JPH0341427B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0341427B2 JPH0341427B2 JP60255526A JP25552685A JPH0341427B2 JP H0341427 B2 JPH0341427 B2 JP H0341427B2 JP 60255526 A JP60255526 A JP 60255526A JP 25552685 A JP25552685 A JP 25552685A JP H0341427 B2 JPH0341427 B2 JP H0341427B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic
- foil
- temperature
- members
- joining
- 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
Links
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はSiC部材の接合方法に係り、特に高温
雰囲気においても優れた接合強度を維持すること
ができるSiC部材の接合方法に関する。
雰囲気においても優れた接合強度を維持すること
ができるSiC部材の接合方法に関する。
［従来の技術］
近年、高温構造材料としてセラミツクスが注目
され、ガスタービン等の高温部品への適用等、多
くの産業分野でその実用化が検討されている。
され、ガスタービン等の高温部品への適用等、多
くの産業分野でその実用化が検討されている。
セラミツクスは、高温で優れた強度を有する反
面、硬度が高く、脆いという欠点がある。従つ
て、機械加工によつて成形することは難しく、焼
結過程で寸法形状を調整する必要がある。しかし
ながら現在の製造技術では、高強度で複雑な形状
あるいは大型、中型の構造物を一体で成形、焼結
させることは困難である。また、セラミツクスの
持つ脆さを補う目的から他の材料、例えば合金な
どとの複合化が必要になることがある。
面、硬度が高く、脆いという欠点がある。従つ
て、機械加工によつて成形することは難しく、焼
結過程で寸法形状を調整する必要がある。しかし
ながら現在の製造技術では、高強度で複雑な形状
あるいは大型、中型の構造物を一体で成形、焼結
させることは困難である。また、セラミツクスの
持つ脆さを補う目的から他の材料、例えば合金な
どとの複合化が必要になることがある。
このため、セラミツクス同士あるいはセラミツ
クスと金属、合金とを接合して一体物の構造部材
とする研究が注目を集めている。
クスと金属、合金とを接合して一体物の構造部材
とする研究が注目を集めている。
［発明が解決しようとする問題点］
従来、セラミツクス同士あるいはセラミツクス
と金属、合金とを接合する主な方法として、焼ば
め等の嵌め合せ法、接着剤を用いる方法、ろう付
法などが行われているが、焼ばめ等の嵌め合せ法
は結合部の形状に制約があると共に、応力集中に
よりセラミツクスが破損し易いという問題があ
る。
と金属、合金とを接合する主な方法として、焼ば
め等の嵌め合せ法、接着剤を用いる方法、ろう付
法などが行われているが、焼ばめ等の嵌め合せ法
は結合部の形状に制約があると共に、応力集中に
よりセラミツクスが破損し易いという問題があ
る。
また、接着剤のうち無機系のものによる方法は
総じて強度が低く、また有機系接着剤では耐用温
度が高々200℃程度と極めて低い。
総じて強度が低く、また有機系接着剤では耐用温
度が高々200℃程度と極めて低い。
ろう付法は、ろう材とセラミツクスとの結合を
良くすれば（例えば、互いになじみの良い材質の
ものを選定する、あるいはセラミツクスの接合予
定面の粗度を高める等）、かなりの程度にまで接
合強度を高めることができる。
良くすれば（例えば、互いになじみの良い材質の
ものを選定する、あるいはセラミツクスの接合予
定面の粗度を高める等）、かなりの程度にまで接
合強度を高めることができる。
しかしながら、このろう付法においても、使用
限界温度がろう付温度（900℃〜1200℃）以下と
なり、高温部材への適用には不向きである。
限界温度がろう付温度（900℃〜1200℃）以下と
なり、高温部材への適用には不向きである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は上記従来の問題点を解決し、高温度雰
囲気においても接合部破壊の生じるおそれのな
い、優れたSiC部材同志の接合方法を提供するも
のであつて、被接合SiC部材間にTi箔を介在させ
て加熱圧着するものである。
囲気においても接合部破壊の生じるおそれのな
い、優れたSiC部材同志の接合方法を提供するも
のであつて、被接合SiC部材間にTi箔を介在させ
て加熱圧着するものである。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明のSiC部材の接合方法は、第１図の如
く、SiC部材１とSiC部材２との間にTi箔３を介
在させて加熱圧着する。ここで言及したTi箔と
はいわゆる通常の不純物を含む、圧延又は急冷等
により作成したTi箔や蒸着したTi等のことであ
る。
く、SiC部材１とSiC部材２との間にTi箔３を介
在させて加熱圧着する。ここで言及したTi箔と
はいわゆる通常の不純物を含む、圧延又は急冷等
により作成したTi箔や蒸着したTi等のことであ
る。
本発明において、接合されるSiC部材は、焼結
体であつても良く、また単結晶であつても良い。
体であつても良く、また単結晶であつても良い。
SiC部材間に介在させるTi箔の厚さは接合する
SiC部材の大きさ、形状、性状等に応じて適宜選
定されるが、通常は５〜100μm程度のものが用い
られる。即ち、5μm以下では反応層として効果が
期待できず、100μm以上では未反応Tiが残留し
高温強度が低下する。本発明においては、特に
20μm〜50μm程度の厚さのTi箔を介在させるの
が好ましい。
SiC部材の大きさ、形状、性状等に応じて適宜選
定されるが、通常は５〜100μm程度のものが用い
られる。即ち、5μm以下では反応層として効果が
期待できず、100μm以上では未反応Tiが残留し
高温強度が低下する。本発明においては、特に
20μm〜50μm程度の厚さのTi箔を介在させるの
が好ましい。
本発明においては、Ti箔３を介在させてSiC部
材１及びSiC部材２を重ね合せ、これを加熱圧着
する。加熱温度は接合部材間に介在させる箔３の
融点以下としていわゆる固相接合を行うが、接合
条件は、通常10-1Torr以下、特に10-3Torr以下
の真空下、1000〜1600℃、特に1500℃前後の加熱
温度、１〜50MPa、特に20MPa前後の加圧力で、
0.3〜３時間、特に１時間程度保持するのが好ま
しい。
材１及びSiC部材２を重ね合せ、これを加熱圧着
する。加熱温度は接合部材間に介在させる箔３の
融点以下としていわゆる固相接合を行うが、接合
条件は、通常10-1Torr以下、特に10-3Torr以下
の真空下、1000〜1600℃、特に1500℃前後の加熱
温度、１〜50MPa、特に20MPa前後の加圧力で、
0.3〜３時間、特に１時間程度保持するのが好ま
しい。
このような本発明の接合方法は、ホツトプレス
装置を用いることにより極めて容易に実施するこ
とができる。
装置を用いることにより極めて容易に実施するこ
とができる。
［作用］
Tiは接合性に重要な影響を及ぼす部材同士の
濡れ性の向上に極めて優れた効果を有する。SiC
部材の接合にあたり、被接合SiC部材間にTi箔を
介在させることにより、接合界面及び介在させた
Ti箔の内部にまでTiとSiCとの反応層が形成さ
れ、極めて高い接合強度で接合される。しかし
て、接合部は高温雰囲気においても極めて高い曲
げ強度を示し、著しく高温強度に優れたものとな
る。
濡れ性の向上に極めて優れた効果を有する。SiC
部材の接合にあたり、被接合SiC部材間にTi箔を
介在させることにより、接合界面及び介在させた
Ti箔の内部にまでTiとSiCとの反応層が形成さ
れ、極めて高い接合強度で接合される。しかし
て、接合部は高温雰囲気においても極めて高い曲
げ強度を示し、著しく高温強度に優れたものとな
る。
［実施例］
以下実施例について説明する。
実施例 １
下記特性の２枚の炭化珪素SiC板（常圧焼結
品）（直径30mm、厚さ５mm）の間に、厚さ40μmの
Ti箔（融点約1660℃）を介在させて、ホツトプ
レス装置を用いて固相接合を行つた。
品）（直径30mm、厚さ５mm）の間に、厚さ40μmの
Ti箔（融点約1660℃）を介在させて、ホツトプ
レス装置を用いて固相接合を行つた。
即ち、ホツトプレス装置のステンレス製の圧力
容器内に黒鉛で作つたプレス型を組込み、上部か
ら油圧による荷重を加え、さらに周囲から黒鉛発
熱体による加熱を行つた。接合条件は10-4Torr
の真空中、温度1500℃、加圧力２Kg／mm2
（20MPa）、保持時間60分とした。
容器内に黒鉛で作つたプレス型を組込み、上部か
ら油圧による荷重を加え、さらに周囲から黒鉛発
熱体による加熱を行つた。接合条件は10-4Torr
の真空中、温度1500℃、加圧力２Kg／mm2
（20MPa）、保持時間60分とした。
供試SiCの特性
嵩比重 3.1
ヤング率（Ｎ／m3） ３×1011
ボアソン比 0.16
線膨張係数（１／℃） 4.2×10-6
４点曲げ強さ（MPa） 440
得られた接合体から接合界面がほぼ中央に位置
するように幅４mm、高さ３mm、長さ40mmの試験片
を採り、雰囲気温度を変えて４点曲げ試験（JIS
R1601）を行つた。
するように幅４mm、高さ３mm、長さ40mmの試験片
を採り、雰囲気温度を変えて４点曲げ試験（JIS
R1601）を行つた。
結果を第２図に示す。
第２図より本発明の方法により接合された接合
体は、雰囲気温度が上昇しても接合強度が低下す
ることはなく、室温から1000℃程度の高温雰気ま
で、４点曲げ強さσb＝17〜26Kg／mm2（170〜
260MPa）と極めて高い値であることが認められ
る。比較のため、同図中にCu−Ti箔を用いたろ
う付による接合体の４点曲げ試験結果を示してい
る。これを見ても本発明の接合方法が優れている
ことが認められる。
体は、雰囲気温度が上昇しても接合強度が低下す
ることはなく、室温から1000℃程度の高温雰気ま
で、４点曲げ強さσb＝17〜26Kg／mm2（170〜
260MPa）と極めて高い値であることが認められ
る。比較のため、同図中にCu−Ti箔を用いたろ
う付による接合体の４点曲げ試験結果を示してい
る。これを見ても本発明の接合方法が優れている
ことが認められる。
［効果］
以上詳述した通り、本発明のSiC部材の接合方
法は、被接合SiC部材間にTi箔を介在させて加熱
圧着するものであり、極めて換単な方法で高い接
合強度を得ることが可能である。
法は、被接合SiC部材間にTi箔を介在させて加熱
圧着するものであり、極めて換単な方法で高い接
合強度を得ることが可能である。
しかして、接合部は1000℃程度の高温雰囲気に
おいても優れた接合強度を示し、また複雑な形状
の部材であつても確実に接合することが可能であ
る。
おいても優れた接合強度を示し、また複雑な形状
の部材であつても確実に接合することが可能であ
る。
従つて、本発明によれば、高温強度に優れた
様々な形状の構造物を製造することができ、高温
部品へのSiCの適用を可能とすることができる。
様々な形状の構造物を製造することができ、高温
部品へのSiCの適用を可能とすることができる。
第１図は本発明のSiC部材の接合方法を説明す
る断面図、第２図は実施例１で得られた４点曲げ
試験の結果を示すグラフである。 １……SiC部材、２……SiC部材、３……Ti箔。
る断面図、第２図は実施例１で得られた４点曲げ
試験の結果を示すグラフである。 １……SiC部材、２……SiC部材、３……Ti箔。
Claims (1)
- １ SiC部材同志を接合する方法において、両部
材間に厚さ5μm〜100μmのTi箔を介在させて加
熱温度1000℃〜1600℃、加圧力１〜50MPaにお
いて加熱圧着することを特徴とするSiC部材の接
合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25552685A JPS62113775A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Ｓｉｃ部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25552685A JPS62113775A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Ｓｉｃ部材の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62113775A JPS62113775A (ja) | 1987-05-25 |
| JPH0341427B2 true JPH0341427B2 (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17279961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25552685A Granted JPS62113775A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Ｓｉｃ部材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62113775A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120177488A1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-07-12 | General Electric Company | Process for joining silicon-containing ceramic articles and components produced thereby |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077177A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-05-01 | 株式会社東芝 | セラミツクス接合体 |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP25552685A patent/JPS62113775A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62113775A (ja) | 1987-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5082161A (en) | Method of joining ceramics and metal with ti-co braze and ni | |
| JPS60131874A (ja) | セラミツクと金属との接合方法 | |
| JPH0341427B2 (ja) | ||
| JP3504716B2 (ja) | 応力緩衝金属層を有するセラミックス接合体 | |
| JPH0492871A (ja) | セラミックス―金属接合体及びその製造方法 | |
| JPS6177681A (ja) | 窒化物セラミツクスの接合方法 | |
| JPH0328391B2 (ja) | ||
| JPH0142914B2 (ja) | ||
| JPS61136969A (ja) | サイアロンと金属の接合方法 | |
| JP2512495B2 (ja) | 窒化ケイ素セラミックスと金属との接合体 | |
| JPH0460947B2 (ja) | ||
| JPH01224280A (ja) | セラミックス−金属接合体 | |
| JPS62130843A (ja) | 金属セラミツクス接合体 | |
| JP3153872B2 (ja) | 金属−窒化物系セラミックスの接合構造 | |
| JPS63206365A (ja) | セラミツクスと金属の接合体 | |
| JPH05270935A (ja) | 異種材料接合体およびその接合法 | |
| JPH0497968A (ja) | セラミックス―金属接合体 | |
| JPH0371393B2 (ja) | ||
| JPS59102876A (ja) | セラミツクスと金属との接合方法 | |
| JPS6077181A (ja) | セラミツクス−金属接合体 | |
| JPH06345554A (ja) | 窒化ケイ素セラミックス接合体及びその製造方法 | |
| JPH0243704B2 (ja) | Seramitsukusutokinzokutonosetsugohoho | |
| JPH0234908B2 (ja) | Hisankabutsuseramitsukusutokinzokunosetsugotai | |
| JPS6131367A (ja) | セラミツクスと金属の接合方法 | |
| JPH0547514B2 (ja) |