本发明涉及在坯料上形成规定的复合覆膜而成的复合材料及其制造方法等,特别是涉及作为开关、连接器等滑动电触点部件等的材料使用的复合材料及其制造方法等。
背景技术:
1、以往,作为开关、连接器等滑动电触点部件等的材料,为了防止由于滑动过程中的加热所导致的铜(cu)、铜合金等导体坯料的氧化,导体坯料使用实施了镀银的镀银(ag)材料。
2、但是,镀银由于软质且容易磨耗、通常摩擦系数高,因此存在容易由于滑动而剥离这种问题。为了消除这种问题,提出了通过电镀将耐磨耗性、润滑性等优异的石墨、炭黑等碳颗粒中、石墨颗粒分散于银基质中而成的复合材料的覆膜形成于导体坯料上,从而改善耐磨耗性的方法(例如参照专利文献1及2)。
3、现有技术文献
4、专利文献
5、专利文献1:日本专利第3054628号公报
6、专利文献2:日本专利第4806808号公报
技术实现思路
1、发明要解决的问题
2、例如对于汽车业界而言自动驾驶化进展中,对于面向车载的开关、连接器等滑动电触点部件,除了要求导电性优异之外,还要求高到迄今以上的可靠性(即使暴露于高温环境后、导电性的劣化也少)。对于其他电子仪器中使用的滑动电触点部件也同样。
3、对于这种要求的高度化,专利文献1及2的复合材料的可靠性不充分。
4、对于专利文献1、2中公开的复合材料而言,在含有碳颗粒的复合覆膜(agc覆膜)中,将构成银基质的晶体彼此的晶界作为扩散路径,铜由作为坯料的铜母材扩散。特别是复合覆膜薄的情况下,由于加热而铜容易地在复合覆膜中扩散,到达复合覆膜的表面而被氧化,从而电阻升高。即,可靠性不充分。通过增厚复合覆膜而延长直至覆膜表面为止的距离,能够提高可靠性,但是此时复合材料的制造成本升高。
5、本发明是在以上的状况下提出的,其目的在于,提供复合材料、其制造方法和使用了该复合材料的电触点用的端子,该复合材料是在坯料上形成银层中含有碳颗粒的复合覆膜而成的,即使复合覆膜薄、可靠性也优异。
6、用于解决问题的方案
7、本发明人等为了解决上述问题而深入研究,结果发现,若利用特定的苯甲酸系化合物对碳颗粒实施规定的表面处理之后、利用含有该碳颗粒的镀银液实施电镀,则该复合覆膜具有规定量的凸部。另外发现,这种复合覆膜即使薄也具备优异的可靠性。通过以上,本发明人等完成了本发明。
8、即,本发明如以下所述。
9、[1]一种复合材料,其是在坯料上形成复合覆膜而成的,所述复合覆膜是由含有碳颗粒的银层构成的,
10、求出利用激光显微镜观察前述复合覆膜时构成观察视野的各像素相对于前述观察视野内最低的像素的高低差、即像素高度,以升序排列各像素的像素高度时,将累积个数比率成为10%的像素的像素高度作为基准高度h0,将前述观察视野内的像素高度比前述基准高度h0高1μm以上的像素定义为凸部时,凸部在前述观察视野中所占的比率为12面积%以上。
11、[2]根据[1]所述的复合材料,其中,前述坯料由cu或cu合金构成。
12、[3]根据[1]或[2]所述的复合材料,其中,前述复合覆膜的银的微晶尺寸为40nm以下。
13、[4]根据[1]~[3]中任一项所述的复合材料,其中,前述凸部所占的比率为15~75面积%。
14、[5]根据[1]~[4]中任一项所述的复合材料,其中,前述复合覆膜的表面的碳颗粒所占的比率为10~80面积%。
15、[6]根据[1]~[5]中任一项所述的复合材料,其中,前述复合覆膜的厚度为1.5~25μm。
16、[7]根据[1]~[6]中任一项所述的复合材料,其中,前述复合覆膜的表面的维氏硬度为100以上。
17、[8]根据[1]~[7]中任一项所述的复合材料,其中,前述复合覆膜的算术平均粗糙度ra为0.6μm以上。
18、[9]根据[1]~[8]中任一项所述的复合材料,其中,在前述坯料与前述复合覆膜之间形成有由选自由cu、ni、sn、ag组成的组中的至少一种构成的基底层。
19、[10]一种复合材料的制造方法,其通过在含有碳颗粒的镀银液中进行电镀,从而在坯料上形成由含有碳颗粒的银层构成的复合覆膜,
20、前述碳颗粒为在水性液体中利用下述通式(1)所示的化合物a处理30分钟以上而得到的表面处理碳颗粒,
21、
22、(式(1)中,m为1~5的整数,
23、ra为羧基,
24、rb为醛基、羧基、氨基、羟基或磺酸基,
25、rc为氢或任意的取代基,
26、在m为2以上的情况下,多个存在的rb任选彼此相同或不同,
27、在m为3以下的情况下,多个存在的rc任选彼此相同或不同,
28、ra和rb任选各自独立地借助2价基团与苯环键合,所述2价基团通过选自由-o-和-ch2-组成的组中的至少一种构成)。
29、[11]根据[10]所述的复合材料的制造方法,其中,前述镀银液含有前述表面处理碳颗粒和下述通式(2)所示的化合物b,
30、
31、(式(2)中,p为1~5的整数,
32、rd为羧基,
33、re为醛基、羧基、氨基、羟基或磺酸基,
34、rf为氢或任意的取代基,
35、在p为2以上的情况下,多个存在的re任选彼此相同或不同,
36、在p为3以下的情况下,多个存在的rf任选彼此相同或不同,
37、rd和re任选各自独立地借助2价基团与苯环键合,所述2价基团通过选自由-o-和-ch2-组成的组中的至少一种构成)。
38、[12]根据[10]或[11]所述的复合材料的制造方法,其中,前述坯料由cu或cu合金构成。
39、[13]根据[10]~[12]中任一项所述的复合材料的制造方法,其中,前述碳颗粒的利用化合物a进行的处理通过将含有前述碳颗粒和化合物a的水性液体搅拌30分钟以上来实施。
40、[14]根据[10]~[13]中任一项所述的复合材料的制造方法,其中,前述镀银液中的化合物b的浓度为2~250g/l。
41、[15]根据[10]~[14]中任一项所述的复合材料的制造方法,其中,前述镀银液以5~150g/l的浓度含有银离子。
42、[16]根据[10]~[15]中任一项所述的复合材料的制造方法,其中,前述镀银液中的表面处理碳颗粒的浓度为10~150g/l。
43、[17]一种电触点用的端子,其使用[1]~[9]中任一项所述的复合材料作为其构成材料。
44、发明的效果
45、根据本发明,提供复合材料、其制造方法和使用了该复合材料的电触点用的端子,该复合材料为在坯料上形成银层中含有碳颗粒的复合覆膜而成的,即使复合覆膜薄、可靠性也优异。
1.一种复合材料,其是在坯料上形成复合覆膜而成的,所述复合覆膜是由含有碳颗粒的银层构成的,
2.根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述坯料由cu或cu合金构成。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料,其中,所述复合覆膜的银的微晶尺寸为40nm以下。
4.根据权利要求1或2所述的复合材料,其中,所述凸部所占的比率为15~75面积%。
5.根据权利要求1或2所述的复合材料,其中,所述复合覆膜的表面的碳颗粒所占的比率为10~80面积%。
6.根据权利要求1或2所述的复合材料,其中,所述复合覆膜的厚度为1.5~25μm。
7.根据权利要求1或2所述的复合材料,其中,所述复合覆膜的表面的维氏硬度为100以上。
8.根据权利要求1或2所述的复合材料,其中,所述复合覆膜的算术平均粗糙度ra为0.6μm以上。
9.根据权利要求1或2所述的复合材料,其中,在所述坯料与所述复合覆膜之间形成有由选自由cu、ni、sn和ag组成的组中的至少一种构成的基底层。
10.一种复合材料的制造方法,其通过在含有碳颗粒的镀银液中进行电镀,从而在坯料上形成由含有碳颗粒的银层构成的复合覆膜,
11.根据权利要求10所述的复合材料的制造方法,其中,所述镀银液含有所述表面处理碳颗粒和下述通式(2)所示的化合物b,
12.根据权利要求10或11所述的复合材料的制造方法,其中,所述坯料由cu或cu合金构成。
13.根据权利要求10或11所述的复合材料的制造方法,其中,所述碳颗粒的利用化合物a进行的处理通过将含有所述碳颗粒和化合物a的水性液体搅拌30分钟以上来实施。
14.根据权利要求10或11所述的复合材料的制造方法,其中,所述镀银液中的化合物b的浓度为2~250g/l。
15.根据权利要求10或11所述的复合材料的制造方法,其中,所述镀银液以5~150g/l的浓度含有银离子。
16.根据权利要求10或11所述的复合材料的制造方法,其中,所述镀银液中的表面处理碳颗粒的浓度为10~150g/l。
17.一种电触点用的端子,其使用权利要求1或2所述的复合材料作为其构成材料。
