专利名称：绝缘操作杆及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种开关装置用的绝缘操作杆及其制造方法，所述开关装置须在真空密闭容器内保持绝缘，并可进行操纵力的传输。
图6所示为如产业技术服务中心株式会社开发的、由陶瓷接合和高技术水准的钎焊所显示的以往的绝缘接头的剖视图。在图6中，2表示金属化层，11表示筒状陶瓷件，12表示接头，13表示Ag钎料。
以下，说明所述接头的作用。氧化铝制的筒状陶瓷11二端的表面部分形成金属化层2，将它在氢气中加热至820℃，用Ag钎料13钎焊接合筒状陶瓷件11和科伐合金制的接头10，得到绝缘接头。
为在真空容器中保持绝缘并进行操纵力传输，本发明的绝缘操作杆系在具有绝缘功能的陶瓷上钎焊高导电性的金属部件及连接于操作机构上的金属部件而成。在将所述操作杆组装于真空容器中时，由于操作杆须在真空中进行加热处理，所以，对该绝缘操作杆的要求是即使在加热后，也仍具有足够的接合性能。又，所述操作杆还须具有可耐受操纵力的接合性能。根据如图6所示以往的接合方法，该方法用于大气及气体中的绝缘及进行操纵力的传输。该方法中的绝缘操作杆系用Ag钎料13将科伐合金制的接头12和氧化铝制的筒状陶瓷11钎焊。然而，在组装真空容器时的加热温度下，钎料发生再熔融，不能维持初始的接合状态，其接合性能低下；或者，由于接合面与轴向平行，在拉伸力作用下，接合面上负有剪切应力，容易产生破坏。另外，所述联接件采用高价的科伐合金为接头材料，所以有价格过高的问题。
本发明系为解决上述问题而作，本发明的目的在于提供一种在真空密闭容器中保持绝缘并可进行操纵力传输的绝缘操作杆及其制造方法。所述操作杆系将陶瓷和金属部件接合而成的绝缘操作杆，在上述绝缘操作杆中，所述陶瓷与金属部件之间的接合良好。
权利要求1的发明系一种在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输，将陶瓷和金属部件接合而成的绝缘操作杆，其特征在于在所述陶瓷与金属部件之间，作为中间材料。置有Fe-Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金。
权利要求2的发明系权利要求1所述的绝缘操作杆，其特征在于作为在所述陶瓷与金属部件的中间材料Fe-Ni系合金为Ni含量为20～50％(质量)的Fe-Ni合金；Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金；Ni含量为20～50％(质量)及Cr含量为1～12％(质量)的Fe-Ni系合金；或者，在上述Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金中，再含有C0．5～5％(质量)、Si及Mn0．1～3％(质量)中之一种或二种的Fe-Ni系合金。
权利要求3的发明系权利要求1所述的绝缘操作杆，其特征在于作为所述中间材料的铜系复合材料为在Cu中复合了Mo或W的粒子40～90％(质量)范围的铜系复合材料；或者，作为所述中间材料的铜系复合材料为在二层Cu之间夹入Mo，使其含量达20～80％(质量)范围的三层夹层结构的金属复层材料。
权利要求4的发明系如权利要求1所述的绝缘操作杆，其特征在于作为所述中间材料的铜或其合金的屈服应力为4～10kgf／mm2。
权利要求5的发明系如权利要求1至4之任一项所述的绝缘操作杆，其特征在于在所述中间材料上设有贯通孔，且使陶瓷嵌入接合于所述贯通孔中，将所述贯通孔中嵌合有陶瓷的中间材料设置于上述陶瓷与金属部件之间。
权利要求6的发明系一种绝缘操作杆的制造方法，所述方法系一种可在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输、具有陶瓷及金属部件的绝缘操作杆的制造方法，其特征在于在该方法中，在所述陶瓷与金属部件之间，作为中间材料设置有Fe-Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金；以此封接所述陶瓷材料和金属部件。
权利要求7的发明系一种如权利要求6所述的绝缘操作杆的制造方法，其特征在于以50～200℃／秒范围的冷却速度，把作为中间材料的碳钢和陶瓷封接。
权利要求8的发明系一种绝缘操作杆的制造方法，上述方法系一种可在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输的、由陶瓷及金属组成的绝缘操作杆的制造方法，其特征在于在该方法中，在所述陶瓷及金属部件之上设置一个以上的凸部及凹部，同时使用加热嵌合的热压配合方法和钎焊其嵌合平面的封接法，把所述陶瓷及金属部件封接起来。
本发明中的绝缘操作杆系在陶瓷和金属部件之间设置以Fe-Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金的中间材料，封接所述材料而成，本发明的绝缘操作杆可以缓和或缓冲因陶瓷与金属部件的热膨胀差而产生的封接部位的应力，可以低成本地提高接合性能。又，本发明的绝缘操作杆藉在所述陶瓷上设置凸部，及在金属部件之上设置凹部，同时使用加热嵌合的热压配合法和钎焊其嵌合平面的封接法，可以提高其接合性能。
以下，就Fe-Ni系合金的适宜组成范围作一说明。本发明中适宜使用的Fe-Ni系合金为Ni含量为20～50％(质量)的Fe-Ni合金；Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金；Ni含量为20～50％(质量)及Cr含量为1～12％(质量)的Fe-Ni系合金；或者，在上述Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金中，再含有C0．5～5％(质量)、Si及Mn0．1～3％(质量)中之一种或二种的Fe-Ni系合金。这些Fe-Ni系合金也可含有如被称为殷钢、恒弹性镍铬弹簧钢、费尔尼柯合金、42号合金、科伐合金等的低膨胀金属。由于氧化物、氮化物、碳化物的陶瓷热膨胀系数的范围皆在4～12×10-6／K，为减轻绝缘陶瓷和金属部件的热膨胀系数差引起的应力，有必要调整陶瓷和中间材料的热膨胀系数。在Fe中添加如上所述范围内的Ni、Co、Cr、C、Si、Mn的中间材料，可以得到4～12×10-6／K的热膨胀系数。选择其热膨胀系数居于陶瓷和金属部件之间的Fe-Ni系合金，可以缓和产生的应力，提高接合性能。
其次，就铜系复合材料的适宜组成范围作一说明。本发明中适宜使用的铜系复合材料为在Cu中复合了Mo或W的粒子40～90％(质量)范围的铜系复合材料；或者，作为所述中间材料的铜系复合材料为在二层Cu之间夹入Mo，其含量达20～80％(质量)范围的三层结构的金属复层材料。这是为了得到接近于陶瓷4～12×10-6／K的热膨胀系数而选择的结构构成。选择其热膨胀系数位于陶瓷和金属部件之间的铜系复合材料，可以缓和发生的应力，提高接合性能。再有，在Cu中夹有Mo的金属复层材料也具有可缓冲发生于陶瓷与金属部件之间的热应力的作用。
碳钢可以利用冷却时相变的热膨胀特性，与陶瓷直接接合，所以，其与金属部件的接合是容易的。以下，就封接碳钢的合适冷却速度作一说明。已知，将共析碳钢(0．9％碳)加热至875℃，使其组织奥氏体化之后，水淬冷却至300℃时，其体积膨胀与加热时的体积膨胀相比，显示了较小的热膨胀；如直接冷却至300℃以下的温度，则共析碳钢组织马氏体化，体积反而膨胀。碳钢与陶瓷的接合即是利用了该热膨胀较小的特性而进行的。较好的冷却速度为50～200℃／秒。这是因为，如冷却速度不到50℃／秒，则其热膨胀系数与加热时的热膨胀相同，无法利用低膨胀直接进行钎焊；另一方面，如冷却速度超过200℃／秒，则陶瓷可能因热冲击而遭破坏。
铜及其合金具有缓冲因陶瓷和金属部件之间的热膨胀差而发生的应力的作用，藉此，可以得到良好的接合。铜及其合金的屈服应力较好的是在4～10kgf／mm2。其理由是，4kgf／mm2的应力值系根据纯铜的屈服应力而定，如其上限屈服应力值超过10kgf／mm2，则不能得到可缓冲发生于接合部位应力的效果。另外，显示了上述范围的屈服应力的铜及其合金可以举出无氧铜(4kgf／mm2)，韧铜(7kgf／mm2)，Cu-0．03～0．15％(重量)Ag合金(退火材料，8kgf／mm2)，Cu-0．8％(重量)Cr合金(退火材料，9kgf／mm2)，Cu-0．15％(重量)Zr合金(退火材料，9kgf／mm2)等。选用上述铜及其合金的理由叙述如下。
在将绝缘操作杆装入真空容器内时，通常是在真空中，将其加热至800～1000℃的温度，进行真空容器的组装。而Al、Pb、In、Bi、Zn、Sn、Mg等金属，及含有这些金属的铜系合金显示了低于10kgf／mm2的屈服应力值。如果是在真空中将所述金属或含有这些金属的铜系合金加热至800～1000℃，则上述低熔点金属成为金属蒸气，从而，污染真空容器内部及陶瓷表面，产生绝缘特性低下的问题。又，这里所述的屈服应力为相应于产生长度为原长度0．2％的永久伸长时的应力值。
发明的实施方式实施方式1以下，就本发明的实施方式1作一说明。
图1所示为本发明的绝缘操作杆的剖视图。在图1中，1为绝缘陶瓷，2为金属化层，3为金属镀层，4为中间材料，5为钎料a，6为金属部件，7为钎料b。
实施方式1系对中间材料使用Fe-Ni系合金，使用Mo-Mn法封接的绝缘操作杆所作的说明。在直径15mm、长25mm的氧化铝制绝缘陶瓷1的接合面上，制作厚为30μm的金属化层2，在金属化层2之上，再用电解法形成厚1mm的Ni镀层3。另外，使用Fe-42％(质量)Ni、Fe-29％(质量)Ni-17％(质量)Co、及Fe-32％(质量)Ni-5％(质量)Co-2％(质量)Si-0．2％(质量)Mn三种中间材料4。在中间材料4和施以金属镀层的绝缘陶瓷1之间，设置厚为50μm的BNi-7(Ni-13％Cr-10％P)的钎料5的金属箔，在外加1kg载荷的同时，在真空中，对上述叠层材料进行950℃×20分钟的加热封接。接着，为在接合于绝缘陶瓷1上的中间材料4之上接合直径15mm、长25mm的不锈钢(SUS304)制金属部件6，将BAg-18(Ag-30％Cu-10％Sn-0．025％P)的钎料7的金属箔放置于中间材料4和金属部件6之间，在外加1kg载荷的同时，在真空中，对上述叠层材料进行820℃×20分钟的加热，得到封接件。比较例材料则不设中间材料4而是使用BNi-7，藉由Mo-Mn法，在真空中，对氧化铝制绝缘陶瓷1和SUS304制金属部件6进行950℃×20分钟的加热封接。考查所述绝缘操作杆的接合性能，由外观检查和拉伸试验，测得其封接强度。结果示于表1的实施方式1(No．1～3)试样中。本发明的实施方式的No．1、No．2、No．3试样上未见有陶瓷的龟裂及接合部的剥离、变形。而比较例No．12试样上发生陶瓷龟裂。拉伸试验的结果也表明，本发明实施方式No．1、No．2、No．3试样的拉伸强度分别为No．115kgf／mm2，No．223kgf／mm2，与比较例No．12试样的拉伸强度3kgf／mm2相比较，本发明的拉伸强度显著提高。又，拉伸试验后的断裂面显示，所述断裂面发生于接合部附近的陶瓷内部，由此可见，所述接合部的强度大于陶瓷本身的强度得到牢固的接合。另外，在本实施方式中，是使用Ni钎料对绝缘陶瓷和中间材料进行钎焊接合的，但，也可以使用Cu、Au、Ag等的钎料进行接合。
实施方式2实施方式2系对中间材料使用铜系复合材料，使用Mo-Mn法接合的绝缘操作杆进行说明。在直径15mm、长25mm的氧化铝制绝缘陶瓷1的接合面上，制作厚30μm的Mo-Mn金属化层2，在金属化层2之上，再用电解法形成厚为5μm的Ni镀层3。在Ni镀层3之上，配置厚为1mm的Cu-20％(质量)W、Cu-50％(质量)Mo、及Cu／Mo／Cu(1∶2∶1，47质量％Cu)的三种中间材料4和施以金属镀层的绝缘陶瓷1之间，设置厚为50μm的BNi-7(Ni-13％Cr-10％P)的钎料a5的金属箔。在外加1kg载荷的同时，在真空中，对所述叠层材料进行950℃×20分钟的加热接合。接着，为在接合于绝缘陶瓷1上的中间材料4之上钎焊直径15mm、长25mm的不锈钢(SUS304)制金属部件6，将BAg-18(Ag-30％Cu-10％Sn-0．025％P)的钎料b7的金属箔。置于中间材料4和金属部件6之间，在外加1kg载荷的同时，在真空中加热820℃×20分钟，得到封接件。比较例材料则不设中间材料4而是使用BNi-7，藉由Mo-Mn法，在真空中，对氧化铝制绝缘陶瓷1和SUS304制金属部件6进行950℃×20分钟的加热接合。考查所述绝缘操作杆的接合性能，由外观检查和拉伸试验，测得其封接强度。结果示于表1的实施方式2(No．4～6)试样中。本实施方式中的No．4～6试样上未见有陶瓷的龟裂及接合部的剥离、变形。而比较例的No．12试样发生陶瓷龟裂。进行拉伸试验的结果也表明，本发明试样的拉伸强度在23kgf／mm2以上，与比较例的No．12试样比较，本发明的封接强度显著提高。又，拉伸试验后的横断面显示，断裂面发生于接合部附近的陶瓷内部，由此可见，所述接合部的封接强度大于陶瓷内部的结合强度。另外，在本实施方式中，是使用Mo-Mn法进行绝缘陶瓷1和中间材料4之间的钎焊接合的，但，也可以使用Ti-Ag-Cu钎料、Zr-Ag-Cu钎料、Ti-Cu钎料等的活性金属法进行钎焊接合。又，所述铜系复合材料也可以是将Cr、WC、C、Al2O3、SiC等的粒子和Cu复合后形成的铜系复合材料。
实施方式3在上述实施方式2中，就所述铜系复合材料系在Cu中将Mo或W的粒子复合后形成的铜系复合材料的场合，及就使用Cu／Mo／Cu的复合层金属材料的场合进行了说明。但也可以是如图2的横截面所示的情况在铜及其合金8上设置贯通孔，在其贯通孔中把加热嵌入的陶瓷9的铜系复合材料作为中间材料4进行封接。以下，就该例作一说明。
加热嵌入接合的铜系复合材料系在直径30mm、长10mm的无氧铜8上，设置以7个直径5．000mm的贯通孔，将直径5．002mm、长10mm的氧化铝陶瓷9加热至1000℃，嵌入接合于所述贯通孔中。得到陶瓷体积率为20％的接合件。然后，将所述铜系复合材料的中间材料4配置于直径30mm、长25mm的氧化铝绝缘陶瓷与直径30mm、长25mm的不锈钢(SUS304)制的金属部件6之间，在所述氧化铝绝缘陶瓷1和中间材料4之间，及在金属部件6和中间材料4之间设置Cu-28％(重量)Ti的活性金属钎料10的金属箔。在外加1kg载荷的同时，在真空中，就所述叠层材料进行950℃×20分钟的加热，得到封接件。图3所示为绝缘操作杆的纵向剖视图。考查所述绝缘操作杆的接合性能，由外观检查和拉伸试验，测得其封接强度。结果示于表1的实施方式3No．7试样中。该例的结合性能良好，拉伸强度在23kgf／mm2以上。
实施方式4实施方式4系就利用控制碳钢的冷却速度时的低热膨胀特性，直接对陶瓷和碳钢进行接合的例子进行说明。
在直径15mm、长25mm的锆制绝缘陶瓷1和直径15mm、厚1mm的碳钢(S45C)的中间材料4之间，配置以Cu-28％(重量)Ti的活性金属钎料8的金属箔。
在外加1kg载荷的同时，在真空中，就所述叠层材料进行950℃×20分钟的加热。为了得到50秒以上的冷却速度，将上述材料在冷却槽中边移动，边进行封接。接着，为在锆制绝缘陶瓷1上接合的碳钢中间材料4之上封接直径15mm、长25mm的不锈钢(SUS304)制金属部件6，将BAg-18(Ag-30％Cu-10％Sn-0．025％P)的钎料b7设置于中间材料4和金属部件6之间，在外加1kg载荷的同时，在真空中，进行820℃×20分钟的加热，得到封接件。图4所示为适用活性金属法的本发明的绝缘操作杆的剖视图。比较例材料系将在50秒以下的冷却速度进行冷却，封接了氧化锆绝缘陶瓷1和中间材料4而成。
为考查所述绝缘操作杆的接合性能，由外观检查和拉伸试验，测得其封接强度。其结果示于表1的实施方式4(No．8)的试样中。本发明试样上未见有陶瓷的龟裂及接合部的剥离、变形，得到良好的接合。而比较例No．12试样发生陶瓷龟裂。进行拉伸试验的结果表明，本发明试样的拉伸强度在23kgf／mm2以上。又，拉伸试验后的横截面显示，断裂面发生于接合部附近的陶瓷内部，说明，接合部的封接强度大于陶瓷本身的强度。比较例No．13的试样的冷却速度在50℃／秒以下，其接合部发生剥离。由此可见，碳钢作为中间材料的接合是可行的，与金属部件容易接合。又，在本实施例中，是使用了碳钢作为中间材料，但将金属部件作为碳钢与绝缘陶瓷进行直接接合也具有同样的效果。另外，接合方法除了活性金属法，也可使用Mo-Mn法。
实施方式5在实施方式5中，系就将屈服应力为4～10kgf／mm2的铜及其合金作为中间材料设置于绝缘陶瓷1和金属部件6之间，用Mo-Mn法进行接合的情况进行说明。
在直径15mm、长25mm的氧化铝制绝缘陶瓷1的接合面上，制作厚为30μm的Mo-Mn的金属化层2，在其上再由电解法形成厚为5μm的Ni镀层3。然后，将厚为．5mm的无氧铜板(C1020)和Cu-0．8％(重量)Cr的二种作为中间材料4，在施以电镀的陶瓷之间配置以厚50μm的BNi-7的钎料a5的金属箔。在外加1kg载荷的同时，在真空中，进行950℃×20分钟的加热封接。接着，为在绝缘陶瓷1上接合的中间材料4之上钎焊直径15mm、长为25mm的不锈钢(SUS304)制金属部件6，将BAg-18(Ag-30％Cu-10％Sn-0．025％P)的钎料b7设置于中间材料4和金属部件6之间，在外加1kg载荷的同时，在真空中，进行820℃×20分钟的加热，得到封接件。比较例材料系不设中间材料4，接合SUS304的不锈钢制金属部件6，在真空下，藉Mo-Mn法，用BNi-7进行950℃×20分钟的加热封接，得到使用屈服应力在17．5kgf／mm2的Cu-30％(重量)Ni作为中间材料4的封接件。为考查所述绝缘操作杆的接合性能，由外观检查和拉伸试验，测得其封接强度。结果示于表1的实施方式5(N0．9，No．10)试样中。本发明实施方式5的No．9，No．10试样上未见有陶瓷的龟裂及接合部的剥离、变形。进行拉伸试验的结果表明，本发明试样的拉伸强度在23kgf／mm2以上。与比较材料的No．12及No．14试样比较，其封接强度高。另外，拉伸试验后的断裂面显示，断裂面发生于接合部附近的陶瓷内部，由此可见，所述接合部的封接强度大于陶瓷本身的强度。在本实施方式中，绝缘陶瓷和中间材料4的接合是使用Mo-Mn法进行的，但本发明也可用使用Ti-Ag-Cu钎料、Zr-Ag-Cu钎料以及Ti-Cu钎料等的活性金属法进行接合。
实施方式6在实施方式6中，系就同时利用陶瓷与金属的热膨胀差进行接合的热压配合法和使用钎料进行接合的面接合法的实施方式作一说明。图5所示为本发明的绝缘操作杆的纵向剖视图。图中，1为其接合部呈凸状的绝缘陶瓷，6为其接合部呈凹状的金属部件，8为活性金属钎料。
准备外径20mm、长60mm、其接合部的凸部尺寸为直径14．001mm、高5mm的氧化铝制陶瓷1和另一外径20mm、长30mm、其接合部的凹部尺寸为直径14．000mm、深5mm的SUS304制金属部件6。使上述绝缘陶瓷1和金属部件6的接合部互相嵌合，在其对轴向垂直的面上，配置Cu-28％(重量)Ti的活性金属钎料10。在外加1kg载荷的同时，在真空中，就所述叠层材料进行950℃×20分钟的加热，同时进行嵌合和钎焊，得到封接件。作为比较例材料，准备与实施例同样尺寸的圆柱状绝缘陶瓷1和金属部件6，以同样的接合方法进行面接合。
就本发明的绝缘操作杆进行拉伸试验，其结果示于实施方式6的No．11的试样。本发明试样的拉伸强度在23kgf／mm2以上。比较材料的No．15试样的拉伸强度在7．5kgf／mm2。观察破坏的封接件，可以看到，本发明材料的断裂面发生于陶瓷内部，由此可见，接合部的封接强度大于陶瓷本身的结合强度。而比较材料No．15试样的断裂面发生于陶瓷与钎料的界面。由此结果说明，比较材料的拉伸强度低于本发明。本发明藉由并用热压配合方法的嵌合和钎料的面接合法，可以得到良好的接合。在本实施方式中，是仅就在陶瓷上设置凸部和在金属部件上设置凹部的绝缘操作杆进行了说明，但如设置二个以上的凹部和凸部，也可进行其封接面积更大的封接件的接合。
根据权利要求1的发明，可以制得一种具有优异的接合性能的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆系在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输，将陶瓷和金属部件接合的绝缘操作杆，在所述绝缘操作杆的陶瓷与金属部件之间，作为中间材料，设置有Fe-Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金，藉此，可以减轻、缓冲因热膨胀差所产生的应力。
根据权利要求2的发明，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆中间材料的Fe-Ni系合金为Ni含量为20～50％(质量)的Fe-Ni合金；Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金；Ni含量为20～50％(质量)及Cr含量为1～12％(质量)的Fe-Ni系合金；或者，在上述Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金中，再含有C0．5～5％(质量)、Si及Mn0．1～3％(质量)中之一种或二种的Fe-Ni系合金，由此，可以提供更加优异的接合性能。
根据权利要求3的发明，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆之中间材料的铜系复合材料为在Cu中复合了Mo或W的粒子40～90％(质量)范围的铜系复合材料；或者，作为所述中间材料的铜系复合材料为在二层Cu之间夹入Mo，使其含量达20～80％(质量)范围的三层结构的金属复层材料，由此，可以提供更加优异的接合性能。
根据权利要求4的发明，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆之中间材料的铜或其合金的屈服应力为4～10kgf／mm2，由此，可以提供更加优异的接合性能。
根据权利要求5的发明，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆之中间材料上设有贯通孔，使陶瓷嵌合于所述贯通孔中，将所述贯通孔中嵌合有陶瓷的中间材料设置于上述陶瓷与金属部件之间，由此，可以提供更加优异的接合性能。
根据权利要求6的发明，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆，所述发明系一种可在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输、具有陶瓷及金属部件的绝缘操作杆的制造方法，在所述陶瓷与金属部件之间，作为中间材料，设置有Fe-Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金；以此接合所述陶瓷材料和金属部件，藉此，可以减轻、缓冲因热膨胀差所产生的应力，制得具有优异的接合性能的绝缘操作杆。
根据权利要求7的发明，藉此，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆的中间材料的碳钢以50～200℃／秒范围的冷却速度，与陶瓷进行封接。
根据权利要求8的发明，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆，所述绝缘操作杆的制造方法系一种可在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输的、由陶瓷及金属组成的绝缘操作杆的制造方法，在上述制造方法中，在所述陶瓷及金属部件之上设置一个以上的凸部及凹部，同时使用加热嵌合的热压配合法和钎焊其嵌合平面的封接法，这样，接合力增加，由此，可以制得具有更加优异接合性能的绝缘操作杆。
附图的简单说明图1为本发明的绝缘操作杆的一个实施方式的剖视图。
图2为铜系复合材料的一个实施方式的横截面图。
图3为本发明的绝缘操作杆的一个实施方式的纵剖视图。
图4为使用活性金属法的本发明的绝缘操作杆的一个实施方式的剖视图。
图5为同时使用热压配合法和面接合法的本发明的绝缘操作杆的一个实施方式的剖视图。
图6为以往的绝缘接头的剖视图。
图中，1为绝缘陶瓷，2为金属化层，3为电镀层，4为中间材料，5为钎料a，6为金属部件，7为钎料b，8为铜及其合金，9为陶瓷，10为活性金属钎料，11为筒状陶瓷件，12为联接接头，12为Ag钎料。
权利要求
1．一种在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输，将陶瓷和金属部件封接的绝缘操作杆，其特征在于在所述陶瓷与金属部件之间，作为中间材料，设置有Fe-Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金。
2．如权利要求1所述的绝缘操作杆，其特征在于作为在所述陶瓷与金属部件中间的材料Fe-Ni系合金为Ni含量为20～50％(质量)的Fe-Ni合金；Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金；Ni含量为20～50％(质量)及Cr含量为1～12％(质量)的Fe-Ni系合金；或者，在上述Ni含量为20～50％(质量)及Co含量为3～25％(质量)的Fe-Ni系合金中，再含有C0．5～5％(质量)、Si及Mn0．1～3％(质量)中之一种或二种的Fe-Ni系合金。
3．如权利要求1所述的绝缘操作杆，其特征在于作为所述中间材料的铜系复合材料为在Cu中复合了Mo或W的粒子40～90％(质量)范围的铜系复合材料；或者，作为所述中间材料的铜系复合材料为在二层Cu之间夹入Mo，使其含量达20～80％(质量)范围的三层结构的金属复层材料。
4．如权利要求1所述的绝缘操作杆，其特征在于作为所述中间材料的铜或其合金的屈服应力为4～10kgf／mm2。
5．如权利要求1～4之任一项所述的绝缘操作杆，其特征在于在所述中间材料上设有贯通孔，且使陶瓷嵌合于所述贯通孔中，将所述贯通孔中嵌合有陶瓷的中间材料设置于上述陶瓷与金属部件之间。
6．一种绝缘操作杆的制造方法，所述方法系一种可在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输、具有陶瓷及金属部件的绝缘操作杆的制造方法，其特征在于在所述陶瓷与金属部件之间，作为中间材料，设置有Fe-Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金；以此封接所述陶瓷材料和金属部件。
7．如权利要求6所述的绝缘操作杆的制造方法，其特征在于以50～200℃／秒范围的冷却速度，封接作为中间材料的碳钢和陶瓷。
8．一种绝缘操作杆的制造方法，上述方法系一种可在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输的、由陶瓷及金属组成的绝缘操作杆的制造方法，其特征在于在所述陶瓷及金属部件上设置一个以上的凸部及凹部，同时使用加热嵌合的热压配合法和钎焊其嵌合平面的封接法，接合所述陶瓷及金属部件。
全文摘要
本发明提供了一种陶瓷及金属部件之间能良好封接的绝缘操作杆及其制造方法。所述绝缘操作杆系一种在真空密闭容器中保持绝缘并进行操纵力传输,将陶瓷和金属部件封接的绝缘操作杆,在所述绝缘操作杆的陶瓷1与金属部件6之间,作为中间材料4,设置有Fe－Ni系合金、铜系复合材料、碳钢或铜及其合金。本发明中的绝缘操作杆的制造方法藉由在所述陶瓷1及金属部件6上设置一个以上的凸部及凹部,同时使用加热嵌合的热压配合法和钎焊其嵌合平面的封接法。
文档编号B01J3/03GK1281235SQ9911039
公开日2001年1月24日 申请日期1999年7月14日 优先权日1999年7月12日
发明者伊藤武文, 河又严, 小山健一, 木村俊则, 佐藤伸治, 关谷卓, 久森洋一, 宫本圣一, 糸谷孝行, 寄田光政, 丸山稔正 申请人:三菱电机株式会社