JPH0154314B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0154314B2 JPH0154314B2 JP59183762A JP18376284A JPH0154314B2 JP H0154314 B2 JPH0154314 B2 JP H0154314B2 JP 59183762 A JP59183762 A JP 59183762A JP 18376284 A JP18376284 A JP 18376284A JP H0154314 B2 JPH0154314 B2 JP H0154314B2
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- Japan
- Prior art keywords
- titanium
- metal oxide
- alloy
- temperature
- metal
- Prior art date
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は金属酸化物の表面金属化方法に関する
もので、特に低温でのこの種方法に関するもので
ある。 金属酸化物の表面を金属化することは、金属酸
化物と金属との接合固定を容易にするために重要
な課題であり、特に低温で金属化を行なうことは
経済的に重要なことであり、また金属酸化物本体
の特性に影響を与えないためにも必要なことであ
る。 〔従来技術〕 従来金属酸化物製品、例えば、フエライト振動
子を他の金属体と接合固定するような場合、エポ
キシ系などの有機接着剤が用いられていた。しか
しこの様な接着剤は高温や振動には弱く接着部分
が剥離するという不具合が発生しやすい。 一方、金属酸化物の表面を金属化して鑞付けに
よつて他の金属体と接合固定することも行なわれ
る。この場合金属酸化物の表面金属化法として
Mo−Mn法が知られている。この方法は、Moと
Mnの粉末を金属酸化物の表面上に塗布し、水素
雰囲気中で焼結し、さらにその上にニツケルメツ
キを行なつた上拡散処理して金属化表面を得てい
る。しかしながら、このMo−Mn法では焼結温
度が1400〜1500℃と高く、また工程が複雑であ
る。 また、金属酸化物同志、あるいは金属酸化物と
金属とを鑞付けする方法として、金属酸化物の鑞
付け面を予め金属化する工程を取らず、チタン箔
と、鑞材（Ag、Cu、Niあるいはそれらの合金）
の箔とを、鑞付けしたい基体同志の間に挾み込
み、900〜950℃に加熱して鑞付けすることが行な
われている。これは活性金属法と呼ばれている。
この方法で鑞付けが行なわれる機構は完全には解
明されていないが、加熱中にTiが金属酸化物を
還元し、この還元された金属と鑞材とが合金を形
成するものと考えられる。 実際、Tiの酸素吸収能力、即ち還元性は、そ
の相変態温度以上で急に大きくなることは例え
ば、モートン（P.H.Morton）のデータ（溶接学
会編、溶接便覧、昭和41年２月、第861頁、図
48.4とその説明参照）等で明らかとなつている。 本発明者は、このようなTiの相変態温度以上
での大きな酸素吸収能力を有効に利用して、酸化
物金属の表面を金属化する方法を、既に先願であ
る特願昭55−101291号（特開昭57−27985）に提
案した。 同先願方法は、銅とチタンあるいは銀ろうとチ
タンとの合金を用意し、表面金属化したい金属酸
化物の表面にこのチタン合金を接触させ、この状
態で非酸化性雰囲気中にてチタンの相変態点近傍
の温度（750〜950℃）に加熱し、これによつて、
該金属酸化物の表面層の酸化金属をチタンで還元
するようにしたものである。 〔発明の解決しようとする問題点〕 同先願の方法では、Mo−Mn法に比較して、
はるかに低い温度で酸化物金属の表面金属化が行
われる。しかしながら、熱エネルギーの経済性や
金属酸化物本体への加熱への影響を考慮すると、
処理温度は未だ充分に低いとは云えない。そこ
で、本発明は、材料を劣化させない温度で加熱処
理が可能で、且つ、ろう材等と接合するために充
分な厚さを有する還元層を得るための金属酸化物
の表面処理方法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決する手段および作用〕 本発明者は、表面金属化処理温度を更に低下さ
せる方法について種々研究を重ねた結果、上記先
願の方法において、銅とチタンあるいは銀ろうと
チタンの合金を微粉末とすることによつて、処理
温度を低下できることを見出した。 工業的に製造されるチタンは、通常、チタン
板、箔もしくは、スポンジ状の粒子の形態をとつ
ている。これらの形態のチタンに真空中加熱によ
り、銅あるいは銀ろうを吸収させて合金化したも
のを用いると、上記先願に示すように、相変態点
近傍の温度に加熱しなければ、金属酸化物の充分
な表面金属化は達成されないが、合金を微粉とし
て金属酸化物表面に接触させると、相変態点近傍
の温度に加熱しなくても、それより充分低い、し
かし450℃以上の温度で、表面金属化が達成され
た。 すなわち、本発明は、銅とチタンあるいは銀ろ
うとチタンの合金微粉末を用意し、表面金属化し
たい金属酸化物の表面に該チタン合金の微粉末を
接触させ、非酸化性雰囲気中で750℃以下450℃以
上の比較的低い温度に加熱することによつて、金
属酸化物の表面を金属化する方法である。 処理温度は相変態温度以上としても、もちろん
表面酸化の目的は達せられるが、それ以下の温度
で充分表面酸化が行なわれるから、熱エネルギー
の経済性を実現するとともに処理される材料の材
質低下をさける等の理由から相変態温度以下とし
た。同じ理由で、好ましくは750℃以下が良い。 処理温度が、450℃以下となると金属化が極端
に悪くなるので、最低でも450℃が必要である。 合金の微粉末は小さい程良く、粒径で100〜200
メツシユ以下で、充分な接合強度を与える還元層
の厚さを得ることができる。 本発明では、金属酸化物の還元に用いる合金を
微粉末としたことによつて、チタンの還元性が充
分に発揮されることになり、より低温での表面金
属化が達成されるようになつたものと考えられ
る。 なお、本発明の表面金属化法は、酸素との親和
力がチタンより小さな金属の酸化物の全てに適用
されること自明であろう。そのような金属として
は、F.D.Richadson and J.H.E.Jeffes，I.Iron
Steel Inst.、160、261（1948）の論文における
Fig.1に示される酸化物の標準生成自由エネルギ
ーと温度との関係を示すグラフから明らかなよう
に、Fe、Ni、Zn、Cu、Pb、Sn、Co、Ｋ、Ｖ、
Na、Mn、Cr、Si等が挙げられる。 〔実施例〕 以下、本発明をニツケルフエライトを金属化す
る場合に適用した実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 実施例 １ まず、種々の粒径のチタン微粉を５種類、すな
わち、40メツシユ、60〜100メツシユ、100〜200
メツシユ、200〜350メツシユ、325メツシユ以下
のチタン微粉を用意し、銅粉（325メツシユ）と
の合金微粉を形成した。 実際には、上記チタン微粉と銅粉とを８対２の
割合で混合し、真空中で900℃で10分間保持した。
これによつて銅がチタン微粉に吸収され、銅とチ
タンの合金化した各種粒径のチタン合金微粉を得
た。 この銅とチタンの合金微粉を第１図に示すよう
に耐火容器１内に充填し、ニツケルフエライト板
２をこの合金微粉３内にうめこんだ。この状態
で、アルゴン雰囲気中で700℃及び750℃でそれぞ
れ30分間処理した。 このようにして還元されたフエライト板２の還
元層の厚さを光学顕微鏡で調べた。 その結果を第１表に示す。
もので、特に低温でのこの種方法に関するもので
ある。 金属酸化物の表面を金属化することは、金属酸
化物と金属との接合固定を容易にするために重要
な課題であり、特に低温で金属化を行なうことは
経済的に重要なことであり、また金属酸化物本体
の特性に影響を与えないためにも必要なことであ
る。 〔従来技術〕 従来金属酸化物製品、例えば、フエライト振動
子を他の金属体と接合固定するような場合、エポ
キシ系などの有機接着剤が用いられていた。しか
しこの様な接着剤は高温や振動には弱く接着部分
が剥離するという不具合が発生しやすい。 一方、金属酸化物の表面を金属化して鑞付けに
よつて他の金属体と接合固定することも行なわれ
る。この場合金属酸化物の表面金属化法として
Mo−Mn法が知られている。この方法は、Moと
Mnの粉末を金属酸化物の表面上に塗布し、水素
雰囲気中で焼結し、さらにその上にニツケルメツ
キを行なつた上拡散処理して金属化表面を得てい
る。しかしながら、このMo−Mn法では焼結温
度が1400〜1500℃と高く、また工程が複雑であ
る。 また、金属酸化物同志、あるいは金属酸化物と
金属とを鑞付けする方法として、金属酸化物の鑞
付け面を予め金属化する工程を取らず、チタン箔
と、鑞材（Ag、Cu、Niあるいはそれらの合金）
の箔とを、鑞付けしたい基体同志の間に挾み込
み、900〜950℃に加熱して鑞付けすることが行な
われている。これは活性金属法と呼ばれている。
この方法で鑞付けが行なわれる機構は完全には解
明されていないが、加熱中にTiが金属酸化物を
還元し、この還元された金属と鑞材とが合金を形
成するものと考えられる。 実際、Tiの酸素吸収能力、即ち還元性は、そ
の相変態温度以上で急に大きくなることは例え
ば、モートン（P.H.Morton）のデータ（溶接学
会編、溶接便覧、昭和41年２月、第861頁、図
48.4とその説明参照）等で明らかとなつている。 本発明者は、このようなTiの相変態温度以上
での大きな酸素吸収能力を有効に利用して、酸化
物金属の表面を金属化する方法を、既に先願であ
る特願昭55−101291号（特開昭57−27985）に提
案した。 同先願方法は、銅とチタンあるいは銀ろうとチ
タンとの合金を用意し、表面金属化したい金属酸
化物の表面にこのチタン合金を接触させ、この状
態で非酸化性雰囲気中にてチタンの相変態点近傍
の温度（750〜950℃）に加熱し、これによつて、
該金属酸化物の表面層の酸化金属をチタンで還元
するようにしたものである。 〔発明の解決しようとする問題点〕 同先願の方法では、Mo−Mn法に比較して、
はるかに低い温度で酸化物金属の表面金属化が行
われる。しかしながら、熱エネルギーの経済性や
金属酸化物本体への加熱への影響を考慮すると、
処理温度は未だ充分に低いとは云えない。そこ
で、本発明は、材料を劣化させない温度で加熱処
理が可能で、且つ、ろう材等と接合するために充
分な厚さを有する還元層を得るための金属酸化物
の表面処理方法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決する手段および作用〕 本発明者は、表面金属化処理温度を更に低下さ
せる方法について種々研究を重ねた結果、上記先
願の方法において、銅とチタンあるいは銀ろうと
チタンの合金を微粉末とすることによつて、処理
温度を低下できることを見出した。 工業的に製造されるチタンは、通常、チタン
板、箔もしくは、スポンジ状の粒子の形態をとつ
ている。これらの形態のチタンに真空中加熱によ
り、銅あるいは銀ろうを吸収させて合金化したも
のを用いると、上記先願に示すように、相変態点
近傍の温度に加熱しなければ、金属酸化物の充分
な表面金属化は達成されないが、合金を微粉とし
て金属酸化物表面に接触させると、相変態点近傍
の温度に加熱しなくても、それより充分低い、し
かし450℃以上の温度で、表面金属化が達成され
た。 すなわち、本発明は、銅とチタンあるいは銀ろ
うとチタンの合金微粉末を用意し、表面金属化し
たい金属酸化物の表面に該チタン合金の微粉末を
接触させ、非酸化性雰囲気中で750℃以下450℃以
上の比較的低い温度に加熱することによつて、金
属酸化物の表面を金属化する方法である。 処理温度は相変態温度以上としても、もちろん
表面酸化の目的は達せられるが、それ以下の温度
で充分表面酸化が行なわれるから、熱エネルギー
の経済性を実現するとともに処理される材料の材
質低下をさける等の理由から相変態温度以下とし
た。同じ理由で、好ましくは750℃以下が良い。 処理温度が、450℃以下となると金属化が極端
に悪くなるので、最低でも450℃が必要である。 合金の微粉末は小さい程良く、粒径で100〜200
メツシユ以下で、充分な接合強度を与える還元層
の厚さを得ることができる。 本発明では、金属酸化物の還元に用いる合金を
微粉末としたことによつて、チタンの還元性が充
分に発揮されることになり、より低温での表面金
属化が達成されるようになつたものと考えられ
る。 なお、本発明の表面金属化法は、酸素との親和
力がチタンより小さな金属の酸化物の全てに適用
されること自明であろう。そのような金属として
は、F.D.Richadson and J.H.E.Jeffes，I.Iron
Steel Inst.、160、261（1948）の論文における
Fig.1に示される酸化物の標準生成自由エネルギ
ーと温度との関係を示すグラフから明らかなよう
に、Fe、Ni、Zn、Cu、Pb、Sn、Co、Ｋ、Ｖ、
Na、Mn、Cr、Si等が挙げられる。 〔実施例〕 以下、本発明をニツケルフエライトを金属化す
る場合に適用した実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 実施例 １ まず、種々の粒径のチタン微粉を５種類、すな
わち、40メツシユ、60〜100メツシユ、100〜200
メツシユ、200〜350メツシユ、325メツシユ以下
のチタン微粉を用意し、銅粉（325メツシユ）と
の合金微粉を形成した。 実際には、上記チタン微粉と銅粉とを８対２の
割合で混合し、真空中で900℃で10分間保持した。
これによつて銅がチタン微粉に吸収され、銅とチ
タンの合金化した各種粒径のチタン合金微粉を得
た。 この銅とチタンの合金微粉を第１図に示すよう
に耐火容器１内に充填し、ニツケルフエライト板
２をこの合金微粉３内にうめこんだ。この状態
で、アルゴン雰囲気中で700℃及び750℃でそれぞ
れ30分間処理した。 このようにして還元されたフエライト板２の還
元層の厚さを光学顕微鏡で調べた。 その結果を第１表に示す。
【表】
この結果、チタン粒径が小さくなればなる程、
還元能力が著しく増大することが示された。一般
的に還元層の厚さが30μｍ以上であれば充分な接
合強度が得られることが判明しているので、100
〜200メツシユ以下の粒径のチタン合金を用いれ
ば、700℃の如き極めて低い処理温度でも充分な
厚さの金属化層が得られることが判明した。 実施例 ２ 実施例１の結果から明らかな如く、チタン合金
微粉の粒径が小さい程その還元能力が大きいこと
が判明した。そこで銅とチタンの合金微粉として
最も小さい325メツシユ以下の合金チタンを、第
２図に示すように耐火容器１内に充填し、ニツケ
ルフエライトの棒状試料２（９mm×20mm×30mm）
の表面をこの合金微粉内に埋め込んだ。この状態
で457℃から850℃の各温度でそれぞれ30分間アル
ゴン雰囲気中で保持した。この処理が終了した
後、２本の試料の各々の金属化された面を高温半
田（Cd−Zn、融点280〜320℃）を用いて接合し、
その接合強度を３点曲げ試験で調べた。その結果
を第２表に示す。
還元能力が著しく増大することが示された。一般
的に還元層の厚さが30μｍ以上であれば充分な接
合強度が得られることが判明しているので、100
〜200メツシユ以下の粒径のチタン合金を用いれ
ば、700℃の如き極めて低い処理温度でも充分な
厚さの金属化層が得られることが判明した。 実施例 ２ 実施例１の結果から明らかな如く、チタン合金
微粉の粒径が小さい程その還元能力が大きいこと
が判明した。そこで銅とチタンの合金微粉として
最も小さい325メツシユ以下の合金チタンを、第
２図に示すように耐火容器１内に充填し、ニツケ
ルフエライトの棒状試料２（９mm×20mm×30mm）
の表面をこの合金微粉内に埋め込んだ。この状態
で457℃から850℃の各温度でそれぞれ30分間アル
ゴン雰囲気中で保持した。この処理が終了した
後、２本の試料の各々の金属化された面を高温半
田（Cd−Zn、融点280〜320℃）を用いて接合し、
その接合強度を３点曲げ試験で調べた。その結果
を第２表に示す。
上記説明から明らかなように、本発明によれ
ば、従来の金属化法に比較してはるかに低い温度
でろう付け等の接合強度を大きくした還元層を与
える表面金属化が均一性良く達成されるので、熱
エネルギーが少なく経済的で、しかも熱による酸
化物本体の劣化を防止することができるので極め
て有利である。また、本発明は、微粉を用いてい
るので、合金中に埋め込まなくても、例えば、微
粉合金をペースト状にするか、塗布、吹き付ける
などによつて、局所的な金属化が可能になり、従
来技術では困難であつた電極作製や金属との局所
的な接合が可能になるとともに、合金の使用量が
減少するので極めて合理的な金属化方法である。
ば、従来の金属化法に比較してはるかに低い温度
でろう付け等の接合強度を大きくした還元層を与
える表面金属化が均一性良く達成されるので、熱
エネルギーが少なく経済的で、しかも熱による酸
化物本体の劣化を防止することができるので極め
て有利である。また、本発明は、微粉を用いてい
るので、合金中に埋め込まなくても、例えば、微
粉合金をペースト状にするか、塗布、吹き付ける
などによつて、局所的な金属化が可能になり、従
来技術では困難であつた電極作製や金属との局所
的な接合が可能になるとともに、合金の使用量が
減少するので極めて合理的な金属化方法である。
図は、本発明の異なる実施例を示す図で、第１
図は、実施例１の場合の処理法を示す斜視図、第
２図は、実施例２の場合を示す斜視図である。 １……耐火容器、２……ニツケルフエライト、
３……チタン合金微粉。
図は、実施例１の場合の処理法を示す斜視図、第
２図は、実施例２の場合を示す斜視図である。 １……耐火容器、２……ニツケルフエライト、
３……チタン合金微粉。
Claims (1)
- １ 銅とチタンあるいは銀ろうとチタンの100メ
ツシユの粒径以下の粒径を有する合金微粉末を用
意し、表面金属化したい金属酸化物（ただし金属
としては酸素との親和力がチタンより小さいも
の）の表面に該チタン合金の微粉末を接触させ、
非酸化性雰囲気中で450℃〜750℃の温度範囲内の
比較的低温に加熱することによつて上記金属酸化
物の表面層の酸化物金属を還元し、これによつて
金属化した表面層の厚さを30μm以上に制御する
ことを特徴とする金属酸化物の表面金属化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18376284A JPS6163503A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 微粉チタン合金を用いた金属酸化物の表面金属化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18376284A JPS6163503A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 微粉チタン合金を用いた金属酸化物の表面金属化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163503A JPS6163503A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH0154314B2 true JPH0154314B2 (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=16141527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18376284A Granted JPS6163503A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 微粉チタン合金を用いた金属酸化物の表面金属化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6163503A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0747515B2 (ja) * | 1986-09-25 | 1995-05-24 | 京セラ株式会社 | メタライズ用組成物 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5940792B2 (ja) * | 1980-07-25 | 1984-10-02 | 出崎 友也 | 金属酸化物の表面金属化方法 |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18376284A patent/JPS6163503A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6163503A (ja) | 1986-04-01 |
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