JPH03265584A - 金属含浸セラミックスの製造法 - Google Patents
金属含浸セラミックスの製造法Info
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- JPH03265584A JPH03265584A JP6541890A JP6541890A JPH03265584A JP H03265584 A JPH03265584 A JP H03265584A JP 6541890 A JP6541890 A JP 6541890A JP 6541890 A JP6541890 A JP 6541890A JP H03265584 A JPH03265584 A JP H03265584A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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、金属含浸セラミックスの製造法に関する。更
に詳しくは、セラミックスと金属との接合強度および耐
熱性の向上を図った金属含浸セラミックスの製造法に関
する。
に詳しくは、セラミックスと金属との接合強度および耐
熱性の向上を図った金属含浸セラミックスの製造法に関
する。
〔従来の技術〕および〔発明が解決しようとする課題〕
従来、セラミックスと金属との接合は、セラミックスの
表面をメタライズ処理し、更にその上に金属を重ねて熱
処理することによって行われている。しかしながら、こ
のような方法では、セラミックスと金属との接合強度が
低く、また耐熱性も十分であるとはいえないなどの欠点
がみられる。
従来、セラミックスと金属との接合は、セラミックスの
表面をメタライズ処理し、更にその上に金属を重ねて熱
処理することによって行われている。しかしながら、こ
のような方法では、セラミックスと金属との接合強度が
低く、また耐熱性も十分であるとはいえないなどの欠点
がみられる。
本発明は、このような欠点を解消させた金属含浸セラミ
ックスの製造法を提供することを目的としている。
ックスの製造法を提供することを目的としている。
かかる目的を達成せしめる本発明方法では、金属含浸セ
ラミックスの製造が、平均粒径が１０””μ麿オーダー
のセラミックス粉体層の少くとも一方側に平均粒径が１
００〜１０１μ膳オーダーのセラミックス粉体層を重ね
、それをプレス成形および焼成して得られる多孔質層を
形成させたセラミックス焼結体の該多孔質層に溶融金属
を含浸させることにより行われる。
ラミックスの製造が、平均粒径が１０””μ麿オーダー
のセラミックス粉体層の少くとも一方側に平均粒径が１
００〜１０１μ膳オーダーのセラミックス粉体層を重ね
、それをプレス成形および焼成して得られる多孔質層を
形成させたセラミックス焼結体の該多孔質層に溶融金属
を含浸させることにより行われる。
セラミックス粉体としては、Ａｇ２Ｏ３、ＮｇＯｌＺｒ
Ｏ，などであって、その平均粒径が１０−１μｍオーダ
ーの粉体と１００〜１０１μｍオーダーの粉体とが用い
られ、好ましくは同一種類のセラミックス粉体であって
、それぞれ平均粒径を異にするものが組み合されて用い
られる。
Ｏ，などであって、その平均粒径が１０−１μｍオーダ
ーの粉体と１００〜１０１μｍオーダーの粉体とが用い
られ、好ましくは同一種類のセラミックス粉体であって
、それぞれ平均粒径を異にするものが組み合されて用い
られる。
これらは、平均粒径の小さい方の粉体層の片側または両
側に平均粒径の大きい方の粉体層を重ね。
側に平均粒径の大きい方の粉体層を重ね。
それをプレス成形した後、用いられたセラミックスの焼
成温度、例えばＡｌ１，０．の場合には約１５００〜１
８００℃で約０．５〜２４時間焼成することにより、セ
ラミックス焼結体を形成させる。
成温度、例えばＡｌ１，０．の場合には約１５００〜１
８００℃で約０．５〜２４時間焼成することにより、セ
ラミックス焼結体を形成させる。
、この焼成により、平均粒径の小さい方の粉体層は焼結
性も良いので緻密な層を形成させ、この良好な焼結性に
助けられて、同一の焼成条件では焼結性の良くない平均
粒径の大きい方の粉体層は。
性も良いので緻密な層を形成させ、この良好な焼結性に
助けられて、同一の焼成条件では焼結性の良くない平均
粒径の大きい方の粉体層は。
多孔質層を形成するに至る。かかる焼結作用から、平均
粒径の小さい方の粉体からの緻密な層は、−般に約１〜
２０膳の厚さで形成され、一方溶融金属を含浸させるた
めの多孔質層は、一般に約０．１〜２閣の厚さで形成さ
れる。
粒径の小さい方の粉体からの緻密な層は、−般に約１〜
２０膳の厚さで形成され、一方溶融金属を含浸させるた
めの多孔質層は、一般に約０．１〜２閣の厚さで形成さ
れる。
かかる緻密層および多孔質層よりなるセラミックス焼結
体は、粉体層のみのプレス成形および焼成によって形成
し得るが、予め製造されている緻密な焼結板の片面側ま
たは両面側に平均粒径の小さい方の粉体層および大きい
方の粉体層を重ね、その後プレス成形および焼成しても
得ることができる。ここで、平均粒径の小さい方の粉体
層を同時に焼成するのは、大きい方の粉体層の焼結性を
高めるためである。
体は、粉体層のみのプレス成形および焼成によって形成
し得るが、予め製造されている緻密な焼結板の片面側ま
たは両面側に平均粒径の小さい方の粉体層および大きい
方の粉体層を重ね、その後プレス成形および焼成しても
得ることができる。ここで、平均粒径の小さい方の粉体
層を同時に焼成するのは、大きい方の粉体層の焼結性を
高めるためである。
このような構成をとった場合には、片面側が緻密層で他
面側が多孔質層よりなり、しかも非対称構造に基く変形
を防止するのに有効であるが、同様に平均粒径の小さい
方の粉体層の両側に大きい方の粉体層を重ね、プレス成
形および焼成して得られた多孔質層／緻密層／多孔質層
よりなるサンドウィッチ状焼結体の一方の多孔質を研磨
するなどして除去しても、構造的に安定な非対称セラミ
ックス焼結体が得られる。
面側が多孔質層よりなり、しかも非対称構造に基く変形
を防止するのに有効であるが、同様に平均粒径の小さい
方の粉体層の両側に大きい方の粉体層を重ね、プレス成
形および焼成して得られた多孔質層／緻密層／多孔質層
よりなるサンドウィッチ状焼結体の一方の多孔質を研磨
するなどして除去しても、構造的に安定な非対称セラミ
ックス焼結体が得られる。
これらの多孔質層への溶融金属の含浸は、Ｆｅ、Ｎｉ、
ＡＱ 、 Ａｇ、 Ｃｕ、 Ｓｉ、 Ｓｎ、Ｔｉなど
の金属の溶融液中に多孔質層部分を浸漬し、減圧下、一
般には１０−１丁ｏｒｒ以下の真空度にした後大気圧に
戻し、冷却することによって行われ、溶融金属は多孔質
層の空隙に充満される。
ＡＱ 、 Ａｇ、 Ｃｕ、 Ｓｉ、 Ｓｎ、Ｔｉなど
の金属の溶融液中に多孔質層部分を浸漬し、減圧下、一
般には１０−１丁ｏｒｒ以下の真空度にした後大気圧に
戻し、冷却することによって行われ、溶融金属は多孔質
層の空隙に充満される。
本発明方法によれば、平均粒径の小さい方のセラミック
ス粉体層に大きい方のセラミックス粉体層を重ね、それ
をプレス成形および焼成することにより、同一焼成条件
下で緻密層および多孔質層を同時に焼結形成させ、その
多孔質層に溶融金属を含浸せしめることにより、アンカ
ー効果によるセラミックスと金属との間の接合力の向上
が図られ、またこれら複合相の形成による耐熱性の向上
も達成される。
ス粉体層に大きい方のセラミックス粉体層を重ね、それ
をプレス成形および焼成することにより、同一焼成条件
下で緻密層および多孔質層を同時に焼結形成させ、その
多孔質層に溶融金属を含浸せしめることにより、アンカ
ー効果によるセラミックスと金属との間の接合力の向上
が図られ、またこれら複合相の形成による耐熱性の向上
も達成される。
得られた金属含浸セラミックスは、一般に板状体である
が、部分的にプレス成形できる構造物であれば、任意の
形状をとり得る。
が、部分的にプレス成形できる構造物であれば、任意の
形状をとり得る。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１
平均粒径０．３μ閣のＡＱ、Ｏ，粉体の上下に、平均粒
径５μ朧のＡ０□０３粉体をいずれも層上に重ねてプレ
ス成形し、それを１５００℃で２時間焼成した。
径５μ朧のＡ０□０３粉体をいずれも層上に重ねてプレ
ス成形し、それを１５００℃で２時間焼成した。
内部が緻密でその両面側にそれぞれ約ＩＩｓの厚さで平
均孔径約１μｍの多孔質層を形成させたセラミックス焼
結板（厚さ約１０■）が得られ、その一方の多孔質面を
容器型に入れた溶融鉄に漬け、真空槽内で、１０−”Ｔ
ｏｒｒ以上の真空度にした後大気圧に戻し、多孔質層の
空隙に溶融鉄を充満させて、冷却した。
均孔径約１μｍの多孔質層を形成させたセラミックス焼
結板（厚さ約１０■）が得られ、その一方の多孔質面を
容器型に入れた溶融鉄に漬け、真空槽内で、１０−”Ｔ
ｏｒｒ以上の真空度にした後大気圧に戻し、多孔質層の
空隙に溶融鉄を充満させて、冷却した。
得られた鉄含浸セラミックス板について、鉄が含浸され
た多孔質層側に金属板（ＳＵＳ３０４）を熱処理で接合
し、その間のせん断強度を測定（孔径１０ｍｍの孔を一
端側に穿孔した２０ Ｘ ５０ Ｘ １（Ｉｇｖの鉄含
浸セラミックス板および金属板を他端側３０ｍｍの長さ
で接合し、孔部を把持して引張試験機にかける）すると
、約２０００ｋｇｆ＃ｊの値が得られた。一方、従来法
による多孔質層を形成させず、直接セラミックスと金属
とが接合面を形成しているものについては、その面にお
けるせん断強度は約７００ｋｇｆ／ｄ以下であった。
た多孔質層側に金属板（ＳＵＳ３０４）を熱処理で接合
し、その間のせん断強度を測定（孔径１０ｍｍの孔を一
端側に穿孔した２０ Ｘ ５０ Ｘ １（Ｉｇｖの鉄含
浸セラミックス板および金属板を他端側３０ｍｍの長さ
で接合し、孔部を把持して引張試験機にかける）すると
、約２０００ｋｇｆ＃ｊの値が得られた。一方、従来法
による多孔質層を形成させず、直接セラミックスと金属
とが接合面を形成しているものについては、その面にお
けるせん断強度は約７００ｋｇｆ／ｄ以下であった。
また、このサンプルを所定温度迄昇温して１時間保持し
１次いで常温迄降温した後引張試験を行ない、その平均
強度が熱処理をしないときの平均強度の８０％以下とな
る温度を耐熱温度として測定すると、約１０００℃以上
であった。一方上記従来法のそれは、約７００℃以下で
あった。
１次いで常温迄降温した後引張試験を行ない、その平均
強度が熱処理をしないときの平均強度の８０％以下とな
る温度を耐熱温度として測定すると、約１０００℃以上
であった。一方上記従来法のそれは、約７００℃以下で
あった。
実施例２
緻密なＡρＺＯａセラミックス焼結板（厚さ８■）の片
面側に、平均粒径０．３μｍのＡｇ２Ｏ，粉体および平
均粒径５μ肩のＡｊ２２０□粉体の層をそれぞれ順次重
ねてプレス成形し、それを１５００℃で２時間焼成した
。
面側に、平均粒径０．３μｍのＡｇ２Ｏ，粉体および平
均粒径５μ肩のＡｊ２２０□粉体の層をそれぞれ順次重
ねてプレス成形し、それを１５００℃で２時間焼成した
。
緻密なＡＱ、０．セラミックス焼結板の片面側に形成さ
れた平均孔径的１．５μｍの多孔質層（厚さ約２■）に
、実施例１と同様にして溶融鉄の含浸を行ない、得られ
た鉄含浸セラミックス板の金属との間のせん断強度を測
定すると約２０００Ｋｇｆ／ａＪの値が得られた。
れた平均孔径的１．５μｍの多孔質層（厚さ約２■）に
、実施例１と同様にして溶融鉄の含浸を行ない、得られ
た鉄含浸セラミックス板の金属との間のせん断強度を測
定すると約２０００Ｋｇｆ／ａＪの値が得られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、平均粒径が１０＾−＾１μｍオーダーのセラミック
ス粉体層の少くとも一方側に平均粒径が１０＾０〜１０
＾１μｍオーダーのセラミックス粉体層を重ね、それを
プレス成形および焼成して得られる多孔質層を形成させ
たセラミックス焼結体の該多孔質層に溶融金属を含浸さ
せることを特徴とする金属含浸セラミックスの製造法。 ２、緻密なセラミックス焼結板の少くとも一面側に、平
均粒径がそれぞれ１０＾−＾１μｍオーダーおよび１０
＾０〜１０＾１μｍオーダーのセラミックス粉体層を重
ね、それをプレス成形および焼成して得られる多孔質層
を形成させたセラミックス焼結体の該多孔質層に溶融金
属を含浸させることを特徴とする金属含浸セラミックス
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6541890A JPH03265584A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 金属含浸セラミックスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6541890A JPH03265584A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 金属含浸セラミックスの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265584A true JPH03265584A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13286486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6541890A Pending JPH03265584A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 金属含浸セラミックスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03265584A (ja) |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP6541890A patent/JPH03265584A/ja active Pending
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