JPH0725595B2 - セラミツクスの接合方法 - Google Patents
セラミツクスの接合方法Info
- Publication number
- JPH0725595B2 JPH0725595B2 JP60281940A JP28194085A JPH0725595B2 JP H0725595 B2 JPH0725595 B2 JP H0725595B2 JP 60281940 A JP60281940 A JP 60281940A JP 28194085 A JP28194085 A JP 28194085A JP H0725595 B2 JPH0725595 B2 JP H0725595B2
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- Japan
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- ceramics
- wool
- heat resistance
- joining
- ceramic
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、セラミックスの接合方法に関するもので、特
に高温構造用ファインセラミックス同士の接合方法に関
するものである。
に高温構造用ファインセラミックス同士の接合方法に関
するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］ 炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、サイアロン、
酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム等で代表される高
温構造用ファインセラミックスについては、高温強度特
性、高温疲労特性等の要求される性能が極めて高度なも
のであるため、大型のものを作ることが非常に難しく、
小型のものを作って、それを接合（嵌合あるいは接着等
の手段を含む）して用いていた。
酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム等で代表される高
温構造用ファインセラミックスについては、高温強度特
性、高温疲労特性等の要求される性能が極めて高度なも
のであるため、大型のものを作ることが非常に難しく、
小型のものを作って、それを接合（嵌合あるいは接着等
の手段を含む）して用いていた。
この様に高温構造用ファインセラミックスの接合に当た
って、要求されている性能としては、接合部の耐熱性、
高温疲労特性、高温接着強度等が優れていることが挙げ
られる。また、接合の場合には、機械的衝撃力や振動を
緩衝する性能が優れていることが挙げられる。
って、要求されている性能としては、接合部の耐熱性、
高温疲労特性、高温接着強度等が優れていることが挙げ
られる。また、接合の場合には、機械的衝撃力や振動を
緩衝する性能が優れていることが挙げられる。
以上に概説したセラミックス同士の接合については、種
々の方法が検討されている。即ち、接合方法としては、
セラミックス同士の界面に金属を介在させる方法、一
方、接着方法としては、メタライジング法、ブレージン
グ法、活性金属法、ホットプレス法、有機接着材、無機
接着材等が検討されている。
々の方法が検討されている。即ち、接合方法としては、
セラミックス同士の界面に金属を介在させる方法、一
方、接着方法としては、メタライジング法、ブレージン
グ法、活性金属法、ホットプレス法、有機接着材、無機
接着材等が検討されている。
以下に、これらの方法について概説する。
ａ）界面に金属を介在させる接合方法 この場合、接合部の耐熱性は、界面に介在する金属の耐
熱性によって決まるが、金属の耐熱性は通常セラミック
スの耐熱性より劣っているので、セラミックス同士の接
合には、耐熱性の点から充分なものとはいえない。
熱性によって決まるが、金属の耐熱性は通常セラミック
スの耐熱性より劣っているので、セラミックス同士の接
合には、耐熱性の点から充分なものとはいえない。
ｂ）メタライジング法 この方法は、接着強度が比較的低く、また、使用可能な
温度の上限も400〜600℃と低いため実用的でない。
温度の上限も400〜600℃と低いため実用的でない。
ｃ）ブレージング法 この方法は、接着強度については優れたものもあるが、
耐熱性については、使用限界温度が600〜800℃と低く、
高温度下における使用には問題がある。
耐熱性については、使用限界温度が600〜800℃と低く、
高温度下における使用には問題がある。
ｄ）活性金属法 この方法は、1000℃付近まで、かなり高い接着強度を維
持できるので、一部の部品においては既に実用化されて
いる。しかし、1000℃以上の高温度下での使用に関して
は問題が多い。
持できるので、一部の部品においては既に実用化されて
いる。しかし、1000℃以上の高温度下での使用に関して
は問題が多い。
ｅ）ホットプレス法 この方法は、1000℃以上の高温まで、高い接着強度を維
持できるものもあり、性能的には優れた接着法である。
しかし、製造上不利な点が多く実用性には劣っている。
持できるものもあり、性能的には優れた接着法である。
しかし、製造上不利な点が多く実用性には劣っている。
ｆ）有機接着材を用いた接合法 この場合は、耐熱性が非常に劣っている。
ｇ）無機接着材を用いた接合法 この場合は、2000℃位の高温にまで使用可能なものもあ
るが、接着強度は充分なものではない。反対に接着強度
は充分でも、耐熱性が劣っており、使用限界が1000℃位
のものもあって充分ではない。
るが、接着強度は充分なものではない。反対に接着強度
は充分でも、耐熱性が劣っており、使用限界が1000℃位
のものもあって充分ではない。
以上説明した様な接合方法のほかに、図４に示した様
に、セラミックス1,2を直接嵌合したものが考えられて
いる。この場合、両者共セラミックスであるので耐熱性
に関しては問題となることはないが、機械的衝撃力が作
用した時や、振動が加わったりした時に、セラミックス
1,2が割れたり、欠けたりすることがあった。
に、セラミックス1,2を直接嵌合したものが考えられて
いる。この場合、両者共セラミックスであるので耐熱性
に関しては問題となることはないが、機械的衝撃力が作
用した時や、振動が加わったりした時に、セラミックス
1,2が割れたり、欠けたりすることがあった。
以上述べた様に、今後さらに耐熱性の優れた高温構造用
のセラミックス製品を開発するために、接合部の耐熱性
の向上と、接着の場合には接着強度の向上、接合の場合
には機械的衝撃力や振動に対する緩衝機能の向上が切望
されていた。
のセラミックス製品を開発するために、接合部の耐熱性
の向上と、接着の場合には接着強度の向上、接合の場合
には機械的衝撃力や振動に対する緩衝機能の向上が切望
されていた。
［発明の目的］ 本発明は、上述の様な従来のセラミックスの接合方法の
問題点を解消するために提案されたもので、その目的
は、耐熱性に極めて優れ、かつ、機械的衝撃力や振動に
対する緩衝機能に優れたセラミックスの接合方法を提供
することにある。
問題点を解消するために提案されたもので、その目的
は、耐熱性に極めて優れ、かつ、機械的衝撃力や振動に
対する緩衝機能に優れたセラミックスの接合方法を提供
することにある。
［発明の概要］ 本発明のセラミックスの接合方法は、セラミックス同士
の界面に、耐熱性の高いセラミックウールを介在させる
ことにより、接合体に機械的衝撃力や振動が加わった場
合においても、セラミックス部分の損傷を防止できるよ
うにしたものである。
の界面に、耐熱性の高いセラミックウールを介在させる
ことにより、接合体に機械的衝撃力や振動が加わった場
合においても、セラミックス部分の損傷を防止できるよ
うにしたものである。
［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に基づいて具
体的に説明する。なお、図４の従来型と同一部材につい
ては、同一の符号を付して説明は省略する。
体的に説明する。なお、図４の従来型と同一部材につい
ては、同一の符号を付して説明は省略する。
第１実施例（図１および図２） ＊構成＊ 本実施例において、セラミックス1,2を接合する際に、
その界面に耐熱性の優れたセラミックウール10が配設さ
れている。このセラミックウール10としては、炭化珪素
ウィスカー（炭化珪素のヒゲ結晶）よりなるウールが用
いられ、その耐熱性は1600℃以上である。また、炭化珪
素ウィスカーのほかにも、窒化珪素ウィスカーを用いた
ウールや、高アルミナ質のウール（アルミナ95％，酸化
珪素５％）等が用いられる。なお、これらのウールは数
種類を混ぜて用いても良い。
その界面に耐熱性の優れたセラミックウール10が配設さ
れている。このセラミックウール10としては、炭化珪素
ウィスカー（炭化珪素のヒゲ結晶）よりなるウールが用
いられ、その耐熱性は1600℃以上である。また、炭化珪
素ウィスカーのほかにも、窒化珪素ウィスカーを用いた
ウールや、高アルミナ質のウール（アルミナ95％，酸化
珪素５％）等が用いられる。なお、これらのウールは数
種類を混ぜて用いても良い。
＊作用＊ この様に構成された本実施例のセラミックスの接合方法
においては、セラミックス1,2の界面に配設されたセラ
ミックウール10によって、機械的衝撃力や振動が緩衝さ
れるので、セラミックス1,2が割れたり、欠けたりする
ことを防止できる。
においては、セラミックス1,2の界面に配設されたセラ
ミックウール10によって、機械的衝撃力や振動が緩衝さ
れるので、セラミックス1,2が割れたり、欠けたりする
ことを防止できる。
また、セラミックス1,2の間にセラミックウール10を介
在させた場合と、図４に示した従来型の様に、セラミッ
クウール10を介在させない場合について、振動による影
響を調べた。即ち、図２は、炭化珪素セラミックスと炭
化珪素ウィスカーのウールを用いた場合に、ある振動を
加えて、常温時、あるいは高温時（1500℃）に疲労試験
を行い、その後、常温で引張強度を測定したものであ
る。なお、接合部の寸法等は、振動による機械的損傷の
程度が前記試験に反映される様に設定されている。
在させた場合と、図４に示した従来型の様に、セラミッ
クウール10を介在させない場合について、振動による影
響を調べた。即ち、図２は、炭化珪素セラミックスと炭
化珪素ウィスカーのウールを用いた場合に、ある振動を
加えて、常温時、あるいは高温時（1500℃）に疲労試験
を行い、その後、常温で引張強度を測定したものであ
る。なお、接合部の寸法等は、振動による機械的損傷の
程度が前記試験に反映される様に設定されている。
図２に示した様に、振動による疲労試験の結果、常温に
おいても、高温においても、セラミックウールを介在さ
せた場合に、振動による機械的なストレスを完全に吸収
できることがわかる。
おいても、高温においても、セラミックウールを介在さ
せた場合に、振動による機械的なストレスを完全に吸収
できることがわかる。
他の実施例 なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではな
く、接合部分に配設されるセラミックウールとしては、
炭化珪素ウィスカーのウールだけでなく、種々のものが
考えられる。そこで、セラミックス同士の接合にセラミ
ックウール介在法を用いた場合におけるセラミックウー
ルの材質の違いによる影響について検討し、図３にその
結果を示した。
く、接合部分に配設されるセラミックウールとしては、
炭化珪素ウィスカーのウールだけでなく、種々のものが
考えられる。そこで、セラミックス同士の接合にセラミ
ックウール介在法を用いた場合におけるセラミックウー
ルの材質の違いによる影響について検討し、図３にその
結果を示した。
即ち、各種セラミックウールを使用した接合体につい
て、1500℃における高温疲労試験後の常温における引張
強度を測定した結果、図３に示した様に、1500℃以上の
耐熱性を有する炭化珪素質ウール、窒化珪素質ウール、
高アルミナ質ウールを介在させた場合には、振動による
高温疲労試験後も引張強度の低下を生じていないが、一
方、約1200℃の耐熱性を有する酸化珪素質ウールを用い
た場合は、引張強度が大幅に低下している。このこと
は、セラミックウールの緩衝機能の耐熱性は、セラミッ
クウール自体の耐熱性に依存していることを示してい
る。従って、1500℃以上の高温まで使用可能な接合方法
としては、耐熱性の高い炭化珪素質ウール、窒化珪素質
ウール、高アルミナ質ウール等を介在させたセラミック
ウール法が有効であると考えられる。
て、1500℃における高温疲労試験後の常温における引張
強度を測定した結果、図３に示した様に、1500℃以上の
耐熱性を有する炭化珪素質ウール、窒化珪素質ウール、
高アルミナ質ウールを介在させた場合には、振動による
高温疲労試験後も引張強度の低下を生じていないが、一
方、約1200℃の耐熱性を有する酸化珪素質ウールを用い
た場合は、引張強度が大幅に低下している。このこと
は、セラミックウールの緩衝機能の耐熱性は、セラミッ
クウール自体の耐熱性に依存していることを示してい
る。従って、1500℃以上の高温まで使用可能な接合方法
としては、耐熱性の高い炭化珪素質ウール、窒化珪素質
ウール、高アルミナ質ウール等を介在させたセラミック
ウール法が有効であると考えられる。
また、セラミックウールを介在させた接合体を、そのま
まの状態で可動部や高速ガス流の存在する部分に用いた
場合、セラミックウールがずれたり、はずれたり、剥離
したりして、接合体が緩衝機能を失うことがある。そこ
で、セラミックウールを固定する必要が生じる。この場
合、1500℃位の高温でも使用可能な接合体について考え
るならば、無機接着材が有効であると考えられる。
まの状態で可動部や高速ガス流の存在する部分に用いた
場合、セラミックウールがずれたり、はずれたり、剥離
したりして、接合体が緩衝機能を失うことがある。そこ
で、セラミックウールを固定する必要が生じる。この場
合、1500℃位の高温でも使用可能な接合体について考え
るならば、無機接着材が有効であると考えられる。
実際に、無機接着材を用いてセラミックウールを固定し
た接合体について、1500℃の高温度下で、前記高温疲労
試験を行い、その後、常温でウールの接着状態を調べた
ところ、試験の前後で何ら変化がないことを確認してい
る。
た接合体について、1500℃の高温度下で、前記高温疲労
試験を行い、その後、常温でウールの接着状態を調べた
ところ、試験の前後で何ら変化がないことを確認してい
る。
［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、耐熱性の高いセラミック
ウールをセラミックス同士の界面に配設することによ
り、耐熱性に極めて優れ、かつ、機械的衝撃力や振動に
対する緩衝機能に優れたセラミックスの接合方法を提供
することができる。
ウールをセラミックス同士の界面に配設することによ
り、耐熱性に極めて優れ、かつ、機械的衝撃力や振動に
対する緩衝機能に優れたセラミックスの接合方法を提供
することができる。
図１は、本発明のセラミックスの接合方法の第１実施例
を示す断面図、図２は、図１に示した接合体における振
動負荷試験後の引張強度の変化を示すデータ、図３は、
各種セラミックウールによる振動負荷試験後の引張強度
の違いを示すデータ、図４は、従来のセラミックスの接
合方法を示す断面図である。 1,2……セラミックス、10……セラミックウール。
を示す断面図、図２は、図１に示した接合体における振
動負荷試験後の引張強度の変化を示すデータ、図３は、
各種セラミックウールによる振動負荷試験後の引張強度
の違いを示すデータ、図４は、従来のセラミックスの接
合方法を示す断面図である。 1,2……セラミックス、10……セラミックウール。
Claims (1)
- 【請求項１】高温構造用のセラミックス同士の接合にお
いて、その界面に、酸化アルミニウム、炭化珪素，窒化
珪素のうち少なくとも１種類以上を主成分としたセラミ
ックウールを介在させ、このセラミックウールを前記セ
ラミックスに耐熱温度が1000℃以上の無機接着材を用い
て固定したことを特徴とするセラミックスの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281940A JPH0725595B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | セラミツクスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60281940A JPH0725595B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | セラミツクスの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143881A JPS62143881A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0725595B2 true JPH0725595B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=17646038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60281940A Expired - Lifetime JPH0725595B2 (ja) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | セラミツクスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725595B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168024A (en) * | 1989-03-31 | 1992-12-01 | Fuji Xerox Corporation, Ltd. | Inorganic-organic or semiconductive inorganic-organic composite material, production process thereof, and electrophotographic photoreceptor using the composite material |
| JP2002047070A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-12 | Ibiden Co Ltd | セラミック構造体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59156976A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-06 | 臼井国際産業株式会社 | 金属部材とセラミツク部材との結合体及びその結合方法 |
-
1985
- 1985-12-17 JP JP60281940A patent/JPH0725595B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62143881A (ja) | 1987-06-27 |
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