JPH04293743A - 炭素またはグラファイト用三元ロウ付け合金 - Google Patents

炭素またはグラファイト用三元ロウ付け合金

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JPH04293743A
JPH04293743A JP3355109A JP35510991A JPH04293743A JP H04293743 A JPH04293743 A JP H04293743A JP 3355109 A JP3355109 A JP 3355109A JP 35510991 A JP35510991 A JP 35510991A JP H04293743 A JPH04293743 A JP H04293743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graphite
carbon
titanium
ternary
copper
Prior art date
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Pending
Application number
JP3355109A
Other languages
English (en)
Inventor
Raymond V Sara
レイモンド、ビンセント、サラ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Graftech Technology LLC
Original Assignee
Ucar Carbon Technology Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Ucar Carbon Technology Corp filed Critical Ucar Carbon Technology Corp
Publication of JPH04293743A publication Critical patent/JPH04293743A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
    • B23K35/302—Cu as the principal constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素およびグラファイ
トを金属または別の炭素および／またはグラファイト体
にロウ付けする技術に関し、より詳細には、グラファイ
トまたは炭素からなる材料間のロウ付けジョイントを形
成するための三元ロウ付け合金およびグラファイトまた
はグラファイト体と金属部材との間のロウ付けジョイン
トを形成するための三元ロウ付け合金に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】通常
の半田またはロウ付け組成物は、金属をモノリシック炭
素およびグラファイトに結合しないか、ぬらさない。従
って、可撓性グラファイトシートを別の可撓性グラファ
イトシートにロウ付けするかグラファイトまたは炭素の
電極を銅の導体にロウ付けすることは、現在可能ではな
い。その代わりに、タンピングされた機械的結線が、通
常の金属導体を炭素またはグラファイト電極に取り付け
て電気回路を完成するために現在使用されている。炭素
またはグラファイトの電極は、典型的には、電源および
起電デバイス用端子として使用されている。ロウ付けま
たは半田付け結線は、固有に機械的に優れていると共に
電気的に優れているであろう。
【０００３】数種の三元ロウ付け合金は、グラファイト
の場合にロウ付けジョイントを形成するために有用であ
ると米国特許第３，５１５，５４５号明細書および第３
，５６５，５９１号明細書に開示されているが、高温応
用および限定群の耐火金属に限定されている。より詳細
には、米国特許第３，５１５，５４５号明細書および第
３，５６５，５９１号明細書は、それぞれグラファイト
を高温で耐火金属にロウ付けするためのチタンとジルコ
ニウムとゲルマニウムとのロウ付け合金を教示している
。米国特許第３，６７３，０３８号明細書も、グラファ
イトを高温で耐火材料にロウ付けするためのチタン−ク
ロムとバナジウムとのロウ付け合金組成物を教示してい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、炭素お
よびグラファイトは、９５０℃程度の低温でスズと銅と
チタンとからなる三元組成物を使用して金属または別の
炭素またはグラファイト体にロウ付けすることができる
ことが発見された。本発明の三元ロウ付け組成物は、チ
タン０．５〜１０重量％とスズ８．５〜５０重量％と銅
（残部）とからなる。
【０００５】本発明の合金は、適量の銅、スズおよびチ
タンを、金属を溶融して合金とする温度に加熱されたル
ツボ中で合わせることによって容易に生成する。好まし
くは、金属の元素粉末は、先ず、ブレンドし、次いで、
約１１００℃よりも高い温度のルツボに装入し、次いで
、鋳造して合金圧粉体とし、この合金圧粉体は、その後
にシート形態に転化してもよい。
【０００６】下記表Ｉに表示の９種の組成物は、本発明
を具体化するためのグラファイトぬれ実験で使用するた
めの小さい均質なシリンダーとして鋳造した。最初に、
適量の金属粉末をよくブレンドし、直径１／２インチ（
約１２．７ｍｍ）のＡｌ２　Ｏ３　ルツボに装入し、次
いで、真空中で１１００℃に１／２時間誘導加熱した。 ルツボへの更なる粉末添加を施した後、前記操作を２回
繰り返した。
【０００７】厚さ０．０１５インチ（約０．３８１ｍｍ
）の薄いウェーハをダイヤモンド製ノコギリで鋳造品か
ら切断した。微粒グラファイト試料を９／１６インチ（
約１４．２９ｍｍ）平方のブロックの形態に成形した。 半径１／１６インチ（約１．５９ｍｍ）の溝をグラファ
イトブロックの１表面に機械加工した。ウェーハをスロ
ット付ブロック表面上に置きながら、試験を行った。完
全なぬれが生じ、溶湯が溝を充填し、ウェーハとブロッ
ク表面との間の結合は強い一方、溝の不完全な充填は部
分的ぬれを示した。実験からの試験結果を表１に表示す
る。最低ぬれ温度を各試験の場合に記載する。下記表Ｉ
に表示の試験も三元状態図にプロットして示す。表Ｉの
結果は、本発明の実用性を実証するために銅分路をぬれ
た合金に半田付けすることによって確認した。
【０００８】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表Ｉ　　　　　　　　　　　　　　
組成（ｗ／ｏ）合金　　　　　　　　Ｃｕ　　　　Ｓｎ
　　　　Ｔｉ　　　　　　ぬれ温度（℃）　　　　　　
ぬれ結果Ｎｏ．　１　　　　　　８８．３　　　　　８
．７　　　　　２．９　　　　　　　　　　１０５０　
　　　　　　　　　　　ぬれＮｏ．　２　　　　　　９
０．１　　　　　８．９　　　　　１．０　　　　　　
　　　　１１００　　　　　　　　　　　　ぬれＮｏ．
　３　　　　　　９０．０　　　　　９．０　　　　　
１．０　　　　　　　　　　１１５０　　　　　　　　
　　　　部分的ぬれＮｏ．　４　　　　　　９２．０　
　　　　７．０　　　　　１．０　　　　　　　　　　
１１５０　　　　　　　　　　　　ぬれなしＮｏ．　５
　　　　　　７２．８　　　　２４．３　　　　　２．
９　　　　　　　　　　　９５０　　　　　　　　　　
　　ぬれＮｏ．　６　　　　　　８８．３　　　　　８
．７　　　　　２．９　　　　　　　　　　　９５０　
　　　　　　　　　　　部分的ぬれＮｏ．　７　　　　
　　７４．３　　　　２４．８　　　　　１．０　　　
　　　　　　　１０５０　　　　　　　　　　　　ぬれ
Ｎｏ．　８　　　　　　６３．１　　　　３４．０　　
　　　２．９　　　　　　　　　　１０５０　　　　　
　　　　　　　ぬれＮｏ．　９　　　　　　５３．４　
　　　４３．７　　　　　２．９　　　　　　　　　　
１０５０　　　　　　　　　　　　ぬれ若干のチタンが
三元合金組成物に少なくとも０．５重量％（ｗ／ｏ）、
好ましくは最小限１．０重量％（ｗ／ｏ）よりも多い量
で存在し且つスズが約８．５重量％（ｗ／ｏ）よりも多
い量で存在する（残部は銅）限り、良好なぬれが、低温
で生じた。好ましい元素範囲は、チタン０．５〜１０重
量％、スズ８．５〜５０重量％および銅５０〜９０重量
％である。
【０００９】
【実施例】下記例は、本発明のロウ付け組成物を使用し
ての可撓性グラファイトの部材間およびグラファイト粒
子間の満足なロウ付けジョイントの存在を実証する。 例Ｉ 　　Ｃｕ７２．８ｗ／ｏ、Ｓｎ２４．３ｗ／ｏ、Ｔｉ２
．９ｗ／ｏおよびアセトンをベースとするスラリーを直
径１．５インチ（約３８．１ｍｍ）×厚さ０．００５イ
ンチ（約０．１２７ｍｍ）の可撓性グラファイトからな
る１２個のディスクの各々の側上に塗り、次いで、それ
らを直径１インチ（約２．５４ｃｍ）のグラファイトホ
ットプレス型に積み重ねた。１００ｐｓｉ　の圧力をか
けながら（このことはディスクを圧縮してシートとした
）、この組立体を１１００℃に１５分間誘導加熱した。 製作完了時に、若干の溶融合金はグラファイトシート間
から強制的に入るが、圧粉体はよく結合されていること
が明らかであった。 例ＩＩ 　　Ｓｐｅｘミルを使用してスクラップ可撓性グラファ
イト粉末６ｇの混合物をＣｕ１２．８％、Ｓｎ２４．３
％、Ｔｉ２．９％のロウ付け合金４ｇと１５分間ブレン
ドした。直径１／２インチ（約１２．７ｍｍ）のペレッ
ト３．５ｇを４２００ｐｓｉ　で冷間プレスし、次いで
、１１００℃で真空中において１５分間焼結した。数個
の小さい金属ビーズがペレット表面上に形成したが、事
実上すべての金属がグラファイト粒子をぬらし、良好な
結合網目を形成した。金属とグラファイトとの薄層状分
布が、顕微鏡写真で明らかであった。 例ＩＩＩ 　　Ｔｉ６　Ｓｎ５　０．７５ｇとＣｕ２．２５ｇと微
粒Ｌｏｎｚｏ　グラファイト１．００ｇとのブレンド混
合物は、粉末をガラス製ジャーに入れ、１５分間タンブ
リングすることによってブレンドし、１ｇを冷間プレス
することによって成形し、１０００℃〜１４００℃で１
時間熱処理した。走査電子顕微鏡による検査およびＥＤ
Ｘ分析は、Ｔｉ２　ＳｎＣおよびＴｉＣを介してグラフ
ァイト粒子に結合されたＣｕＳｎ合金の存在を示した。
【００１０】前記組成物は、重量％で表現される下記元
素量：Ｔｉ８．２、Ｃｕ７５、Ｓｎ１６．８を示すため
に計算してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロウ付け組成物の三元状態図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】本質上チタン０．５〜１０重量％、スズ１
    ０〜５０重量％からなり、残部は銅であることを特徴と
    するグラファイトおよび／または炭素物質をグラファイ
    ト、金属および／または炭素にロウ付けするための三元
    ロウ付け組成物。
  2. 【請求項２】前記銅が５０〜９０重量％である、請求項
    １に記載の三元ロウ付け組成物。
  3. 【請求項３】チタンが最小限約１重量％である、請求項
    ２に記載の三元ロウ付け組成物。
  4. 【請求項４】Ｃｕ７２．８重量％、Ｓｎ２４．３重量％
    およびＴｉ２．９重量％からなる、請求項１に記載の三
    元ロウ付け組成物。
JP3355109A 1990-12-21 1991-12-20 炭素またはグラファイト用三元ロウ付け合金 Pending JPH04293743A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US633409 1984-07-23
US07/633,409 US5102621A (en) 1990-12-21 1990-12-21 Ternary brazing alloy for carbon or graphite

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JPH04293743A true JPH04293743A (ja) 1992-10-19

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