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アルミナ分散強化銅のろう付接合方法

国内特許コード P200016633
整理番号 S2018-0788-N0
掲載日 2020年2月25日
出願番号 特願2018-137392
公開番号 特開2020-015046
登録番号 特許第6528257号
出願日 平成30年7月23日(2018.7.23)
公開日 令和2年1月30日(2020.1.30)
登録日 令和元年5月24日(2019.5.24)
発明者
  • 時谷 政行
出願人
  • 大学共同利用機関法人自然科学研究機構
発明の名称 アルミナ分散強化銅のろう付接合方法
発明の概要 【課題】 アルミナ分散強化銅のろう付接合を実現する。
【解決手段】 アルミナ分散強化銅であるGlidCop(登録商標)と他の金属を用意し、接合対象となる表面を微鏡面仕上げした後、リンを11%含有するニッケル合金であるBNi―6のろう材を挟み込み、圧力を加える。この状態で、960℃の熱処理温度で10分間の熱処理を行う。その後、十分に自然冷却した後、窒素ガスを用いて急冷する。こうすることにより、アルミナ分散強化銅と他の金属とのろう付接合を実現することが可能となる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

核融合炉のダイバータのように高温に曝される部位にはタングステンが用いられることがあるが、このタングステンをさらに冷却するために銅が用いられる。銅は、熱伝導率が高いという特性を有しているが、同時に機械的強度が低いという課題を有しており、これを克服する目的で銅合金が利用されることも多い。かかる銅合金の一種である酸化物分散強化銅は、強度が高いものの、接合ができない、という特性がある。特に、酸化物としてアルミナを分散させたアルミナ分散強化銅については、相互の接合は未だ実現されていない。
アルミナ分散強化銅を接合する技術として、特許文献1は、表面に無酸素銅が来るようにアルミナ分散強化銅と無酸素銅を積層してろう付接合可能にする技術を開示する。特許文献2は、アルミナ分散強化銅の表面に銅、銀などのめっき層を形成することでろう付接合を可能とする技術を開示する。

産業上の利用分野

本発明は、アルミナ分散強化銅のろう付接合方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
アルミナ分散強化銅からなる第1部材と、被接合金属からなる第2部材とをろう付接合する接合方法であって、
前記被接合金属は、アルミナ分散強化銅またはステンレス鋼であり、
(a) リンを含有するろう材を用意する工程と、
(b) 前記第1部材、第2部材で前記ろう材を挟み込み、所定の熱処理温度で所定時間加熱する熱処理工程と、
(c) 前記熱処理工程の後、接合された前記第1部材および第2部材を冷却する工程と、を備え
前記熱処理温度は、銅の融点よりも低く、リンと銅との共晶反応により低下した銅の融点よりも高い範囲で設定されている接合方法。

【請求項2】
請求項1記載の接合方法であって、
前記被接合金属は、アルミナ分散強化銅であり、
前記熱処理温度は、960℃である接合方法。

【請求項3】
請求項1または2記載の接合方法であって、
(d) 前記熱処理工程に先だって、前記第1部材と第2部材の接合される表面を、それぞれ微鏡面に表面仕上げする工程を備え、
前記熱処理工程における前記ろう材は、1~100マイクロメートルの厚さとする接合方法。

【請求項4】
請求項1~3いずれか記載の接合方法であって、
前記熱処理工程において、前記第1部材と第2部材に対して、両者が接合される方向に圧力を加える接合方法。

【請求項5】
請求項4記載の接合方法であって、
相互に締結された第1、第2の端プレートと、両者間に配置される中央プレートを用意し、
前記第1の端プレートと中央プレートによって、前記第1部材と第2部材を挟み、
前記第2の端プレートと中央プレート間に弾性体を介在させることにより、第1の端プレートと中央プレート間に配置された前記第1部材および第2部材に圧力を加える接合方法。

【請求項6】
請求項5記載の接合方法であって、
前記第1、第2の端プレートおよび中央プレートは、前記第1部材および第2部材にかかる圧力分布が略均一となる厚さを有している接合方法。

【請求項7】
請求項1~6いずれか記載の接合方法であって、
前記工程(c)は、自然冷却である接合方法。

【請求項8】
請求項1~7いずれか記載の接合方法であって、
複数種類の金属からなる複数の前記第2部材が存在するとき、
前記第1部材を形成する前記アルミナ分散強化銅に熱膨張係数が近い金属で形成された第2部材から順に接合する接合方法。

【請求項9】
請求項8記載の接合方法であって、
複数の前記第2部材は、それぞれアルミナ分散強化銅、ステンレス鋼、タングステンでそれぞれ形成されており、
前記第1部材を、前記アルミナ分散強化銅、ステンレス鋼、タングステンで形成された第2部材の順に接合する接合方法。

【請求項10】
請求項1記載の接合方法であって、
前記第1部材は、アルミナ分散強化銅で形成され熱除去器の冷媒の流路が形成された部材であり、
前記第2部材は、アルミナ分散強化銅で形成され前記流路に蓋をする部材である接合方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018137392thum.jpg
出願権利状態 登録


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