JPH03234A - 異種材料接合体 - Google Patents
異種材料接合体Info
- Publication number
- JPH03234A JPH03234A JP1132693A JP13269389A JPH03234A JP H03234 A JPH03234 A JP H03234A JP 1132693 A JP1132693 A JP 1132693A JP 13269389 A JP13269389 A JP 13269389A JP H03234 A JPH03234 A JP H03234A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- intermediate layer
- zirconia
- connected body
- stress
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- Pending
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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、接合時および使用時に生じる応力を緩和して
、変形、破壊することのない異種材゛料接合体に関する
ものである。
、変形、破壊することのない異種材゛料接合体に関する
ものである。
［従来の技術］
従来、熱膨張係数の異なる基材からなる接合体の加熱冷
却時に発生する熱応力を緩和させ、接合体の基材の変形
および破壊を回避するために、例えば日本金属学会会報
第２５巻（昭８１） ４２４〜４２７真に記載されて
いるように、（１）両材料の中間の熱膨張係数をもつ材
料を中間層として用いたり、（２）塑性変形しやすい軟
質材料を中間層として用いたり、さらには例えば日本金
属学会誌第５２巻（昭和６２）５２５〜５２９頁に示さ
れるように （３）両材料の混合物を中間層に用いたり
することが行われている。
却時に発生する熱応力を緩和させ、接合体の基材の変形
および破壊を回避するために、例えば日本金属学会会報
第２５巻（昭８１） ４２４〜４２７真に記載されて
いるように、（１）両材料の中間の熱膨張係数をもつ材
料を中間層として用いたり、（２）塑性変形しやすい軟
質材料を中間層として用いたり、さらには例えば日本金
属学会誌第５２巻（昭和６２）５２５〜５２９頁に示さ
れるように （３）両材料の混合物を中間層に用いたり
することが行われている。
［発明が解決しようとする課題］
上記従来技術の （１）においては、熱膨張係数の温度
依存性のために、接合温度と使用温度との温度差を大き
くできない、 （２）においては、接合強度は軟質材料
自身の強度と等しくなるために強度の低下が生じる、
（３）においては、接合工程が復雑になる、というよう
にそれぞれに課題がある。
依存性のために、接合温度と使用温度との温度差を大き
くできない、 （２）においては、接合強度は軟質材料
自身の強度と等しくなるために強度の低下が生じる、
（３）においては、接合工程が復雑になる、というよう
にそれぞれに課題がある。
いずれにしても、これら従来の接合法では、熱応力とい
う弾性エネルギーをそのエネルギー密度を小さくさせる
か、または塑性変形により、緩和している。
う弾性エネルギーをそのエネルギー密度を小さくさせる
か、または塑性変形により、緩和している。
本発明は熱応力という弾性エネルギーを相変態により内
部エネルギーに変換し、基材の変形および接合体の破壊
を回避し得る異種材料接合体を提供せんとするものであ
る。
部エネルギーに変換し、基材の変形および接合体の破壊
を回避し得る異種材料接合体を提供せんとするものであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明は、金属、セラミックス、ガラス、半導体、ダイ
ヤモンドなどの鉱物またはそれらの腹合体からなる異種
材料を、形状記憶効果または擬弾性を有する材料からな
る中間層を介して接合してなる異種材料接合体である。
ヤモンドなどの鉱物またはそれらの腹合体からなる異種
材料を、形状記憶効果または擬弾性を有する材料からな
る中間層を介して接合してなる異種材料接合体である。
形状記憶効果および擬弾性は、ともに応力による原子の
連携移動現象に基づく変形であって、変形の原因となっ
た応力が除去された場合に、各原子が元の格子点に連携
移動によりもどるのが擬弾性であり、原子の移動が生じ
ないのが形状記憶効果である。
連携移動現象に基づく変形であって、変形の原因となっ
た応力が除去された場合に、各原子が元の格子点に連携
移動によりもどるのが擬弾性であり、原子の移動が生じ
ないのが形状記憶効果である。
本発明の接合体の対象となる異種材料のセラミックスは
酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、珪化物などの粉末を
固化したものに制限されるものではなく、薄膜あるいは
単結晶、非晶質またはその他の無機化合物であってもよ
い。
酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、珪化物などの粉末を
固化したものに制限されるものではなく、薄膜あるいは
単結晶、非晶質またはその他の無機化合物であってもよ
い。
又、形状記憶効果または擬弾性を示す材料としては、セ
リア安定化正方晶ジルコニア、または、マグネシア部分
安定化ジルコニアのいずれかのセラミックスが好適であ
る。
リア安定化正方晶ジルコニア、または、マグネシア部分
安定化ジルコニアのいずれかのセラミックスが好適であ
る。
［作 用］
第１図は本発明の基本的な構成を示すもので、１は基材
で、３は基材１とは異なる基材であり、２は中間層であ
る。
で、３は基材１とは異なる基材であり、２は中間層であ
る。
接合体の接合温度が中間層のＭｓ点より高い場合には、
接合体が冷却され中間層に熱応力が発生すると、中間層
は応力に誘起されてマルテンサイト変態し、中間層は応
力を最小とするべく変形を生じ、接合体の応力は減少さ
れる。さらに冷却が進んでさらに熱応力が発生した場合
、または接合体の接合温度がＭＳ点より低い場合には、
板状微細結晶の形で配列した幾種類かのマルテンサイト
の晶癖面バリアントが、応力による双晶変形で変換され
、中間層は応力を最小とするべく変形を生じ、接合体の
応力は減少される。接合体が冷却後、加熱される場合に
は、接合体の温度に応じて、双晶変形または逆マルテン
サイト変態により、中間層は応力を最、Ｉｈとするべく
変形を生じ、接合体の応力は減少される。
接合体が冷却され中間層に熱応力が発生すると、中間層
は応力に誘起されてマルテンサイト変態し、中間層は応
力を最小とするべく変形を生じ、接合体の応力は減少さ
れる。さらに冷却が進んでさらに熱応力が発生した場合
、または接合体の接合温度がＭＳ点より低い場合には、
板状微細結晶の形で配列した幾種類かのマルテンサイト
の晶癖面バリアントが、応力による双晶変形で変換され
、中間層は応力を最小とするべく変形を生じ、接合体の
応力は減少される。接合体が冷却後、加熱される場合に
は、接合体の温度に応じて、双晶変形または逆マルテン
サイト変態により、中間層は応力を最、Ｉｈとするべく
変形を生じ、接合体の応力は減少される。
さらに、これらの変態は、可逆的な無拡散変態の一種で
あるので、中間層の変形は可逆的であり、複数回の熱履
歴を受けても、中間層の応力を減少させる性能は低下し
ない。
あるので、中間層の変形は可逆的であり、複数回の熱履
歴を受けても、中間層の応力を減少させる性能は低下し
ない。
［実施例］
以下、実施例を詳細に説明する。
２０Ｘ２０Ｘ１０ｍｍ（７）Ｓ ｔ ３ Ｎ４．２０Ｘ
２０ＸＩＯｍ＋ｓのＡ交２０３および、２０Ｘ ２０Ｘ
１關のセリア安定化正方晶ジルコニアの２０Ｘ２０ｍ
ｍの面にガラスペーストを塗布し、セリア安定化正方晶
ジルコニアを中間層として、塗布面を合わせ圧着した。
２０ＸＩＯｍ＋ｓのＡ交２０３および、２０Ｘ ２０Ｘ
１關のセリア安定化正方晶ジルコニアの２０Ｘ２０ｍ
ｍの面にガラスペーストを塗布し、セリア安定化正方晶
ジルコニアを中間層として、塗布面を合わせ圧着した。
この接合体を乾燥後、抵抗加熱炉に入れ、アルゴンガス
１気圧の雰囲気中で、６００℃で１時間熱処理を行い、
室温まで冷却したが、接合体の破損は生じなかった。
１気圧の雰囲気中で、６００℃で１時間熱処理を行い、
室温まで冷却したが、接合体の破損は生じなかった。
中間層としてセリア安定化正方品ジルコニアを用いず、
直接２０Ｘ ２０Ｘ １０ｍｍのＳｉ：＋Ｎ＜。
直接２０Ｘ ２０Ｘ １０ｍｍのＳｉ：＋Ｎ＜。
２０Ｘ ２０Ｘ １０ｍｍのＡ文２０コを、ガラスペー
ストにより接合した場合には、室温までの冷却により、
接合部の破壊がみられた。
ストにより接合した場合には、室温までの冷却により、
接合部の破壊がみられた。
又、セリア安定化正方晶ジルコニアの代りにマグネシア
部分安定化ジルコニアを用いて、上記実施例と同様に行
ったところ、接合体の破損は生じなかった。
部分安定化ジルコニアを用いて、上記実施例と同様に行
ったところ、接合体の破損は生じなかった。
［発明の効果］
本発明の異種材料接合体では、熱弾性型マルテンサイト
変態による変形により熱応力を減少しているので、基材
および中間層の熱膨張係数を同じくする必要はなく、複
数回の熱履歴に対して可逆的に基材の変形および接合体
の破壊を回避することができる。また、中間層が塑性変
形する応力、および破壊する応力は、熱弾性型マルテン
サイト変態により変形する応力よりも高い。さらに中間
層として均一なセラミックスを使用するため、各基材と
の接合工程は単純にすることができる。さらにセラミッ
クスのみから、接合体を構成することも可能で、セラミ
ックスのをする、電気的、熱的性質を充分に活用するこ
とができる。
変態による変形により熱応力を減少しているので、基材
および中間層の熱膨張係数を同じくする必要はなく、複
数回の熱履歴に対して可逆的に基材の変形および接合体
の破壊を回避することができる。また、中間層が塑性変
形する応力、および破壊する応力は、熱弾性型マルテン
サイト変態により変形する応力よりも高い。さらに中間
層として均一なセラミックスを使用するため、各基材と
の接合工程は単純にすることができる。さらにセラミッ
クスのみから、接合体を構成することも可能で、セラミ
ックスのをする、電気的、熱的性質を充分に活用するこ
とができる。
第１図は本発明の基本的な構成を示す説明図である。
１・・・基材、２・・・中間層、３・・・基材特許出願
人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 代理人 弁理士 旭 宏
人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 代理人 弁理士 旭 宏
Claims (2)
- （１）金属、セラミックス、ガラス、半導体、鉱物また
はそれらの複合体からなる異種材料を形状記憶効果また
は擬弾性を示す材料からなる中間層を介して接合してな
ることを特徴とする異種材料接合体。 - （２）中間層が形状記憶効果または擬弾性を示すセリア
安定化正方晶ジルコニアまたはマグネシア部分安定化ジ
ルコニアのいずれかのセラミックスである請求項（１）
記載の異種材料接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132693A JPH03234A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 異種材料接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132693A JPH03234A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 異種材料接合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03234A true JPH03234A (ja) | 1991-01-07 |
Family
ID=15087335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1132693A Pending JPH03234A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 異種材料接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03234A (ja) |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP1132693A patent/JPH03234A/ja active Pending
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