比較例３より平滑な状態が観察された。
【００５３】
一方、前記Ｃ量を１．５重量％としたＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金（比較例４）に対して同様の評価を実施したところ、裁断特性は開閉初期（１〜１００回開閉中）と開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）とを比較しても好ましい裁断値と低い変動幅を示し許容範囲にあったが、７．２ｋＶ×４．４ｋＡを１，０００回遮断させた時の接点の耐消耗性は、実施例１〜２，比較例１に比較して著しく大きくかつ接点間のばらつきも多く、６ｋＶ×５００Ａの回路を２０，０００回遮断した時の再点弧特性では、１，０００回を遮断した時の場合に比べ再点弧発生率が著しく増大していると共にばらつきも大幅に大きく好ましくなかった。２０，０００回開閉させ再点弧特性を評価した接点表面の顕微鏡観察によれば、接点表面は広い範囲に亘ってＣｕが飛散揮発した痕跡を示す著しい凹凸が存在し、かつ遮断表面に巨大なＣの脱落跡による凹凸も観察された。顕微鏡観察の結果によれば、接点表面にＣｕの欠乏層やＴｉＣの凝集、脱落が見られた。これらより、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ中の非固溶状態もしくは化合物非形成状態にあるＣ量は、０．００５〜０．５％の範囲に於いて効果を発揮する。
【００５４】
観察の結果、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ中のＣ量が同量であっても、所定量のＣが非固溶状態もしくは炭化物などの化合物非形成状態にある時（本発明）には、多数回開閉後でも裁断特性を維持した上で少ない再点弧頻度と少ないばらつき幅を得るのに有利である事が判った。すなわちＣ量は、総Ｃ量でなく非固溶状態もしくは化合物非形成状態にあるＣ量が重要であることを示している。これに対してＣが非固溶状態もしくは炭化物などの化合物非形成状態にないＣｕ−ＴｉＣ−Ｃでは、開閉回数の進行ととも接点表面荒れのが多くなる傾向を示し、再点弧発生頻度が増加した。複数の素材間には再点弧発生頻度に大きなばらつきが観察された。接点消耗量の増加も見られた。
【００５５】
以上から、再点弧特性と裁断特性と耐消耗性のバランスを得る為には、合金中に非固溶状態もしくは化合物非形成状態にあるＣ量は、実施例４〜５で示した０．００５重量％〜０．５重量％の範囲に於いて有効に発揮される。
【００５６】
（実施例６〜８，比較例５）
前記実施例１〜５，比較例１〜４では、Ｃｕ−ＴｉＣ合金中のＣｏ量を０．９％に一定とした時の本発明効果を示したが、本効果はＣｏ量をこれに限ることなく発揮される。すなわちＣｏ量をゼロ、０．２〜５．０重量％とした場合の５０容積％ＴｉＣ残部Ｃｕ合金（実施例６〜８）に於いて、同様の評価を実施したところ再点弧発生率は、０．４〜１．８の範囲の好ましい範囲にあり、特に遮断回数が１，０００回と２０，０００回を比較しても両者間には顕著な差異は見られず、ばらつきも少ない。
【００５７】
裁断特性も、開閉初期（１〜１００回開閉中）の０．８〜１．５Ａ、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）の１．１〜１．６Ａが示す様に好ましい裁断値と低い変動幅を示し許容範囲であった。
【００５８】
耐消耗性も、実施例２と比較して０．９〜３．１倍の範囲にあった。しかし、Ｃｏ量を１０％とした５０重量％ＴｉＣ残部Ａｇ合金（比較例５）に於いて同様の評価を実施したところ、裁断電流値が大幅に増加（特性が劣化）した。Ｃｏ量が１０％存在した事による
合金自体の導電率が向上した事と、ＴｉＣ自体の熱電子放出能を低下させてしまった事とが一因と考えられた。更に上記実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、比較例５の再点弧発生頻度比較をすると、比較例５では１，０００回遮断で約４０倍に増加（特性低下）、２０，０００回遮断では３３．３〜７６．６倍に増加した。
【００５９】
顕微鏡観察の結果によれば、所定量以上のＣｏは、組織中で過剰のＣｏとして存在し組織中のＣを凝集させ粗大化させる傾向にあり、Ｃの偏析が再点弧発生頻度を増大させた一因と考えられた。従って、再点弧特性と裁断特性と耐消耗性のバランスを得るためには実施例８で示したＣｏ量５％を上限（前記実施例１に示している様にＣｏゼロも含む）としたＣｕ−ＴｉＣ接点に於いて有効に発揮される。
【００６０】
（実施例９〜１１）
上記実施例６〜８，比較例５ではＣｏを補助成分として使用したＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ合金の諸特性について示したが、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒであっても比較対象とした実施例２と同等の裁断特性、再点弧特性、耐消耗性を発揮する（実施例９〜１１）。
【００６１】
（実施例１２〜１５，比較例６〜７）
前記実施例１〜１１，比較例１〜５では、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金，Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃｏ−Ｃ系合金中のＴｉＣ粒子の平均粒径（粒子を球体とした時の直径）を１．３μｍとした場合の本発明効果について示したが、本効果は平均粒径はこれに限ることなく発揮される。
【００６２】
（実施例１６〜１９，比較例８）
前記実施例１〜１５，比較例１〜７では、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金中を、より一層健全な接点素材とする為の補助成分として、粒径が１〜５μｍのＣｏを選択し焼結した例について示した。本発明ではＴｉＣの粒径を１．３μｍとした上で、補助成分としてＣｏ以外のＦｅ，Ｎｉを選択しても同様の効果が得られている。すなわち、補助成分として５μｍの粒径よりなるＮｉ、１０μｍの粒径よりなるＦｅに於いて、裁断特性、再点弧発生率、耐消耗性のいずれもが標準としている実施例２と比較して、ほぼ同等の特性を発揮している（実施例１６〜１７）。補助成分とし、更にＣｒを選択しても同様の効果が得られている。すなわち、補助成分として０．１〜２μｍの粒径よりなるＣｒに於いても、裁断特性、再点弧発生率、耐消耗性のいずれもが標準としている実施例２と比較して、ほぼ同等の特性を発揮している（実施例１８〜１９）。
【００６３】
しかし、補助成分として４４μｍの粒径よりなるＣｒでは、同様の評価を実施したところ、裁断特性では、開閉初期（１〜１００回開閉中）の範囲では、比較対象としている実施例２の約２倍程度に若干増加（特性劣化）し、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）では、１．５〜２．５倍に増加（特性劣化）した。また再点弧発生率に於いては、大幅な増加（特性劣化）とばらつきとが見られた。すなわち比較対象としている実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、比較例８の再点弧発生頻度を比較すると、比較例８では１，０００回遮断で３５〜６０倍に増加（特性低下）、２０，０００回遮断では５６〜６０倍に増加（特性低下）した。耐消耗性（７．２ｋＶ，４．４ｋＡを１，０００回遮断させた後の重量変化）は実施例２の消耗を１．０とした時の消耗特性は、１０．６〜２１．８倍に達した（比較例８）。
【００６４】
顕微鏡観察の結果によれば、比較例８接点の表面はＣｕ部分が選択的に著しい凹凸損傷を受けている。従って再点弧特性と裁断特性と耐消耗性のバランスを得る為には、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金に於いて、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒより選択した補助成分の粒径は、実施例１６〜１９及び実施例１〜１５で示した様に、１０μｍ以下の範囲に於いて、本技術が有効に発揮される。
【００６５】
（実施例２０〜２３，比較例９）
前記実施例１〜１９，比較例１〜７では、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金中に非固溶状態もしくは化合物非形成状態で存在しているＣの大きさ（Ｃの粒径，Ｃが凝集している時にはその集団を指す。Ｃが不定形の時にはその不定形を円に換算した時の直径で示した）が０．０５μｍの場合について示したが、本発明効果はＣの平均粒径は０．０５μｍに限ることなく発揮される。
【００６６】
すなわち、Ｃの平均粒径を０．０１〜５μｍとして上記同様の評価を実施したところ、裁断特性、再点弧発生率、耐消耗性のいずれもがほぼ同等の良好な特性を発揮している（実施例２０〜２３）。
【００６７】
しかしＣの平均粒径を２５μｍとした５０％ＴｉＣ−５Ｃｏ残部Ｃｕ（比較例９）に於いて同様の評価を実施したところ、裁断特性は、開閉初期（１〜１００回開閉中）では、比較対象としている実施例２の０．９〜１．８倍の範囲であり、許容される程度であるが、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）では、２．３〜３．４倍に増加（特性劣化）した。また再点弧発生率に於いても大幅な増加（特性劣化）とばらつきとが見られた。すなわち比較対象としている実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、比較例９の再点弧発生頻度比較を比較すると、比較例９では１，０００回遮断で１５０〜６７．５倍に増加（特性低下）、２０，０００回遮断でも１２３〜９３倍に増加した。耐消耗性（７．２ｋＶ，４．４ｋＡを１，０００回遮断させた後の重量変化）は、標準としている実施例２の消耗を１．０とした時の消耗特性は、１０．６〜２１．８倍に達し大幅な消耗量を示した（比較例９）。顕微鏡観察の結果によればＣの平均粒径を２５μｍとした比較例９では、接点表面にＣの凝集とＣの欠落部分が存在した。以上から、再点弧特性と裁断特性と耐消耗性のバランスを得る為には実施例２０〜２３で示したＣの平均粒径は、０．０１〜５μｍに於いて有効に発揮された。
【００６８】
（実施例２４〜２５，比較例１０）
前記実施例１〜２３，比較例１〜９では、ＴｉとＣとの化学量論的な比率として、ＴｉＣ1.0 を使用した合金中について本効果を発揮する事を示したが、ＴｉＣ1.0 に限ることなく実施出来る。ＴｉＣとして、ＴｉＣ0.95，ＴｉＣ0.70に於いても同様に効果を示した（実施例２４〜２５）。すなわち上記同様の評価を実施したところ、裁断特性としては開閉初期（１〜１００回開閉中）では、比較対象としている実施例２の１．２〜１．１倍、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）でも、１．３〜１．２の範囲であり許容される変化を示した。再点弧特性も比較対象としている実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、１，０００回遮断で１．０〜１．３倍、２０，０００回遮断でも０．７〜２．７倍程度の変化であった。耐消耗性（７．２ｋＶ，４．４ｋＡを１，０００回遮断させた後の重量変化）も、標準としている実施例２の消耗を１．０とした時の消耗特性は、１．０５〜１．１倍でほぼ変化のない消耗量を示した。以上が示している様にいずれもがほぼ同等の良好な特性を発揮している（実施例２４〜２５）。これに対して、ＴｉとＣとの化学量論的な比率として、ＴｉＣ0.55（比較例１０）のＴｉＣを使用した時には、裁断特性としては開閉初期（１〜１００回開閉中）では、比較対象としている実施例２の１．４倍、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）では、１．８〜３．３の範囲に増加した。再点弧特性も比較対象としている実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、比較例１０の再点弧発生頻度比較を比較すると、比較例１０では１，０００回遮断で１３〜７．２倍、２０，０００回遮断でも９．３〜１２．３倍に増加している。耐消耗性（７．２ｋＶ，４．４ｋＡを１，０００回遮断させた後の重量変化）も、標準としている実施例２の消耗を１．０とした時の比較値は、１８．４〜２４．８倍になり、消耗量の大幅な増加を示した（比較例１０）。
【００６９】
（実施例２６，比較例１１）
本実施の形態におけるＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ系接点材料では、ＴｉＣ量、ＴｉとＣとの化学量論的な形態、ＴｉＣの大きさ（平均粒子直径）が裁断特性と再点弧特性と耐消耗性の維持に重要である事を示した。さらにＣｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金中に非固溶状態もしくは化合物非形成状態で存在しているＣの大きさ（Ｃの粒径，Ｃが凝集している時にはその集団を指す。Ｃが不定形の時にはその不定形を円に換算した時の直径で示した）も、前記特性を好ましい範囲にバランスさせる上で極めて重要である事が判った。
【００７０】
しかし、本発明では上述したＴｉＣの存在形態（ＴｉＣの量、ＴｉとＣとの化学量論的な形態、ＴｉＣ大きさ）、Ｃの存在形態（Ｃの量、Ｃの大きさ）のみでなく、さらに、合金中でのＣの分散度（最近接するＣ粒子間の間隔）を好ましい範囲に制御する事もによって効果、信頼性を一層向上させる事を出来る。
【００７１】
すなわち、Ｃの分散度として、最近接する２個のＣ粒子間の間隔Ｌが、２個のＣ粒子の内の小さい方のＣ粒子の直径ｄ以上に隔離しているＬ＞ｄの場合（記号；Ｘ）、最近接する２個のＣ粒子間の間隔Ｌが、２個のＣ粒子の内の小さい方のＣ粒子の直径ｄと同等かそれ以上に隔離しているＬ≧ｄの場合（記号；Ｙ）、上記実施例１〜２５，比較例１〜１０では、Ｘ又はＸ〜Ｙについて示したが、本発明の実施では、Ｙの範囲であっても良好な特性を示している（実施例２６）。
【００７２】
しかしＣの分散度が逆に近接する２個のＣ粒子間の間隔Ｌが、２個のＣ粒子の内の小さい方のＣ粒子の直径ｄ以下に近接しているＬ＜ｄの場合（記号；Ｚ）では、著しい特性の低下を示好ましくなかった（比較例１１）。
【００７３】
（実施例２７，比較例１２）
前記実施例１〜２６，比較例１〜１１では、供試接点の厚さ３ｍｍに一定に揃えた時についての効果を示したが、効果は接点厚さは３ｍｍに限ることなく発揮される。すなわち、接点の厚さが０．３ｍｍで好ましい特性を発揮している（実施例２７）。しかしながら、合金層の厚さを０．０５ｍｍ（比較例１２）とした場合では、遮断特性評価後の接点面の一部分に下地材である純Ｃｕ層の露出や合金層に亀裂、破断が認められ、更には開閉或いは遮断の途中で接点が台から脱落し、その為再点弧特性、耐消耗性の評価を中止した。従って合金層の厚さは、０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００７４】
Ｃｕ−ＴｉＣ接点の内部方向（垂直の方向）に向かってＣｕ量を増加させたり、この合金層の下部にＣｕ層を付与するなどによって接点素材としての導電率を改善する事も可能である。
【００７５】
（実施例２８〜２９，比較例１３）
前記実施例１〜２７，比較例１〜１２では、接点面の平均表面仕上げの粗さを０．３μｍに一定に揃えた時についての効果を示したが、効果は平均表面粗さは０．３μｍに限ることなく発揮される。すなわち、接触面の平均表面仕上げの粗さを０．０５μｍ、１０μｍとしても好ましい特性を発揮した（実施例２８〜２９）。なお、接触面の平均表面仕上げの粗さを逆に極端に平滑にする事は、経済性に問題を残す為、本発明では除外した。
【００７６】
一方、接触面の平均表面仕上げの粗さを３６μｍ（比較例１３）とした時には、裁断特性としては開閉初期（１〜１００回開閉中）では、比較対象としている実施例２の１．２〜１．１倍、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）でも、１．０倍であり極めて安定した好ましい特性を示している。しかし、再点弧特性はその頻度が著しく増大し、かつばらつき幅も大となった。すなわち比較対象としている実施例２の１，０００回遮断時の再点弧発生頻度を基本として、比較例１３の再点弧発生頻度比較を比較すると、比較例１３では１，０００回遮断で３２〜２３．５倍に増加（特性低下）、２０，０００回遮断でも３５〜３４倍に増加（特性低下）した。消耗量も６．２〜２０．６倍に増加した。
【００７７】
従って接触面の平均表面仕上げの粗さは、０．０５〜１０μｍとすることが望ましい。
なお接触面の平均表面粗さを、前記０．０５〜１０μｍに仕上げした接触面に対して、電圧１０ｋＶを印加した状態で電流１〜１０ｍＡの小電流を遮断させ、接点表面に追加仕上げを与える事によって、再点弧特性の一層の安定化に寄与した。
【００７８】
また、本発明は次のようにしてもよい。
（変形例−１）
上記実施例１〜２９，比較例１〜１３は、耐弧成分としてＴｉＣを使用した場合について示したが、ＴｉＣの一部もしくは総てをＶＣ（バナジウム炭化物）に置換しても全く同等の特性効果を得る事ができる。すなわち実施例２で示したＣｕ−５０容積％ＴｉＣ−０．０５重量％Ｃ合金（補助成分として０．９重量％Ｃｏ）のＴｉＣをＶＣに代替した（実施例３０）。ＴｉＣの一部１／２をＶＣに代替した（実施例３１）について、同様の評価を実施した結果、両者とも、裁断特性は開閉初期（１〜１００回開閉中）の０．９〜１．１倍、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）も１．０〜１．２倍の範囲で安定し好ましい裁断特性と低い変動幅を示し許容範囲であった。また再点弧発生率も、１．２〜１．３倍の範囲の好ましい範囲にあり、特に遮断回数が１，０００回と２０，０００回を比較しても両者間には顕著な差異は見られずもばらつきも少ない。耐消耗性も、１．１〜１．３倍の範囲にありほぼ同等の特性を示した。
【００７９】
（変形例−２）
上記実施例１〜２９，比較例１〜１３、および変形例１では、Ｃｕ−ＴｉＣ−Ｃ系合金を主体として、その裁断特性、再点弧特性、耐消耗性の評価結果について示したが、特に耐溶着性を要求する真空遮断器に対しては、本合金に０．０５〜０．５重量％の溶着防止成分の添加が有効である。すなわち実施例２で示したＣｕ−５０容積％ＴｉＣ−０．０５重量％Ｃ合金（補助成分として０．９重量％Ｃｏ）に例えば０．２重量％のＢｉを含有した合金（実施例３２）について、前記と同条件のテストを実施したところ、裁断特性は開閉初期（１〜１００回開閉中）の０．８〜１．１倍、開閉後期（１９，９００〜２０，０００回開閉中）も１．０〜１．３倍の範囲で安定し好ましい裁断特性と低い変動幅を示し許容範囲であった。また再点弧発生率も、０．９〜１．０倍の好ましい範囲にあり、特に遮断回数が１，０００回と２０，０００回を比較しても両者間には顕著な差異は見られずもばらつきも少ない。耐消耗性も、１．１〜１．２倍の範囲にありほぼ同等の特性を示した。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、平均粒径が０．１〜９μｍであって含有量が３０〜７０容積％ＴｉＣ、Ｖ及びＶＣの内の少なくとも１種で成る耐弧成分と、含有量が耐弧成分に対して０．００５〜０．５重量％であって、形状を球に換算したときの直径が０．０１〜５μｍで且つ非固溶状態又は化合物非形成状態であるＣと、残部がＣｕで成る導電成分とを備えたので、電流裁断特性及び耐電圧特性を兼備した接点材料を得ることができる。