JPS6239232B2 - - Google Patents
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- JPS6239232B2 JPS6239232B2 JP12829883A JP12829883A JPS6239232B2 JP S6239232 B2 JPS6239232 B2 JP S6239232B2 JP 12829883 A JP12829883 A JP 12829883A JP 12829883 A JP12829883 A JP 12829883A JP S6239232 B2 JPS6239232 B2 JP S6239232B2
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- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Description
利用産業分野
この発明は、軟質ガラスとの封着に供する封着
用合金に係り、特に、耐蝕性及び酸化被膜の導電
性を改善した軟質ガラス封着用合金に関する。 従来技術 軟質ガラス封着用合金は、例えば、カラーブラ
ウン管のシヤドーマスクを支持するスタツトピン
等に用いられ、従来より軟質ガラス封着合金につ
いては種々の提案がなされている。 一般に封着用合金は、 封着用合金へ熱膨張係数が軟質ガラスの熱膨
張係数に近似すること、 合金表面の酸化被膜が合金素地に強固に密着
すること、 合金表面の酸化被膜の導電性が良好なこと、 合金表面を酸化被膜処理した後の状態で各種
酸に対する耐蝕性にすぐれていること、 等の性質を具備することが必要である。現在、熱
膨張係数が軟質ガラスのそれに近似していること
から、18Cr―Fe合金が多用されている。 また、ガラス封着は、18Cr―Fe合金を所望形
状に成形加工した後、湿潤水素中で、1000℃〜
1250℃に加熱して酸化被膜を形成し、さらに大気
中で1000℃〜1250℃に加熱することによつて実施
されているが、通常、ガラス封着後の部品は、ガ
ラスの表面処理を施す際に、硝酸、弗酸、混合酸
等の各種酸に浸漬されることがあり、上記した如
く、耐蝕性にすぐれていることが必要である。 さらに、封着合金は、シヤドウマスク支持用部
品として使用する場合、表面に形成された酸化被
膜を介して電子回路を構成するため、かかる酸化
被膜の導電性がすぐれていることが必要である。 発明の目的 この発明は、上述した軟質ガラス封着用合金と
して必要な性質を満足し、特に、耐蝕性及び酸化
被膜の導電性を改善した封着合金を目的としてい
る。 発明の構成 この発明は、 Cr15wt%〜30wt%、Ti0.1wt%〜1.0wt%、 Al0.05wt%〜1.0wt%、Si0.75wt%以下、 Mn1.0wt%以下、C0.03wt%以下、 N20.03wt%以下に、 Zr0.005wt%〜0.5wt%または Nb0.05wt%〜1.0wt%の1種または2種、 但し、ZrとNbの2種の場合、合計量で0.055wt
%〜1.0wt%含有し、 残部はFe及び不可避的不純物からなることを
特徴とする軟質ガラス封着用合金である。 この発明による封着用合金は、18Cr―Fe合金
中のC、N等の不純物は前記酸化被膜形成の熱処
理及びガラス封着時に、結晶粒界付近にCr炭化
物またはCr窒化物を形成し、粒界付近に低Cr層
が形成されて耐蝕性が低下することに鑑み、C、
N量を低減し、CrよりC、Nとの親和力の大き
い元素を含有せしめてC、Nを固定すること、及
び結晶粒を微細化して粒界面積を増大して粒界付
近での低Cr層を低減することにより、耐蝕性を
大きく改善したもので、さらには緻密かつ高密着
の酸化被膜を形成することにより、一段と改善で
きる。 また、この発明による封着用合金は、Cr―Fe
合金の前記した酸化処理による表面酸化被膜は、
主として、P型半導体のCr2O3で構成され、この
酸化被膜中に、Cr3より原子価の大きい、例え
ば、Ti4+、Si4+のイオンが存在すると、電気抵抗
が増加することに鑑み、酸化被膜中の前記金属イ
オンを極力少なくしたことにより、導電性を改善
したものである。 すなわち、この発明による封着用合金は、15〜
30Cr―Fe合金系に、特定量のZr、Nbの1種また
は2種を含有することにより、上述した軟質ガラ
ス封着用合金として必要な性質を満足し、特に、
耐蝕性及び酸化被膜の導電性にすぐれた封着合金
を得たものである。 組成の限定理由 以下に、この発明による封着合金の成分組成の
限定理由を詳述する。 Crは、この封着合金の基本成分であるが、
15wt%未満では熱膨張係数が大きくなり、軟質
ガラスの熱膨張係数との差が大きくなり好ましく
なく、また、30wt%を越えると、加工性が劣化
し、所定形状に成形困難となるため、15wt%〜
30wt%とする。 Tiは、合金中のγ相析出の防止及び酸化被膜
の密着性、耐蝕性改善に有効であるが、0.1wt%
未満ではその効果がなく、また、1.0wt%を越え
ると、酸化被膜の電気抵抗が高くなりすぎて導電
性が劣化するため、0.1wt%〜1.0wt%とする。 Alは、合金の脱酸及び酸化被膜の密着性の改
善に有効であるが、0.05wt%未満ではその効果が
なく、また、1.0wt%を越えると上記効果が飽和
すると共に硬化し、加工が困難となるため、
0.05wt%〜1.0wt%とする。 Siは、脱酸のため含有するが、0.75wt%を越え
ると脱酸効果が飽和するため好ましくない。 Mnは、脱酸効果及び酸化被膜の最外側層に、
Mn・Cr2O4スピネル酸化物を形成し、ガラスと
の濡れ性を改善する効果があるが、1.0wt%を越
えると、合金の熱膨張係数が大きくなりすぎるた
め好ましくない。 Cは、封着時の発泡防止及びγ相析出の防止か
つ耐蝕性改善のためには、極力少ないほうが好ま
しいが、0.03wt%以下の含有であれば、実用上問
題がない。 N2は、γ相析出の防止かつ耐蝕性改善のため
には、極力少ないほうが好ましいが、0.03wt%以
下の含有であれば、実用上問題がない。 Zrは、合金中のC、N等の不純物と結合し、炭
化物または窒化物を形成してC、Nを固定し、さ
らに、結晶粒を微細化すると共に、酸化被膜の密
着性を改善し、これらの相乗効果により、耐蝕性
を著しく改善する効果があるが、0.005wt%未満
ではその効果が少なく、また、0.5wt%を越える
と合金の熱間加工性が低下するため、0.005wt%
〜0.5wt%とする。 Nbは、合金中のC、N等の不純物と結合し、
炭化物または窒化物を形成してC、Nを固定し、
さらに、結晶粒を微細化して耐蝕性を著しく改善
するが、0.05wt%未満ではその効果が少なく、ま
た、1.0wt%を越えると合金の冷間加工性が低下
するため、0.05wt%〜1.0wt%とする。 また、この発明の封着合金は、Zr、Nbを複合
含有することを特徴とするが、ZrとNbの合計で
0.055wt%未満では合金中の結晶粒の微細化効果
がないと共に、酸化被膜の緻密性、密着性の改善
効果がなく、また耐蝕性を改善する効果もなく、
また、1.0wt%を越えると、合金は硬化して熱間
加工性が低下するとともに、冷間加工も困難とな
るため、0.055wt%〜1.0wt%とする。 Feは、この合金の主成分であり、上述した各
成分を含有した残余とする。 また、不純物としてのNiは0.02wt%以下の含有
であれば、封着合金としての所要の性質を劣化さ
せることがない。 実施例 以下、この発明による実施例を示しその効果を
明らかにする。 第1表に示す組成成分に従つて、この発明によ
る封着合金(試料No.1〜5)と、比較合金、(試
料No.6〜8)を作製し、各合金の電気抵抗値測
定、並びに耐蝕性試験、酸化被膜の密着性試験を
行ない、その結果を第2表に示す。 電気抵抗値の測定は、第1表の各合金より0.8
mm厚み×40mm幅×50mm長さに切り出した試験片
を、1200℃で60秒、露点40℃の湿潤水素ガス中で
予備酸化処理したのち、1200℃で60秒、大気中の
酸化処理を施し、その酸化被膜表面に炭素系の導
電性塗料を一定面積塗布し、乾燥させたのち、酸
化被膜の電気抵抗を測定した。 耐蝕性試験は、上記の酸化処理後の試験片に、
硝酸:弗酸=1:1の混合酸(20℃)に、2時間
浸漬し、この場合の溶解減量を測定して耐蝕性を
評価した。 酸化被膜の密着性試験は、上記の予備酸化処理
後の試験片に、軟質ガラスを載置し、1200℃に保
持した加熱装置中で30秒間加熱し、その後常温ま
で冷却し、木ハンマーでガラスを破壊した際のガ
ラスとの接着面において、酸化被膜がガラスと共
に剥離して金属素地が露出した割合により評価し
た。また、各試料はそれぞれ10個ずつ試験に供し
た。 すなわち、評価は、 G1;金属素地が全く認められない、 G2;金属素地の露出が5%未満、 G3;金属素地の露出が5%〜10%、である。 第2表の試験結果から明らかな如く、この発明
による封着合金は、所要の性質を満足すると共
に、耐蝕性及び酸化被膜の導電性にすぐれている
ことが分る。
用合金に係り、特に、耐蝕性及び酸化被膜の導電
性を改善した軟質ガラス封着用合金に関する。 従来技術 軟質ガラス封着用合金は、例えば、カラーブラ
ウン管のシヤドーマスクを支持するスタツトピン
等に用いられ、従来より軟質ガラス封着合金につ
いては種々の提案がなされている。 一般に封着用合金は、 封着用合金へ熱膨張係数が軟質ガラスの熱膨
張係数に近似すること、 合金表面の酸化被膜が合金素地に強固に密着
すること、 合金表面の酸化被膜の導電性が良好なこと、 合金表面を酸化被膜処理した後の状態で各種
酸に対する耐蝕性にすぐれていること、 等の性質を具備することが必要である。現在、熱
膨張係数が軟質ガラスのそれに近似していること
から、18Cr―Fe合金が多用されている。 また、ガラス封着は、18Cr―Fe合金を所望形
状に成形加工した後、湿潤水素中で、1000℃〜
1250℃に加熱して酸化被膜を形成し、さらに大気
中で1000℃〜1250℃に加熱することによつて実施
されているが、通常、ガラス封着後の部品は、ガ
ラスの表面処理を施す際に、硝酸、弗酸、混合酸
等の各種酸に浸漬されることがあり、上記した如
く、耐蝕性にすぐれていることが必要である。 さらに、封着合金は、シヤドウマスク支持用部
品として使用する場合、表面に形成された酸化被
膜を介して電子回路を構成するため、かかる酸化
被膜の導電性がすぐれていることが必要である。 発明の目的 この発明は、上述した軟質ガラス封着用合金と
して必要な性質を満足し、特に、耐蝕性及び酸化
被膜の導電性を改善した封着合金を目的としてい
る。 発明の構成 この発明は、 Cr15wt%〜30wt%、Ti0.1wt%〜1.0wt%、 Al0.05wt%〜1.0wt%、Si0.75wt%以下、 Mn1.0wt%以下、C0.03wt%以下、 N20.03wt%以下に、 Zr0.005wt%〜0.5wt%または Nb0.05wt%〜1.0wt%の1種または2種、 但し、ZrとNbの2種の場合、合計量で0.055wt
%〜1.0wt%含有し、 残部はFe及び不可避的不純物からなることを
特徴とする軟質ガラス封着用合金である。 この発明による封着用合金は、18Cr―Fe合金
中のC、N等の不純物は前記酸化被膜形成の熱処
理及びガラス封着時に、結晶粒界付近にCr炭化
物またはCr窒化物を形成し、粒界付近に低Cr層
が形成されて耐蝕性が低下することに鑑み、C、
N量を低減し、CrよりC、Nとの親和力の大き
い元素を含有せしめてC、Nを固定すること、及
び結晶粒を微細化して粒界面積を増大して粒界付
近での低Cr層を低減することにより、耐蝕性を
大きく改善したもので、さらには緻密かつ高密着
の酸化被膜を形成することにより、一段と改善で
きる。 また、この発明による封着用合金は、Cr―Fe
合金の前記した酸化処理による表面酸化被膜は、
主として、P型半導体のCr2O3で構成され、この
酸化被膜中に、Cr3より原子価の大きい、例え
ば、Ti4+、Si4+のイオンが存在すると、電気抵抗
が増加することに鑑み、酸化被膜中の前記金属イ
オンを極力少なくしたことにより、導電性を改善
したものである。 すなわち、この発明による封着用合金は、15〜
30Cr―Fe合金系に、特定量のZr、Nbの1種また
は2種を含有することにより、上述した軟質ガラ
ス封着用合金として必要な性質を満足し、特に、
耐蝕性及び酸化被膜の導電性にすぐれた封着合金
を得たものである。 組成の限定理由 以下に、この発明による封着合金の成分組成の
限定理由を詳述する。 Crは、この封着合金の基本成分であるが、
15wt%未満では熱膨張係数が大きくなり、軟質
ガラスの熱膨張係数との差が大きくなり好ましく
なく、また、30wt%を越えると、加工性が劣化
し、所定形状に成形困難となるため、15wt%〜
30wt%とする。 Tiは、合金中のγ相析出の防止及び酸化被膜
の密着性、耐蝕性改善に有効であるが、0.1wt%
未満ではその効果がなく、また、1.0wt%を越え
ると、酸化被膜の電気抵抗が高くなりすぎて導電
性が劣化するため、0.1wt%〜1.0wt%とする。 Alは、合金の脱酸及び酸化被膜の密着性の改
善に有効であるが、0.05wt%未満ではその効果が
なく、また、1.0wt%を越えると上記効果が飽和
すると共に硬化し、加工が困難となるため、
0.05wt%〜1.0wt%とする。 Siは、脱酸のため含有するが、0.75wt%を越え
ると脱酸効果が飽和するため好ましくない。 Mnは、脱酸効果及び酸化被膜の最外側層に、
Mn・Cr2O4スピネル酸化物を形成し、ガラスと
の濡れ性を改善する効果があるが、1.0wt%を越
えると、合金の熱膨張係数が大きくなりすぎるた
め好ましくない。 Cは、封着時の発泡防止及びγ相析出の防止か
つ耐蝕性改善のためには、極力少ないほうが好ま
しいが、0.03wt%以下の含有であれば、実用上問
題がない。 N2は、γ相析出の防止かつ耐蝕性改善のため
には、極力少ないほうが好ましいが、0.03wt%以
下の含有であれば、実用上問題がない。 Zrは、合金中のC、N等の不純物と結合し、炭
化物または窒化物を形成してC、Nを固定し、さ
らに、結晶粒を微細化すると共に、酸化被膜の密
着性を改善し、これらの相乗効果により、耐蝕性
を著しく改善する効果があるが、0.005wt%未満
ではその効果が少なく、また、0.5wt%を越える
と合金の熱間加工性が低下するため、0.005wt%
〜0.5wt%とする。 Nbは、合金中のC、N等の不純物と結合し、
炭化物または窒化物を形成してC、Nを固定し、
さらに、結晶粒を微細化して耐蝕性を著しく改善
するが、0.05wt%未満ではその効果が少なく、ま
た、1.0wt%を越えると合金の冷間加工性が低下
するため、0.05wt%〜1.0wt%とする。 また、この発明の封着合金は、Zr、Nbを複合
含有することを特徴とするが、ZrとNbの合計で
0.055wt%未満では合金中の結晶粒の微細化効果
がないと共に、酸化被膜の緻密性、密着性の改善
効果がなく、また耐蝕性を改善する効果もなく、
また、1.0wt%を越えると、合金は硬化して熱間
加工性が低下するとともに、冷間加工も困難とな
るため、0.055wt%〜1.0wt%とする。 Feは、この合金の主成分であり、上述した各
成分を含有した残余とする。 また、不純物としてのNiは0.02wt%以下の含有
であれば、封着合金としての所要の性質を劣化さ
せることがない。 実施例 以下、この発明による実施例を示しその効果を
明らかにする。 第1表に示す組成成分に従つて、この発明によ
る封着合金(試料No.1〜5)と、比較合金、(試
料No.6〜8)を作製し、各合金の電気抵抗値測
定、並びに耐蝕性試験、酸化被膜の密着性試験を
行ない、その結果を第2表に示す。 電気抵抗値の測定は、第1表の各合金より0.8
mm厚み×40mm幅×50mm長さに切り出した試験片
を、1200℃で60秒、露点40℃の湿潤水素ガス中で
予備酸化処理したのち、1200℃で60秒、大気中の
酸化処理を施し、その酸化被膜表面に炭素系の導
電性塗料を一定面積塗布し、乾燥させたのち、酸
化被膜の電気抵抗を測定した。 耐蝕性試験は、上記の酸化処理後の試験片に、
硝酸:弗酸=1:1の混合酸(20℃)に、2時間
浸漬し、この場合の溶解減量を測定して耐蝕性を
評価した。 酸化被膜の密着性試験は、上記の予備酸化処理
後の試験片に、軟質ガラスを載置し、1200℃に保
持した加熱装置中で30秒間加熱し、その後常温ま
で冷却し、木ハンマーでガラスを破壊した際のガ
ラスとの接着面において、酸化被膜がガラスと共
に剥離して金属素地が露出した割合により評価し
た。また、各試料はそれぞれ10個ずつ試験に供し
た。 すなわち、評価は、 G1;金属素地が全く認められない、 G2;金属素地の露出が5%未満、 G3;金属素地の露出が5%〜10%、である。 第2表の試験結果から明らかな如く、この発明
による封着合金は、所要の性質を満足すると共
に、耐蝕性及び酸化被膜の導電性にすぐれている
ことが分る。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Cr15wt%〜30wt%、Ti0.1wt%〜1.0wt%、 Al0.05wt%〜1.0wt%、Si0.75wt%以下、 Mn1.0wt%以下、C0.03wt%以下、 N20.03wt%以下に、 Zr0.005wt%〜0.5wt%または Nb0.05wt%〜1.0wt%の1種または2種、 但し、ZrとNbの2種の場合、合計量で0.055wt
%〜1.0wt%含有し、 残部はFe及び不可避的不純物からなることを
特徴とする軟質ガラス封着用合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12829883A JPS6021360A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 軟質ガラス封着用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12829883A JPS6021360A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 軟質ガラス封着用合金 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3659287A Division JPS62188753A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | 軟質ガラス封着用合金 |
| JP3659087A Division JPS62188751A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | 軟質ガラス封着用合金 |
| JP3659187A Division JPS62188752A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | 軟質ガラス封着用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021360A JPS6021360A (ja) | 1985-02-02 |
| JPS6239232B2 true JPS6239232B2 (ja) | 1987-08-21 |
Family
ID=14981334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12829883A Granted JPS6021360A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 軟質ガラス封着用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021360A (ja) |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP12829883A patent/JPS6021360A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6021360A (ja) | 1985-02-02 |
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