"0.2~0.7質量のチタンと、0.08~0.4質量の炭素とを含み、残部が銅及び不可避的不純物からなる、銅合金素材。銅とチタンの化合物であるCu4Ti及びチタンと炭素との化合物であるTiCが、結晶粒界に沿って分散している、請求項1に記載の銅合金素材。電気伝導率が65IACS以上である、請求項1または2に記載の銅合金素材。0.2~0.7質量のチタンと、0.08~0.4質量の炭素とを含み、残部が銅及び不可避的不純物からなる銅合金素材の製造方法であって、急冷凝固法によってチタンを含む銅合金粉末を作製する工程と、炭素系粒子を前記銅合金粉末の表面に付着する工程と、前記炭素系粒子被覆銅合金粉末を圧粉成形して焼結する工程とを備える、銅合金素材の製造方法。前記炭素系粒子は、カーボンナノチューブであり、前記炭素系粒子を前記銅合金粉末表面に付着する工程は、前記カーボンナノチューブを孤立単分散状態に分散させている溶液を準備することと、前記溶液中に前記銅合金粉末を浸漬して混合することと、前記溶液を除去することによって前記銅合金粉末表面に前記カーボンナノチューブを付着することとを含む、請求項4に記載の銅合金素材の製造方法。本発明の目的は、上記の点を考慮して、Tiを含む化合物を析出させて強度向上と高電気伝導率の両立を図ることである。本発明に従った銅合金素材は、0.2~0.7質量のチタンと、0.08~0.4質量の炭素とを含み、残部が銅及び不可避的不純物からなる。好ましくは、銅とチタンの化合物であるCu4Ti及びチタンと炭素との化合物であるTiCが、結晶粒界に沿って分散している。好ましい実施形態では、銅合金素材の電気伝導率が65IACS以上である。上記の銅合金素材を得るための本発明に従った銅合金素材の製造方法は、急冷凝固法によってチタンを含む銅合金粉末を作製する工程と、炭素系粒子を銅合金粉末の表面に付着する工程と、炭素系粒子被覆銅合金粉末を圧粉成形して焼結する工程とを備える。好ましい実施形態では、炭素系粒子は、カーボンナノチューブである。また、炭素系粒子を銅合金粉末表面に付着する工程は、カーボンナノチューブを孤立単分散状態に分散させている溶液を準備することと、溶液中に銅合金粉末を浸漬して混合することと、溶液を除去することによって銅合金粉末表面にカーボンナノチューブを付着することとを含む。上記構成の意義及び作用効果等については、以下の項目で詳述する。本発明の目的は、Tiを含む化合物を析出させて強度向上と高電気伝導率との両立を図ることであるが、従来技術との大きな違いとして、以下の点を指摘することができる。まず第一に、出発原料として鋳造インゴットを使用するのではなく、急冷凝固法によって銅素地中に過飽和にTiが固溶したCu-Ti合金粉末を使用する点である。次に、このようなTiを添加した銅合金粉末と炭素系粒子との混合体を焼結して固化することにより、銅素地中に固溶するTi原子をCu4Ti化合物として析出すると同時に、チタン原子と炭素系粒子との反応により極めて硬質なTiC微粒子を生成して分散させる点である。さらに、好ましい炭素系粒子として、高強度及び高剛性を有するカーボンナノチューブCNTを用いることにより、CNTが銅合金素地中に均一分散して素材の強度向上に大きく寄与するようにした点である。上記のような新しい合金設計により、従来のCu-Be系合金及びCu-Ti系合金に比べて高い強度と優れた電気伝導率を両立できる銅合金を提供することができる。本発明で使用する銅合金粉末は、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、回転ディスク法、回転ロール法などに代表される急冷凝固法によって作製されたものである。また炭素系粒子とは、カーボンナノチューブCNT、カーボンブラック粒子CB、黒鉛粒子、グラフェンなどである。これらの炭素系粒子の中で、特に銅合金の高強度化の点で、カーボンナノチューブCNTを用いることがより望ましい。本発明では、従来技術と同様に微量のチタンを添加するものの、急冷凝固法によってチタンを銅素地中に強制固溶することが従来技術と大きく異なっている。強制固溶したチタン原子は比較的低温での加熱によって銅素地中を拡散できるため、他の原子と反応して化合物を生成し易くなる。また、Cu-Ti合金に炭素系粒子を添加して分散させることも、従来技術では開示されていない新規な点である。本発明では、上記の主たる2つの特徴を利用し、Cu-Ti合金粉末と炭素系粒子とを混合した状態で圧粉成形及び固相焼結を施すことにより、銅素地中でのチタンの固溶量を限りなく少なくして電気伝導率を向上させるとともに、同時に析出するチタン原子については、Cu4Ti化合物、及び炭素系粒子との反応により生成する炭化チタンTiCとして、銅合金中に分散させることで高強度化を実現するものである。本発明では、急冷凝固法により作製するCu-Ti合金粉末を出発原料として用いるが、酸素含有量が多くなると電気伝導率の低下を招くことから、上記の銅合金粉末における酸素含有量は、好ましくは0.3質量以下、より好ましくは0.15質量以下となるような粉末製造方法を利用する。炭素系粒子はチタンとの反応性が高いことから、焼結過程において、銅素地中に析出したチタン原子は炭素系粒子が存在する旧粉末粒界又は結晶粒界へと拡散して濃化する。その際、炭素系粒子の含有量が適正範囲を超えて多くなると、銅合金粉末間の焼結性を阻害して強度低下を招くと共に、旧粉末粒界において粗大なTiC粒子の生成量が増加して合金の強度及び延性を低下させてしまう。銅合金素材において高強度及び高電気伝導率を両立させるために、好ましくは、チタン含有量が0.2~0.7質量の範囲であり、炭素含有量が0.08~0.4質量の範囲である。最終的に得られる銅合金素材において、好ましくは、銅とチタンとの化合物であるCu4Tiおよびチタンと炭素との化合物であるTiCは、結晶粒界旧粉末粒界を含むに沿って分散している。また、銅合金素材の好ましい電気伝導率は、65IACS以上である。Cu-Ti合金粉末と炭素系粒子の大きさに関しては、炭素系粒子の均一分散性の観点から、炭素系粒子の直径または粒子径はCu-Ti合金粉末よりも小さいことが望ましい。粒状の炭素系粒子の場合、粒子径10μm以下である。カーボンナノチューブの場合、好ましくはその直径が数nmまたは数十nmである。炭素系粒子の比重は、銅合金の比重に比べて1/4~1/5と小さいため、従来技術で適用している溶解法または鋳造法では、比重差によって炭素系粒子が銅合金の溶湯表面に浮遊するので両者を均一に混合することができない。それゆえに、粉末冶金法を用いる場合においてのみ、Cu-Ti合金中に炭素系粒子を均一に分散することができ、その結果として上述したようなTiCの生成及び分散が可能となる。本発明の製造方法では、急冷凝固法によってチタンを含む銅合金粉末を作製し、その後に炭素系粒子を銅合金粉末表面に付着し、さらにその後に炭素系粒子被覆銅合金粉末を圧粉成形して焼結している。焼結固化及び熱間塑性加工の好ましい温度は、800°C以上、より好ましくは950°C以上であり、銅合金の融点未満の固相状態を維持する温度である。一つの実施形態では、銅合金に対して熱間塑性加工及び/または冷間線引き加工を施すことにより、線状素材を得るようにしている。本願発明の製造方法において、好ましくは、カーボンナノチューブ等の炭素系粒子を銅合金粉末表面に付着させるために、カーボンナノチューブ等を孤立単分散状態に分散させている溶液中に銅合金粉末を浸漬して混合し、その後に溶液を除去することによって銅合金粉末表面にカーボンナノチューブ等を付着させている。カーボンナノチューブ等を凝集させることなく個々のチューブを孤立して分散させるための溶液は、親水性及び疎水性を有する界面活性剤を含むものであり、国際公開公報WO2005/110594A1または国際公開公報WO2009/054309A1に詳しく記載されている。1実施例1水アトマイズ法を用いてTi含有量が異なるCu-Ti合金粉末として、Cu-0.03massTi合金粉末Cu-0.03Ti、Cu-0.31massTi合金粉末Cu-0.3Ti、Cu-0.54massTi合金粉末Cu-0.5Tiの3種類を作製したいずれも平均粒径は140~150μm。また炭素系粒子として、平均直径20nm、長さ1~3μmの多層カーボンナノチューブCNTを利用した。一般的に、CNTは凝集し易いため、金属粉末とCNTとを混合する方法として、両性イオン界面活性剤を含む蒸留水に対して3massのCNTを添加した後、超音波振動攪拌装置を用いてCNTの凝集体を解消して溶液中にCNTが孤立状態で均一に分散する水溶液を作製した。上述の3種類のCu-Ti合金粉末に対してCNT分散水溶液を添加し、混合攪拌処理を施した後に、電気炉内で100°Cにて2時間の乾燥熱処理を行って、粉末に含まれる水分を蒸発除去した。こうして、Cu-Ti合金粉末の表面をCNTが均一に被覆した複合粉末を得た。Cu-Ti合金粉末とCNT分散水溶液との混合比率を変えることでCu-Ti合金粉末表面のCNT量を調整する方法、あるいはCNT水溶液中のCNT濃度を変えることでCu-Ti合金粉末表面のCNT量を調整する方法があるが、本実施例では後者を用いて蒸留水により希釈したCNT分散液を準備して銅合金粉末表面のCNT被覆量を調整した。合金粉末表面には界面イオン活性剤の固形成分が付着しており、さらに水溶液中での酸化による表面酸化皮膜も形成されていることから、活性剤成分の除去ならびに水溶液由来の酸化物の除去を同時に行なうために、CNT被覆銅合金粉末に対して水素2.2L/分、Ar0.8L/分の混合ガス雰囲気下にて600°C熱処理を施した。これによりCNTのみが表面に付着したCu-Ti合金粉末が得られる。上記のCu-Ti合金粉末に対して、放電プラズマ焼結SPS装置を用いて焼結温度950°C、保持時間30分、加圧力30MPaの条件にて焼結処理を行った。CNTを含むCu-Ti合金粉末焼結体を、赤外線急速加熱炉内でAr雰囲気下にて800°Cまで60°C/分で昇温し、同温度にて5分間保持した後、直ちに200tプレス機にて押出加工して、直径12mmの棒状銅合金素材を得た。CNT分散水溶液の濃度CNT含有量を変えることにより、異なった量のCNTが表面に付着したCu-Ti合金粉末を得た。CNT含有量を調整することにより、焼結後の焼結体全体に対する炭素含有量質量を調整できる。CNT分散Cu-Ti合金粉末押出材における炭素量、酸素量、引張試験結果耐力0.2YS、引張強さUTS、破断伸び、微小硬さ、電気伝導率の測定結果を表1に示す。また、炭素含有量と電気伝導率の関係を図1に示す。図1に示すように、純銅粉末を出発原料として上記と同様の製法を用いて純銅粉末押出材を作製した際の電気伝導率はほぼ100IACSとなり、溶解鋳造法で得られる純銅と同等の特性であることから、本実施例における試料作製条件は適切であるといえる。Cu-0.3massTi合金粉末およびCu-0.5massTi合金粉末を用いた場合、押出材において炭素含有量の増加に伴い電気伝導率が増加する傾向にあり、最大で80~83IACSに達している。この値は、Cu-Be合金を遥かに凌ぐ特性であり、しかもCu-Ag合金と同等である。一方、Cu-0.03massTi合金粉末を用いた場合には、炭素の含有量に対して電気伝導率は僅かに低下する傾向にあるが、その値は85~95IACSと高い値となった。しかしながら、この押出材の強度特性は、純銅粉末を用いた場合と同等の低い値を示しており、高い電気伝導率と高強度を両立することは困難である。各押出材における電気伝導率と0.2引張耐力の関係を図2に示す。従来の銅合金と同様に電気伝導率と耐力はトレードオフの関係を示しているが、Cu-0.3massTi合金粉末およびCu-0.5massTi合金粉末を用いた押出材は、いずれも純銅よりも顕著に高い強度特性を示している。なかでも炭素を0.19mass含むCu-0.5massTi合金粉末押出材では、純銅の2倍以上となる176MPaの耐力を有するとともに、83.5IACSといった高い電気伝導率を有することが認められる。この銅合金押出材は、高い強度と優れた電気伝導性能とを兼ね備えたものである。なお、本結果から炭素含有量は0.4massを超えて添加しても電気伝導率の向上効果は認められないことがわかる。他方、炭素含有量の増加により材料内部に空隙欠陥が発生することで強度低下を招く。よって、好ましい炭素含有量は、銅合金素材全体に対して0.4mass以下である。銅合金素材全体に対する炭素含有量の下限値に関しては、炭素含有量が0.08massを超えると電気伝導率に顕著な増加傾向が見られることから、0.08mass以上が好ましい。2実施例2炭素を0.19mass含むCu-0.5massTi合金粉末押出材を対象に、走査型電子顕微鏡SEMおよび透過型電子顕微鏡TEMを用いてチタンおよび炭素の分散状態を解析した。図3に示すようにCu-Ti合金粉末表面を被覆するCNTと粉末との境界には、チタンの濃化層が存在する。その領域を透過型電子顕微鏡により詳細に観察した結果を図4および図5に示す。チタンの濃化層には、炭素も存在することが確認された。EDS元素分析により相同定を行ったところ、CNTに加えて、Cu4TiおよびTiCの生成が確認された。さらに、波長分散型X線分析装置WDSを用いて、上記の押出材およびCNTを含まないCu-0.5massTi合金粉末押出材耐力;202MPa,電気伝導率;42.5IACSを対象に、銅合金素地中のチタン含有量を分析した。その結果、以下に示すように0.19massの炭素を含むCu-0.5massTi合金粉末押出材の銅素地中のチタン含有量は0.025massと極めて少なく、チタンはほぼ固溶していないことが認められた。つまり、原料粉末の段階で銅素地中に固溶していたチタンは、焼結過程で銅と反応することでCu4Tiとして結晶粒界または旧粉末粒界に析出すると共に、CNTと反応してTiCとして同様に粒界に析出する。その結果、銅素地中のチタン固溶量が減少して電気伝導率が80IACS以上に増加し、同時に硬質なCu4Ti化合物とTiC粒子の分散により引張耐力が増大した。これに対して、CNTを含まないCu-0.5massTi合金粉末押出材では0.224massのチタンが検出されており、添加したチタンの約1/2が銅素地中に固溶した状態で存在していることが認められる。その結果、上記の通り、電気伝導率は42.5IACSと低い値を示した。3実施例3実施例1で作製した3CNT分散水溶液CNT:水=3:97を用いて作製したCu-0.5massTi合金粉末炭素含有量;0.34massを放電プラズマ焼結装置SPSにより焼結固化する際の焼結温度と電気伝導率の関係を調査した。比較材として、CNTを含まないCu-0.5massTi合金粉末についても同一条件で焼結固化を行い、電気伝導率を測定した。また溶解鋳造法で作製したCu-0.5massTi合金インゴットに関しても、同様に電気伝導率を計測した。それらの結果を表2および図6に示す。CNTの有無に関係なく、焼結温度の増加に伴い、電気伝導率が増加することが認められる。図7は、各焼結体におけるCu、Ti、C炭素の元素分析結果を示している。焼結温度が増加することで旧粉末粒界に存在するCNTの領域にチタン原子が徐々に濃化する傾向を示している。これは焼結過程において急冷凝固法によって銅素地中に過飽和に固溶したチタンが析出し、焼結温度の増加と共に、析出量が増大することで逆に固溶量が減少し、その結果として電気伝導率が増加したものと認められる。焼結温度が800°CのCNT含有Cu-0.5massTi合金焼結体では、溶解鋳造法で作製したインゴットと同等の電気伝導率を示し、また焼結温度が950°CのCNT含有Cu-0.5massTi合金焼結体では、インゴット材よりも高い電気伝導率を示した。特に、0.34massの炭素を含む場合、電気伝導率は74.7IACSに急増する。これは、前述の実施例2に示したようにチタンは炭素との反応性が高いため、容易にTiCを生成することから、CNTの存在によりTiの析出が促進され、その結果として銅素地中のチタン固溶量がさらに減少して電気伝導率が顕著に増大したものであると認められる。4実施例4水アトマイズ法を用いて異なるTi量を含むCu-Ti合金粉末を準備し、実施例1と同様にCNT分散水溶液と配合撹拌処理を行い、CNT被覆Cu-Ti合金粉末を作製した。その後、各粉末に対して、水素とアルゴンの混合ガス雰囲気下にて600°Cの熱処理を施すことで界面活性剤を分解した。各粉末を、放電プラズマ焼結SPS装置を用いて焼結温度950°C、保持時間30分、加圧力30MPaの条件にて焼結した。CNTを含むCu-Ti合金粉末焼結体を、赤外線急速加熱炉内でAr雰囲気下にて800°Cまで60°C/分の速度で昇温し、同温度にて5分間保持した後、直ちに200tプレス機にて押出加工を施して直径12mmの棒状銅合金素材を得た。各押出材について、電気伝導率の測定および引張試験を行った。その結果を表3に示す。Cu-Ti合金焼結体においてTi含有量が0.7massを超えると、強度特性は増大するものの、電気伝導率が80IACSを著しく下回る。他方、Ti含有量が0.2mass未満の場合、押出材において電気伝導率は80IACSを超えるものの、引張強さが100MPa未満となり、Cu-Be合金と同等の強度特性を得ることが困難である。以上の結果から、Cu-Ti合金焼結体に含まれるTi量の好ましい範囲は0.2~0.7massであり、より好ましくは、0.3~0.5massである。5実施例5実施例1で作製した以下の3つの押出材を対象に、冷間線引き加工および450°Cでの熱処理を繰り返して行い、最終素材として直径0.5mmの線材に加工した。ア0.19massの炭素を含むCu-0.5massTi合金粉末押出材No.005イ0.17massの炭素を含むCu-0.3massTi合金粉末押出材No.009ウ0.39massの炭素を含むCu-0.03massTi合金粉末押出材No.011エ純銅粉末押出材No.001得られた各線材について引張試験および電気伝導率を計測した結果を表4に示す。アの素材No.005およびイの素材No.009では、線材において引張強さ1100MPaを超える高い強度と80IACSを超える優れた電気伝導率を両立できていることが認められる。他方、比較材であるウの素材No.011では、電気伝導率は89.8IACSと高い値を有するものの、引張強さは225MPaとなり、純銅と同等の特性であることが認められる。"