JPH02141482A - 炭素質材料の接合剤およびその接合方法 - Google Patents
炭素質材料の接合剤およびその接合方法Info
- Publication number
- JPH02141482A JPH02141482A JP29444088A JP29444088A JPH02141482A JP H02141482 A JPH02141482 A JP H02141482A JP 29444088 A JP29444088 A JP 29444088A JP 29444088 A JP29444088 A JP 29444088A JP H02141482 A JPH02141482 A JP H02141482A
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- JP
- Japan
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- bonding
- bonding agent
- graphite
- bonded
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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、炭素、黒鉛のような炭素質材料を接合する目
的に用いる接合剤およびその接合方法に関する。
的に用いる接合剤およびその接合方法に関する。
炭素質材料の接合は、通常、炭素系材あるいは金属系ろ
う付活を介しておこなわれる。このうち、炭素系の材料
による接合は、樹脂、タール、ピッチなどのバインダー
成分をそのままもしくは炭素質微粉と混合した状態で接
合面に塗布し、材料間を予め接着したのち加熱処理して
バインダー成分を焼成炭化するプロセスが典型的な方法
とされており、バインダーとなる樹脂類としてフェノー
ル樹脂、フラン樹脂あるいはジビニルベンゼンなど焼成
時に炭素残分の多い熱硬化性樹脂が有用されている。
う付活を介しておこなわれる。このうち、炭素系の材料
による接合は、樹脂、タール、ピッチなどのバインダー
成分をそのままもしくは炭素質微粉と混合した状態で接
合面に塗布し、材料間を予め接着したのち加熱処理して
バインダー成分を焼成炭化するプロセスが典型的な方法
とされており、バインダーとなる樹脂類としてフェノー
ル樹脂、フラン樹脂あるいはジビニルベンゼンなど焼成
時に炭素残分の多い熱硬化性樹脂が有用されている。
バインダー成分を焼成炭化するための加熱処理には、焼
成炉を用いる方法、接合する炭素質材料に直接通電して
抵抗発熱する方法（特開昭５３−１３３２１６号公報参
照）等が知られている。
成炉を用いる方法、接合する炭素質材料に直接通電して
抵抗発熱する方法（特開昭５３−１３３２１６号公報参
照）等が知られている。
（発明が解決しようとする課題）
炭素質材料の炭素系接合材としては、加熱時に揮発逸散
する成分が少ないこと、均質強固な接合が低熱量で得ら
れるような良熱伝導性を有すること、高温（］０００’
Ｃ以上）に晒しても接合強度が低下しない成分組成を持
っていること等の性能が要求される。
する成分が少ないこと、均質強固な接合が低熱量で得ら
れるような良熱伝導性を有すること、高温（］０００’
Ｃ以上）に晒しても接合強度が低下しない成分組成を持
っていること等の性能が要求される。
しかし、上記の要求性能を全面的ムこ満足する炭素系材
による接合剤はこれまでに開発されていない。また、接
合方法についても、従来技術では高価な加熱炉または電
気装置を必要とし、とくに大きな接合母体を焼成炭化処
理するためには前記加熱設備を著るしく大型化しなけれ
ばならない欠点があった。
による接合剤はこれまでに開発されていない。また、接
合方法についても、従来技術では高価な加熱炉または電
気装置を必要とし、とくに大きな接合母体を焼成炭化処
理するためには前記加熱設備を著るしく大型化しなけれ
ばならない欠点があった。
本発明は、これら従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、上記した要求性能を満足する成分組成の
炭素系接合剤と接合母体が大きくても短時間に容易に接
合処理を完了することが可能な接合方法の提供を目的と
する。
されたもので、上記した要求性能を満足する成分組成の
炭素系接合剤と接合母体が大きくても短時間に容易に接
合処理を完了することが可能な接合方法の提供を目的と
する。
すなわち、本発明により提供される炭素質材料の接合剤
は、ポリイミド樹脂と平均粒径０．９μｍ以下の黒鉛微
粉末を重量比９８：２〜８５ ： １５の割合で均一混
合してなるものであり、また接合方法は、上記の接合剤
を接合しようとする面間に介在させ、圧接状態でその周
縁部分を黒鉛溶接棒によりスポット加熱して樹脂成分を
融解および焼成炭化することを構成上の特徴とする。
は、ポリイミド樹脂と平均粒径０．９μｍ以下の黒鉛微
粉末を重量比９８：２〜８５ ： １５の割合で均一混
合してなるものであり、また接合方法は、上記の接合剤
を接合しようとする面間に介在させ、圧接状態でその周
縁部分を黒鉛溶接棒によりスポット加熱して樹脂成分を
融解および焼成炭化することを構成上の特徴とする。
接合剤の組成は、バインダーとしてのポリイミド樹脂粉
末に黒鉛微粉末を均一に混合した成分系からなる。黒鉛
微粉末の粒径は、０．９ｐ以下、より好適には０．５μ
ｍ以下のサブミクロンの範囲に調整することが望ましく
、０．９１ｍ１を上廻る粒径領域では接合強度の低下を
招く。
末に黒鉛微粉末を均一に混合した成分系からなる。黒鉛
微粉末の粒径は、０．９ｐ以下、より好適には０．５μ
ｍ以下のサブミクロンの範囲に調整することが望ましく
、０．９１ｍ１を上廻る粒径領域では接合強度の低下を
招く。
ポリイミド樹脂と黒鉛微粉末の配合は、重量比として９
８：２〜８５ ： １５の割合に設定する必要があり、
この範囲を外れる配合比率では高水準の接合強度を付与
することができなくなる。
８：２〜８５ ： １５の割合に設定する必要があり、
この範囲を外れる配合比率では高水準の接合強度を付与
することができなくなる。
接合方法は、まず必要に応じて接合しようとする面を研
磨したうえで上記接合剤を均一に敷きつめ、接合部材面
を当接する。ついで望ましくは２０〜５０ｋｇ／−程度
の圧力を負荷した圧接状態で接合面の周縁部分を黒鉛溶
接棒を用いてアーク放電によりスポット加熱する。この
処理は接合面の周縁を数ケ所に亘りスポット加熱すれば
よく、この状態で接合剤中のポリイミド樹脂は一旦融解
して接合面全体を均等に湿潤させたのち焼成炭化して強
固な炭素質接合層に転化する。
磨したうえで上記接合剤を均一に敷きつめ、接合部材面
を当接する。ついで望ましくは２０〜５０ｋｇ／−程度
の圧力を負荷した圧接状態で接合面の周縁部分を黒鉛溶
接棒を用いてアーク放電によりスポット加熱する。この
処理は接合面の周縁を数ケ所に亘りスポット加熱すれば
よく、この状態で接合剤中のポリイミド樹脂は一旦融解
して接合面全体を均等に湿潤させたのち焼成炭化して強
固な炭素質接合層に転化する。
第１回は上記の接合状態を例示した斜視説明図で、ｌお
よび２は黒鉛材料の接合部材、３は接合剤が介在する接
合面、４はスポット加熱を実施中の黒鉛溶接棒である。
よび２は黒鉛材料の接合部材、３は接合剤が介在する接
合面、４はスポット加熱を実施中の黒鉛溶接棒である。
本発明の接合剤を構成するポリイミド樹脂は単体で６８
％の炭素残分（１０００℃加熱時）を有する低揮発分、
高炭化収率性の樹脂であり、これに０．９ｐ以下の黒鉛
微粉末を添加することにより接合剤全体の炭化収率が向
上する。さらに黒鉛微粉末は接合層の熱伝導性を飛躍的
に増大させるとともに接合強度を高めるために有効に機
能する。
％の炭素残分（１０００℃加熱時）を有する低揮発分、
高炭化収率性の樹脂であり、これに０．９ｐ以下の黒鉛
微粉末を添加することにより接合剤全体の炭化収率が向
上する。さらに黒鉛微粉末は接合層の熱伝導性を飛躍的
に増大させるとともに接合強度を高めるために有効に機
能する。
また、本発明の接合方法によれば通常のアーク溶接機（
定格人力２８ＫＶＡ）により接合が可能であり、大型の
加熱炉または電気設備を用いることなしに大きいサイズ
の接合母材を迅速、円滑に接合することができる。
定格人力２８ＫＶＡ）により接合が可能であり、大型の
加熱炉または電気設備を用いることなしに大きいサイズ
の接合母材を迅速、円滑に接合することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
（１）接合剤の調製
ポリイミド粉末〔日本ポリイミド■製、“ケルイミド１
０５０“〕と平均粒径０．５ｔＩｍの黒鉛微粉末を重量
比で７０ ： ３０．８０ ： ２０．８０ ： １５
．９０ ： １０．９５：５の５段階の割合に配合し、
Ｖ型およびホ′−ルミル等の混合装置を用いて均一に混
合した。
０５０“〕と平均粒径０．５ｔＩｍの黒鉛微粉末を重量
比で７０ ： ３０．８０ ： ２０．８０ ： １５
．９０ ： １０．９５：５の５段階の割合に配合し、
Ｖ型およびホ′−ルミル等の混合装置を用いて均一に混
合した。
（２）接合方法
接合部材として嵩比重１．８０ｇ／ｃ４、曲げ強さ５０
０ｋｇ／ｃＩＩＩの緻密質黒鉛板（中１５ｍｍ、長さ６
０■、厚さ４ｍｍ）の２枚を用い、接合面をカーボンラ
ンダム研磨材（粒度４０００” ）により鏡面研磨した
。次いで、接合面（巾１５ｍｍ、長さ１０ｍｍの部分）
に接合剤約０．０５ｇを均一厚さに敷きつめ、この部分
に片方の接合部材を重ねた。この状態で上下から４０ｋ
ｇ／ＣＩＩＩの圧力をかけ、接合面の周縁部分４ケ所を
黒鉛溶接棒によりスポット加熱した。処理後、１分間自
然冷却してから除圧して局部接合をおこなった。
０ｋｇ／ｃＩＩＩの緻密質黒鉛板（中１５ｍｍ、長さ６
０■、厚さ４ｍｍ）の２枚を用い、接合面をカーボンラ
ンダム研磨材（粒度４０００” ）により鏡面研磨した
。次いで、接合面（巾１５ｍｍ、長さ１０ｍｍの部分）
に接合剤約０．０５ｇを均一厚さに敷きつめ、この部分
に片方の接合部材を重ねた。この状態で上下から４０ｋ
ｇ／ＣＩＩＩの圧力をかけ、接合面の周縁部分４ケ所を
黒鉛溶接棒によりスポット加熱した。処理後、１分間自
然冷却してから除圧して局部接合をおこなった。
比較のために、ポリイミド樹脂のみ（配合比１００：０
）の接合剤についても同様に接合実験をおこなった。
）の接合剤についても同様に接合実験をおこなった。
このようにして形成された接合部は、いずれも炭素質層
を呈するものであった。
を呈するものであった。
（３）接合強度の測定
上記の各接合部材につき、引張速度０．１ｍｍ／分にお
ける引張剪断強度を測定した。その結果をポリイミド樹
脂の配合比率と対比して第２図に示した。
ける引張剪断強度を測定した。その結果をポリイミド樹
脂の配合比率と対比して第２図に示した。
第２図から、接合剤におけるポリイミド樹脂：黒鉛微粉
末の配合比率（重量比）が９８：２〜８５：１５の組成
範囲にある場合には、本発明の接合方法により２０ｋｇ
／ｃ＋ｆを越す高水準の接合強度を示すことが判る。
末の配合比率（重量比）が９８：２〜８５：１５の組成
範囲にある場合には、本発明の接合方法により２０ｋｇ
／ｃ＋ｆを越す高水準の接合強度を示すことが判る。
（４）接合剥離面の評価
接合剤としてポリイミド樹脂と黒鉛微粉末の配合比率が
１００：０．９５：５および８０ ： ２０の組成を用
いた接合部材について、その剥離面の状態を金属顕微鏡
により観察した。結果を表Ｉに示した。
１００：０．９５：５および８０ ： ２０の組成を用
いた接合部材について、その剥離面の状態を金属顕微鏡
により観察した。結果を表Ｉに示した。
比較例
平均粒径５μｍの黒鉛粉末３０重量部にコールタールピ
ッチ７０重量部を均一混合して接合剤とし、実施例例と
同一手法で黒鉛部材の接合をおこなった。
ッチ７０重量部を均一混合して接合剤とし、実施例例と
同一手法で黒鉛部材の接合をおこなった。
この場合の接合強度は、２ ｋｇ ／ ｃ＋ｆｌと極端
に低かった。
に低かった。
本発明の接合剤および接合方法によれば、以上のように
接合母材のサイズに拘らず常に高水準の強度性能を有す
る接合部位を形成することができる。したがって、例え
ば緻密質黒鉛材とポーラスカーボン材、黒鉛材と炭素材
といった異質の炭素質材料相互、あるいは炭素質材料と
金属のような良電気良導体の接合を迅速、円滑に接合す
ることができ、実用面での効果は頗る大である。
接合母材のサイズに拘らず常に高水準の強度性能を有す
る接合部位を形成することができる。したがって、例え
ば緻密質黒鉛材とポーラスカーボン材、黒鉛材と炭素材
といった異質の炭素質材料相互、あるいは炭素質材料と
金属のような良電気良導体の接合を迅速、円滑に接合す
ることができ、実用面での効果は頗る大である。
第４図は本発明による接合状態を例示した斜視説明図、
第２図は実施例におけるポリイミド樹脂の配合比率と引
張剪断強度との関係を示したものである。 １．２・・・黒鉛材料の接合部材、 ３・・・接合面、 ４・・・黒鉛溶接棒。 特許出願人 東海カーボン株式会社
第２図は実施例におけるポリイミド樹脂の配合比率と引
張剪断強度との関係を示したものである。 １．２・・・黒鉛材料の接合部材、 ３・・・接合面、 ４・・・黒鉛溶接棒。 特許出願人 東海カーボン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ポリイミド樹脂と平均粒径０．９μｍ以下の黒鉛微
粉末を重量比９８：２〜８５：１５の割合で均一混合し
てなる炭素質材料の接合剤。 ２、請求項１記載の接合剤を接合しようとする面間に介
在させ、圧接状態でその周縁部分を黒鉛溶接棒によりス
ポット加熱して樹脂成分を融解および焼成炭化すること
を特徴とする炭素質材料の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29444088A JPH02141482A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 炭素質材料の接合剤およびその接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29444088A JPH02141482A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 炭素質材料の接合剤およびその接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02141482A true JPH02141482A (ja) | 1990-05-30 |
| JPH055787B2 JPH055787B2 (ja) | 1993-01-25 |
Family
ID=17807800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29444088A Granted JPH02141482A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | 炭素質材料の接合剤およびその接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02141482A (ja) |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP29444088A patent/JPH02141482A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH055787B2 (ja) | 1993-01-25 |
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