JPH0288470A - 炭化ケイ素質材料の接合方法 - Google Patents
炭化ケイ素質材料の接合方法Info
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Landscapes
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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〕
本発明は炭化ケイ素の接合方法に関し、さらに詳しくは
機械加工容易な有機質材料、無機質材料、または金属材
料と優れた特性を有する炭化ケイ素とを安定した強度と
高い信頼性を有する接合面で接合する方法に関する。
機械加工容易な有機質材料、無機質材料、または金属材
料と優れた特性を有する炭化ケイ素とを安定した強度と
高い信頼性を有する接合面で接合する方法に関する。
一般に、炭化ケイ素は、化学的に非常に安定した材料で
、しかも緻密な材料のため、曲げ強さ、破壊靭性、硬度
、耐熱撃性等に優れ、また熱膨張率が小さく、構造材料
として望ましい特性を備えている。
、しかも緻密な材料のため、曲げ強さ、破壊靭性、硬度
、耐熱撃性等に優れ、また熱膨張率が小さく、構造材料
として望ましい特性を備えている。
このように炭化ケイ素は、化学的に安定、かつ、緻密で
あるため、機械加工等の面で不利な面を−有し、このた
め、機械加工容易な有機質材料、無機質材料、または金
属材料と接合し、それぞれの用途に応じた構造材とする
ことが行われている。
あるため、機械加工等の面で不利な面を−有し、このた
め、機械加工容易な有機質材料、無機質材料、または金
属材料と接合し、それぞれの用途に応じた構造材とする
ことが行われている。
上記のような炭化ケイ素と他の材料とを接合するに際し
ては、 ＋１１炭化ケイ素の接合面を炭化ケイ素の焼結前に予め
、機械加工又はヤスリ仕上げ等の方法により粗面状態と
する方法、 （２）炭化ケイ素の焼結後、ショートブラスト、ダイヤ
モンドヤスリ等で硬度の高い面を粗面加工する方法 などが採用されている。
ては、 ＋１１炭化ケイ素の接合面を炭化ケイ素の焼結前に予め
、機械加工又はヤスリ仕上げ等の方法により粗面状態と
する方法、 （２）炭化ケイ素の焼結後、ショートブラスト、ダイヤ
モンドヤスリ等で硬度の高い面を粗面加工する方法 などが採用されている。
しかしながら、上記した＋１１および（２）の方法では
、第５図に示すように粗面加工した領域を拡大してみる
と、それぞれ凸凹部は比較的滑らかな形状を有しており
、この領域に被接合材が入り込んでおり、強固に接合す
る状態を十分に確保することができない。
、第５図に示すように粗面加工した領域を拡大してみる
と、それぞれ凸凹部は比較的滑らかな形状を有しており
、この領域に被接合材が入り込んでおり、強固に接合す
る状態を十分に確保することができない。
また炭化ケイ素の接合面を機械的に粗くする方法では、
接合面全域を均一に粗面状態とすることが困難である。
接合面全域を均一に粗面状態とすることが困難である。
このため、炭化ケイ素と他の材料との接合部の接合強度
および信輔性は十分なものではなかった。
および信輔性は十分なものではなかった。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、炭
化ケイ素と他の材料とを接合する際して、それらの接合
部の接合強度および信鎖性を向上させることができる炭
化ケイ素質材料の接合方法を提供することにある。
化ケイ素と他の材料とを接合する際して、それらの接合
部の接合強度および信鎖性を向上させることができる炭
化ケイ素質材料の接合方法を提供することにある。
上記した目的を達成するために、本発明の第１は、反応
焼結法で得られた炭化ケイ素質材料の被接合面を強アル
カリ性薬剤、または強酸性薬剤で化学的に処理し、前記
炭化ケイ素質材料の被接合面付近の炭化ケイ素粒間に介
在する前記薬剤による溶出可能な成分を除去して、前記
炭化ケイ素質材料の被接合面から所定の深さの開気孔を
形成し、この開気孔中に流動状態に保持可能な接合材を
浸透させた後、この接合材面に被接合材を接合させこと
を特徴とし、本発明の第２は、前記の開気孔に直接、被
接合材を浸透乃至拡散させることを特徴とする。
焼結法で得られた炭化ケイ素質材料の被接合面を強アル
カリ性薬剤、または強酸性薬剤で化学的に処理し、前記
炭化ケイ素質材料の被接合面付近の炭化ケイ素粒間に介
在する前記薬剤による溶出可能な成分を除去して、前記
炭化ケイ素質材料の被接合面から所定の深さの開気孔を
形成し、この開気孔中に流動状態に保持可能な接合材を
浸透させた後、この接合材面に被接合材を接合させこと
を特徴とし、本発明の第２は、前記の開気孔に直接、被
接合材を浸透乃至拡散させることを特徴とする。
炭化ケイ素質材料を強アルカリ性薬剤又は強酸性薬剤が
化学処理すると、炭化ケイ素質材料中に介在する未反応
金属シリコン等の成分が溶出し、炭化ケイ素質材料の表
層部に複雑な形状の開気孔が形成される。
化学処理すると、炭化ケイ素質材料中に介在する未反応
金属シリコン等の成分が溶出し、炭化ケイ素質材料の表
層部に複雑な形状の開気孔が形成される。
この開気孔が形成された表層部に流動可能な材質からな
る接合材等を塗布等の手段に浸透させると、この接合材
は開気孔中に入り込み、炭化ケイ素質材料と、所謂、投
錨作用により強固に接合される。
る接合材等を塗布等の手段に浸透させると、この接合材
は開気孔中に入り込み、炭化ケイ素質材料と、所謂、投
錨作用により強固に接合される。
したがって、被接合材には接合材と化学的に親和性の高
い材料を選定でき、両者の接合強度が向上する。
い材料を選定でき、両者の接合強度が向上する。
また、同様に前記開気孔に被接合を浸透乃至拡散させた
場合にも、被接合材は炭化ケイ素質材料に対して、投錨
作用により強固に接合することとなる。
場合にも、被接合材は炭化ケイ素質材料に対して、投錨
作用により強固に接合することとなる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の接合方法に適用される炭化ケイ素質材
料の組織概略図である。
料の組織概略図である。
この炭化ケイ素質材料は、反応焼結法により形成され、
粒状の炭化ケイ素ｌの間隙に未反応の金属シリコン２と
カーボン粒子が混在した組織となっている。
粒状の炭化ケイ素ｌの間隙に未反応の金属シリコン２と
カーボン粒子が混在した組織となっている。
このようなｍｍからなる炭化ケイ素質材料の被接合面を
強アルカリ性薬ＭＣ例えば、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム等）又は強酸性薬剤（フッ化水素酸、フン化水
素酸＋硝酸）で化学的に処理する。
強アルカリ性薬ＭＣ例えば、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム等）又は強酸性薬剤（フッ化水素酸、フン化水
素酸＋硝酸）で化学的に処理する。
この化学処理後の炭化ケイ素質材料の被接合面の組織概
略図を第２図に示す。
略図を第２図に示す。
第２図から明らかなように炭化ケイ素材料面（表層部）
付近では強アルカリ性薬剤又は強酸性薬剤により金属シ
リコン２が溶出、除去され、表層図に複雑な連通孔の形
状を有する開気孔４が形成される。
付近では強アルカリ性薬剤又は強酸性薬剤により金属シ
リコン２が溶出、除去され、表層図に複雑な連通孔の形
状を有する開気孔４が形成される。
この場合、表層部に形成される開気孔４の大きさ、形状
等は、炭化ケイ素質材料の配合および製作条件により調
整される。
等は、炭化ケイ素質材料の配合および製作条件により調
整される。
また、表層部に形成される開気孔４の深さ等は、化学的
処理条件（例えば、薬剤の濃度、温度、薬剤に対する炭
化ケイ素質材料の浸漬時間等）により調整され、要求さ
れる深さとすることができる。
処理条件（例えば、薬剤の濃度、温度、薬剤に対する炭
化ケイ素質材料の浸漬時間等）により調整され、要求さ
れる深さとすることができる。
このようにして、炭化ケイ素質材料の表層部に複雑な形
状の開気孔４が形成された後、この表層部に対し、接合
材５を介して機械加工容易な有ａ質材料、無機質材料又
は金属材料等の他の材料（被接合材６）が接合される。
状の開気孔４が形成された後、この表層部に対し、接合
材５を介して機械加工容易な有ａ質材料、無機質材料又
は金属材料等の他の材料（被接合材６）が接合される。
そして、炭化ケイ素質材料に接合材５を介して被接合材
６を接合する場合、第３図に示すように接合材５は加熱
溶融した状態、液状の状態で開気孔４中に浸透し、図中
、層厚Ｔで示す領域の層中に充満する。
６を接合する場合、第３図に示すように接合材５は加熱
溶融した状態、液状の状態で開気孔４中に浸透し、図中
、層厚Ｔで示す領域の層中に充満する。
この場合、接合材５には、被接合材６との化学的親和性
に優れた材質のものを選定することができる。
に優れた材質のものを選定することができる。
前記接合材５は、炭化ケイ素質材料に対して所謂、投錨
作用により特に物理的に強固に接合し、接合材５と被接
合材６とは化学的に強固に接合させることができる。
作用により特に物理的に強固に接合し、接合材５と被接
合材６とは化学的に強固に接合させることができる。
なお、接合材５の表層部は適宜粗面加工し、接合材５と
被接合材６との接合面を化学的、物理的に強固に接合す
るようにしてもよい。
被接合材６との接合面を化学的、物理的に強固に接合す
るようにしてもよい。
炭化ケイ素質材料に対して、直接、被接合材６を接合す
る場合、加圧加熱により流動可能な被接合材６を開気孔
４が形成された表層部に重ね合せ、加圧加熱操作等によ
り流動化した被接合材６を開気孔４中に拡散させる。
る場合、加圧加熱により流動可能な被接合材６を開気孔
４が形成された表層部に重ね合せ、加圧加熱操作等によ
り流動化した被接合材６を開気孔４中に拡散させる。
この方法では、第４図に示すように被接合材６が開気孔
４中に直接拡散し、浸透するので、所謂、投錨作用によ
り両者は強固に接合されるものである。
４中に直接拡散し、浸透するので、所謂、投錨作用によ
り両者は強固に接合されるものである。
以上のように本発明によれば、炭化ケイ素質材料中の粒
状の炭化ケイ素間隙に介在する未反応金属シリコン等の
成分が強アルカリ性薬剤又は強酸性薬剤により溶出除去
されて、炭化ケイ素質材料の表層部に複雑な形状の開気
孔が形成され、この開気孔中に接合材又は被接合材が入
りこみ、所謂、投錨作用により炭化ケイ素質材料と被接
合材とを強固に接合することができるなどのすぐれた効
果を有するものである。
状の炭化ケイ素間隙に介在する未反応金属シリコン等の
成分が強アルカリ性薬剤又は強酸性薬剤により溶出除去
されて、炭化ケイ素質材料の表層部に複雑な形状の開気
孔が形成され、この開気孔中に接合材又は被接合材が入
りこみ、所謂、投錨作用により炭化ケイ素質材料と被接
合材とを強固に接合することができるなどのすぐれた効
果を有するものである。
第１図は本発明に適用される炭化ケイ素質材料の組織概
略図、第２図は炭化ケイ素質材料を強アルカリ薬剤又は
強酸性薬剤により化学的処理したときの表層部の組織概
略図、第３図は炭化ケイ素質材料に接合材を介して被接
合材を接合したときの接合部の断面組織概略図、第４図
は炭化ケイ素質材料に直接、被接合材を接合したときの
接合部の断面＆Ｉｌ織概略図、第５図は従来の接合法に
より接合部の断面組織概略図である。 ｌ・・・・・・炭化ケイ素 ２・・・・・・金属シリコン ３・・・・・・カーボン粒 ４・・・・・・開気孔 ５・・・・・・接合材 ６・・・・・・被接合材 第 図 第３ｒｇＪ 第４図
略図、第２図は炭化ケイ素質材料を強アルカリ薬剤又は
強酸性薬剤により化学的処理したときの表層部の組織概
略図、第３図は炭化ケイ素質材料に接合材を介して被接
合材を接合したときの接合部の断面組織概略図、第４図
は炭化ケイ素質材料に直接、被接合材を接合したときの
接合部の断面＆Ｉｌ織概略図、第５図は従来の接合法に
より接合部の断面組織概略図である。 ｌ・・・・・・炭化ケイ素 ２・・・・・・金属シリコン ３・・・・・・カーボン粒 ４・・・・・・開気孔 ５・・・・・・接合材 ６・・・・・・被接合材 第 図 第３ｒｇＪ 第４図
Claims (2)
- （１）反応焼結法で得られた炭化ケイ素質材料の被接合
面を強アルカリ性薬剤又は強酸性薬剤で化学的に処理し
、前記炭化ケイ素質材料の被接合面付近の炭化ケイ素粒
間に介在する前記薬剤による溶出可能な成分を除去して
、前記炭化ケイ素質材料の被接合面から所定の深さの開
気孔を形成し、この開気孔中に流動状態に保持可能な接
合材を浸透させた後、この接合材面に被接合材を接合さ
せたことを特徴とする炭化ケイ素質材料の接合方法。 - （２）反応焼結法で得られた炭化ケイ素質材料の被接合
面を強アルカリ性薬剤又は強酸性薬剤で化学的に処理し
、前記炭化ケイ素質材料の被接合面付近の炭化ケイ素粒
間に介在する前記薬剤による溶出可能な成分を除去して
、前記炭化ケイ素質材料の被接合面から所定の深さの開
気孔を形成し、この開気孔中に流動状態に保持可能な被
接合材を浸透乃至拡散させることを特徴とする炭化ケイ
素質材料の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23947788A JPH0288470A (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 炭化ケイ素質材料の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23947788A JPH0288470A (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 炭化ケイ素質材料の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288470A true JPH0288470A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17045355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23947788A Pending JPH0288470A (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 炭化ケイ素質材料の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0288470A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6863759B2 (en) | 2001-01-24 | 2005-03-08 | M Cubed Technologies, Inc. | Methods for making composite bonded structures |
| JP2013159536A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Mino Ceramic Co Ltd | セラミックス多孔体−金属断熱材及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195586A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-11-06 | フォルシュングスツエントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 炭化珪素表面を有する成形体部材の接合方法 |
| JPS6081072A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-09 | 旭硝子株式会社 | 接合方法 |
| JPS63139071A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-10 | 本田技研工業株式会社 | セラミツク体の接合方法 |
-
1988
- 1988-09-24 JP JP23947788A patent/JPH0288470A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195586A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-11-06 | フォルシュングスツエントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 炭化珪素表面を有する成形体部材の接合方法 |
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| JP2013159536A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Mino Ceramic Co Ltd | セラミックス多孔体−金属断熱材及びその製造方法 |
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