JPH09208335A - 炭素複合化部材及び複合化方法 - Google Patents
炭素複合化部材及び複合化方法Info
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- JPH09208335A JPH09208335A JP8020908A JP2090896A JPH09208335A JP H09208335 A JPH09208335 A JP H09208335A JP 8020908 A JP8020908 A JP 8020908A JP 2090896 A JP2090896 A JP 2090896A JP H09208335 A JPH09208335 A JP H09208335A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】等方性黒鉛部材及び炭素繊維炭素複合材と金属
等の他の部材との健全な複合体を得る複合化方法を提供
する。 【解決手段】Ｃｕ−ＭｎまたはＣｕ−Ｐ−Ｔｉを主成分
とする組成物によって炭素部材同士または炭素部材と他
の部材とが金属的に接合される炭素複合化部材とその複
合化方法。
等の他の部材との健全な複合体を得る複合化方法を提供
する。 【解決手段】Ｃｕ−ＭｎまたはＣｕ−Ｐ−Ｔｉを主成分
とする組成物によって炭素部材同士または炭素部材と他
の部材とが金属的に接合される炭素複合化部材とその複
合化方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は航空宇宙機器及び核
融合装置用や高温ガス炉用の炉壁体をはじめ、炭素部材
を使用する工業製品に関する。
融合装置用や高温ガス炉用の炉壁体をはじめ、炭素部材
を使用する工業製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭素部材同士または他の材料と接
合する方法は、Ａｇ−Ｃｕ合金またはＣｕにＴｉを添加
した活性金属法（ＵＳＡ特許 第2739375号)，Ｆｅ−Ｎ
ｉ−Ｔｉ合金ろう(日本特許広報：290561号），Ｔｉ−
Ｚｒ−Ｂｅ合金ろう（Wel.J.,Vol ４１，Ｎｏ．６８)，
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｐｄ−Ｓｉ合金ろう(特開平1−178399
号)，Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金ろう(特開昭62−2176
8号），Ｖ−Ｔｉ合金箔（特開平2−23499号）などのろ
う材や箔によって炭素部材を他の部材に直接接合する方
法などが開示されている。
合する方法は、Ａｇ−Ｃｕ合金またはＣｕにＴｉを添加
した活性金属法（ＵＳＡ特許 第2739375号)，Ｆｅ−Ｎ
ｉ−Ｔｉ合金ろう(日本特許広報：290561号），Ｔｉ−
Ｚｒ−Ｂｅ合金ろう（Wel.J.,Vol ４１，Ｎｏ．６８)，
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｐｄ−Ｓｉ合金ろう(特開平1−178399
号)，Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金ろう(特開昭62−2176
8号），Ｖ−Ｔｉ合金箔（特開平2−23499号）などのろ
う材や箔によって炭素部材を他の部材に直接接合する方
法などが開示されている。
【０００３】一方、炭素部材の表面に金属化層を形成後
ろう付けする方法として、特許公報平3−54182号では、
ＭｏまたはＷとＺｒとの共晶合金をグラファイトとの表
面に配置して、非酸化性雰囲気中で加熱する方法が開示
されている。
ろう付けする方法として、特許公報平3−54182号では、
ＭｏまたはＷとＺｒとの共晶合金をグラファイトとの表
面に配置して、非酸化性雰囲気中で加熱する方法が開示
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来方法によっ
て炭素部材同士または炭素部材と他の部材とを接合する
方法は、次のような問題点がある。
て炭素部材同士または炭素部材と他の部材とを接合する
方法は、次のような問題点がある。
【０００５】炭素部材を銅または銅合金に接合する場
合、ＡｇとＣｕを主成分とするろう材によって接合する
方法が公知である。しかし、核融合炉部材の接合にこの
方法を採用した場合、接合部の中にＡｇが含まれている
と核融合炉の運転中に中性子照射を受けて接合部中のＡ
ｇはＣｄに変換される。Ｃｄは融点が低く、かつ、蒸気
圧が高いため、核融合炉の運転中にプラズマ中に拡散し
てプラズマの純度を低下する。このため、プラズマ温度
が低下して核融合炉の運転が不可能になる。従って、核
融合炉内に適用される部材を接合するためには接合部に
Ａｇを含まない接合方法が必要である。
合、ＡｇとＣｕを主成分とするろう材によって接合する
方法が公知である。しかし、核融合炉部材の接合にこの
方法を採用した場合、接合部の中にＡｇが含まれている
と核融合炉の運転中に中性子照射を受けて接合部中のＡ
ｇはＣｄに変換される。Ｃｄは融点が低く、かつ、蒸気
圧が高いため、核融合炉の運転中にプラズマ中に拡散し
てプラズマの純度を低下する。このため、プラズマ温度
が低下して核融合炉の運転が不可能になる。従って、核
融合炉内に適用される部材を接合するためには接合部に
Ａｇを含まない接合方法が必要である。
【０００６】一方、接合部の中にＡｇを含まない接合方
法として、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ系ろう材またはＣｕ−Ｔ
ｉ系ろう材などで接合する方法が公知である。しかし、
前記ろう材で炭素部材をＣｕまたはＣｕ合金などに接合
する場合、次のような問題点がある。
法として、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ系ろう材またはＣｕ−Ｔ
ｉ系ろう材などで接合する方法が公知である。しかし、
前記ろう材で炭素部材をＣｕまたはＣｕ合金などに接合
する場合、次のような問題点がある。
【０００７】(1）ろう材は、Ｃｕの融点に近いか、また
は、それ以上に高いため、ＣｕまたはＣｕ合金の接合は
困難である。(2）ろう材は、剛性が高いために接合用の
箔にすることが困難である。(3）ろう材は、一般に剛性
が高いため、接合部の残留応力が高くなり、信頼性の高
い接合部が得られない。(4）前述のように、剛性の高い
ろう材の場合は、炭素部材が複雑形状の場合に前記ろう
材を前記炭素部材の接合面に密着できない。このため、
健全な接合体が得られない。などの問題点がある。
は、それ以上に高いため、ＣｕまたはＣｕ合金の接合は
困難である。(2）ろう材は、剛性が高いために接合用の
箔にすることが困難である。(3）ろう材は、一般に剛性
が高いため、接合部の残留応力が高くなり、信頼性の高
い接合部が得られない。(4）前述のように、剛性の高い
ろう材の場合は、炭素部材が複雑形状の場合に前記ろう
材を前記炭素部材の接合面に密着できない。このため、
健全な接合体が得られない。などの問題点がある。
【０００８】本発明の目的は、等方性炭素部材同士また
は炭素繊維炭素複合化部材同士及び前記炭素部材と金属
などの他の部材との信頼性の高い複合化部材並びに前記
複合化部材を得るための接合方法を提供することにあ
る。
は炭素繊維炭素複合化部材同士及び前記炭素部材と金属
などの他の部材との信頼性の高い複合化部材並びに前記
複合化部材を得るための接合方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述のように、核融合炉
部材を接合するためには接合部にＡｇを含まない接合方
法が必要である。本発明は、接合部にＡｇを含まない炭
素部材同士または炭素部材と金属との接合体を得るため
の複合化方法を提供するものである。さらに、本発明で
は、接合部にＡｇを含まず、かつ、融点の比較的低いＣ
ｕ及びＣｕ合金に炭素部材を容易に接合するための接合
方法を提供する。
部材を接合するためには接合部にＡｇを含まない接合方
法が必要である。本発明は、接合部にＡｇを含まない炭
素部材同士または炭素部材と金属との接合体を得るため
の複合化方法を提供するものである。さらに、本発明で
は、接合部にＡｇを含まず、かつ、融点の比較的低いＣ
ｕ及びＣｕ合金に炭素部材を容易に接合するための接合
方法を提供する。
【００１０】接合部にＡｇを含まない接合用の組成物と
して、ＣｕとＭｎを主成分とする合金または粉末状の混
合物が望ましいことを発明した。
して、ＣｕとＭｎを主成分とする合金または粉末状の混
合物が望ましいことを発明した。
【００１１】ＣｕとＭｎを主成分とする組成物は、１５
〜４５ｗｔ％のＭｎと残部がＣｕとからなる組成物が望
ましい。Ｍｎ量が１５〜４５ｗｔ％の範囲の組成におい
て、この合金の融点（液相線）は８７０〜９５０℃であ
り、ＣｕまたはＣｕ合金の接合に適用できる温度範囲で
ある。望ましくは、Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｍｎの組成におい
て融点を８７０℃まで低下できる。このため、Ｃｕの融
点に比べて２００℃低いため、ＣｕまたはＣｕ合金と炭
素部材を容易に接合できる。
〜４５ｗｔ％のＭｎと残部がＣｕとからなる組成物が望
ましい。Ｍｎ量が１５〜４５ｗｔ％の範囲の組成におい
て、この合金の融点（液相線）は８７０〜９５０℃であ
り、ＣｕまたはＣｕ合金の接合に適用できる温度範囲で
ある。望ましくは、Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｍｎの組成におい
て融点を８７０℃まで低下できる。このため、Ｃｕの融
点に比べて２００℃低いため、ＣｕまたはＣｕ合金と炭
素部材を容易に接合できる。
【００１２】さらに、ＣｕとＭｎを主成分とする組成物
に、１〜１０ｗｔ％のＴｉを添加することにより、炭素
部同士または炭素部材と他の部材とを容易に接合でき
る。前記組成物は、ＣｕとＭｎを主成分とするＣｕ−Ｍ
ｎ−Ｔｉの合金の状態でも、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｔｉの粉末の
状態でも本目的を達成できる。さらに、Ｃｕ−Ｍｎから
なる合金箔の表面にＴｉ膜を形成したろう材でも本目的
を達成できる。
に、１〜１０ｗｔ％のＴｉを添加することにより、炭素
部同士または炭素部材と他の部材とを容易に接合でき
る。前記組成物は、ＣｕとＭｎを主成分とするＣｕ−Ｍ
ｎ−Ｔｉの合金の状態でも、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｔｉの粉末の
状態でも本目的を達成できる。さらに、Ｃｕ−Ｍｎから
なる合金箔の表面にＴｉ膜を形成したろう材でも本目的
を達成できる。
【００１３】一方、組成物によって炭素部材同士及び炭
素部材と金属と接合する方法を次に説明する。
素部材と金属と接合する方法を次に説明する。
【００１４】(1）炭素部材同士または炭素部材と金属部
材との間にＣｕとＭｎを主成分とする組成物またはＣｕ
とＭｎとの合金箔の表面にＴｉ膜が形成された合金箔を
配置し、これを非酸化性雰囲気中で前記組成物の融点以
上に加熱する。
材との間にＣｕとＭｎを主成分とする組成物またはＣｕ
とＭｎとの合金箔の表面にＴｉ膜が形成された合金箔を
配置し、これを非酸化性雰囲気中で前記組成物の融点以
上に加熱する。
【００１５】(2）炭素部材の表面に予めＴｉ膜を形成
後、その上にＣｕとＭｎからなる組成物を配置し、この
上に炭素部材または金属部材を配置して、これを非酸化
性雰囲気中で組成物の融点以上に加熱する。
後、その上にＣｕとＭｎからなる組成物を配置し、この
上に炭素部材または金属部材を配置して、これを非酸化
性雰囲気中で組成物の融点以上に加熱する。
【００１６】(3）炭素部材の表面に、ＣｕとＭｎまたは
Ｃｕ−Ｍｎ−Ｔｉを主成分とする組成物を印刷または塗
布する。これを非酸化性雰囲気中で組成物の融点以上に
加熱することにより、炭素部材の表面に、予め、金属化
層を形成する。金属化層が形成された炭素部材をＡｇを
含まないＣｕ−Ｐ合金ろう材などで金属などと接合す
る。
Ｃｕ−Ｍｎ−Ｔｉを主成分とする組成物を印刷または塗
布する。これを非酸化性雰囲気中で組成物の融点以上に
加熱することにより、炭素部材の表面に、予め、金属化
層を形成する。金属化層が形成された炭素部材をＡｇを
含まないＣｕ−Ｐ合金ろう材などで金属などと接合す
る。
【００１７】一方、Ｃｕ−Ｐ−Ｔｉからなる組成物によ
っても本目的を達成できる。組成物は、Ｐが４〜６ｗｔ
％、Ｔｉが１〜１０ｗｔ％残部がＣｕからなる組成物が
望ましい。つまり、ＣｕにＰを４〜６ｗｔ％添加するこ
とにより、この組成物の融点（固相点）は約７１０℃と
なる。これに、１〜１０ｗｔ％のＴｉを添加することに
より、Ｃｕ及びＣｕ合金に炭素部材をＣｕ及びＣｕ合金
の融点以下で接合できる。
っても本目的を達成できる。組成物は、Ｐが４〜６ｗｔ
％、Ｔｉが１〜１０ｗｔ％残部がＣｕからなる組成物が
望ましい。つまり、ＣｕにＰを４〜６ｗｔ％添加するこ
とにより、この組成物の融点（固相点）は約７１０℃と
なる。これに、１〜１０ｗｔ％のＴｉを添加することに
より、Ｃｕ及びＣｕ合金に炭素部材をＣｕ及びＣｕ合金
の融点以下で接合できる。
【００１８】なお、組成物はＣｕ−Ｐ−Ｔｉの合金の状
態でもまたは粉末の状態でも本目的を達成できる。さら
に、４〜６ｗｔ％Ｐと残部Ｃｕからなる合金箔の表面に
Ｔｉ膜を形成した合金箔は加工性の点でより望ましい。
態でもまたは粉末の状態でも本目的を達成できる。さら
に、４〜６ｗｔ％Ｐと残部Ｃｕからなる合金箔の表面に
Ｔｉ膜を形成した合金箔は加工性の点でより望ましい。
【００１９】組成物を利用して炭素部材同士または炭素
部材と金属と接合する方法は、(1）〜(3）と同様であ
る。
部材と金属と接合する方法は、(1）〜(3）と同様であ
る。
【００２０】ＣｕとＭｎを主成分とした組成物を炭素部
材または金属との間に配置して非酸化性雰囲気中で組成
物の融点以上に加熱すると組成物中のＭｎが炭素と反応
して、その接合部にマンガン炭化物が生成され、接合層
を形成する。さらに、Ｃｕ−Ｍｎ合金または粉末中にＴ
ｉを添加した組成物の場合は、接合部にマンガン炭化物
の他にチタン炭化物が生成され、より望ましい接合層を
形成する。また、Ｍｎは炭化物を形成するばかりでな
く、Ｃｕ−Ｍｎ組成物の融点を低下する。
材または金属との間に配置して非酸化性雰囲気中で組成
物の融点以上に加熱すると組成物中のＭｎが炭素と反応
して、その接合部にマンガン炭化物が生成され、接合層
を形成する。さらに、Ｃｕ−Ｍｎ合金または粉末中にＴ
ｉを添加した組成物の場合は、接合部にマンガン炭化物
の他にチタン炭化物が生成され、より望ましい接合層を
形成する。また、Ｍｎは炭化物を形成するばかりでな
く、Ｃｕ−Ｍｎ組成物の融点を低下する。
【００２１】一方、Ｃｕ−Ｐ−Ｔｉの場合は、Ｐは合金
中の融点を低下する。Ｔｉは炭素と反応して接合部にチ
タン炭化物を生成し、接合層を形成する。
中の融点を低下する。Ｔｉは炭素と反応して接合部にチ
タン炭化物を生成し、接合層を形成する。
【００２２】
（実施例１）等方性黒鉛及び炭素繊維炭素複合材とＣｕ
部材との接合をＣｕとＭｎとの合金ろう材により接合す
る場合の実施例について説明する。本実施例では、炭素
部材とＣｕ部材との間に３５ｗｔ％Ｍｎと残部Ｃｕから
なる厚さ１００μｍの合金ろう箔を配置し、これを非酸
化性雰囲気内でろう箔の融点より５０℃高い９２０℃で
３分間加熱する。
部材との接合をＣｕとＭｎとの合金ろう材により接合す
る場合の実施例について説明する。本実施例では、炭素
部材とＣｕ部材との間に３５ｗｔ％Ｍｎと残部Ｃｕから
なる厚さ１００μｍの合金ろう箔を配置し、これを非酸
化性雰囲気内でろう箔の融点より５０℃高い９２０℃で
３分間加熱する。
【００２３】前述の方法により接合された接合体のせん
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等の高いせん断強度が得られ、信頼性
の高い炭素複合化部材が得られた。
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等の高いせん断強度が得られ、信頼性
の高い炭素複合化部材が得られた。
【００２４】（実施例２）接合面が半径１５mmの円弧状
の形状を有する３０mm角の等方性黒鉛及び炭素繊維炭素
複合化部材の接合面の表面にＴｉ粉末を有機溶剤と混合
してペースト状にしたものを１０〜３０μｍの厚さに塗
布する。この上に３５ｗｔ％Ｍｎと残部Ｃｕからなる厚
さ１００μｍの合金ろう箔を、その上に直径１４.８mm
の銅パイプを配置する。これを非酸化性雰囲気内でろう
箔の融点より３０℃高い９００℃の温度で３分間加熱す
る。
の形状を有する３０mm角の等方性黒鉛及び炭素繊維炭素
複合化部材の接合面の表面にＴｉ粉末を有機溶剤と混合
してペースト状にしたものを１０〜３０μｍの厚さに塗
布する。この上に３５ｗｔ％Ｍｎと残部Ｃｕからなる厚
さ１００μｍの合金ろう箔を、その上に直径１４.８mm
の銅パイプを配置する。これを非酸化性雰囲気内でろう
箔の融点より３０℃高い９００℃の温度で３分間加熱す
る。
【００２５】前述の方法により接合された接合体のせん
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。なお、等方性黒鉛及び炭
素繊維炭素複合材の接合面の表面に蒸着法により、厚さ
５μｍのＴｉ膜を形成して上記と同様の方法で接合した
場合も同様の結果が得られた。
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。なお、等方性黒鉛及び炭
素繊維炭素複合材の接合面の表面に蒸着法により、厚さ
５μｍのＴｉ膜を形成して上記と同様の方法で接合した
場合も同様の結果が得られた。
【００２６】（実施例３）接合面が半径１５mmの円弧状
の形状を有する３０mm角の等方性黒鉛及び炭素繊維炭素
複合化部材の接合面の表面にＴｉ粉末を有機溶剤と混合
してペースト状にしたものを１０〜５０μｍの厚さに塗
布する。この上に３５ｗｔ％Ｍｎと残部Ｃｕからなる厚
さ１００μｍの合金ろう箔を、その上に厚さ１mm銅箔を
配置する。これを非酸化性雰囲気内でろう箔の融点より
４０℃高い９１０℃の温度で３分間加熱する。これによ
って、炭素部材の接合面に厚さ約１mmからなるＣｕの金
属化層が形成される。
の形状を有する３０mm角の等方性黒鉛及び炭素繊維炭素
複合化部材の接合面の表面にＴｉ粉末を有機溶剤と混合
してペースト状にしたものを１０〜５０μｍの厚さに塗
布する。この上に３５ｗｔ％Ｍｎと残部Ｃｕからなる厚
さ１００μｍの合金ろう箔を、その上に厚さ１mm銅箔を
配置する。これを非酸化性雰囲気内でろう箔の融点より
４０℃高い９１０℃の温度で３分間加熱する。これによ
って、炭素部材の接合面に厚さ約１mmからなるＣｕの金
属化層が形成される。
【００２７】金属化層が形成された炭素部材の接合面に
厚さ１００μｍのＣｕ−５ｗｔ％Ｐからなるリン銅ろう
とその上に直径１４.８mm の銅パイプを配置する。これ
を大気中でろう箔の固相点より５０℃高い８００℃の温
度で３分間加熱する。
厚さ１００μｍのＣｕ−５ｗｔ％Ｐからなるリン銅ろう
とその上に直径１４.８mm の銅パイプを配置する。これ
を大気中でろう箔の固相点より５０℃高い８００℃の温
度で３分間加熱する。
【００２８】前述の方法により接合された接合体のせん
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。
【００２９】（実施例４）３５ｗｔ％Ｍｎと残部がＣｕ
からなる厚さ１５０μｍの合金箔の表面に厚さ５μｍの
Ｔｉ膜を物理的蒸着法によって形成する。合金箔のＴｉ
膜の形成された面側を被接合材の炭素繊維炭素複合化部
材になるようにＣｕ部材と間に配置する。これを非酸化
性雰囲気内で合金箔の融点より５０℃高い９２０℃の温
度で３min間加熱する。
からなる厚さ１５０μｍの合金箔の表面に厚さ５μｍの
Ｔｉ膜を物理的蒸着法によって形成する。合金箔のＴｉ
膜の形成された面側を被接合材の炭素繊維炭素複合化部
材になるようにＣｕ部材と間に配置する。これを非酸化
性雰囲気内で合金箔の融点より５０℃高い９２０℃の温
度で３min間加熱する。
【００３０】前述の方法により接合された接合体のせん
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。
【００３１】（実施例５）等方性黒鉛及び炭素繊維炭素
複合化部材の一方の表面にＴｉ粉末を有機溶剤と混合し
てペースト状にしたものを１０〜２０μｍの厚さに塗布
する。この上に５ｗｔ％Ｐと残部Ｃｕからなる厚さ１０
０μｍの合金ろう箔を、その上に銅ブロックを配置す
る。これを非酸化性雰囲気内でろう箔の固相線より１０
０℃高い800℃で３分間加熱する。
複合化部材の一方の表面にＴｉ粉末を有機溶剤と混合し
てペースト状にしたものを１０〜２０μｍの厚さに塗布
する。この上に５ｗｔ％Ｐと残部Ｃｕからなる厚さ１０
０μｍの合金ろう箔を、その上に銅ブロックを配置す
る。これを非酸化性雰囲気内でろう箔の固相線より１０
０℃高い800℃で３分間加熱する。
【００３２】前述の方法により接合された接合体のせん
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。
断試験を行った結果、黒鉛部材または炭素繊維炭素複合
材の剪断強度と同等のせん断強度が得られ、信頼性の高
い炭素複合化部材が得られた。
【００３３】（実施例６）５ｗｔ％のＰと残部がＣｕか
らなる厚さ１５０ｍの合金箔の表面にペースト状のＴｉ
を２０μｍの厚さに形成する。合金箔を被接合材の炭素
繊維炭素複合化部材とＣｕ部材との間に配置する。これ
を非酸化製雰囲気内で合金箔の融点より５０℃高い８０
０℃の温度で３min 間加熱する。前述の方法により接合
された接合体のせん断試験を行った結果、黒鉛部材また
は炭素繊維炭素複合材の剪断強度と同等のせん断強度が
得られ、信頼性の高い炭素複合化部材が得られた。
らなる厚さ１５０ｍの合金箔の表面にペースト状のＴｉ
を２０μｍの厚さに形成する。合金箔を被接合材の炭素
繊維炭素複合化部材とＣｕ部材との間に配置する。これ
を非酸化製雰囲気内で合金箔の融点より５０℃高い８０
０℃の温度で３min 間加熱する。前述の方法により接合
された接合体のせん断試験を行った結果、黒鉛部材また
は炭素繊維炭素複合材の剪断強度と同等のせん断強度が
得られ、信頼性の高い炭素複合化部材が得られた。
【００３４】（実施例７）厚さ２０mm，３０mm角の炭素
繊維炭素複合材の一方の面を半径１０.５mm の円弧状に
加工する。この円弧状に加工された炭素複合材の面にペ
ースト状のＴｉ粉末を厚さ２０μｍ塗布したものを２０
箇作製する。
繊維炭素複合材の一方の面を半径１０.５mm の円弧状に
加工する。この円弧状に加工された炭素複合材の面にペ
ースト状のＴｉ粉末を厚さ２０μｍ塗布したものを２０
箇作製する。
【００３５】次にペースト状のＴｉ粉末が塗布された炭
素複合化部材の円弧状の部分に、外径２０mm，内径１６
mm，長さ１０００mmの銅パイプをその間に厚さ１００μ
ｍの６５ｗｔ％Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｍｎの合金箔を配置す
る。次にこれを非酸化性雰囲気中でろう材の融点より、
５０℃高い９２０℃に３分間加熱する。これにより、炭
素繊維炭素複合化部材と銅パイプとの接合部には、Ｔｉ
及びＭｎと炭素との反応により形成されたチタン炭化物
及びマンガン炭化物によって強固に結合される。前述の
方法により、接合された接合体を核融合装置用の受熱板
とした。この受熱板の銅パイプ内面を流速２ｍ／ｓの冷
却水で冷却しながら、熱流束２０ＭＷ／ｍ2 の水素イオ
ンビ−ムを周的に照射した結果、受熱板は健全であっ
た。なお、前述の方法によって炭素繊維複合材をＡｌ2
Ｏ3によって分散強化されたＣｕ合金に接合した核融合
炉用の受熱板の場合も同様の結果が得られた。
素複合化部材の円弧状の部分に、外径２０mm，内径１６
mm，長さ１０００mmの銅パイプをその間に厚さ１００μ
ｍの６５ｗｔ％Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｍｎの合金箔を配置す
る。次にこれを非酸化性雰囲気中でろう材の融点より、
５０℃高い９２０℃に３分間加熱する。これにより、炭
素繊維炭素複合化部材と銅パイプとの接合部には、Ｔｉ
及びＭｎと炭素との反応により形成されたチタン炭化物
及びマンガン炭化物によって強固に結合される。前述の
方法により、接合された接合体を核融合装置用の受熱板
とした。この受熱板の銅パイプ内面を流速２ｍ／ｓの冷
却水で冷却しながら、熱流束２０ＭＷ／ｍ2 の水素イオ
ンビ−ムを周的に照射した結果、受熱板は健全であっ
た。なお、前述の方法によって炭素繊維複合材をＡｌ2
Ｏ3によって分散強化されたＣｕ合金に接合した核融合
炉用の受熱板の場合も同様の結果が得られた。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、複雑形状の及び大型の
炭素部材の接合が容易にできるため、核融合装置用炉壁
体などの大型構造物も容易に製作できる。
炭素部材の接合が容易にできるため、核融合装置用炉壁
体などの大型構造物も容易に製作できる。
Claims (11)
- 【請求項１】ＣｕとＭｎを主成分とする組成物によって
炭素部材同士または炭素部材と他の部材とが金属的に接
合されていることを特徴とする炭素複合化部材。 - 【請求項２】ＣｕとＭｎを主成分とし、これに１〜１０
ｗｔ％のＴｉを含む組成物によって炭素部材同士または
炭素部材と他の部材が金属的に接合されていることを特
徴とする炭素複合化部材。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のＣｕとＭｎ主成
分とする組成物は、１５〜４５wt％のＭｎと残部がＣｕ
からなる炭素複合化部材。 - 【請求項４】請求項１，２または３に記載の組成物によ
って炭素部材の表面に金属化層が形成されている炭素複
合化部材。 - 【請求項５】Ｃｕ−Ｐ−Ｔｉからなる組成物によって炭
素部材同士または炭素部材と他の部材が金属的に接合さ
れていることを特徴とする炭素複合化部材。 - 【請求項６】請求項５に記載の組成物は、Ｐが４〜６ｗ
ｔ％，Ｔｉが１〜５ｗｔ％残部がＣｕからなる組成物で
ある炭素複合化部材。 - 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６に記載
の炭素複合化部材は、等方性黒鉛及び炭素繊維炭素複合
化部材である炭素複合化部材。 - 【請求項８】炭素部材の表面に予めＴｉ膜を形成する工
程、次に前記Ｔｉ膜の表面にＣｕとＭｎまたはＣｕとＰ
を主成分とする組成物を配置する工程、次に炭素部材ま
たは金属部材を配置する工程、これを非酸化性雰囲気中
で前記組成物の融点以上に加熱する工程によって炭素部
材同士または炭素部材と他の部材とを金属的に複合化す
ることを特徴とする炭素部材の複合化方法。 - 【請求項９】炭素部材の表面に予めＴｉ膜を形成する工
程、次に前記Ｔｉ膜の表面にＣｕとＭｎまたはＣｕとＰ
を主成分とする組成物を配置する工程、次にこれを非酸
化性雰囲気中で前記組成物の融点以上に加熱する工程に
よって前記炭素部材の表面に金属化層を形成することを
特徴とする炭素部材の複合化方法。 - 【請求項１０】ＣｕとＭｎまたはＣｕとＰを主成分とす
る合金箔の表面に厚さ１〜１０μｍのＴｉ膜が形成され
ていることを特徴とする炭素部材の接合用のろう材。 - 【請求項１１】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９または１０に記載の方法によって炭素部材が冷却
機能を有する金属部材にタイル状に複数個金属的に接合
されている核融合装置用の炉壁体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8020908A JPH09208335A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 炭素複合化部材及び複合化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8020908A JPH09208335A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 炭素複合化部材及び複合化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09208335A true JPH09208335A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=12040335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8020908A Pending JPH09208335A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 炭素複合化部材及び複合化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09208335A (ja) |
-
1996
- 1996-02-07 JP JP8020908A patent/JPH09208335A/ja active Pending
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