JPH06247776A - 多孔セラミックス接合体及びその製造方法 - Google Patents
多孔セラミックス接合体及びその製造方法Info
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- JPH06247776A JPH06247776A JP5808393A JP5808393A JPH06247776A JP H06247776 A JPH06247776 A JP H06247776A JP 5808393 A JP5808393 A JP 5808393A JP 5808393 A JP5808393 A JP 5808393A JP H06247776 A JPH06247776 A JP H06247776A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は、接合部を高強度にした多孔セラミ
ックス接合体及びその製造方法を提供する。 【構成】 この多孔セラミックス接合体は、互いに接合
される被接合セラミックス部材の一方が多孔材１で且つ
他方が緻密質材２であり、接合部３近傍の部分に含まれ
る気孔４の全部又は一部に有機ケイ素ポリマーを転化さ
せたセラミックス５が充填されている。接合部３にガラ
ス質ソルダーを塗布し融点以上に加熱し接着させる。
ックス接合体及びその製造方法を提供する。 【構成】 この多孔セラミックス接合体は、互いに接合
される被接合セラミックス部材の一方が多孔材１で且つ
他方が緻密質材２であり、接合部３近傍の部分に含まれ
る気孔４の全部又は一部に有機ケイ素ポリマーを転化さ
せたセラミックス５が充填されている。接合部３にガラ
ス質ソルダーを塗布し融点以上に加熱し接着させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、少なくとも一方が多
孔材から成る被接合セラミックス部材を互いに接合した
多孔セラミックス接合体及びその製造方法に関する。
孔材から成る被接合セラミックス部材を互いに接合した
多孔セラミックス接合体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミックス部材の接合方法とし
て、ＣａＯ，ＳｉＯ2 等からなる酸化物ソルダーを被接
合面に塗布した後、両者を加圧しながら高温に保持して
接合する方法が広く知られている。
て、ＣａＯ，ＳｉＯ2 等からなる酸化物ソルダーを被接
合面に塗布した後、両者を加圧しながら高温に保持して
接合する方法が広く知られている。
【０００３】また、特開平２−２１７３７０号公報に
は、セラミックスと金属の接合材及び接合方法が開示さ
れている。該接合材は、表層部が酸化被膜で覆われた金
属材と、この金属材の上記酸化被膜側の面に接合される
多孔質の酸化物系セラミックス材と、これらセラミック
ス材と金属材との間に介在させられて一面側が上記酸化
被膜に接着し、且つ他面側が上記セラミックス材のポー
ラスに一部を入り込ませた状態で固着した接合ガラス層
とを有するものである。
は、セラミックスと金属の接合材及び接合方法が開示さ
れている。該接合材は、表層部が酸化被膜で覆われた金
属材と、この金属材の上記酸化被膜側の面に接合される
多孔質の酸化物系セラミックス材と、これらセラミック
ス材と金属材との間に介在させられて一面側が上記酸化
被膜に接着し、且つ他面側が上記セラミックス材のポー
ラスに一部を入り込ませた状態で固着した接合ガラス層
とを有するものである。
【０００４】また、セラミックス・金属接合体の製造方
法として、特開平３−１０３３６９号公報に開示された
ものがある。該セラミックス・金属接合体の製造方法
は、セラミックス体と金属体との接合面に、セラミック
ス多孔層を形成し、この接合層を介して金属体とセラミ
ックス体とを接合するものである。
法として、特開平３−１０３３６９号公報に開示された
ものがある。該セラミックス・金属接合体の製造方法
は、セラミックス体と金属体との接合面に、セラミック
ス多孔層を形成し、この接合層を介して金属体とセラミ
ックス体とを接合するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
ス部材の接合方法として、多孔セラミックスを緻密セラ
ミックス又は多孔セラミックスに接合する場合に、酸化
物ソルダーを被接合面に塗布する方法では、多孔セラミ
ックスが気孔を含んでいる分、接合面積が減少するため
に高い接合強度が得られない。また、接合相近傍の結晶
粒子間の結合が弱い場合にも高い接合強度が得られない
という問題がある。
ス部材の接合方法として、多孔セラミックスを緻密セラ
ミックス又は多孔セラミックスに接合する場合に、酸化
物ソルダーを被接合面に塗布する方法では、多孔セラミ
ックスが気孔を含んでいる分、接合面積が減少するため
に高い接合強度が得られない。また、接合相近傍の結晶
粒子間の結合が弱い場合にも高い接合強度が得られない
という問題がある。
【０００６】前掲特開平２−２１７３７０号公報に開示
されたセラミックスと金属の接合材及び接合方法は、接
合面積を増大させているが、基本的にはセラミックスと
金属との接合に関する技術的思想であり、セラミックス
としては熱膨張係数の大きい酸化物を選定している。そ
のため、該接合方法は、含浸材としてもやはり熱膨張係
数の大きいガラス材を使用しており、このようなガラス
材では粘度を低下させることが困難であり、従って、多
孔材中の気孔サイズをかなり大きく形成する必要があ
る。また、前掲特開平３−１０３３６９号公報に開示さ
れたセラミックス・金属接合体の製造方法は、基本的に
は上記と同様にセラミックスと金属との接合である。
されたセラミックスと金属の接合材及び接合方法は、接
合面積を増大させているが、基本的にはセラミックスと
金属との接合に関する技術的思想であり、セラミックス
としては熱膨張係数の大きい酸化物を選定している。そ
のため、該接合方法は、含浸材としてもやはり熱膨張係
数の大きいガラス材を使用しており、このようなガラス
材では粘度を低下させることが困難であり、従って、多
孔材中の気孔サイズをかなり大きく形成する必要があ
る。また、前掲特開平３−１０３３６９号公報に開示さ
れたセラミックス・金属接合体の製造方法は、基本的に
は上記と同様にセラミックスと金属との接合である。
【０００７】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、互いに接合される被接合セラミッ
クス部材が多孔材と多孔材或いは多孔材と緻密材から成
り、多孔材の気孔中にソルダー剤と反応する有機ケイ素
ポリマーを充填し、気孔を有機ケイ素ポリマーで閉塞し
て熱分解させ、その表面にソルダー剤を塗布し、高温加
圧することで実質的に接合面積を増大させて接合強度を
高める多孔セラミックス接合体及びその製造方法を提供
することである。
解決することであり、互いに接合される被接合セラミッ
クス部材が多孔材と多孔材或いは多孔材と緻密材から成
り、多孔材の気孔中にソルダー剤と反応する有機ケイ素
ポリマーを充填し、気孔を有機ケイ素ポリマーで閉塞し
て熱分解させ、その表面にソルダー剤を塗布し、高温加
圧することで実質的に接合面積を増大させて接合強度を
高める多孔セラミックス接合体及びその製造方法を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、互いに接合される被接合セラミックス部材
のうち少なくとも一方が多孔材であり、接合部近傍の部
分に含まれる気孔の全部又は一部に有機ケイ素ポリマー
が転化したセラミックスが充填されていることを特徴と
する多孔セラミックス接合体に関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、互いに接合される被接合セラミックス部材
のうち少なくとも一方が多孔材であり、接合部近傍の部
分に含まれる気孔の全部又は一部に有機ケイ素ポリマー
が転化したセラミックスが充填されていることを特徴と
する多孔セラミックス接合体に関する。
【０００９】或いは、この発明は、互いに接合される被
接合セラミックス部材のうち少なくとも一方の多孔材の
接合部近傍に含まれる気孔に有機ケイ素ポリマーを含浸
させた後、該有機ケイ素ポリマーを熱分解させるステッ
プ、前記多孔材の接合面にガラス質ソルダーを塗布し、
ガラス質ソルダーを塗布した前記多孔材に他方の前記被
接合セラミックス部材を重ね合わせるステップ、次いで
前記ガラス質ソルダーの融点以上に加熱するステップを
有することを特徴とする多孔セラミックス接合体の製造
方法に関する。
接合セラミックス部材のうち少なくとも一方の多孔材の
接合部近傍に含まれる気孔に有機ケイ素ポリマーを含浸
させた後、該有機ケイ素ポリマーを熱分解させるステッ
プ、前記多孔材の接合面にガラス質ソルダーを塗布し、
ガラス質ソルダーを塗布した前記多孔材に他方の前記被
接合セラミックス部材を重ね合わせるステップ、次いで
前記ガラス質ソルダーの融点以上に加熱するステップを
有することを特徴とする多孔セラミックス接合体の製造
方法に関する。
【００１０】
【作用】この発明による多孔セラミックス接合体及びそ
の製造方法は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、この多孔セラミックス接合体は、互
いに接合される被接合セラミックス部材のうち少なくと
も一方が多孔材であり、接合部近傍の部分に含まれる気
孔の全部又は一部に有機ケイ素ポリマーが充填されてい
るものであり、有機ケイ素ポリマーの粘度は希釈の度合
いで大きな範囲にわたってコントロールができ、例え
ば、１０μｍ程度の穴でも毛細管現象により含浸可能で
あり、接合部近傍の気孔のサイズが小さくても含浸でき
る。しかるに、多孔セラミックスの気孔にガラス材、金
属等を含浸させるためには、気孔のサイズを大きくする
必要があり、セラミックスが有する気孔を大きくする
と、結果的に多孔セラミックスの強度が低下する。
の製造方法は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、この多孔セラミックス接合体は、互
いに接合される被接合セラミックス部材のうち少なくと
も一方が多孔材であり、接合部近傍の部分に含まれる気
孔の全部又は一部に有機ケイ素ポリマーが充填されてい
るものであり、有機ケイ素ポリマーの粘度は希釈の度合
いで大きな範囲にわたってコントロールができ、例え
ば、１０μｍ程度の穴でも毛細管現象により含浸可能で
あり、接合部近傍の気孔のサイズが小さくても含浸でき
る。しかるに、多孔セラミックスの気孔にガラス材、金
属等を含浸させるためには、気孔のサイズを大きくする
必要があり、セラミックスが有する気孔を大きくする
と、結果的に多孔セラミックスの強度が低下する。
【００１１】そして、有機ケイ素ポリマーを含浸させた
強度の高い多孔材の表面にソルダー材を塗布し、高温加
圧させることによって実質的に接合面積を増大させると
共に、この部分に含まれる結晶粒子間の結合力を高める
ことができ、接合強度を向上できる。従って、この発明
による多孔セラミックス接合体は、少なくとも一方が多
孔材であれば、高い接合強度を確保できるものであり、
多孔材と多孔材との接合、或いは多孔材と緻密質材との
接合を良好に行うことができるものである。
強度の高い多孔材の表面にソルダー材を塗布し、高温加
圧させることによって実質的に接合面積を増大させると
共に、この部分に含まれる結晶粒子間の結合力を高める
ことができ、接合強度を向上できる。従って、この発明
による多孔セラミックス接合体は、少なくとも一方が多
孔材であれば、高い接合強度を確保できるものであり、
多孔材と多孔材との接合、或いは多孔材と緻密質材との
接合を良好に行うことができるものである。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による多孔
セラミックス接合体及びその製造方法の実施例を説明す
る。図１はこの発明による多孔セラミックス接合体の一
実施例を示す説明図である。
セラミックス接合体及びその製造方法の実施例を説明す
る。図１はこの発明による多孔セラミックス接合体の一
実施例を示す説明図である。
【００１３】この発明による多孔セラミックス接合体の
一実施例を、図１を参照して説明する。図１に示すよう
に、この多孔セラミックス接合体は、被接合セラミック
ス部材のうち一方が多孔材１であり、他方が緻密質材２
であり、両者を接合部３を介して互いに接合したもので
ある。多孔材１の接合部３の近傍の部分に含まれる気孔
４の全部又は一部に有機ケイ素ポリマーが転化したセラ
ミックス５が充填されているものである。図中、符号Ａ
は多孔材１の領域を示し、符号Ｂは緻密質材２の領域を
示し、符号Ｃは接合層の領域を示し、更に符号Ｄは多孔
材１の気孔４が有機ケイ素ポリマーが転化したセラミッ
クス５が充填された気孔閉塞領域を示している。このよ
うな多孔セラミックス接合体としては、例えば、エンジ
ン部品では、ピストンヘッド部の遮熱構造を構成する材
料として利用できる。
一実施例を、図１を参照して説明する。図１に示すよう
に、この多孔セラミックス接合体は、被接合セラミック
ス部材のうち一方が多孔材１であり、他方が緻密質材２
であり、両者を接合部３を介して互いに接合したもので
ある。多孔材１の接合部３の近傍の部分に含まれる気孔
４の全部又は一部に有機ケイ素ポリマーが転化したセラ
ミックス５が充填されているものである。図中、符号Ａ
は多孔材１の領域を示し、符号Ｂは緻密質材２の領域を
示し、符号Ｃは接合層の領域を示し、更に符号Ｄは多孔
材１の気孔４が有機ケイ素ポリマーが転化したセラミッ
クス５が充填された気孔閉塞領域を示している。このよ
うな多孔セラミックス接合体としては、例えば、エンジ
ン部品では、ピストンヘッド部の遮熱構造を構成する材
料として利用できる。
【００１４】この実施例の多孔セラミックス接合体にお
いて、多孔材１は、Ｓｉを主成分とするセラミックスで
あり、その他Ａｌ，Ｔｉ，Ｏ，Ｎから構成されているセ
ラミックスである。更に、多孔材１は、気孔が３０％以
上であり、その３点曲げ平均強度が６０ＭＰａ以上の強
度を有しており、熱膨張係数が４×１０- 6 ／℃以下の
ものである。また、有機ケイ素ポリマーとしては、ポリ
シラザン、ポリカルボシランを使用できる。緻密質材２
としては、例えば、気孔が１％以下の窒化ケイ素Ｓｉ3
Ｎ4 等のセラミックスである。また、接合層の領域Ｃ
は、例えば、２０〜１００μｍ程度である。
いて、多孔材１は、Ｓｉを主成分とするセラミックスで
あり、その他Ａｌ，Ｔｉ，Ｏ，Ｎから構成されているセ
ラミックスである。更に、多孔材１は、気孔が３０％以
上であり、その３点曲げ平均強度が６０ＭＰａ以上の強
度を有しており、熱膨張係数が４×１０- 6 ／℃以下の
ものである。また、有機ケイ素ポリマーとしては、ポリ
シラザン、ポリカルボシランを使用できる。緻密質材２
としては、例えば、気孔が１％以下の窒化ケイ素Ｓｉ3
Ｎ4 等のセラミックスである。また、接合層の領域Ｃ
は、例えば、２０〜１００μｍ程度である。
【００１５】この発明による多孔セラミックス接合体の
別の実施例を、図２を参照して説明する。この実施例で
は、上記実施例の部材と同一部材には同一の符号を付し
ている。図２に示すように、この多孔セラミックス接合
体は、被接合セラミックス部材は両者とも多孔材１であ
り、両者を接合部３を介して互いに接合したものであ
る。両方の多孔材１の接合部３の近傍の部分に含まれる
気孔４の全部又は一部には、有機ケイ素ポリマーが転化
したセラミックス５が充填されている。図中、符号Ａは
多孔材１の領域を示し、符号Ｃは接合層の領域を示し、
更に、符号Ｄは多孔材１の気孔４が有機ケイ素ポリマー
が転化したセラミックス５が充填された気孔閉塞領域を
示している。
別の実施例を、図２を参照して説明する。この実施例で
は、上記実施例の部材と同一部材には同一の符号を付し
ている。図２に示すように、この多孔セラミックス接合
体は、被接合セラミックス部材は両者とも多孔材１であ
り、両者を接合部３を介して互いに接合したものであ
る。両方の多孔材１の接合部３の近傍の部分に含まれる
気孔４の全部又は一部には、有機ケイ素ポリマーが転化
したセラミックス５が充填されている。図中、符号Ａは
多孔材１の領域を示し、符号Ｃは接合層の領域を示し、
更に、符号Ｄは多孔材１の気孔４が有機ケイ素ポリマー
が転化したセラミックス５が充填された気孔閉塞領域を
示している。
【００１６】この多孔セラミックス接合体において、多
孔材１は、Ｓｉを主成分とするセラミックスであり、そ
の他Ａｌ，Ｔｉ，Ｏ，Ｎから構成されているセラミック
スである。更に、多孔材１は、気孔が３０％以上であ
り、その３点曲げ平均強度が６０ＭＰａ以上の強度を有
しており、熱膨張係数が４×１０- 6 ／℃以下のもので
ある。また、有機ケイ素ポリマー５としては、ポリシラ
ザン、ポリカルボシランを使用できる。
孔材１は、Ｓｉを主成分とするセラミックスであり、そ
の他Ａｌ，Ｔｉ，Ｏ，Ｎから構成されているセラミック
スである。更に、多孔材１は、気孔が３０％以上であ
り、その３点曲げ平均強度が６０ＭＰａ以上の強度を有
しており、熱膨張係数が４×１０- 6 ／℃以下のもので
ある。また、有機ケイ素ポリマー５としては、ポリシラ
ザン、ポリカルボシランを使用できる。
【００１７】次に、この発明による多孔セラミックス接
合体の製造方法を説明する。この多孔セラミックス接合
体の製造方法は、主として、互いに接合される被接合セ
ラミックス部材のうち少なくとも一方の多孔材の接合部
近傍に含まれる気孔に有機ケイ素ポリマーを含浸させた
後、該有機ケイ素ポリマーを熱分解させるステップ、前
記多孔材の接合面にガラス質ソルダーを塗布し、ガラス
質ソルダーを塗布した前記多孔材に他方の前記被接合セ
ラミックス部材を重ね合わせるステップ、次いで前記ガ
ラス質ソルダーの融点以上に加熱するステップを有する
ものである。
合体の製造方法を説明する。この多孔セラミックス接合
体の製造方法は、主として、互いに接合される被接合セ
ラミックス部材のうち少なくとも一方の多孔材の接合部
近傍に含まれる気孔に有機ケイ素ポリマーを含浸させた
後、該有機ケイ素ポリマーを熱分解させるステップ、前
記多孔材の接合面にガラス質ソルダーを塗布し、ガラス
質ソルダーを塗布した前記多孔材に他方の前記被接合セ
ラミックス部材を重ね合わせるステップ、次いで前記ガ
ラス質ソルダーの融点以上に加熱するステップを有する
ものである。
【００１８】この多孔セラミックス接合体の製造方法の
一実施例として、一方が多孔材で且つ他方が緻密質材か
ら成る被接合セラミックス部材を互いに接合するものを
説明する。まず、ＳｉとＴｉＡｌ2 Ｏ5 とを６５：３５
の重量比となるように秤量し、蒸留水を媒体として混合
して混合物を作り、該混合物を乾燥した後に、乾燥混合
物を粉砕して粒状物を作製した。更に粒状物を分級して
粉末原料を作製した。この粉末原料を成形原料として金
型で予備成形した後、ＣＩＰによって約１トン／ｃｍ2
の圧力で成形して成形体を作製した。この成形体を加熱
脱脂した後、窒素雰囲気中で最高１４００℃まで加熱し
て反応焼成を行った。こうして得られた焼成体は焼成後
生成した不安定な窒化物が存在している。そこで、焼成
体を大気炉内で１０００℃で約１０時間加熱処理し、窒
化物を安定した酸化物に転化させた。
一実施例として、一方が多孔材で且つ他方が緻密質材か
ら成る被接合セラミックス部材を互いに接合するものを
説明する。まず、ＳｉとＴｉＡｌ2 Ｏ5 とを６５：３５
の重量比となるように秤量し、蒸留水を媒体として混合
して混合物を作り、該混合物を乾燥した後に、乾燥混合
物を粉砕して粒状物を作製した。更に粒状物を分級して
粉末原料を作製した。この粉末原料を成形原料として金
型で予備成形した後、ＣＩＰによって約１トン／ｃｍ2
の圧力で成形して成形体を作製した。この成形体を加熱
脱脂した後、窒素雰囲気中で最高１４００℃まで加熱し
て反応焼成を行った。こうして得られた焼成体は焼成後
生成した不安定な窒化物が存在している。そこで、焼成
体を大気炉内で１０００℃で約１０時間加熱処理し、窒
化物を安定した酸化物に転化させた。
【００１９】上記の製造方法で得られたセラミックス
は、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）の観察と
画像処理装置による測定によれば、約２８％の気孔を含
む多孔材であった。これらの気孔は、開気孔と閉気孔の
両者を含んでいるものである。また、この多孔材は、熱
伝導率が２．８Ｗ／ｍ・Ｋと低く、熱膨張係数が４×１
０- 6 ／℃以下であり、また、４点曲げ平均強度が約２
１０ＭＰａであった。この多孔材は、低熱伝導材として
は高強度を有するため、例えば、断熱エンジン部品に利
用できるものである。
は、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）の観察と
画像処理装置による測定によれば、約２８％の気孔を含
む多孔材であった。これらの気孔は、開気孔と閉気孔の
両者を含んでいるものである。また、この多孔材は、熱
伝導率が２．８Ｗ／ｍ・Ｋと低く、熱膨張係数が４×１
０- 6 ／℃以下であり、また、４点曲げ平均強度が約２
１０ＭＰａであった。この多孔材は、低熱伝導材として
は高強度を有するため、例えば、断熱エンジン部品に利
用できるものである。
【００２０】一方、有機ケイ素ポリマーとしてポリカル
ボシランを使用し、該ポリカルボシランをトルエンで希
釈した２０％濃度溶液を作製し、該溶液を上記で得た多
孔材の表面に含浸させた。上記溶液が含浸した多孔材を
１５０℃で乾燥した後、所定温度に加熱し、ポリカルボ
シランをセラミックスに転化させた。この工程を数回繰
り返し行った結果、多孔材の表面層近傍の気孔は、多孔
材の基材中のそれに比較して大幅に減少しており、多孔
材の表面層のみがあたかも緻密質セラミックスであるよ
うな組織となっていることを観察により確認できた。
ボシランを使用し、該ポリカルボシランをトルエンで希
釈した２０％濃度溶液を作製し、該溶液を上記で得た多
孔材の表面に含浸させた。上記溶液が含浸した多孔材を
１５０℃で乾燥した後、所定温度に加熱し、ポリカルボ
シランをセラミックスに転化させた。この工程を数回繰
り返し行った結果、多孔材の表面層近傍の気孔は、多孔
材の基材中のそれに比較して大幅に減少しており、多孔
材の表面層のみがあたかも緻密質セラミックスであるよ
うな組織となっていることを観察により確認できた。
【００２１】また、ソルダー材として、ＣａＯとＳｉＯ
2 を２：３の割合で配合した後、加熱溶融し、それを水
中で急冷することで作製されたガラスを粉砕し、該ガラ
ス粉末に所定量のＳｉ3 Ｎ4 粉末を配合し、更に粘度を
高めるために、ポリビニルアルコール溶液を混合したソ
ルダー材ペイストを作製した。
2 を２：３の割合で配合した後、加熱溶融し、それを水
中で急冷することで作製されたガラスを粉砕し、該ガラ
ス粉末に所定量のＳｉ3 Ｎ4 粉末を配合し、更に粘度を
高めるために、ポリビニルアルコール溶液を混合したソ
ルダー材ペイストを作製した。
【００２２】上記多孔材に接合する相手材の被接合セラ
ミックス部材の緻密質材としては、相対密度９９％以上
のＳｉ3 Ｎ4 のガス圧焼成体を選定した。そこで、緻密
質材と多孔材とを４０×４０×４０ｍｍの立方体の接合
試料にそれぞれ加工した。次いで、両者の被接合セラミ
ックス部材の接合面を加工して研磨し、十分な平面にす
ると共に平滑度を上げた後、上記のソルダー材ペイスト
を多孔材と緻密質材との接合面に塗布し、多孔材と緻密
質材とを加圧して脱気した後、６００℃まで大気中にて
加熱することで脱脂した。
ミックス部材の緻密質材としては、相対密度９９％以上
のＳｉ3 Ｎ4 のガス圧焼成体を選定した。そこで、緻密
質材と多孔材とを４０×４０×４０ｍｍの立方体の接合
試料にそれぞれ加工した。次いで、両者の被接合セラミ
ックス部材の接合面を加工して研磨し、十分な平面にす
ると共に平滑度を上げた後、上記のソルダー材ペイスト
を多孔材と緻密質材との接合面に塗布し、多孔材と緻密
質材とを加圧して脱気した後、６００℃まで大気中にて
加熱することで脱脂した。
【００２３】緻密質材と多孔材との接合は、ホットプレ
スにより行った。即ち、緻密質材と多孔材との試料を黒
鉛ダイス内に置き、Ｎ2 雰囲気中で所定圧を付与した状
態で、最高１５５０℃まで加熱した。次いで、炉冷し、
緻密質材と多孔材との接合体を炉から取り出し、接合体
の接合部を中央にした形状の３点曲げ試験片に加工し
た。２０本の接合体の試験片の３点曲げ強度を測定した
ところ、接合体の平均強度は約１９４ＭＰａであった。
また、接合体を６００℃の雰囲気中で強度を測定した
が、強度は低下しないことが確認できた。接合体の破断
面を観察すると、接合体の約８割が接合層の部分で破壊
していることを確認した。
スにより行った。即ち、緻密質材と多孔材との試料を黒
鉛ダイス内に置き、Ｎ2 雰囲気中で所定圧を付与した状
態で、最高１５５０℃まで加熱した。次いで、炉冷し、
緻密質材と多孔材との接合体を炉から取り出し、接合体
の接合部を中央にした形状の３点曲げ試験片に加工し
た。２０本の接合体の試験片の３点曲げ強度を測定した
ところ、接合体の平均強度は約１９４ＭＰａであった。
また、接合体を６００℃の雰囲気中で強度を測定した
が、強度は低下しないことが確認できた。接合体の破断
面を観察すると、接合体の約８割が接合層の部分で破壊
していることを確認した。
【００２４】この発明による多孔セラミックス接合体
を、別の接合体と比較するため、比較接合体を作製し
た。比較接合体は、上記製造工程において、有機ケイ素
ポリマーの含浸工程を除いて同様の工程で比較試験片を
作製した。このようにして作製した比較試験片の強度試
験を行ったところ、３点曲げ強度の平均強度は６６ＭＰ
ａと低いレベルのものであった。また、比較試験片の破
断面を観察したところ、多孔材の表面層の粒子が破断面
の各所に付着しており、接合後、こうした部分の結合力
が低くなっていると考えられた。
を、別の接合体と比較するため、比較接合体を作製し
た。比較接合体は、上記製造工程において、有機ケイ素
ポリマーの含浸工程を除いて同様の工程で比較試験片を
作製した。このようにして作製した比較試験片の強度試
験を行ったところ、３点曲げ強度の平均強度は６６ＭＰ
ａと低いレベルのものであった。また、比較試験片の破
断面を観察したところ、多孔材の表面層の粒子が破断面
の各所に付着しており、接合後、こうした部分の結合力
が低くなっていると考えられた。
【００２５】次に、この発明による多孔セラミックス接
合体の製造方法の別の実施例を説明する。この実施例
は、被接合セラミックス部材の両者が多孔材からなり、
多孔材同志を互いに接合するものである。即ち、この実
施例は、上記実施例における緻密質材の代わりに多孔材
を用いたものである。多孔材及びソルダー材の作製、使
用した有機ケイ素ポリマーは、上記実施例と同様の条件
であるので、ここではそれらの工程についての説明は省
略する。多孔材と多孔材との接合体の強度評価を行った
ところ、これらの接合体の接合部の平均強度は、１８７
ＭＰａ程度であった。そして、この接合部の平均強度
は、多孔材の強度とほぼ同等の強度であることが確認で
きた。
合体の製造方法の別の実施例を説明する。この実施例
は、被接合セラミックス部材の両者が多孔材からなり、
多孔材同志を互いに接合するものである。即ち、この実
施例は、上記実施例における緻密質材の代わりに多孔材
を用いたものである。多孔材及びソルダー材の作製、使
用した有機ケイ素ポリマーは、上記実施例と同様の条件
であるので、ここではそれらの工程についての説明は省
略する。多孔材と多孔材との接合体の強度評価を行った
ところ、これらの接合体の接合部の平均強度は、１８７
ＭＰａ程度であった。そして、この接合部の平均強度
は、多孔材の強度とほぼ同等の強度であることが確認で
きた。
【００２６】
【発明の効果】この発明による多孔セラミックス接合体
及びその製造方法は、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、この発明による多孔セラ
ミックス接合体は、互いに接合される被接合セラミック
ス部材のうち少なくとも一方が多孔材であり、接合部近
傍の部分に含まれる気孔の全部又は一部に有機ケイ素ポ
リマーを転化させたセラミックスが充填されているの
で、接合部を高強度にすることができ、多孔材の持つ特
性、或いは緻密質材の持つ特性を有効に活かした複合構
造体を得ることができる。しかも、この多孔セラミック
ス接合体は、高温状態でも、接合強度が低下しないもの
である。従って、例えば、エンジン部品として、ピスト
ンヘッド部の遮熱構造を高強度な構造で且つ遮熱性を向
上させたものに作製できる。
及びその製造方法は、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、この発明による多孔セラ
ミックス接合体は、互いに接合される被接合セラミック
ス部材のうち少なくとも一方が多孔材であり、接合部近
傍の部分に含まれる気孔の全部又は一部に有機ケイ素ポ
リマーを転化させたセラミックスが充填されているの
で、接合部を高強度にすることができ、多孔材の持つ特
性、或いは緻密質材の持つ特性を有効に活かした複合構
造体を得ることができる。しかも、この多孔セラミック
ス接合体は、高温状態でも、接合強度が低下しないもの
である。従って、例えば、エンジン部品として、ピスト
ンヘッド部の遮熱構造を高強度な構造で且つ遮熱性を向
上させたものに作製できる。
【００２７】また、この多孔セラミックス接合体は、互
いに接合される被接合セラミックス部材のうち少なくと
も一方の多孔材の接合部近傍に含まれる気孔に有機ケイ
素ポリマーを含浸させ、多孔材の気孔に含浸した有機ケ
イ素ポリマーを熱分解させ、前記多孔材の接合面に塗布
したガラス質ソルダーを介在して他方の前記被接合セラ
ミックス部材を重ね合わせ、次いで前記ガラス質ソルダ
ーの融点以上に加熱することによって作製することがで
きる。
いに接合される被接合セラミックス部材のうち少なくと
も一方の多孔材の接合部近傍に含まれる気孔に有機ケイ
素ポリマーを含浸させ、多孔材の気孔に含浸した有機ケ
イ素ポリマーを熱分解させ、前記多孔材の接合面に塗布
したガラス質ソルダーを介在して他方の前記被接合セラ
ミックス部材を重ね合わせ、次いで前記ガラス質ソルダ
ーの融点以上に加熱することによって作製することがで
きる。
【図１】この発明による多孔セラミックス接合体の一実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図２】この発明による多孔セラミックス接合体の別の
実施例を示す断面図である。
実施例を示す断面図である。
１ 多孔材 ２ 緻密質材 ３ 接合部 ４ 気孔 ５ 有機ケイ素ポリマーの転化したセラミックス
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに接合される被接合セラミックス部
材のうち少なくとも一方が多孔材であり、接合部近傍の
部分に含まれる気孔の全部又は一部に有機ケイ素ポリマ
ーを転化させたセラミックスが充填されていることを特
徴とする多孔セラミックス接合体。 - 【請求項２】 互いに接合される被接合セラミックス部
材のうち少なくとも一方の多孔材の接合部近傍に含まれ
る気孔に有機ケイ素ポリマーを含浸させた後、該有機ケ
イ素ポリマーを熱分解させるステップ、前記多孔材の接
合面にガラス質ソルダーを塗布し、ガラス質ソルダーを
塗布した前記多孔材に他方の前記被接合セラミックス部
材を重ね合わせるステップ、次いで前記ガラス質ソルダ
ーの融点以上に加熱するステップを有することを特徴と
する多孔セラミックス接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5808393A JPH06247776A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 多孔セラミックス接合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5808393A JPH06247776A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 多孔セラミックス接合体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06247776A true JPH06247776A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=13074034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5808393A Pending JPH06247776A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 多孔セラミックス接合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06247776A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011096994A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-05-12 | Kyocera Corp | 冷却器、配線基板、および発光体 |
| CN112555283A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-03-26 | 大同金属工业株式会社 | 滑动构件 |
| WO2024232162A1 (ja) * | 2023-05-09 | 2024-11-14 | 日本碍子株式会社 | 接合体 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP5808393A patent/JPH06247776A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011096994A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-05-12 | Kyocera Corp | 冷却器、配線基板、および発光体 |
| CN112555283A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-03-26 | 大同金属工业株式会社 | 滑动构件 |
| CN112555283B (zh) * | 2019-09-26 | 2022-11-15 | 大同金属工业株式会社 | 滑动构件 |
| WO2024232162A1 (ja) * | 2023-05-09 | 2024-11-14 | 日本碍子株式会社 | 接合体 |
| US12539690B2 (en) | 2023-05-09 | 2026-02-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Joined body |
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