JPH01249668A - 金属体とセラミック体の接合構造 - Google Patents
金属体とセラミック体の接合構造Info
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- JPH01249668A JPH01249668A JP7860688A JP7860688A JPH01249668A JP H01249668 A JPH01249668 A JP H01249668A JP 7860688 A JP7860688 A JP 7860688A JP 7860688 A JP7860688 A JP 7860688A JP H01249668 A JPH01249668 A JP H01249668A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、殊に高温にさらされる雰囲気中においても充
分な接合強度を維持できるようにした金属体とセラミッ
ク体の接合構造に関するものである。
分な接合強度を維持できるようにした金属体とセラミッ
ク体の接合構造に関するものである。
セラミック体と金属体との接合一体化は従来から−・般
Ｇころう付りによって行われているが、セラミンク体と
金属体との熱膨張係数の違いに起因して接合界面には大
きな熱応力による歪が残留する。
Ｇころう付りによって行われているが、セラミンク体と
金属体との熱膨張係数の違いに起因して接合界面には大
きな熱応力による歪が残留する。
この熱応力歪みによって脆性材であるセラミック体が破
壊され易い。かかる不都合を防止するため、第４図に例
示したようにセラミック体Ｃが有する熱膨張係数と近似
したタングステン（讐）、モリブデン（Ｍｏ）等の低熱
膨張金属Ｉ、を、接合するセラミック体Ｃと金属体門と
の間に緩衝層として介在させ、ろう＋ＡＢでもって接合
したり、あるいはこれら低熱膨張金属Ｉ、として銅板を
挟んで成るクラツド材を緩衝層として介在させて接合す
るようにした技術が実開昭５９−１６０５３号、特開昭
６１．−１２７６７４号などにてすでに提案されている
。
壊され易い。かかる不都合を防止するため、第４図に例
示したようにセラミック体Ｃが有する熱膨張係数と近似
したタングステン（讐）、モリブデン（Ｍｏ）等の低熱
膨張金属Ｉ、を、接合するセラミック体Ｃと金属体門と
の間に緩衝層として介在させ、ろう＋ＡＢでもって接合
したり、あるいはこれら低熱膨張金属Ｉ、として銅板を
挟んで成るクラツド材を緩衝層として介在させて接合す
るようにした技術が実開昭５９−１６０５３号、特開昭
６１．−１２７６７４号などにてすでに提案されている
。
しかしながら、上記従来技術のいずれも接合部におムノ
る最外周部に最大応力が残留する構造となっており、ま
た高温雰囲気中で酸化されやすいタングステン、モリブ
デンなどの金属が露出する構造となっている。このため
接合作業後の冷却の際、あるいは制温く−）低温による
熱サイクルに伴う応力。
る最外周部に最大応力が残留する構造となっており、ま
た高温雰囲気中で酸化されやすいタングステン、モリブ
デンなどの金属が露出する構造となっている。このため
接合作業後の冷却の際、あるいは制温く−）低温による
熱サイクルに伴う応力。
発生によってセラミック体−金属体間に亀裂や剥離が発
生し、両者の接合状態が破壊し易く、そのためかかる接
合体で構成された構造部材等は極めて信頼性の低いもの
となっていた。
生し、両者の接合状態が破壊し易く、そのためかかる接
合体で構成された構造部材等は極めて信頼性の低いもの
となっていた。
本発明は金属体とセラミック体との接合状態が高温ある
いは低温雰囲気下においても熱膨張係数の相違に起因し
た応力歪みの吸収を図ることによって、より安定した信
頼性のある金属体とセラミック体の接合体をもたらすこ
とを目的とする。
いは低温雰囲気下においても熱膨張係数の相違に起因し
た応力歪みの吸収を図ることによって、より安定した信
頼性のある金属体とセラミック体の接合体をもたらすこ
とを目的とする。
上記目的を達成するために、互いに接合すべき金属体と
セラミック体との間に一種以上の低熱膨張金属と一種以
上の低ヤング率金属の一種以上から成る緩衝層を介在さ
せるとともに該緩衝層の占める割合をセラミック体及び
金属体の接合面積の１〜４０χで囲繞せしめた状態でろ
う付けした接合構造とする。
セラミック体との間に一種以上の低熱膨張金属と一種以
上の低ヤング率金属の一種以上から成る緩衝層を介在さ
せるとともに該緩衝層の占める割合をセラミック体及び
金属体の接合面積の１〜４０χで囲繞せしめた状態でろ
う付けした接合構造とする。
一種以上の低熱膨張金属と一種以上の低ヤング率金属か
ら成る緩衝層と、該緩衝層の外周部に低ヤング率金属一
種以上から成る緩衝層が接合部の歪みを緩和し、その断
面積を上記範囲にてろう付は接合した構造にしたことか
ら、接合強度が増え、また、低熱膨張金属が外気から完
全に覆われた構造となるため、耐酸化性が向上し、接合
部の温度変化に対する耐久性が良くなる。
ら成る緩衝層と、該緩衝層の外周部に低ヤング率金属一
種以上から成る緩衝層が接合部の歪みを緩和し、その断
面積を上記範囲にてろう付は接合した構造にしたことか
ら、接合強度が増え、また、低熱膨張金属が外気から完
全に覆われた構造となるため、耐酸化性が向上し、接合
部の温度変化に対する耐久性が良くなる。
以下、本発明実施例を具体的に説明する。
第１図において、１はアルミナ（Ａｌ□０３）、炭化珪
素（ＳｉＣ） 、窒化珪素（Ｓｉ：＋１１ｍ）などのセ
ラミック体、２はクロムモリブデン鋼、合金工具鋼、機
械構造用炭素鋼などの金属体であり、これらセラミック
体１と金属体２の間にはろう材３でもって緩衝層Ｆを形
成する構成材４．５．６を介在した状態のもとにセラミ
ック体１と金属体２が接合され、連結される。
素（ＳｉＣ） 、窒化珪素（Ｓｉ：＋１１ｍ）などのセ
ラミック体、２はクロムモリブデン鋼、合金工具鋼、機
械構造用炭素鋼などの金属体であり、これらセラミック
体１と金属体２の間にはろう材３でもって緩衝層Ｆを形
成する構成材４．５．６を介在した状態のもとにセラミ
ック体１と金属体２が接合され、連結される。
また、第２図に要部破断面を、第′３図にて横断面を示
すように緩衝層Ｆはさらに環状をした構成ｔｔＡ’ ７
、８をそれぞれ追加したものであってもよい。
すように緩衝層Ｆはさらに環状をした構成ｔｔＡ’ ７
、８をそれぞれ追加したものであってもよい。
ところで、セラミンク体１として用いられる代要約なセ
ラミック材の物性はほぼ第１表に掲げた通りである。
ラミック材の物性はほぼ第１表に掲げた通りである。
第 １ 表
このようなセラミック体１に対し、接合する金属体２と
して使用される金属材の物性値を第２表に掲げた。
して使用される金属材の物性値を第２表に掲げた。
第２表
＝ ４−
また、緩衝層Ｆを構成する金属材料の物性値を第３表に
掲げる。
掲げる。
第３表
また、ろう材３としてはＴ １＋ Ｃｕ ＋ Ａ ｇ
＋ Ｎ ｉ合金より成る厚さ１５０ μｍの箔状体を使
用した。
＋ Ｎ ｉ合金より成る厚さ１５０ μｍの箔状体を使
用した。
上記の如き材質のセラミック体１、金属体２、緩衝層Ｆ
をそれぞれ用いた場合におけるセラミック体ｌと金属体
２の室温（２５℃）より５００ ’Ｃまでの加熱←冷却
ナイクルを１００回行った後の接合（抗折）強度を第４
表、第５表、第６表に示した。
をそれぞれ用いた場合におけるセラミック体ｌと金属体
２の室温（２５℃）より５００ ’Ｃまでの加熱←冷却
ナイクルを１００回行った後の接合（抗折）強度を第４
表、第５表、第６表に示した。
なお、上記実施例において相互に接合するセラミック体
１、金属体２は直径２０ｍｍの円柱体を用い各接合面は
面粗度が０．８３と同一の条件のものを使用した。
１、金属体２は直径２０ｍｍの円柱体を用い各接合面は
面粗度が０．８３と同一の条件のものを使用した。
畝上のように本願によれば、接合部の緩衝層として低熱
膨張金属と低ヤング率金属を組合せたものであって、特
に緩衝層の外周部に低ヤング率金属を介在させた状態で
ろう付けされた接合構造であることから高温−〉低温の
熱サイクルにさらされた場合でも極めて高い接合強度を
維持し、耐久性をもった構造部材が得られ、その結果、
例えば内燃機関その他産業用機械装置等の優れた機械要
素をもたらすことができる。
膨張金属と低ヤング率金属を組合せたものであって、特
に緩衝層の外周部に低ヤング率金属を介在させた状態で
ろう付けされた接合構造であることから高温−〉低温の
熱サイクルにさらされた場合でも極めて高い接合強度を
維持し、耐久性をもった構造部材が得られ、その結果、
例えば内燃機関その他産業用機械装置等の優れた機械要
素をもたらすことができる。
第１図及び第２図はともに本発明実施例による金属体と
セラミック体の接合構造を示す要部破断面図、第３図は
第２図におけるＡ−Ａ線断面図、第４図は従来例による
金属体とセラミック体の接合構造を示す要部破断面図で
ある。 １：金属体 ２：セラミック体 Ｆ：緩衝層
セラミック体の接合構造を示す要部破断面図、第３図は
第２図におけるＡ−Ａ線断面図、第４図は従来例による
金属体とセラミック体の接合構造を示す要部破断面図で
ある。 １：金属体 ２：セラミック体 Ｆ：緩衝層
Claims (1)
- 金属体とセラミック体との間に一種以上の低熱膨張金属
と一種以上の低ヤング率金属体とから成る緩衝層を介在
させた接合構造にあって、上記緩衝層の外周部に、接合
面における１〜４０％の面積を１種以上の低ヤング率金
属が占めた状態でろう付け接合されて成る金属体とセラ
ミック体の接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7860688A JP2660538B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 金属体とセラミック体の接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7860688A JP2660538B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 金属体とセラミック体の接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249668A true JPH01249668A (ja) | 1989-10-04 |
| JP2660538B2 JP2660538B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=13666545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7860688A Expired - Fee Related JP2660538B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 金属体とセラミック体の接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2660538B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119208152A (zh) * | 2024-09-19 | 2024-12-27 | 苏州芯合半导体材料有限公司 | 一种多层复合高性能楔形劈刀及其制备方法 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP7860688A patent/JP2660538B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119208152A (zh) * | 2024-09-19 | 2024-12-27 | 苏州芯合半导体材料有限公司 | 一种多层复合高性能楔形劈刀及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2660538B2 (ja) | 1997-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |