JP3803630B2

JP3803630B2 - 被覆線

Info

Publication number: JP3803630B2
Application number: JP2002316464A
Authority: JP
Inventors: ヴィーナントカール−ハインツ; ウルリヒカールハインツ
Original assignee: Heraeus Sensor Technology GmbH
Current assignee: Yageo Nexensos GmbH
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: DE10153217B4; US20030081652A1; DE10153217A1; EP1308967A3; JP2003183753A; EP1308967A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆線、例えば電気的温度センサ用の接続線として用いられる被覆線に関する。本発明はまた被覆線の使用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
独国特許第３８３２３４２号公報から白金被覆部を備えた被覆線が公知である。この被覆部は１重量％〜５重量％のタングステンを含むパラディウム合金から成るコアを被覆している。被覆部の体積は長さの単位当たりで被覆線の全体積の１０％〜５０％に相当する。こうした被覆線を製造するために、１重量％〜５重量％のタングステンを含むパラディウム合金から成る棒状のコア材料が白金のチューブに挿入され、このチューブ状の構造が線端部の径に関連している。この種の被覆線は有利には白金測定抵抗を備えた抵抗温度計のための接続線または給電線として使用される。
【０００３】
こうした被覆線では温度の上方限界値が比較的低い（実際には約６００℃）ことが問題となる。このことから適用領域が制限されてしまう。高い温度のもとではコアの材料が白金被覆部を通して拡散し、最外表面で酸化してしまうことを考慮しなければならない。この場合チップ端子（端子パッド）への電気的なコンタクトが低減され、必要な機械的強度も低減されてしまう。
【０００４】
さらに材料にかかるコストが比較的高いことも実用上は問題となると見なされる。
【０００５】
独国特許出願公開第４１２５９８０号公報に示されている被覆線はニッケルコアと白金被覆部とから成り、表面に金のコーティングを有するが、これも同様の特性を呈する。この種の被覆線は有利には層状の測定抵抗、特に温度測定のための測定抵抗に対する接続線または給電線として用いられる。
【０００６】
英国特許第４００８０８号公報には、歯科治療に適用する目的でワイヤに貴金属の被覆部を製造する方法が記載されている。この明細書では詳細な実施例としてではないものの、ニッケル合金コアと白金被覆部とから成る被覆線も示唆されている。歯科治療に適用するためのコア材料としては次のニッケル合金が挙げられている。
【０００７】
ａ）１％のマンガンおよび約０．５％のシリコンを含むニッケル合金
ｂ）５５％のニッケルおよび４５％の鉄から成るニッケル合金
ｃ）マンガン、アルミニウム、鉄、シリコンを５％の範囲まで含むニッケル合金これらのコア材料は白金、ロジウム、パラディウムまたは銀‐パラディウムまたは金‐パラディウムなどの貴金属合金から成る中間層によってコーティングされ、さらに金のカバー層によってカバーされている。
【０００８】
【特許文献１】
独国特許第３８３２３４２号公報
【特許文献２】
独国特許出願公開第４１２５９８０号公報
【特許文献３】
英国特許第４００８０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、５５０℃以上の温度でも安定して使用できる白金被覆線を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題は、白金を含む被覆部は合金から成るコアを被覆しており、コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成り、ここでニッケルベースの合金はクロム成分を１６重量％〜２２重量％の範囲で含む構成により解決される。
【００１１】
有利には、白金を含む被覆部は合金から成るコアを被覆しており、コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成り、ここでニッケルベースの合金はクロム成分のほかに付加的に鉄成分を含む。有利にはニッケルベースの合金は０．５重量％〜２２重量％、特に有利には８重量％の鉄成分を含む。
【００１２】
有利には、白金を含む被覆部により合金から成るコアを被覆し、コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成り、ここでニッケルベースの合金は付加的にアルミニウム成分を含む。有利にはニッケルベースの合金は０．５重量％〜５重量％のアルミニウム成分を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ニッケルベースの合金が合金の要素としてクロム、鉄またはアルミニウムなどを含む場合、クロム成分が１６重量％〜２２重量％の範囲であると有利であることが判明している。
【００１４】
例えば本発明の被覆線について、有利にはクロム成分は２０重量％の範囲にある。
【００１５】
有利には、被覆部の外径は０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲にあり、特に有利には被覆部の外径は０．２ｍｍである。また有利には長さの単位当たりの白金成分は１０重量％〜５０重量％の範囲にある。
【００１６】
この種の被覆線は４００Ｎ／ｍｍ^２〜１２００Ｎ／ｍｍ^２の範囲の引っ張り耐性の値を有している。ここで圧延降伏点は１７５Ｎ／ｍｍ^２〜２５０Ｎ／ｍｍ^２の範囲であり、降伏時の延伸度は１５％〜３５％に達する。
【００１７】
この被覆線の重要な利点は、コア表面でそれ自体がパシベーションとなるニッケルベースの合金によりコア内部の酸化と５５０℃以上の温度での白金被覆部の外側のニッケル酸化物被膜の形成とが阻止されることである。さらに白金被覆部を通したニッケルの拡散や被覆部表面での酸化が阻止され、上述の問題が発生しない。
【００１８】
本発明の別の特徴として、コア表面のパシベーションが白金被覆部の機能、すなわち高温耐性を有し、ボンディングや溶接による接合の可能な貴金属保護部材としての機能を長く維持することが挙げられる。したがって被覆線のコストを高める付加的な金のコーティングを省略することができる。
【００１９】
本発明の被覆線では白金を含む被覆部が合金から成るコアを被覆しており、コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成るが、これは電気的温度センサ用の接続線として使用するのが理想的である。
【００２０】
この種の被覆線を電気的温度センサ用の接続線として使用することの重要な利点は、表面自体がパシベーションとなるニッケルベースの合金がコア内部の酸化と５５０℃以上の温度での白金被覆部の外側のニッケル酸化物被膜の形成とを阻止することである。さらに白金被覆部を通したニッケルの拡散や被覆部表面での酸化が阻止され、上述の問題が発生しない。
【００２１】
有利には、ニッケルベースの合金はクロム成分を１６重量％〜２２重量％の範囲で含む。特にニッケルベースの合金は２０重量％の範囲のクロム成分を含む。
【００２２】
有利にはクロム成分のほかに付加的に鉄成分を含むニッケルベースの合金を使用する。ニッケルベースの合金の鉄成分は０．５重量％〜１０重量％、特に８重量％の範囲にあると有利であることが判明している。
【００２３】
さらに有利には、付加的にアルミニウム成分を含んでいるニッケルベースの合金を使用する。このときニッケルベースの合金のアルミニウム成分は０．０５重量％〜５重量％の範囲にあると有利である。
【００２４】
有利には被覆部の外径が０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲にあり、特に外径０．２ｍｍである被覆線を使用すると有利である。長さの単位当たりの白金成分は１０重量％〜５０重量％の範囲にあると有利である。
【００２５】
本発明の被覆線を製造するには、例えば丸い棒状のニッケルベースの合金が用いられる。この合金は有利には１６重量％〜２２重量％の範囲のクロム成分を含んでおり、これが後にコア材料を形成する。丸い棒状の部材の上に白金を有する被覆材のチューブがかぶせられる。この棒チューブの装置は硬質合金延伸機構により径約６ｍｍ〜２０ｍｍ、有利には径８ｍｍ〜１２ｍｍとなるまで引っ張られる。その後この棒チューブ状の装置は４〜５個の中間ステップを経て最終径０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍ程度、有利には０．２０ｍｍにまで引き伸ばされる。ここで１回の変形プロセスが終わるたびに約１０００℃の温度での熱処理すなわち拡散焼きなましが行われる。このような棒状の部材から被覆部を備えた接続線が製造され、これは測定抵抗に対する給電線または接続線に適する。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の対象を図に則して詳細に説明する。
【００２７】
図によれば被覆線のコア１は表面でそれ自体がパッシベーションとなるニッケル合金から成る。このニッケル合金は有利にはニッケル‐クロム‐鉄合金またはニッケル‐クロム合金である。有利にはニッケル‐クロム合金は重量成分で８０％：２０％の比を有しており、７５０℃の温度までコア材料のニッケル原子が白金原子を通って拡散することが阻止される。これにより２０００ｈ以上の駆動時間の範囲でもこの接続線は７５０℃までの温度で機能を維持することができる。
【００２８】
被覆線のコア１は図によれば白金被覆部２に包囲されており、この白金被覆部の厚さは１μｍ〜５０μｍの範囲にある。有利には８μｍの厚さの被覆部が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被覆線の概略図である。
【符号の説明】
１コア
２白金被覆部

Claims

白金を含む被覆部は合金から成るコアを被覆しており、
コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成り、ここでニッケルベースの合金はクロム成分を１６重量％〜２２重量％の範囲で含む、
ことを特徴とする被覆線。
白金を含む被覆部は合金から成るコアを被覆しており、
コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成り、ここでニッケルベースの合金はクロム成分のほかに付加的に鉄成分を含む、
請求項１記載の被覆線。
ニッケルベースの合金の鉄成分は０．５重量％〜１０重量％の範囲にある、請求項２記載の被覆線。
白金を含む被覆部は合金から成るコアを被覆しており、
コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成り、ここでニッケルベースの合金は付加的にアルミニウム成分を含む、
請求項１記載の被覆線。
ニッケルベースの合金のアルミニウム成分は０．０５重量％〜５重量％の範囲にある、請求項４記載の被覆線。
ニッケルベースの合金は１６重量％〜２２重量％の範囲のクロム成分を含む、請求項２から５までのいずれか１項記載の被覆線。
ニッケルベースの合金は２０重量％の範囲のクロム成分を含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の被覆線。
被覆部の外径は０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲にある、請求項１から７までのいずれか１項記載の被覆線。
被覆部の外径は０．２ｍｍである、請求項８記載の被覆線。
白金成分（長さの単位当たり）は１０重量％〜５０重量％の範囲にある、請求項１から９までのいずれか１項記載の被覆線。
白金を含む被覆部が合金から成るコアを被覆しており、
コアはその表面がそれ自体でパシベーションとなるニッケルベースの合金から成る被覆線を電気的温度センサ用の接続線として用いられる被覆線として使用する
被覆線の使用法において、
ニッケルベースの合金はクロム成分を１６重量％〜２２重量％の範囲で含む
ことを特徴とする被覆線の使用法。
ニッケルベースの合金は２０重量％の範囲のクロム成分を含む、請求項１１記載の使用法。
ニッケルベースの合金はクロム成分のほかに付加的に鉄成分を含む、請求項１１または１２記載の使用法。
ニッケルベースの合金の鉄成分は０．５重量％〜１０重量％の範囲にある、請求項１３記載の使用法。
ニッケルベースの合金は付加的にアルミニウム成分を含む、請求項１１または１２記載の使用法。
ニッケルベースの合金のアルミニウム成分は０．０５重量％〜５重量％の範囲にある、請求項１５記載の使用法。
被覆部の外径は０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲にある、請求項１１から１６までのいずれか１項記載の使用法。
被覆部の外径は０．２ｍｍである、請求項１７記載の使用法。
白金成分（長さの単位当たり）は１０重量％〜５０重量％の範囲にある、請求項１１から１８までのいずれか１項記載の使用法。