溫度熔斷器用電極材料及其制造方法和使用該電極材料的溫度熔斷器技術

本發明專利技術要解決的技術問題是：在由Ag-CuO合金形成的溫度熔斷器用電極材料中，隨著CuO的含量的增加，軋制加工性明顯變差，在內部氧化后的軋制加工中難以加工成薄板。本發明專利技術的溫度熔斷器用電極材料的構造為以下的構造：包含50～99質量%的Ag和1～50質量%的Cu，在正反兩面形成有內部氧化層，并且在中央部具有未氧化層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】溫度熔斷器用電極材料及其制造方法和使用該電極材料的溫度熔斷器
本專利技術涉及在電子設備和家用電氣產品中，為了防止這些設備變成異常高溫而安裝的溫度熔斷器用的電極材料及其制造方法和使用該電極材料的溫度熔斷器。
技術介紹
為了防止設備變成異常高溫而安裝的溫度熔斷器中，熱敏顆粒在工作溫度下熔融，對強壓縮彈簧卸荷，強壓縮彈簧伸長，由此，被該強壓縮彈簧壓接的電極材料與引線分離從而將電流切斷，作為該電極材料，Ag-CdO合金是主流。但是，Ag-CdO合金，因為Cd是有害物質，所以在環境問題上其使用受到限制。另外，電極材料做成薄板狀使用，而且電極材料與引線的接觸面長時間被保持在通電狀態，因此，在使用Ag-CdO合金的情況下，會引起與金屬殼體的熔接現象，存在不能實現作為溫度熔斷器的功能的問題。對于該問題，通過在Ag-CdO合金中增加CdO的含量，能夠改善耐熔接性，但是，與CdO的含量的增加相應，接觸電阻增加，由此導致接觸部的溫度上升，因此，會對溫度熔斷器的功能產生不良影響。因此，最近，溫度熔斷器用電極材料已使用Ag-CuO合金(例如專利文獻1、專利文獻2)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平10-162704號公報專利文獻2：日本特許第4383859號公報
技術實現思路
專利技術要解決的技術問題這樣的Ag-CuO合金，作為溫度熔斷器用電極材料已成為主流，但是，為了降低價格而使CuO的含量增加，另外要求薄板化。但是，在Ag-CuO合金中，隨著CuO的含量的增加，軋制加工性明顯變差，在內部氧化后的軋制加工中難以加工成薄板。特別是，Cu的含量超過20質量％的材料，不可能加工至截面減少率為50％以上。本專利技術的技術問題是解決上述的問題。用于解決技術問題的手段因此，本專利技術是一種電極材料，其具有以下的構造：在包含50～99質量％的Ag和1～50質量％的Cu的內部氧化性合金的正反兩面形成有內部氧化層，并且在中央部具有未氧化層。內部氧化處理采用以下的過程：預先通過熔解而含在Ag中的Cu，與從材料表層被吸納在Ag中的氧氣結合，由此，在Ag基體中作為氧化物析出。此時，作為溶質元素的Cu會發生從材料中心部向表層擴散的現象。該擴散的現象是以下的現象：在由從材料表面向內部析出的氧化物形成的內部氧化層、與隨著時間的經過未發生析出的未氧化層之間，Cu的濃度產生差異，為了彌補該濃度梯度，Cu從未氧化層向表層擴散。本專利技術的特征在于，在該內部氧化處理中，使得僅材料表層部成為內部氧化組織，并在內部氧化爐中600℃～750℃、1～5小時、氧氣壓力1～5個氣壓的條件下調整為此的內部氧化條件。由此，能夠在材料中心部形成未被氧化的層、即未氧化層(圖1)。在溫度熔斷器的機理上，溫度熔斷器用的電極材料使用0.1mm以下的薄板材料，因此，內部氧化后的材料需要被軋制加工至0.1mm以下。另外，要求以降低成本為目的而增加氧化物含量和薄板化，但是，在以往的制造方法中，如上所述，Cu的含量超過20質量％的材料不可能軋制加工至截面減少率為50％以上。這是因為，隨著氧化物的增加，軋制加工性明顯變差。因此，本專利技術通過在內部氧化層之間形成未氧化層，即使含有50質量％的Cu，也能夠抑制接觸電阻的上升，成功地軋制加工至截面減少率為70％以上。在此，使Cu的添加量為1～50質量％的理由是因為：當Cu的含量小于1質量％時，不會成為對于作為溫度熔斷器用電極材料使用而言充分的內部氧化合金，當Cu的含量超過50質量％時，接觸電阻上升，由此導致溫度上升，不適合于溫度熔斷器用電極材料和使用該電極材料的溫度熔斷器。另外，采用以下的構造：在包含50～99質量％的Ag、1～50質量％的Cu以及0.1～5質量％的Sn和In中的至少1種的內部氧化性合金的正反兩面形成有內部氧化層，并且在中央部具有未氧化層。通過添加Sn和/或In，形成與Cu的復合氧化物、例如(Cu-Sn)Ox，具有使耐熔接性提高的效果。在此，使Sn和In中的至少1種為0.1～5質量％的理由是因為：當小于0.1質量％時，沒有提高耐熔接性的效果，當超過5質量％時，接觸電阻變大。另外，采用以下的構造：在包含50～99質量％的Ag、1～50質量％的Cu以及0.01～1質量％的Fe、Ni和Co中的至少1種的內部氧化性合金的正反兩面形成有內部氧化層，并且在中央部具有未氧化層。在上述擴散的過程中，通過添加Fe、Ni和Co中的至少1種，能夠抑制由濃度梯度引起的擴散現象，其結果，能夠抑制由析出的氧化物的移動引起的凝集從而使氧化組織微細，得到均勻的分散。在此，使Fe、Ni和Co中的至少1種為0.01～1質量％的理由是因為：當少于0.01質量％時，無法充分地抑制內部氧化處理時的溶質元素的移動，得不到氧化物的均勻的分散，當超過1質量％時，會在晶界等處形成粗的氧化物，導致接觸電阻的上升。另外，采用以下的構造：在包含50～99質量％的Ag、1～50質量％的Cu、0.1～5質量％的Sn和In中的至少1種、以及0.01～1質量％的Fe、Ni和Co中的至少1種的內部氧化性合金的正反兩面形成有內部氧化層，并且在中央部具有未氧化層。另外，本專利技術提供一種溫度熔斷器，其特征在于，在熱敏顆粒型溫度熔斷器中，使用上述的電極材料。專利技術效果根據本專利技術的電極材料，能夠提供：Cu的含量能夠達到50質量％，在內部氧化后的加工中，能夠軋制加工至截面減少率為70％以上，并且即使實施軋制加工而薄板化，也具有內部氧化層和未氧化層，在作為溫度熔斷器用電極材料使用時沒有異常消耗或熔接等危險性，并且廉價的溫度熔斷器用電極材料和使用該電極材料的溫度熔斷器。附圖說明圖1是表示內部氧化工序后的電極材料的說明圖。圖2是表示內部氧化后的電極材料的軋制后的說明圖。圖3是表示熱敏顆粒型溫度熔斷器的截面圖。具體實施方式將本專利技術的實施例示于表1和表2，對這些溫度熔斷器用電極材料的加工工序進行說明。首先，將規定的材料熔解，通過軋制加工得到板厚0.5mm的內部氧化性合金。將該內部氧化性合金在內部氧化爐中在600℃～750℃、1～5小時、氧氣壓力1～5個氣壓的條件下進行內部氧化(圖1)。此時，根據內部氧化性合金的組成在上述各范圍內選擇條件，使得得到僅在正反面的表層具有氧化物21的內部氧化層22，在中間具有未氧化層23。另外，根據上述材料的組成，根據需要反復進行軋制加工和完全退火，形成最終加工前的合金。該最終加工前的合金的厚度，作為中間板厚示于表2。然后，從中間板厚軋制加工至最終板厚時的最終加工率，加工至從中間板厚起的截面減少率成為70％以上(圖2)。上述的電極材料能夠適合用于市售的典型的熱敏顆粒型溫度熔斷器。例如，能夠應用于如圖3所示的以引線41和47、絕緣材料42、強弱2個壓縮彈簧43和44、溫度熔斷器用電極48、熱敏材料45、金屬殼體46等作為主要構成要素的熱敏顆粒型溫度熔斷器40，當連接有該溫度熔斷器的電子設備等過熱達到規定的工作溫度時，熱敏材料45變形，對壓縮彈簧43和44卸荷，與強壓縮彈簧44的伸長相應，弱壓縮彈簧43的壓縮狀態被解除，弱壓縮彈簧43伸長，由此，溫度熔斷器用電極48在與金屬殼體46的內表面接觸的同時移動，沒有接點熔接而將通電切斷。將上述的電極材料作為溫度熔斷器用電極材料裝入溫度熔斷器(圖3)中，進行通電試驗本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫度熔斷器用電極材料，其特征在于：包含50～99質量%的Ag和1～50質量%的Cu，且形成為在正反兩面形成有內部氧化層并且在中央部具有未氧化層的構造。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.07.06 JP 2011-1504831.一種溫度熔斷器用電極材料，其特征在于：包含50～99質量％的Ag和1～50質量％的Cu，且形成為在正反兩面形成有內部氧化層并且在中央部具有未氧化層的構造。2.根據權利要求1所述的溫度熔斷器用電極材料，其特征在于：所述電極材料還包含0.1～5質量％的Sn和In中的至少1種。3.根據權利要求1所述的溫度熔斷器用電極材料，其特征在于：所述電極材料還包含0.01～1質量％的Fe、Ni和Co中的至少1種。4.根據權利要求1所述的溫度熔斷器用電極材料，其特征在于：所述電極材料還包含：0.1～5質量％的Sn和In中的至少1種；和0.01～1質量％的Fe、Ni和Co中的至少1種。5.一種溫度熔斷器用電極材料的制造方法，其為權利要求1至權利要求4中任一項所述的溫度熔斷器用電極材料的制造方法，其特征在于：將規定的材料熔解，通過軋制加工形成為規定的板厚的材料，對該規定的板厚的材料，在內...

【專利技術屬性】
技術研發人員：須嵜直史，汲田英生，
申請(專利權)人：株式會社德力本店， 恩益禧肖特電子零件有限公司，
類型：發明
國別省市：日本;JP