导电材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种导电材料，该导电材料具有位于基材表面上的平均膜厚为1μm至300μm的钛膜，其中该基材至少在其表面具有导电性。

Conductive Materials and Manufacturing Methods

The invention provides a conductive material, which has a titanium film with an average film thickness of 1 to 300 microns on the surface of the base material, wherein the base material has conductivity at least on the surface of the base material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电材料及其制造方法
本公开涉及导电材料及其制造方法。本申请要求于2016年3月18日提交的日本专利申请No.2016-055432以及于2016年6月29日提交的日本专利申请No.2016-128561的优先权，这些专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术介绍
钛是一种具有优异的耐腐蚀性、耐热性和比强度的金属。然而，钛的生产成本高且难以熔炼和加工，这妨碍了钛的广泛应用。作为利用钛和钛化合物的高耐腐蚀性、高强度和其他性质的方法之一，目前工业上的某些情况中采用了诸如化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)之类的干式沉积。然而，这种沉积不能应用于复杂形状的基板。作为能够解决这一问题的钛沉积方法，可使用在熔融盐中电沉积钛。可用于钛的电沉积的各种类型的熔融盐浴是已知的，并且人们对此正在进行研究。例如，非专利文献1描述了通过使用添加有K2TiF6的LiF-NaF-KF熔融盐浴从而在Ni或Fe表面上形成钛膜的方法。非专利文献2描述了通过使用添加有TiCl3的LiCl-KCl熔融盐浴从而在Au或Ni表面上形成钛膜的方法。非专利文献3描述了通过使用添加有K2TiF6的LiCl-NaCl-KCl熔融盐浴从而在SUS304表面上形成钛膜的方法。此外，日本专利待审查公开No.2015-193899(专利文献1)描述了通过使用添加有K2TiF6或TiO2的KF-KCl熔融盐浴从而在Fe线的表面上形成Fe和Ti的合金膜。此外，通过使用熔融盐浴从而在基材上析出高纯度金属钛的熔炼方法也是已知的。例如，日本专利待审查公开No.08-225980(专利文献2)描述了通过使用添加有TiCl4的NaCl浴作为熔融盐浴从而在Ni表面上析出高纯度钛的方法。另外，日本专利待审查公开No.09-071890(专利文献3)描述了通过使用NaCl浴或Na-KCl浴从而在钛棒的表面上析出高纯度钛的方法。引用列表专利文献专利文献1：日本专利待审查公开No.2015-193899专利文献2：日本专利待审查公开No.08-225980专利文献3：日本专利待审查公开No.09-071890非专利文献非专利文献1：Robin等人，"ElectrolyticCoatingofTitaniumontoIronandNickelElectrodesintheMoltenLiF+NaF+KFEutectic",JournalofElectroanalyticalChemistryandInterfacialElectrochemistry,1987，第230卷，第125-141页非专利文献2：HiroshiTakamura等人，"SmoothandFineElectrodepositionofTitaniumfromLiCl-KCl-TiCl3Melt",JournaloftheJapanInstituteofMetalsandMaterials,1996，第60卷，第4期，第388-397页非专利文献3：DaweiWei等人，"CharacteristicsofTiFilmsElectrodepositedfromMoltenSaltsbyaPulseCurrentMethod",JournaloftheJapanInstituteofMetalsandMaterials，1994，第58卷，第6期，第660-667页非专利文献4：JianxunSong等人，"TheInfluenceofFluorideAnionontheEquilibriumbetweenTitaniumIonsandElectrodepositionofTitaniuminMoltenFluoride-ChlorideSalt"，MaterialsTransactions，2014，第55卷，第8期，第1299-1303页非专利文献5：YangSong等人，"TheCathodicBehaviorofTi(III)IoninaNaCl-2CsClMelt"，MetallurgicalandMaterialsTransactionsB，2016，第47B卷，二月，第804-810页
技术实现思路
本公开的导电材料包括：基材，该基材至少在其表面具有导电性；以及位于基材的表面上的钛膜，该钛膜的平均膜厚为1μm以上300μm以下。本公开的制造导电材料的方法为制造上述导电材料的方法，该方法包括：制备含有KF、KCl和K2TiF6的熔融盐浴的熔融盐浴形成步骤；将Ti溶解于熔融盐浴中的溶解步骤；以及通过使用设置于熔融盐浴(其中溶解有Ti)中的阴极和阳极从而进行熔融盐电解，以使Ti电沉积在所述阴极的表面上的电解步骤。在溶解步骤中，Ti的供应量至少为使熔融盐浴中的Ti4+通过归中反应而成为Ti3+所需要的最小量，其中该归中反应由下式(1)表示：式(1)：3Ti4++Ti金属→4Ti3+。在电解步骤中，使用这样的基材作为阴极，该基材至少在其表面具有导电性。附图说明图1为示出了实施方案中导电材料的实例的示意性截面图。图2为示出用于测量钛膜的平均膜厚的方法的概念图。图3为用扫描电子显微镜(SEM)观察实施例中导电材料No.5的钛膜表面的照片。图4为用扫描电子显微镜(SEM)观察实施例中导电材料No.5的截面的二次电子图像照片。图5为用扫描电子显微镜(SEM)观察实施例中导电材料No.5的截面的反射电子图像照片。具体实施方式[本公开待解决的问题]非专利文献1中描述的方法在镀覆后不利地具有较差的可水洗性，这是因为熔融盐浴中所含的LiF和NaF在水中几乎不溶解。另一方面，非专利文献2和非专利文献3中描述的熔融盐浴具有良好的可水洗性，并且能够在比非专利文献1中描述的熔融盐浴更低的温度下使钛电沉积。然而，非专利文献2和非专利文献3的熔融盐浴无法提供平滑的钛膜。可想到的原因是：非专利文献2的熔融盐浴不含F离子，而非专利文献3的熔融盐浴仅包含不足量的F离子；如非专利文献4和非专利文献5中所述，使用含F离子的熔融盐浴能够有效地制造平滑的钛膜。根据本专利技术的专利技术人的研究结果，尽管能够通过专利文献1中描述的方法电沉积Fe-Ti合金膜，但是不能通过该方法电沉积金属钛膜。具体而言，虽然Fe-Ti合金膜在熔融盐浴中是稳定的，但是金属Ti是不适合的，这是因为金属Ti会通过归中反应而溶解于熔融盐浴中。另一方面，专利文献2和专利文献3中所描述的方法用于熔炼钛。通过专利文献2和专利文献3中的方法电沉积的钛呈树枝状晶体的形式。即，专利文献2和专利文献3中描述的方法无法提供平滑的钛膜。鉴于上述问题，本公开的目的是提供表面具有薄的钛膜的导电材料，该钛膜的膜厚度的不均匀度很低。[本公开的有益效果]根据本公开，提供了表面具有薄的钛膜的导电材料，该钛膜的膜厚度的不均匀度很低。[实施方案的说明]首先，将列举本公开的实施方案。[1]本公开的导电材料包括：基材，该基材至少在其表面具有导电性；以及位于所述基材的所述表面上的钛膜，该钛膜的平均膜厚为1μm以上300μm以下。根据上述导电材料，提供了表面上具有薄的钛膜的导电材料，该钛膜的膜厚度的不均匀度很低。[2]在上述导电材料中，当在所述导电材料的表面上的任意五个位置中的每个位置处测量所述钛膜的厚度时，在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电材料，包括：基材，该基材至少在其表面具有导电性；以及位于所述基材的所述表面上的钛膜，该钛膜的平均膜厚为1μm以上300μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 JP 2016-055432;2016.06.29 JP 2016-128561.一种导电材料，包括：基材，该基材至少在其表面具有导电性；以及位于所述基材的所述表面上的钛膜，该钛膜的平均膜厚为1μm以上300μm以下。2.根据权利要求1所述的导电材料，其中，当在所述导电材料的表面上的任意五个位置中的每个位置处测量所述钛膜的厚度时，在所述任意五个位置中的每个位置处测得的钛膜的最大厚度和最小厚度在所述平均膜厚的±50％之内。3.根据权利要求1或2所述的导电材料，其中所述钛膜包括：钛层；以及包含合金的钛合金层，所述合金为钛和包含于所述基材中的金属的合金，并且所述钛合金层设置于所述钛层和所述基材之间。4.一种根据权利要求1至3中任一项所述的导电材料的制造方法，所述方法包括：制备含有KF、KCl和K2TiF6的熔融盐浴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沼田昂真，真岛正利，粟津知之，小川光靖，野平俊之，安田幸司，法川勇太郎，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，国立大学法人京都大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP