JPH03218986A

JPH03218986A - 炭素材の接合方法

Info

Publication number: JPH03218986A
Application number: JP25406389A
Authority: JP
Inventors: Toru Yoshida; 亨吉田; Hirohiko Omura; 大村　博彦; Takashi Matsumoto; 松本　喬; Teruhisa Kondo; 照久近藤
Original assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Current assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-09-26
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07108824B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は炭素材の接合方法に関し、更に詳しくはフリー
カーボンを０．２重量％以上含有する炭素系材料、例え
ば炭素材、炭化物、金属類（以下炭素材と略記する）と
、該炭素材又は炭化物、金属類とを接合する方法に関す
る。

〔従来の技術〕

炭素材料は、その特性が広く、工業用の用途で広く使わ
れている。

その形態としては、一般に、炭素材として、定義されて
いるが、より詳細には、黒鉛単独、炭素単独、各種金属
との炭化物、又は、これらを含む複合材或いは炭素を多
量に含む金属類として用いられるのが普通である。

例えば、黒鉛単独材としては、その高温での耐熱製や耐
熱衝撃性に優れている事から、核分裂炉、核融合炉の構
造材として使われたり、熱伝導率が大きく、且つ潤滑性
が良好な所から、鋳造のモールドスリーブに、高温強度
に優れている点でホットプレスのモールドに、導電性が
大きい事からスパンタリング用ターゲノト、半導体製造
装置内部構造材料に用いられたりしている。

その他、炭素単独材としては、その耐食性より、化学装
置のライニング材に用いられたり、その電気抵抗に見合
った電気ブラシ材などの用途がある。

但しこれ等の用途に於いてはそれ等炭素材を所定位置に
取り付ける金具、電気を流すための金属配線との接合等
の問題がある。

炭化物としては、例えばチタンカーバイドは、その高温
強度に優れる点でサーメット等の硬質耐熱合金の主要成
分として用いられ、シリコンカーバイトはその耐食性に
着目し、熱交換機隔壁に、又タングステンカーバイトは
、その硬度が大きい事からチップ材、カム接触部、ダイ
ス材、及びピストンヘッド等に用いられている。

更に、複合材では、炭素の基盤に、電気伝導度の高い金
属を含浸させ、潤滑性と導電性とを活用した電気ブラシ
としたり、炭素と樹脂とを複合化し、シール材或いは放
電加工電極材として使用したりしている。

このように、炭素材料の用途は、広範に、且つ着実に、
拡大しつつ有るが、実際に工業化を進めるには、尚問題
点を残している。

一般に、工業装置の大型化高機能性の要求は、日増しに
高まりつつあり、各部材を、一体物で作り上げるには、
製造設備或いは各素材機能の性質上の制約が有り必ずし
も容易ではない。更に、複雑な形状をした鋳造モールド
など、所謂ニア・シェーブで作り上げるにも、その加工
成形には、制約がある。

他に、炭素材料の持つ特性を活かしきっても、尚それ以
上の特性を要求される場合も多く、例えば核燃料炉、核
融合炉構造材では、構造材としての黒鉛にかかる熱負荷
が大きく、強制的な水冷が必要となる場合があるが、黒
鉛材自身水冷は、その水分浸透性により不可能であり、
水冷用の金属配管との組み合わせが必要である。

又、使用時に期待される炭素材としての特性が、その表
（裏）面層だけにあれば良い様な場合も多く、その表（
裏）面層の下（上）の基層には、表（ｉ！）面層と異な
る材料を用いる事がある。又、それ等炭素材を所定位置
に取り付ける金具や、炭素材に電気を流すための金属配
線との接合を要することがある。

このような要求に対する最も普通の手段は炭素材と他の
金属材料、或いは炭素材同志を接合することであり、こ
の接合により上記各機能を賦与せしめ総合的複合機能に
より対処する手段である。

このような要請からこの種上記材料同志の接合について
は従来からも種々な方法が提案されている。

しかし乍ら従来の各種接合方法はいずれも接合強度が不
充分であったり、或いは接合材により加熱温度などに制
約があったり、或いは操作に煩雑な手間や時間を要した
りするものが多く、特に大型材の接合の場合（一般に線
膨張係数が小さい）炭素材とこれの大きい金属材料の膨
張係数の差によって割れ等を生じて必ずしも、汎用的な
技術としては普及せず、現在尚満足すべき方法は極めて
少ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が解決しようとする課題はこの種炭素材同志また
は炭素材と金属材とを出来るだけ簡単な操作でしかも接
合強度、耐熱性、耐衝撃性及び耐食性いずれも大きく接
合し得、特に大型材でも接合し得る新しい接合方法を開
発することである。

〔課題を解決するための手段〕

（Ａ）炭素分を０，２重量％以上含む炭素材と、（Ｂ）
金属又は上記炭素材との接合（但し炭素鋼同志の接合を
除く）に於いて、（Ｃ）線膨張係数が７　×１０−”／　’Ｃ以下である
金属又は（及び）金属合金をインサート材として使用し
、（Ｄ）炭素材とインサート材（Ｃ）の間に、鉄または鉄
合金を介在させて、（Ｅ）銅を少なくとも２５％重量以上含む銅又は銅合金
を接合材として使用して接合せしめることによって解決
される。

〔発明の作用並びに構成〕

本発明においては炭素材（Ａ）と炭素材（Ｂ）又は炭素
材（Ａ）と金属（Ｂ）との接合に於いて、それ等の間に
線膨張係数（以下ＣＴＥと略記する）が、７Ｘ１０−’
以下の金属材料の表面に、鉄の層（膜）が析出している
インサート材（Ｃ）を用いること、更に接合に当たって
は、該インサート材（Ｃ）の両面に少なくとも銅を２５
重量％以上含有する銅又は銅合金から成る接合材（Ｅ）
を介在させ、即ちＡ−Ｅ−Ｄ＝Ｃ−Ｅ−Ｂの組み合わせ
の状態で加熱し、（Ａ）と（Ｂ）とを接合することを基
本としている。

更に図面を用いて本発明の作用と構成を詳しく説明する
。

第１図は、炭素材（Ａ）と炭素材（Ｂ）との接合の例で
あり、両面に鉄屑（１）、Ｃ）を有するインサート材（
Ｃ）を用い、その両側に銅を含有する接合材（Ｄ）を介
在させて接合する例を模擬的に図示したものである。

また、・第２図は炭素材（Ａ）と金属（Ｂ）の接合の例
であり、炭素材と向かい合う面に鉄屑（１）を有するイ
ンサート材（Ｃ）を用い、その両側に銅を含有する接合
材（Ｄ）を介在させて接合する例である。

この場合、インサート材（Ｃ）の両面に鉄屑を形成して
も全く同等の効果を示す。

この場合の炭素材（Ａ）及び（Ｂ）としては、フリ一カ
ーボンを０．２重量％、好ましくは０．５重量％以上含
有する炭素材であり、含水炭素や、炭化水素等は勿論含
まない。ここでフリーカーボンを０．２重量％以上含有
する炭素材とは、実質的に接合時にフリーカーボンが０
．２重量％以上存在するような炭素材であり、必ずしも
接合前にフリーカーボンを上記量含有していなくとも良
い。接合するには、鉄箔中の炭素量との差が少なくとも
０．２重量％以上の濃度差を必要とするので、０．２重
量％以下では炭素体との間に橋かけ効果が生じず、また
弱いので、充分な接合強度が発揮されない。

具体的には、黒鉛単独から成るもの、炭素単独からなる
もの、両者の混合物、各種金属の炭化物、或いはこれ等
をその少なくとも１成分とした他の材料との複合材が例
示出来、その他各種セラミックや金属中にフリーカーボ
ンを所定量含有せしめたものでも良い。尚フリーカーボ
ンとは化合物ではなく炭素単一からなる物をいう。

各種金属の炭化物としては、タングステンカーバイト、
チタンカーバイト、シリコンカーバイトを始め、その他
例えば炭素鋼、各種合金鋼等が好ましい例として例示出
来、また複合体としては、炭素繊維で強化された炭素材
所謂ｃ／ｃ複合材、炭素材に金属を含浸、浸透せしめた
もの、例えば炭素材に鉄、銅等を高温下、溶融含浸、ま
たは混合加圧成形したもの等を好ましい具体例として挙
げることができる。

次に被接合体たる金属材（Ｂ）とじｔは、広く各種の金
属が包含され、金属としては合金も含まれる。好ましい
金属としては、例えば銅、タングステン、モリブデン、
鉄、珪素、ステンレス鋼、ハステロイ、インコネル、炭
素鋼、各種合金鋼、合金鉄等である。

これ等被接合体たる炭素材や金属材は、その材質が上記
で説明したものである限り、その形状、大きさ等は何等
限定されず、適宜な形状、大きさのものが使用される。

これ等炭素材同志又は炭素材と金属材との接合において
、インサート材（Ｃ）を用いる。

インサート材（Ｃ）としてはＣＴＥが７ＸｌＯ−”Ｃ以
下の金属材料であれは良く、例えばモリブデン、鉄モリ
ブデン合金の板状体、片、薄板、箔状体等が使用され、
それを基材として、に少なくとも一表面に鉄の層を有し
ているものが好ましく使用される。インサート材（Ｃ）
の厚さは相手材即ち（Ａ）と（Ｂ）との膨張係数の差の
大きい程厚くし、時にはｌｍ／一以上ともなる。

本発明に於いては必ずしも予め鉄屑を形成する必要はな
く、鉄の箔片をただ単に介在させても良いが、予め金属
に鉄層を形成させておく方が作業能率上好ましい。

この鉄屑としては、均一に付着している状態であれば、
どのような方法で付着させたものでも良い。例えば、電
気メッキ法、化学メッキ法、蒸着法、ＣＶＤ法、金属溶
射法等が挙げられる。

この鉄屑の厚さは通常ＩＩＩ／ＩＩ１以下、特に好まし
くは０．２蒙／ｍ以下である。

尚、炭素材（低ＣＴＥ）と金属材（高ＣＴＥ）との接合
に当たって、炭素材のＣＴＥと非常に近いモリブデン箔
を両者の間に緩衝層として介在させ、接合することが特
願昭６１−２５８１５５号に開示されている。しかしこ
の公知方法の如く単にモリブデンのみを使用した場合に
は、接合効果が無いか、或いは弱く、実質的に実用性が
低い。

そこで、ニッケル、チタン或いは銅等のロウ材の箔、薄
板等を更にモリブデンの上下に併用して橋かけ効果を起
こさしめ、実用的な接合技術としている。これに対し本
発明に於いては、ＣＴＥが７×１０−”Ｃ以下の金属例
えばモリブデン等の金属に、鉄を併用し、更に銅層を設
けた新規な組み合わせとしたところに特徴がある。

この鉄屑は、箔状のものを使用しても技術的には良いが
、接合作業の現場に於いて作業の能率向上、確実性、経
費節減等のために、前記のように予めモリブデン等に鉄
屑を設けておくことが特に好ましい。特に曲面材、異形
材、精密加工材等を接合する場合には予め鉄層を設けて
おくことは極めて重要であり、鉄屑を確実に設けること
が出来る。

接合作業にあたっては、鉄屑を設けた或いは鉄層を介在
させたインサート材（Ｃ）を更に銅板、銅箔等の銅を２
５％以上含む接合材（Ｄ）の存在下好ましくは両面を挟
んで、減圧下、加熱する。即ち、上記の作業で、炭素材
（Ａ）一銅一鉄−Ｍｏ一鉄一銅−（Ｂ）の配列となって
接合され、特に鉄屑間は〔炭素一銅一鉄−（銅）→の合
金が晶出し強固なる結合が保たれている．この場合、鉄
箔には多数の細孔を設けて用いることも可能で、その孔
を通じて銅がＭｏ一鉄間に流入し、直接強固なる接合層
を形成する方法もある．本発明者等は、先に「フリーカーボンを０．２重量％以
上含む炭素材と、該炭素材又は金属材とを接合するに際
し、銅を少なくとも２５重量％以上含有してなる接合材
の介在下に、被接合材間に鉄又は鉄合金を存在させる接
合方法」を骨子とする新規な接合方法を発明し、既に出
願を行った（特願昭６３−１２（１１０５号）。

この発明は〔炭素材一銅一鉄箔一銅一炭素材又は金属〕
の配列によって炭素材の接合を行うことを要旨として居
り、工業的に極めて有用なものであるが、大型材、特に
接合面での長辺が５０Ｃｌｌを超える材料の全面接合に
ついては、接合面での金属質部分と、炭素質部分の膨張
差による歪みを充分には吸収しきれず、時として割れ、
接合面での剥離現象が生じる場合がある。

本発明は、この先願の上記時として生ずる恐れのある欠
点を補う目的で、特に大型接合面又は比較的高い温度で
使用される材料の接合を意図して開発、改良されたもの
であり、顕著な差異がある．即ち本発明の基本態様は、
〔炭素材−Ｃｕ　−　Ｆｅ　−　Ｍｏ−　Ｆｅ　−　Ｃ
ｕ一炭素材〕又は〔炭素材一Ｃｕ−Ｆｅ”　−Ｍｏ−Ｆ
ｅ−Ｃｕ一金属材〕　（但し金属材の場合にはＦｅ”層
を省くこともできる）であり、炭素材一Ｃｕ　−　Ｆｅ
Ｍｏの部分が本発明の構成上の必須部分であり、この部
分は先願と著しく異なっている．本発明法により接合さ
れた接合体は或いは本発明法は各種の分野で広く使用さ
れる。例えば接合体は核融合炉の部材特に第１壁又はリ
ミターとして、あるいは航空機、ロケット、宇宙機器用
部材として極めて有用である。またその他本発明法は電
極銅と黒鉛材との接合や炭素電極と銅導線との接合惹い
ては電極、反射鏡、就中炭化珪素反射鏡の水冷機構付設
、水中ポンプとメカ二カールシールの摺動面接着等にも
有効に使用される．〔効　果〕本発明により、大面積接合作業に於いても接合面に於い
て殆ど割れ、剥離現象も起こらず、強固な接合を実施す
ることが出来、新規な応用面を拓くことができた．〔実　施　例〕以下本発明の実施の態様を実施例によって具体的に例示
する。

実施例１（黒鉛材料と銅との接合例）接合操作は次の２工程で行った．（イ）先ず炭素材（東洋炭素製等方性黒鉛材二ｒｒＧ−
４３Ｊ）と金属モリブデン板とを、第３図に示すように
、銅（無酸銅）箔、鉄板を介して接合した．但しこれ等
のサイズは下記の通りである。

炭素材：　２８Ｘ２８Ｘ１５ｍ／ｍ　、第３図中ＯＤ銅
　箔：０．１ｍ／ｓ、第３図中０２）鉄　板：０．１■
／一、第３図中０■ モリブデン板：　０．６ｍ／ｍ、第３図中（ロ）上記を
重ねて、炭素材００の上方に約５００ｇの重りを載せ、
窒素雰囲気中にて１２００℃まで昇温、４分間保持した
後、徐冷した。

（口）次に上記（イ）にて得られた試料を第４図に示す
ように金ろうを介して銅板０６）　（３０ｘ３０ｘ２５
Ｉｌｌ／ｌＩ１）に載せ、窒素雰囲気下にて９５０℃に
昇温し、４分間保持、徐冷した．上記（イ）、（口）の操作によって得た炭素材００と銅
板（１０）との接合体を約５００゜Ｃに加熱した後、こ
れを水中に投入して、急冷したが、剥離、ヒビ割れ等は
起こらず強固な接合体となっていた．（口）の工程で使
用した金ろうは、（Ｃｕ　６６　／＾Ｕ３４重量％〕の
組成を有する合金で、９５０〜９９０゜Ｃの融点を有す
るものである．従って、純銅の融点（１０４０℃）より
は５０〜１００℃低く、被接合体である銅板を損なうこ
となく、接合することができる。本例に於いて接合工程
を（イ）、（口）の２工程に分けて実施した理由は上記
のことを考慮したものである。

実施例２炭素材として（炭素／炭素）複合材〔東洋炭素製ｒＣＸ
−２００２Ｊ　）を用い、実施例ｌとほぼ同じ条件及び
操作により接合体を得た．但し、この例では、炭素材：　２８Ｘ２８Ｘ１５　ｇｇ／ｍ（被接合材ｒＣ
Ｘ−２００２Ｊ　）余ろう箔：　　０．１　ｍ／ＩＩ　（Ｃｕ　６６Ｘ．　
Ａｕ　３４重量χ）鉄箔：　　０．１　ｍ／ｓモリフ゛デン箔：　　０．６　ｍ／ｍ金ろう箔：０．１ｍ／ｍ（同上）銅　　：　２８ｘ２８ｘ２５　ＩＩ／ＩＩ　（被接合材
）の順に接合操作を２工程に分けることなく、一挙に窒
素ガス中９５０℃まで昇温、４分間保持した後、徐冷し
、接合操作を完了した．得られた接合体は、約１ケ月、気温下放置したが、剥離
等の変質はなく、また５００℃に加熱して、水中に投入
しても剥離、ヒビ割れ等の現象は認められなかった．比較例１実施例２においてＭｏ層を除き、他は全く同様に処理し
て得た接合体は、接合体を室温にて取り出した際、炭素
面側接合面にて剥離、破壊した。

これは、（炭素／炭素）複合材ｒ　ＣＸ　−　２００２
　Ｊの熱膨張係歎（ＣＴＥ）は２　×１０−’／　”Ｃ
であり、銅のＣＴＥは１７Ｘ１０−ｈ／　”Ｃで、両者
に著しい差があるためである．実施例３実施例２と同様の方法にて、ステンレス鋼（２００Ｘ５
０Ｘ１０　−／ｓ，　ＳＯＳ　３１６　）と（炭素／炭
素）複合体ｒ　ＣＭ　−　２００２　Ｊとの接合体を得
た。

但し、この例においては被接合材である金属側が、比較
的融点の高いステンレス鋼（約１４００゜Ｃ）であるた
め、炭素側とステンレス鋼側、何れにも銅（無酸銅）（
融点１０８０゜Ｃ）を用いることができる。

従って接合材の順序は下記のようになる．炭素材：　　
１８０ｘ５０ｘ２０　ｍ／ｍ（被接合材ｒｃＸ−２００
２Ｊ　）モリフ゛デン箔：０．６鴎／＠ステンレス鋼：　　２００Ｘ５０Ｘ３０　ｍ／ｍ（被接
合材ＳＯＳ　３１６　）但し、＊ｌは鉄箔をそのまま、＄２は鉄箔に予め銅を電
気メッキ法により被覆したものを使用した。

以上の順に試料を重ねて、上部より重しを載せ、炉中を
窒素雰囲気にしたのち、昇温、１１００゜Ｃにて４分間
保持後除冷した。

本例は比較的長形材料であり、ＣＴＥ差の大きい材料間
の接合の例であり、従来法での数多くの実験で悉く、剥
離、ヒビ割れ現象を起こして来たものであるが、本発明
の方法により、剥離、ヒビ割れ等の全く無い接合を行う
ことができた。

実施例４この実施例４は実施例３に記す方法によって得られた接
合体を核融合炉用材料として使用可否を評価する為の試
験部材の製作例である．炉内の耐熱内装材、特に最も厳
しい耐熱特性を要求される第１壁に使用する場合、その
高温下での強度特性、アウトガスが少ない特性、Ｈ２ガ
スによる耐ケミカルエロージッン特性等が要求される．
炭素繊維／炭素マトリックス複合材（　ｒＣＸ−２００
２」：東洋炭素製）を反応雰囲気側に対向せしめ、金属
（ステンレス鋼）側を背面にして、炉本体に取りつける
方法によって使用される．上記複合材自体は上記特性を
有し従来からこの第１壁に使用されて来たものである．
実施例３の接合体はこれに金属を強固に接合したもので
あるため、第１壁として使用した場合のその他の部材の
取りつけが容易となる．即ち実施例３の方法によって得
た接合体は、背面が金属材料であるため、本体への取付
用ボールト等を自由に、且つ強固に取り付けることが出
来、且つこの金属への水冷用配管の溶接、孔あけ加工等
も自由に行うことが出来る。尚この水冷配管の取りつけ
方法は実施例７を援用する。

実施例５実施例３に記す方法によって得られた接合体は、航空機
用部材として使用することができる。

即ち最近、超軽量、高強度特性により、炭素繊維／炭素
マトリックス系の複合材が、宇宙機器、航空機用部材と
して使用されつつあるが、現在技術的に最も問題がある
ものとして挙げられるのが、この種複合材と強度構造体
との取付方法である。

いま航空機について、その使用場所の数例を挙げたのが
第５図（イ）であり、図中（２１）は外部尾翼板（Ｏｕ
ｔ　Ｂｏａｒｄ　Ｔａｉｌ）、（２２）はラバトリー・
モジール部（Ｌａｖａｔｏｒｙ　Ｍｏｄｕｌｅ）　、（
２３）はインボードフラップ部（Ｉｎｂｏａｒｄ　Ｆｌ
ａｐ）を示し、これらの部材の取り付けに本発明接合方
法は有効に適用出来る。

その取りつけ方法の１例を示したものが、第５図（口）
であり、強度構造骨格材（３１）に炭素繊維／炭素マト
リックス複合材（３２）を取りつけるに際し、その接合
面（３３）に金属を用いるが、この接合に際し本発明の
方法を適用するものである。尚（３４）は取りつけボル
トを示す。

本発明方法により、強固な大面積接合が可能となったの
で、始めてもっとも安全性が要求される航空機への適用
が可能となった。

実施例６（電極銅と黒鉛材との接合例）黒鉛材は金属製錬（例えばアルミニウム）やハロゲン化
水素の電気分解の（例えば塩化水素、フッ化水素）電極
として用いられる。

炭素材がこの用途に用いられる主な理由は、炭素材が耐
熱性、化学薬品に対する耐食性が大きく且つ電気伝導性
が大きいからである。しかし従来しばしば配線材料であ
る鋼材との接続性が問題となる。

従来、炭素材と鋼材は、両者の面を良く磨いて合わせ、
ボールト・ナット等で機械的に一体化する方法が、一般
には採られているが、連続使用により合わせ面に化学物
質の蒸気や水滴などが浸入し、次第に接触抵抗が大きく
なる欠点があった．本発明方法によって、接合面積を大
きくすることが出来、且つ炭素材と金属材とが完全且つ
強固に一体化しているので、接続抵抗も小さく、連続使
用による故障も少ない。

第６図に炭素材（ｔ極）と鋼材（配線用線材）との接合
例を示す。

第６図中（４１）は鋼材（配線）　、（４２）はいずれ
も銅ボルト、（４３）は可撓性黒鉛シート（東洋炭素性
ｒｐｐ　ｓｏ　Ｊ　）　、（４４）は黒鉛材（黒鉛電極
、東洋炭素製ｒｌＧ−１１　Ｊ　）　、を示し、（４５
）はいずれも接合面を示す。

この第６図に示す形態により、実施例２の方法により黒
鉛材（４４）と鋼材（配線）　（４１）とを接合した。

尚銅ボルト（４２）の伸縮に対応するため、可撓性黒鉛
シート（４３）を介在させた。

実施例７（ＳｉＣと銅材との接合例）短波長光（波長１００ナノメートル以下）用の反射鏡は
、特に耐熱性が要求される．この波長頷域に於いては理論反射率も低いため、未反射
光が鏡体に残るため、鏡体形成材としては耐熱性の高い
材料（例えば炭化珪素）が用いられるが、更に鏡体自身
の昇温による光軸歪を避けるために、鏡面と反対面に水
冷機構を設けることが行われている。この例を第７図に
示す。但し第７図中（５１）は反射鏡用材料であり、内
部は炭素材、外部はＳｉＣ被覆面である．また（５２）
は接合面、（５３）は冷却機構であり、全体が銅製であ
る。（５３−１）は冷却水用鋼管、（５３−２）は歪吸
収用溝を示す。

接合条件：反射鏡用ＳｉＣ材（芯材として東洋炭素製ＳｉＣ　１２
を用い、表面に炭化珪素層を約３００ｐＣＶＤ法にて析
出せしめたもの）（　１００ｘ５０ｘｌ５蒙／―〕但し
中間層は実施例１と同様の順に接合し、２段接合法によ
って行った．また鋼材（　１４０　ｘ５０ｘ５０　ｓ／
ｍ　）無酸素銅接合反応条件も実施例１と同じである．結果：接合体を約７００゜Ｃに加熱し、水中に投入、急冷した
が、剥離、ヒビ割れなはく、熱衝撃に非常に強いことが
判った．但し冷却後反射面にての光軸の狂いを精査したところ、
炭素材と鋼材の熱膨張の差による接合体の僅かな弓なり
変化が認められたので、第７図に示すように、歪吸収用
の溝（５３−２）を長軸を横断する方向に設けたところ
、これを防ぐことが出来た．

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は本発明法を説明するための模擬的な構造図
を、第３〜４、も同様の構造図を示す．第５図は本発明
法を航空機の部材に適用する場合の説明図であり、第６
図は電極銅と黒鉛材との接合例を説明するための図面を
示す。また第７図は反射鏡に冷却装置を本発明法により
接合した場合の説明図を示す．１１・・・炭素材　　　　　　　４１・・・鋼材（配線
用）１２・・・銅箔　　　　　　　　４２・・・銅ボル
ト１３・・・鉄板　　　　　　　　４３・・・可撓性黒
鉛シ一ト１４・・・モリブデン板　　　　４４・・・黒
鉛材（電極）１５・・・金ロウ　　　　　　　４５・・
・接合面１６・・・銅板２ｌ・・・外部尾翼板２２・・・ラバトリー・モジュール２３・・・インボードフラップ３ｌ・・・強度構造骨格材３２・・・複合材３３・・・接合面３４・・・ボルト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（Ａ）炭素分を０．２重量％以上含む炭素材と、（Ｂ）金属又は上記炭素材との接合（但し炭素鋼同志の
接合を除く）に於いて、（Ｃ）線膨張係数が７×１０＾−＾６／℃以下である金
属又は（及び）金属合金をインサート材として使用し、（Ｄ）炭素材（Ａ）とインサート材（Ｃ）の間に、鉄ま
たは鉄合金、（Ｅ）銅を少なくとも２５％重量以上含む銅又は銅合金
を接合材としてを介在させて接合せしめることを特徴と
する炭素材の接合方法。
（２）請求項（１）における接合方法に於いて線膨張係
数が７×１０＾−＾６／℃以下である金属又は（及び）
金属合金（Ｃ）の少なくとも片面に、鉄又は鉄合金（Ｅ
）層を予め形成したものを使用することを特徴とする接
合方法。
（３）請求項（１）に於ける接合方法に於いて、鉄又は
鉄合金（Ｄ）及び更に予め銅を少なくとも２５％重以上
含む銅又は銅合金層（Ｅ）を形成したものを使用するこ
とを特徴とする接合方法。
（４）請求項（１）乃至（３）の少なくとも１つにおい
て、熱膨張係数が７×１０＾−＾６／℃以下である金属
又は（及び）金属合金（Ｃ）が、モリブデンであること
を特徴とする接合方法。
（５）請求項（１）にいう、銅を少なくとも２５％重以
上含む銅又は銅合金（Ｅ）が金ロウ又は（及び）銀ロウ
であることを特徴とする炭素材の接合方法。
（６）請求項（１）に於いて、炭素分を０．２重量％以
上含む炭素材（Ａ）または（Ｂ）が、等方性炭素材、非
等方性炭素材、フリーカーボンを含む金属炭化物、超硬
合金、サーメットなど、炭素繊維−炭素マトリックス複
合材、炭素に金属を混合乃至含浸せしめた複合材、セラ
ミックに炭素を混合した複合材の少なくとも１種である
ことを特徴とする接合方法。
（７）請求項（１）に於いて金属（Ｂ）が、銅、タング
ステン、モリブデン、鉄、珪素、ステンレス鋼、ハステ
ロイ、インコネル、各種合金鋼及び鉄合金の少なくとも
１種であることを特徴とする接合方法。
（８）請求項（１）の接合方法により接合された接合体
。
（９）請求項（８）の接合体を、その内部耐熱部材とし
て用いた核融合炉。
（１０）請求項（８）の接合体を少なくともその部材の
一部として使用した航空機。
（１１）請求項（８）の接合体をその部材のすくなくと
も一部に使用した電極用部材。
（１２）請求項（８）の接合体を少なくともその一部と
して用いた反射鏡体。
（１３）請求項（８）の接合体を２側面に用いた反射鏡
体。
（１４）請求項（８）の接合体をその液封部の摺動部材
として用いたポンプ。