JPH0339991B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0339991B2 JPH0339991B2 JP59247379A JP24737984A JPH0339991B2 JP H0339991 B2 JPH0339991 B2 JP H0339991B2 JP 59247379 A JP59247379 A JP 59247379A JP 24737984 A JP24737984 A JP 24737984A JP H0339991 B2 JPH0339991 B2 JP H0339991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- metals
- buffer layer
- bonding
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Ceramic Products (AREA)
Description
「産業上の利用分野」
本発明はセラミツクスと金属を強固に接合する
分野で好適に利用されるものである。 「従来の技術」 セラミツクスと金属との接合は通常ろう付けに
よつて行われるが、セラミツクスと金属とは熱膨
張係数が大きく異なるため、その大きな膨張差に
よつて接合近傍には相当の歪が残存することにな
る。この歪によつてもろいセラミツクスに破壊が
おこる。これを防止するため熱膨張係数がセラミ
ツクスのそれに近いＷ、Mo等の低膨張金属を接
合すべきセラミツクスと金属との間に緩衝層とし
て介在させて接合したり、これら低膨張金属を
Cuで挾んでなるクラツド材を緩衝層として介在
させて接合する手段（実開昭59−160533号考案
「セラミツクと金属の接合構造」）が提案されてい
る。 「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来技術のうち前者は接合
材として使用する銀ろうのぬれ性を良くするため
接合面にNi鍍金が施されているところ、鍍金の
接着部の劣化により剥離するおそれがあり、品質
的に不安定要素を内在している。また後者はクラ
ツド材を形成し得る金属の組み合わせが限られる
ほか、クラツド材そのものの接合強度の不足によ
り、接合構造の使用条件が限定される難点を有し
ている。 「問題点を解決するための手段」 本発明は上記従来技術の問題点を解決するもの
で、その手段はセラミツクスと金属との間に低膨
張金属一種以上及び低ヤング率金属一種以上を緩
衝層として介在させて接合するものにおいて、緩
衝層が接合面の最長幅の0.04〜0.4倍の厚みを有
し、接合手段がろう付けであることを特徴とする
セラミツクスと金属との接合構造である。 低膨張金属としてはＷ−Ni系合金、Ｗ−Cu系
合金、Ｗ−Cu−Ni系合金、Ｗ−Ni−Fe系合金、
Ｗ−Fe−Ni−Cr系合金等のＷを主成分とする金
属又はMoを主成分とする金属が良好である。低
ヤング率材料としてはCu、Ag、Ni、Fe−Ni42
％合金、KOVAR、SUS403等が良好である。 緩衝層は低膨張金属一種以上と低ヤング率金属
一種以上との二層以上よりなる複合層であるが、
層全体の厚みが接合面の最長幅の0.04倍に満たな
いと接合強度に乏しく、0.4倍を超えても効果の
向上は期待できないうえ、使用時の衝撃により緩
衝層が変形する可能性が高くなる。低膨張金属の
熱膨張係数は接合すべきセラミツクスのそれの
1.7倍以下であるのが望ましい。本発明は、セラ
ミツクス、上記緩衝層及び金属のすべてを同時に
ろう付け接合したものである。 「作用」 低膨張金属一種以上と低ヤング率金属一種以上
との二種以上の緩衝層が接合部の歪を緩和しその
緩衝層の厚みを上記範囲に限定してろう付け接合
したことから、接合強度の高いものとなる。 「実施例」 第１表に示すセラミツクス、第２表に示す緩衝
材、第３表に示すろう材及びJIS規格SUS630の
析出硬化型ステンレス鋼を準備し、これらを第４
表に示す組み合わせで第１図に示すように配置し
た。図中、１〜５は緩衝材、６〜１１はろう材、
１２はセラミツクス、１３は析出硬化型ステンレ
ス鋼を示し、いずれも直径15mmの円盤ないし円柱
形状である。上記配置後、10-6Torrの真空中温
度930〜980℃で加熱することにより接合し、Ｉ−
ZOD衝撃値を測定した結果を第４表に併記する。
なお、Ｉ−ZOD衝撃値は、第２図に示す如く、
析出硬化型ステンレス鋼１３を固定し、セラミツ
クス１２の接合面から10〔mm〕の点Ｐを打点とし
て行つた。
分野で好適に利用されるものである。 「従来の技術」 セラミツクスと金属との接合は通常ろう付けに
よつて行われるが、セラミツクスと金属とは熱膨
張係数が大きく異なるため、その大きな膨張差に
よつて接合近傍には相当の歪が残存することにな
る。この歪によつてもろいセラミツクスに破壊が
おこる。これを防止するため熱膨張係数がセラミ
ツクスのそれに近いＷ、Mo等の低膨張金属を接
合すべきセラミツクスと金属との間に緩衝層とし
て介在させて接合したり、これら低膨張金属を
Cuで挾んでなるクラツド材を緩衝層として介在
させて接合する手段（実開昭59−160533号考案
「セラミツクと金属の接合構造」）が提案されてい
る。 「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来技術のうち前者は接合
材として使用する銀ろうのぬれ性を良くするため
接合面にNi鍍金が施されているところ、鍍金の
接着部の劣化により剥離するおそれがあり、品質
的に不安定要素を内在している。また後者はクラ
ツド材を形成し得る金属の組み合わせが限られる
ほか、クラツド材そのものの接合強度の不足によ
り、接合構造の使用条件が限定される難点を有し
ている。 「問題点を解決するための手段」 本発明は上記従来技術の問題点を解決するもの
で、その手段はセラミツクスと金属との間に低膨
張金属一種以上及び低ヤング率金属一種以上を緩
衝層として介在させて接合するものにおいて、緩
衝層が接合面の最長幅の0.04〜0.4倍の厚みを有
し、接合手段がろう付けであることを特徴とする
セラミツクスと金属との接合構造である。 低膨張金属としてはＷ−Ni系合金、Ｗ−Cu系
合金、Ｗ−Cu−Ni系合金、Ｗ−Ni−Fe系合金、
Ｗ−Fe−Ni−Cr系合金等のＷを主成分とする金
属又はMoを主成分とする金属が良好である。低
ヤング率材料としてはCu、Ag、Ni、Fe−Ni42
％合金、KOVAR、SUS403等が良好である。 緩衝層は低膨張金属一種以上と低ヤング率金属
一種以上との二層以上よりなる複合層であるが、
層全体の厚みが接合面の最長幅の0.04倍に満たな
いと接合強度に乏しく、0.4倍を超えても効果の
向上は期待できないうえ、使用時の衝撃により緩
衝層が変形する可能性が高くなる。低膨張金属の
熱膨張係数は接合すべきセラミツクスのそれの
1.7倍以下であるのが望ましい。本発明は、セラ
ミツクス、上記緩衝層及び金属のすべてを同時に
ろう付け接合したものである。 「作用」 低膨張金属一種以上と低ヤング率金属一種以上
との二種以上の緩衝層が接合部の歪を緩和しその
緩衝層の厚みを上記範囲に限定してろう付け接合
したことから、接合強度の高いものとなる。 「実施例」 第１表に示すセラミツクス、第２表に示す緩衝
材、第３表に示すろう材及びJIS規格SUS630の
析出硬化型ステンレス鋼を準備し、これらを第４
表に示す組み合わせで第１図に示すように配置し
た。図中、１〜５は緩衝材、６〜１１はろう材、
１２はセラミツクス、１３は析出硬化型ステンレ
ス鋼を示し、いずれも直径15mmの円盤ないし円柱
形状である。上記配置後、10-6Torrの真空中温
度930〜980℃で加熱することにより接合し、Ｉ−
ZOD衝撃値を測定した結果を第４表に併記する。
なお、Ｉ−ZOD衝撃値は、第２図に示す如く、
析出硬化型ステンレス鋼１３を固定し、セラミツ
クス１２の接合面から10〔mm〕の点Ｐを打点とし
て行つた。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第４表からわかるように本発明接合構造１〜14
及び21〜26はいずれも衝撃値が８〔Kg・cm〕以上
となつたが、本発明範囲外の接合構造15、16、19
及び20は衝撃値が８〔Kg・cm〕未満と低く、また
同じく範囲外の接合構造17及び18は衝撃値測定時
に緩衝材が変形してしまつた。 「発明の効果」 本発明によれば、極めて接合強度の高い接合構
造となり、内燃機関の吸排気弁等、各種エンジン
部品に適用可能となる。
及び21〜26はいずれも衝撃値が８〔Kg・cm〕以上
となつたが、本発明範囲外の接合構造15、16、19
及び20は衝撃値が８〔Kg・cm〕未満と低く、また
同じく範囲外の接合構造17及び18は衝撃値測定時
に緩衝材が変形してしまつた。 「発明の効果」 本発明によれば、極めて接合強度の高い接合構
造となり、内燃機関の吸排気弁等、各種エンジン
部品に適用可能となる。
第１図は本発明の一実施例に係るセラミツクス
と金属との接合構造の模式図である。第２図はＩ
−ZOD衝撃値測定方法を説明するための側面図
である。 １〜５……緩衝層、６〜１１……ろう材、１２
……セラミツクス、１３……析出硬化型ステンレ
ス鋼。
と金属との接合構造の模式図である。第２図はＩ
−ZOD衝撃値測定方法を説明するための側面図
である。 １〜５……緩衝層、６〜１１……ろう材、１２
……セラミツクス、１３……析出硬化型ステンレ
ス鋼。
Claims (1)
- １ セラミツクスと金属との間に低膨張金属一種
以上及び低ヤング率金属一種以上を緩衝層として
介在させて接合するものにおいて、緩衝層が接合
面の最長幅の0.04〜0.4倍の厚みを有し、接合手
段がろう付けであることを特徴とするセラミツク
スと金属との接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24737984A JPS61127674A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24737984A JPS61127674A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23455888A Division JPH01119571A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 窒化ケイ素と金属との接合構造 |
| JP14012492A Division JPH05148054A (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127674A JPS61127674A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH0339991B2 true JPH0339991B2 (ja) | 1991-06-17 |
Family
ID=17162548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24737984A Granted JPS61127674A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127674A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740429A (en) * | 1985-07-22 | 1988-04-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal-ceramic joined articles |
| FR2616696B1 (fr) * | 1987-06-17 | 1993-05-07 | Innovatique Sa | Procede de brasage au four sous atmosphere rarefiee ou controlee de deux pieces |
| JPS645983A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for joining ceramic to metal |
| JPH0829990B2 (ja) * | 1988-09-21 | 1996-03-27 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックスと金属との接合体 |
| JPH05148054A (ja) * | 1992-05-01 | 1993-06-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミツクスと金属との接合構造 |
| JP5248242B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2013-07-31 | 日本発條株式会社 | 異材接合体の製造方法およびその方法による異材接合体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935074A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-25 | 東陶機器株式会社 | セラミツク板 |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP24737984A patent/JPS61127674A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61127674A (ja) | 1986-06-14 |
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