JPH04175272A - セラミック部材の接合方法 - Google Patents

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、セラミック部材の接合方法に関する。

〔従来の技術］ 従来のセラミック部材の接合方法について、第３図に示
すように左右に配設された円柱状のセラミック材の加工
品１３の相互の端面を接合して一体とする例により説明
する。

第３図において、接合面には薄い金属箔を接合箔２とし
て挟み、加工品１３は加圧装置１０−（第３図において
は、最も簡単な例を示すため万力を用いた場合を示す）
により左右から固く締めつけ、端面同志を強く圧着させ
る。

上記接合箔２の相対する端部には、直流電源、コンデン
サ及びスイッチが直列接続された直流電源回路１を接続
し、接合施工時はスイッチを閉として接合箔２に瞬間的
に大電流を流す。これにより接合箔２はその電気抵抗に
より発熱し高温化して溶融し、このあとスイッチを開と
することにより冷却固化するが、この間にセラミック材
の加工品１３の間に接合組織を形成していた。

〔発明が解決しようとする課題］ 従来の接合方法においては、他の接合方法、たとえば熱
間静水圧成形方法や電気炉を用いる方法にくらべ、比較
的簡易で実用的であるが、次の課題があった。

（１）予め加工品を左右より固く締めつける必要がある
が、このため接合箔の溶融時（または再凝固時）に局部
的に熱膨張による熱応力が発生し部分的に変形ないしミ
クロ破壊に至り、接合面全体としては接合強度が劣化す
ることがある。

（２）加工品が薄肉、または形状的に弱い場合にはこれ
を強く締めつけることにより破損することもある。また
、第４図に示すように長尺の薄肉平板などの加工品２３
で、接合面が大きく加圧点ａが複数となる場合には各点
のバランスが悪いために破壊することもある。

本発明は、上記の課題を解決し、セラミック部材の良好
な接合が可能な方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のセラミック部材の接合方法は、互いに接合され
る複数のセラミック部材の接合面に金属箔を設けて固定
し、それを無重量状態とし、上記金属箔に直流大電流を
流すことにより接合を行うことを特徴としている。

〔作用〕

上記において、互いに接合面で接合される複数のセラミ
ック部材は、それぞれの接合面が密着するように所定の
加圧力により加圧され、固定される。上記セラミンク部
材は上記の状態で無重量状態とされ、金属箔に直流大電
流が流され、金属箔は？８融する。

上記溶融した金属箔は、無重量の状態においては毛細常
数が地上に比べ１０２〜１０４となり、狭い間隙内の固
体面に沿って濡れ拡がる距離が通常の地上におけるもの
の１０２〜１０’倍となるため、接合面の狭い間隙内を
充分に拡がり、セラミック部材固定のための加圧力は従
来の方法に比べて小さな加圧力により良好な接合が得ら
れる。

上記により、強固な締付を行わずにセラミンク部材の接
合が可能となるため、局部的熱応力の発生が回避でき、
薄肉ないし大接合面のセラミック部材についても接合が
可能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。

第１図に示す本実施例は、薄肉円筒を半割れとした加工
品３の接合に適用したものである。

第１図において、加工品３は相互に接合箔２を挟んで、
台７の上にシュー４にて固定される。次に、送り機構６
に設けられた送り軸５をネジ駆動により左右に移動させ
、圧電素子８を介してシュー４を所定の力で加工品３に
押しつける。

更に、加工品３に挟まれた接合箔２の相対する端部に直
流電源、コンデンサ及びスイッチが直列接続された電源
回路１を接続する。上記組立が完了した後、これを緩衝
装置内に収納し、約３０ｍ以上の落下塔による無重量発
生設備を利用して落下させながら、遠隔操縦により電源
スィッチを閉として加工品３の接合部を接合させる。

上記において、接合箔２を間に挟んだ加工品３はシュー
４の間に固定され、送り機構６により所定の力で押し付
けられる。この場合、圧電素子８により加圧力を計測し
ながら締め付けを行い、加圧力が加工品の面粗さ、箔の
厚さ等の数値から設計された所定の値とする。この値は
一般に従来方法による場合の１〜２桁オーダの小さいも
のである。

上記の組立作業により送り機構６等と一体化された加工
品３は落下塔により落下させ、無重量状態が形成された
状態で接合箔２に通電し、加工品３の接合を行う。

上記落下塔により得られる無重量状態は大路地上の重力
加速度の１０−２〜１０〜４のレベルであり、このとき
毛細常数は地上にくらべ１０２〜１０４倍となる。これ
は接合面のような狭い間隙内で液が固体面に沿って濡れ
拡がる距離が１０２〜１０’倍となることである。

第２図は接合面をミクロに示すもので、固体（加工品）
３の面は数μｍ程度の凹凸があり、２つの面の間に固体
孕の接合箔２が挟んであるが、これが溶融したときには
、ギャップｄの中に液が濡れ拡がって充分にいきわたれ
ば接合性がよいことになる。無重量状態では上述のよう
に毛細常数が桁ちがいに良くなり、この接合性が向上す
る効果がある。

上記により、強固な締付けを行わずにセラミック材の加
工品の接合が可能となるため、局部的熱応力の発生が回
避でき、薄肉ないし大接合面の加工品についても接合が
可能となった。

なお、上記無重量状態は航空機により形成することも可
能であり、この場合は、航空機内に第１図に示す装置を
設置し、航空機の放物線飛行により約２０〜３０秒間の
無重量環境をつくり、この間に接合を行うものである。

操作は手動あるいはタイマー作動とする。前者の場合に
は着地時の１００程度の制動加速度、後者の場合には通
常３Ｇ、事故時を想定してＩＯＣ程度の加速度に耐える
状態とする必要があり、緩衝装置を設ける必要がある。

〔発明の効果〕

本発明のセラミック部材の接合方法は、互いの接合面に
金属箔を挟んで固定された複数のセラミック部材を、無
重量状態として上記金属箔に直流大電流を流して接合す
ることによって、強固な締付けを行わずにセラミック部
材の接合が可能となるため、局部的熱応力の発生が回避
でき、薄肉ないし大接合面を有するセラミック部材につ
いても接合が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は上記一実
施例に係る接合部分の拡大された断面図、第３図は従来
の方法の説明図、第４図は上記従来の方法に係る長尺の
薄肉平板の接合の説明図である。 １・・・電源回路、　２・・・接合箔、　３・・・加工
品、４・・・シュー、　５・・・送り軸、　６・・・送
り機構、７・・・台、　８・・・圧電素子。 代理人　弁理“士　坂　間　　暁　外２２蔀ＩＡ 話２図 ８３区 角４閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに接合される複数のセラミック部材の接合面に金属
   箔を設けて固定し、それを無重量状態とし、上記金属箔
   に直流大電流を流すことにより接合を行うことを特徴と
   するセラミック部材の接合方法。