JPH0647188B2 - 黒鉛と金属材料との接合材及び接合方法 - Google Patents

黒鉛と金属材料との接合材及び接合方法

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JPH0647188B2
JPH0647188B2 JP61258155A JP25815586A JPH0647188B2 JP H0647188 B2 JPH0647188 B2 JP H0647188B2 JP 61258155 A JP61258155 A JP 61258155A JP 25815586 A JP25815586 A JP 25815586A JP H0647188 B2 JPH0647188 B2 JP H0647188B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般黒鉛材料（原子炉級、電極用、特殊黒鉛
材料）と一般金属材料（特に耐熱材、原子炉材、良熱伝
導材）との接合材を、常温及び特殊高温場において構造
材及びその一部として使用を可能とする接合材及び接合
法に関する。
（従来の技術） 黒鉛と金属との従来の接合例としては、黒鉛／（LLOYD
O. LINDQUIST AND RICHAD MAH.:LA-6928-MS,(1977))，
黒鉛／モリブデン（M.FUKUTOMI AND ET.: J.OF NUCLEAR
MATERIALS,128 & 129,908,(1984))などが知られている
が、SUS系、ハステロイ系、インコロイ系、インコネル
系各種合金との接合例はない。さらに前記の接合例にお
いても、接合材の融解温度が高く接合時に接合材を変質
させ、黒鉛−金属間の大きな熱膨脹差からクラックが発
生し、また接合条件が特殊なために大型母材との接合が
しばしば不可能であって、実用化に対しては多くの問題
を残すものであった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、耐熱構造金属材料を特殊高温雰囲気か
ら保護するための技術、特に核融合炉の第一壁及びその
周辺機器を黒鉛と接合することによりプラズマから受け
る損傷を軽減し、かつプラズマとの共存性を高めるため
の技術において使用する接合材及び接合法を提供するこ
とである。
（問題点を解決するための手段） 本発明における接合材の条件としては、接合金属材料
（銅、SUS系、ハステロイ、インコロイ、モリブデン
等）が接合熱処理時に変質しないように、接合材の融解
温度が１０００℃付近のものであると同時に、黒鉛及び
金属両材料とのぬれ性の優れたものでなければならな
い。
本願発明者は、これらの条件を満足させるものとして、
多くの実験の結果、 重量％で、 Ｔｉ ６９〜５７ Ｎｉ ２４〜２０ Ｃｕ ７〜２３ の組成比を有するチタン、ニッケル及び銅から成る接合
材を得るに至った。
本発明の接合材は、チタニックロウ材と称し、パウダー
状、ホイール状等にして使用用途に応じて選択すること
ができる。
本発明の接合材を使用する黒鉛−金属の接合において
は、高真空（真空度１０-5torr以上）、高温（接合材を
１１００℃以上）が保てる加熱炉を使用し、接合はアル
ゴン雰囲気中で行われる。加熱時における加熱速度に特
に指定はない。接合時の最高温度は約９８０〜１２００
℃で約１〜５０分の保持が必要である。徐熱時の徐熱温
度は２０℃／分以下とする。また、接合時の接合部は均
熱状態を確保することが必要である。
黒鉛と熱膨脹率が近いモリブデン等の金属材を接合する
場合は、第１図に示すごとく、黒鉛−接合材−モリブデ
ンと接合を行うことができるが、黒鉛と熱膨脹率の差が
大きい金属材料、例えばSUS 316との接合の場合は、第
２図に示されるごとく、黒鉛−接合材−モリブデン板−
接合材−ニッケル板−接合材−SUS 316のごとく７層構
成に接合する。この場合における中間層のモリブデン
板、ニッケル板等の金属板の厚さは、板厚を変えての接
合試験の結果、第１表に示すごとくで、両者とも１mm以
上を必要とする。
（実施例） 本発明の接合材によって接合試験に成功した黒鉛と金属
材料との組合せは次のごとくであった。
（発明の効果） 黒鉛と耐熱金属材料との接合が可能になることによっ
て、JT-60のリミター部や第一壁のライナー部を黒鉛材
料で覆うことによってプラズマから保護したり、プラズ
マー金属間の共存性を向上させることができる。また、
将来、核融合炉FERにおいては、第一壁であるSUS 316と
黒鉛を接合することによって除熱効率の向上が期待さ
れ、これによって炉全体の縮小化を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、黒鉛と熱膨脹率が近い金属材料、例えばモリ
ブデンとの三層の構成の接合を示す説明図である。 図において、は黒鉛層 は接合材層 はモリブデン板 である。 第２図は、黒鉛と熱膨脹率の差が大きい金属材料、例え
ばSUS 316との七層の構成の接合を示す説明図である。 図において、は黒鉛層 は接合材層 はモリブデン板 は接合材層 はニッケル板 は接合材層 はSUS 316 である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】重量％で、 Ｔｉ ６９〜５７ Ｎｉ ２４〜２０ Ｃｕ ７〜２３ の組成比を有するチタン、ニッケル及び銅から成る黒鉛
    と金属材料との接合材。
  2. 【請求項２】真空度１０-5torr以上の高真空、１１００
    ℃以上の高温に保れた加熱炉において、 重量％で、 Ｔｉ ６９〜５７ Ｎｉ ２４〜２０ Ｃｕ ７〜２３ の組成比を有するチタン、ニッケル及び銅から成る接合
    材を使用し、アルゴン雰囲気中で接合を行うことから成
    る黒鉛と金属材料との接合方法。
JP61258155A 1986-10-31 1986-10-31 黒鉛と金属材料との接合材及び接合方法 Expired - Lifetime JPH0647188B2 (ja)

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