JPH075416B2 - セラミツクスのメタライジング方法 - Google Patents
セラミツクスのメタライジング方法Info
- Publication number
- JPH075416B2 JPH075416B2 JP28453086A JP28453086A JPH075416B2 JP H075416 B2 JPH075416 B2 JP H075416B2 JP 28453086 A JP28453086 A JP 28453086A JP 28453086 A JP28453086 A JP 28453086A JP H075416 B2 JPH075416 B2 JP H075416B2
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- Japan
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- powder
- metallizing
- ceramics
- mixed
- metal
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックスのメタライジング方法に関す
る。
る。
（従来の技術） 最近、セラミックス材料はその優れた諸特性により構造
材料、機能材料等の広い分野に利用され始めている。そ
の多くの場合は、セラミックス単体で部品を構成してい
るが、より多くのの分野でセラミックスを利用するたに
は金属と接合可能であることが必要である。このため、
セラミックスへのメタライジング方法を確立することが
望まれている。
材料、機能材料等の広い分野に利用され始めている。そ
の多くの場合は、セラミックス単体で部品を構成してい
るが、より多くのの分野でセラミックスを利用するたに
は金属と接合可能であることが必要である。このため、
セラミックスへのメタライジング方法を確立することが
望まれている。
ところで、従来、セラミックスへのメタライジング方法
としては以下に記す方法が知られている。
としては以下に記す方法が知られている。
．セラミックス母材表面にMo又はＷを主成分とする粉
末を塗布し、還元雰囲気中で1400〜1700℃に加熱してセ
ラミックス母材と反応させ、メタライングする方法。
末を塗布し、還元雰囲気中で1400〜1700℃に加熱してセ
ラミックス母材と反応させ、メタライングする方法。
．セラミックス母材表面にAu又はPtの箔を配置し、該
箔に圧力を加えながら加熱してメタライジングする方
法。
箔に圧力を加えながら加熱してメタライジングする方
法。
しかしながら、上記の方法は主にセラミックスとして
Al2O3を対象としたもので、最近において注目されてい
る窒化アルミニウム等の窒化物系セラミックスには高い
密着力でメタライジングすることができない。また、上
記の方法では高価な貴金属を使用するため、経済性が
低い上、密着性を高める目的で高い圧力を必要とし、変
形を嫌うエレクトロニクス部品等へのメタライジングに
は好ましくない。
Al2O3を対象としたもので、最近において注目されてい
る窒化アルミニウム等の窒化物系セラミックスには高い
密着力でメタライジングすることができない。また、上
記の方法では高価な貴金属を使用するため、経済性が
低い上、密着性を高める目的で高い圧力を必要とし、変
形を嫌うエレクトロニクス部品等へのメタライジングに
は好ましくない。
このようなことから、Ti、Zrなどの活性金属はCu、Ni、
Feなどの遷移金属との合金において、その共晶組成領域
で活性金属の単体の融点（Ti;1720℃、Zr;1860℃）及び
Cu、Ni、Fe単体の融点（夫々1083℃、1453℃、1534℃）
と比較して融点を数100℃低下させることに着目し、セ
ラミックス母材上に活性金属層と遷移金属層、具体的に
は合金箔を積層した後、それらの合金の融点よく高い温
度で熱処理してメタライジングする方法（特開昭56−16
3093号公報）が知られている。かかる方法によれば、遷
移金属と活性金属との合金融液によりセラミックス母材
表面が十分に濡れるため、加圧を殆ど必要とせず、かつ
活性金属の高価によりセラミックス母材に対して強い密
着力でメタライジングすることができる。しかしなが
ら、こうした方法にあっては活性金属と遷移金属の合金
層のような特殊な合金箔を必要とする問題がある。これ
は、合金箔の代わりに合金粉末を用いる方法においても
同様であり、いずれも特殊な合金を必要とする問題があ
った。
Feなどの遷移金属との合金において、その共晶組成領域
で活性金属の単体の融点（Ti;1720℃、Zr;1860℃）及び
Cu、Ni、Fe単体の融点（夫々1083℃、1453℃、1534℃）
と比較して融点を数100℃低下させることに着目し、セ
ラミックス母材上に活性金属層と遷移金属層、具体的に
は合金箔を積層した後、それらの合金の融点よく高い温
度で熱処理してメタライジングする方法（特開昭56−16
3093号公報）が知られている。かかる方法によれば、遷
移金属と活性金属との合金融液によりセラミックス母材
表面が十分に濡れるため、加圧を殆ど必要とせず、かつ
活性金属の高価によりセラミックス母材に対して強い密
着力でメタライジングすることができる。しかしなが
ら、こうした方法にあっては活性金属と遷移金属の合金
層のような特殊な合金箔を必要とする問題がある。これ
は、合金箔の代わりに合金粉末を用いる方法においても
同様であり、いずれも特殊な合金を必要とする問題があ
った。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、特殊な合金を用いることなく、簡便な工程によ
りセラミックスに密着力の高いメタライジングを行なう
ことができるメタライジング方法を提供しようとするも
のである。
もので、特殊な合金を用いることなく、簡便な工程によ
りセラミックスに密着力の高いメタライジングを行なう
ことができるメタライジング方法を提供しようとするも
のである。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、セラミックスのメタライジング面にTi粉末、
Zr粉末又はこれらの混合粉末を0.1〜10mg/cm2となるよ
うに塗布した後、該塗布面に金属ろう材を配して加熱せ
しめることを特徴とするセラミックスのメタライジング
方法である。
Zr粉末又はこれらの混合粉末を0.1〜10mg/cm2となるよ
うに塗布した後、該塗布面に金属ろう材を配して加熱せ
しめることを特徴とするセラミックスのメタライジング
方法である。
上記セラミックスとしては、AlN、Si3N4、BNなどの窒化
物系セラミックス、SiCなどの炭化物系セラミックス、A
l2O3などの酸化物系セラミックスを始めとする各種のセ
ラミックスを挙げることができる。
物系セラミックス、SiCなどの炭化物系セラミックス、A
l2O3などの酸化物系セラミックスを始めとする各種のセ
ラミックスを挙げることができる。
上記Ti粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末を塗布する方
法としては、予めセラミックスのメタライジング面に
溶剤で溶解された有機系結合剤を塗布して後に行なう方
法、前記Ti粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末、有機
系結合剤及び溶剤を混練して混合組成物とした後、該混
合組成物をTi粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末が0.1
〜10mg/cm2となるようにセラミックスのメタライジング
面にメッシュ板等を通して塗布する方法を挙げることが
できる。ここに用いる有機系結合剤及び溶剤は、特に制
限されないが、塗布後の熱処理で完全に分解して除去さ
れるものが望ましい。具体的な有機系結合剤としては、
合成ゴム、ポリビニルアルコール、エチルセルロース等
を、溶剤としてはエタノール、テトラリン等を、挙げる
ことができる。
法としては、予めセラミックスのメタライジング面に
溶剤で溶解された有機系結合剤を塗布して後に行なう方
法、前記Ti粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末、有機
系結合剤及び溶剤を混練して混合組成物とした後、該混
合組成物をTi粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末が0.1
〜10mg/cm2となるようにセラミックスのメタライジング
面にメッシュ板等を通して塗布する方法を挙げることが
できる。ここに用いる有機系結合剤及び溶剤は、特に制
限されないが、塗布後の熱処理で完全に分解して除去さ
れるものが望ましい。具体的な有機系結合剤としては、
合成ゴム、ポリビニルアルコール、エチルセルロース等
を、溶剤としてはエタノール、テトラリン等を、挙げる
ことができる。
上記Ti粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末の塗布量を0.
1〜10mg/cm2を限定した理由は、これらの範囲の逸脱す
ると該金属粉末の塗布面に金属ろう材を配した後の加熱
処理において該金属ろう材の広がりが広く、良好なメタ
ライジグを達成できないからである。例えば、Ti粉末を
塗布した直径10mmのAl2O3円板の塗布面にAgろう材（72
％Ag−Cu）0.1gを配した後、真空中で830℃、10分間加
熱し、Agろう材の広がり状態を示す図の特性図から、Ti
の塗布量が0.1mg/cm2未満でも、10mg/cm2を越えてもAg
ろう材の広がりが低く、良好なメタライジングできない
ことが分る。こうした結果は、Zr及びTiとZrの混合粉末
の場合でも同様であった。但し、TiとZrとの混合比率は
特に制限されず任意でよい。
1〜10mg/cm2を限定した理由は、これらの範囲の逸脱す
ると該金属粉末の塗布面に金属ろう材を配した後の加熱
処理において該金属ろう材の広がりが広く、良好なメタ
ライジグを達成できないからである。例えば、Ti粉末を
塗布した直径10mmのAl2O3円板の塗布面にAgろう材（72
％Ag−Cu）0.1gを配した後、真空中で830℃、10分間加
熱し、Agろう材の広がり状態を示す図の特性図から、Ti
の塗布量が0.1mg/cm2未満でも、10mg/cm2を越えてもAg
ろう材の広がりが低く、良好なメタライジングできない
ことが分る。こうした結果は、Zr及びTiとZrの混合粉末
の場合でも同様であった。但し、TiとZrとの混合比率は
特に制限されず任意でよい。
上記Ti粉末、Zr粉末及びこれらの混合粉末の粒径につい
ては、特に制限されないが、粒径が大きいもの程、流動
性が低下することから10μｍ以下にすることが好まし
い。
ては、特に制限されないが、粒径が大きいもの程、流動
性が低下することから10μｍ以下にすることが好まし
い。
上記金属ろう材としては、例えばAg−Cuろう材、Ag−Cu
−Snろう材、Ag−Cu−Znろう材等を挙げることができ
る。Ti粉末等の塗布面に配する金属ろう材は、必要最小
限であることが望ましい。これは、一般的に金属とセラ
ミックスとは熱膨張係数が大きく異なり、この熱膨張係
数の差に起因して発生する熱応力のためにセラミックス
に亀裂が生じる場合があるからである。この熱応力はメ
タライジング層が厚い程発生し易い。従って、金属ろう
材層は薄いこと、つまり金属ろう材量が少ないことが望
ましい。
−Snろう材、Ag−Cu−Znろう材等を挙げることができ
る。Ti粉末等の塗布面に配する金属ろう材は、必要最小
限であることが望ましい。これは、一般的に金属とセラ
ミックスとは熱膨張係数が大きく異なり、この熱膨張係
数の差に起因して発生する熱応力のためにセラミックス
に亀裂が生じる場合があるからである。この熱応力はメ
タライジング層が厚い程発生し易い。従って、金属ろう
材層は薄いこと、つまり金属ろう材量が少ないことが望
ましい。
上記加熱処理工程では雰囲気としては、真空、アルゴン
などの非酸化性雰囲気が好適である。
などの非酸化性雰囲気が好適である。
（作用） しかして、本発明はセラミックスのメタライジング面に
Ti粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末を0.1〜10mg/cm2
となるように塗布した後、該塗布面に金属ろう材を配し
て加熱せしめるため、簡単にセラミックスをメタライジ
ングできる。特に、各種気密管などに汎用されているAl
2O3と封着金属との接合を容易にかち低廉に行なうため
のメタライジング方法として好適である。
Ti粉末、Zr粉末又はこれらの混合粉末を0.1〜10mg/cm2
となるように塗布した後、該塗布面に金属ろう材を配し
て加熱せしめるため、簡単にセラミックスをメタライジ
ングできる。特に、各種気密管などに汎用されているAl
2O3と封着金属との接合を容易にかち低廉に行なうため
のメタライジング方法として好適である。
（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１ まず、直径30mmのAl2O3円板のメタライジング面に合成
ゴムのりが収容されたスプレー付容器を該メタライジン
グ面から20cm離れた位置から２秒間スプレーして厚さ1m
m前後の合成ゴムのり被膜を形成した。つづいて、こを
被膜上に直径10μｍ以下のTi粉末を0.5mg/cm2の量塗布
した。次いで、このTi粉末塗布面に0.1gのAgろう棒（72
％Ag−Cu）を配した後、これらを２×10-5torrの真空炉
中に設置し、830℃で10分間加熱した。
ゴムのりが収容されたスプレー付容器を該メタライジン
グ面から20cm離れた位置から２秒間スプレーして厚さ1m
m前後の合成ゴムのり被膜を形成した。つづいて、こを
被膜上に直径10μｍ以下のTi粉末を0.5mg/cm2の量塗布
した。次いで、このTi粉末塗布面に0.1gのAgろう棒（72
％Ag−Cu）を配した後、これらを２×10-5torrの真空炉
中に設置し、830℃で10分間加熱した。
しかして、冷却後に炉中によりAl2O3円板を取出したと
ころ、AgろうがAl2O3円板のメタライジング面全体に完
全に広がっており、該円板が良好にメタライジングされ
ていることが確認された。
ころ、AgろうがAl2O3円板のメタライジング面全体に完
全に広がっており、該円板が良好にメタライジングされ
ていることが確認された。
実施例２ まず、外径60mm、内径50mm、高さ60mmのAl2O3円筒体を
用意した。また、直結５μｍ以下のZr粉末とTi粉末とを
1:9の割合で混合し、該混合粉末をエチルアルコールで
溶解したポリビニルアルコール溶液に混練した混合組成
物を調製した。
用意した。また、直結５μｍ以下のZr粉末とTi粉末とを
1:9の割合で混合し、該混合粉末をエチルアルコールで
溶解したポリビニルアルコール溶液に混練した混合組成
物を調製した。
次いで、前記Al2O3円筒体の端部のメタライジング面に4
00メッシュのステンレスメッシュ板を配置し、このメッ
シュ板上に前記混合組成物を流延させた後、ゴムローラ
で加圧して該混合組成物を平坦に塗布した。この時、塗
布された組成物中のTi粉末とZr粉末の量が1mg/cm2とな
るように調節した。つづいて、この塗布面にAgろう（BA
g−7;22Cu−17Zn−5Sn−Ag）のワイヤ0.3gを配した後、
これらを２×10-5torrの真空炉中に設置し、750℃で10
分間加熱した。
00メッシュのステンレスメッシュ板を配置し、このメッ
シュ板上に前記混合組成物を流延させた後、ゴムローラ
で加圧して該混合組成物を平坦に塗布した。この時、塗
布された組成物中のTi粉末とZr粉末の量が1mg/cm2とな
るように調節した。つづいて、この塗布面にAgろう（BA
g−7;22Cu−17Zn−5Sn−Ag）のワイヤ0.3gを配した後、
これらを２×10-5torrの真空炉中に設置し、750℃で10
分間加熱した。
しかして、冷却後に炉中よりAl2O3円筒体を取出したと
ころ、該円筒体の塗布面がAgろうで完全に被覆され、極
めて良好にメタライジングされているころが確認され
た。
ころ、該円筒体の塗布面がAgろうで完全に被覆され、極
めて良好にメタライジングされているころが確認され
た。
［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば特殊な合金を用いる
ことなく、簡便な工程によりセラミックスに密着力の高
いメタライジングを行なうことができ、ひいてはAl2O3
の気密管と封着金属との接合等に好適に利用できるセラ
ミックスのメタライジング方法を提供できる。
ことなく、簡便な工程によりセラミックスに密着力の高
いメタライジングを行なうことができ、ひいてはAl2O3
の気密管と封着金属との接合等に好適に利用できるセラ
ミックスのメタライジング方法を提供できる。
図面はTi粉末の塗布量とこのTi塗布面に配されたAgろう
材の加熱処理による広がり率との関係を示す特性図であ
る。
材の加熱処理による広がり率との関係を示す特性図であ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】セラミックスのメタライジング面にTi粉
末、Zr粉末又はこれらの混合粉末を0.1〜10mg/cm2とな
るように塗布した後、該塗布面に金属ろう材を配して加
熱せしめることを特徴とするセラミックスのメタライジ
ング方法。 - 【請求項２】セラミックスのメタライジング面にTi粉
末、Zr粉末又はこれらの混合粉末を塗布するに先立ち、
該メタライジング面に溶剤で溶解された有機系結合剤を
塗布せしめることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のセラミックスのメタライジング方法。 - 【請求項３】セラミックスのメタライジング面にTi粉
末、Zr粉末又はこれらの混合粉末、有機系結合剤及び溶
剤からなる混合組成物を該Ti粉末、Zr粉末又はこれらの
混合粉末が0.1〜10mg/cm2となるように塗布せしめるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミック
スをメタライジング方法。 - 【請求項４】混合組成物をセラミックスのメタライジン
グ面に当接させたメッシュ板を通して該メタライジング
面に塗布せしめることを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載のセラミックスのメタライジング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28453086A JPH075416B2 (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | セラミツクスのメタライジング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28453086A JPH075416B2 (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | セラミツクスのメタライジング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139086A JPS63139086A (ja) | 1988-06-10 |
| JPH075416B2 true JPH075416B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=17679661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28453086A Expired - Lifetime JPH075416B2 (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | セラミツクスのメタライジング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075416B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062625B2 (ja) * | 1988-01-25 | 1994-01-12 | 株式会社ワールドメタル | セラミックのメタライズ方法 |
-
1986
- 1986-11-29 JP JP28453086A patent/JPH075416B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63139086A (ja) | 1988-06-10 |
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