JPS58120579A - セラミツク等と金属基材との接着方法 - Google Patents
セラミツク等と金属基材との接着方法Info
- Publication number
- JPS58120579A JPS58120579A JP220582A JP220582A JPS58120579A JP S58120579 A JPS58120579 A JP S58120579A JP 220582 A JP220582 A JP 220582A JP 220582 A JP220582 A JP 220582A JP S58120579 A JPS58120579 A JP S58120579A
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- Japan
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- powder
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- glass
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- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は七うＺツク、ガラス等の無機材料基材と、白金
、銅等の金属基材とを接着する方法に関する。
、銅等の金属基材とを接着する方法に関する。
従来、セラミックと金属とを接着する方法として、接着
される両基材とは異種の材料で６るガラスを介して接着
する方法が七られていた。しかしながら、このガラスを
用いて接着する方法は以下に述べる欠点をもつ。
される両基材とは異種の材料で６るガラスを介して接着
する方法が七られていた。しかしながら、このガラスを
用いて接着する方法は以下に述べる欠点をもつ。
■接着強度が低い。
接着剤となるガラス単体の強度線、セラミックおよび金
属の単体の強度に比べて低い。従って接着強度は強度の
最も低いガラスの強度によって決まる。ま九実際の接着
強度はガラスの強度以下となる場合が多い。すなわち、
接着の破壊は、ガラスとセラミックの界面およびガラス
と金属の界面で発生しやすく、接５１ｆ強度は、ガラス
とセラミックおよび金属との界面の接着強さに依存する
丸めである。また、この界面での接着強度は、ガラス単
体強度以下でおる。
属の単体の強度に比べて低い。従って接着強度は強度の
最も低いガラスの強度によって決まる。ま九実際の接着
強度はガラスの強度以下となる場合が多い。すなわち、
接着の破壊は、ガラスとセラミックの界面およびガラス
と金属の界面で発生しやすく、接５１ｆ強度は、ガラス
とセラミックおよび金属との界面の接着強さに依存する
丸めである。また、この界面での接着強度は、ガラス単
体強度以下でおる。
■熱衝撃に弱い。
これは、セラミックの熱膨張率と、金属の熱膨張率の差
が大きいことによる。すなわち、接着部が熱サイクルに
さらされ九場合、ａｎ部のガラス内に微細なりラックが
発生し、接着強度が大幅に低下する。
が大きいことによる。すなわち、接着部が熱サイクルに
さらされ九場合、ａｎ部のガラス内に微細なりラックが
発生し、接着強度が大幅に低下する。
本発明は、上記した従来技術の有する欠点をなくシ、接
着強度が大きく、熱衝撃性に優れた、セラミック、ガラ
ス等の無機材料基材と白金、銅等の金属基材との接着方
法を提供することを目的とし、本発明の目的はこれら基
材の接着部に内被接着部材である無機材料粉末を２０〜
８０ｗｔ５および金属基材粉末を９〜２０ｗｔ−含むペ
ーストを塗布した後、加熱することにより達成される。
着強度が大きく、熱衝撃性に優れた、セラミック、ガラ
ス等の無機材料基材と白金、銅等の金属基材との接着方
法を提供することを目的とし、本発明の目的はこれら基
材の接着部に内被接着部材である無機材料粉末を２０〜
８０ｗｔ５および金属基材粉末を９〜２０ｗｔ−含むペ
ーストを塗布した後、加熱することにより達成される。
以下本発明の接着方法を詳述する。
前述した従来技術の欠点を解消し、接層強度が大きく且
熱衝隼性に浚れた無機材料基材と金属基材との接着を行
うためには、接層される無機材料基材の粒子と金属基材
の粒子とが混合し次層を介して両者の接着を行えばよい
。すなわち接着部に両波接層基材の無機材料および金属
の混合粉末とビヒクル等有慎物を混合したペーストを塗
布し、加熱すればよい。
熱衝隼性に浚れた無機材料基材と金属基材との接着を行
うためには、接層される無機材料基材の粒子と金属基材
の粒子とが混合し次層を介して両者の接着を行えばよい
。すなわち接着部に両波接層基材の無機材料および金属
の混合粉末とビヒクル等有慎物を混合したペーストを塗
布し、加熱すればよい。
７Ｘｌ熱によって、ペースト中に含まれる無機材料粉末
は無機粉末同志で、ま九金属粉−床は金属粉末同志で焼
結し、無機材料粉木粒子と金属粉末粒子が入り混じった
焼結層ができる。また、ペーストより成る振着剤と両被
接看基材とが接する界面では、無機材料粉末粒子ｒｉｓ
ＷＡ材料基材とまた金属粉末粒子は金属基材との焼結が
進む。この結果、両波接着基材は無機材料基材粒子と金
属基材粒子の混合層を介して強固に接着される。これｔ
図に示す。１が金属基材、４が無機材料基材でＴｏり、
当該図では無機材料基材にアルミナ基板を、金属基材に
白金（白金板）１用いた例を示す。尚図中２拡白金粒子
、３はアルミナ粒子、５は接着Ｍを示す。
は無機粉末同志で、ま九金属粉−床は金属粉末同志で焼
結し、無機材料粉木粒子と金属粉末粒子が入り混じった
焼結層ができる。また、ペーストより成る振着剤と両被
接看基材とが接する界面では、無機材料粉末粒子ｒｉｓ
ＷＡ材料基材とまた金属粉末粒子は金属基材との焼結が
進む。この結果、両波接着基材は無機材料基材粒子と金
属基材粒子の混合層を介して強固に接着される。これｔ
図に示す。１が金属基材、４が無機材料基材でＴｏり、
当該図では無機材料基材にアルミナ基板を、金属基材に
白金（白金板）１用いた例を示す。尚図中２拡白金粒子
、３はアルミナ粒子、５は接着Ｍを示す。
このような装着機構はガラスを介して接層する場合に比
べて接ｍｆｉｌｆは大でめる。また、接層部の無機材料
粉末粒子と金属材料粉末粒子の混合層・の熱膨張率は、
両妥着基材である無機材料基材と金属基材とのそれぞれ
の混合比に応、じた中間の値をとるため、熱衝撃等によ
って発生する歪を吸収する緩衝層として−く。すなわち
、熱衝撃性が向上する。この様に、不発明によれば■接
層強度が大きく■熱衝撃性に優れた、無機材料基材と金
属材料基材との接着が行える。
べて接ｍｆｉｌｆは大でめる。また、接層部の無機材料
粉末粒子と金属材料粉末粒子の混合層・の熱膨張率は、
両妥着基材である無機材料基材と金属基材とのそれぞれ
の混合比に応、じた中間の値をとるため、熱衝撃等によ
って発生する歪を吸収する緩衝層として−く。すなわち
、熱衝撃性が向上する。この様に、不発明によれば■接
層強度が大きく■熱衝撃性に優れた、無機材料基材と金
属材料基材との接着が行える。
本発明で使用される無機材料基材粉床と金属基材粉末と
の混合比は、前者が加〜８０Ｗｔ−および後者が８０−
２０ ｖｔ ％が適当である。両者のいずれかが２０ｖ
ｔ−に満たないときは、基材間の接５１ｓで破断を生じ
た９、金属基材例えば白金線が抜ける破壊が起る。
の混合比は、前者が加〜８０Ｗｔ−および後者が８０−
２０ ｖｔ ％が適当である。両者のいずれかが２０ｖ
ｔ−に満たないときは、基材間の接５１ｓで破断を生じ
た９、金属基材例えば白金線が抜ける破壊が起る。
ところで、焼結を促進させるために添加剤が一般に用い
られる。従って、上記無機材料基材粉末として被接着無
機材料基材粉末以外に、その檀の基材が作られる際に一
般的に添加される焼結助剤粉末を添加してもよい。例え
ば、無機材料基材がアルξす基材である場合、焼結助剤
としてＭｇＯ。
られる。従って、上記無機材料基材粉末として被接着無
機材料基材粉末以外に、その檀の基材が作られる際に一
般的に添加される焼結助剤粉末を添加してもよい。例え
ば、無機材料基材がアルξす基材である場合、焼結助剤
としてＭｇＯ。
８１０２ 、 ＣａＯ等の粉末を加えてもよい。同様に
金属材料粉末としてその金属基材に含まれる金属原子と
ｌ！ｄ＃ｌＩ体を作る金属粒子粉末を添加してもよい。
金属材料粉末としてその金属基材に含まれる金属原子と
ｌ！ｄ＃ｌＩ体を作る金属粒子粉末を添加してもよい。
この場合の混合比も上記と同じく、無機材料基材粉床と
添加剤の混合粉末が加〜８０ｗｔ ％ 、金属基材粉末
と添加剤の混合粉末が（資）〜動１である。
添加剤の混合粉末が加〜８０ｗｔ ％ 、金属基材粉末
と添加剤の混合粉末が（資）〜動１である。
本発明に使用されるペーストはアルミナセラζツク粉末
等の無機材料基材粉床加〜８０ｖｔ ＩＧ 、白金粉末
等の金属基材粒子圀〜２Ｄｗｔ９にとの混合粉末に、有
機ビヒクル等を加えて十分に混合して調整すれば！＜、
ｎ−ブチルカルピトールアセテート等の有機溶剤ｔ＠
７Ｊ１１して所望の粘度とすればよい。
等の無機材料基材粉床加〜８０ｖｔ ＩＧ 、白金粉末
等の金属基材粒子圀〜２Ｄｗｔ９にとの混合粉末に、有
機ビヒクル等を加えて十分に混合して調整すれば！＜、
ｎ−ブチルカルピトールアセテート等の有機溶剤ｔ＠
７Ｊ１１して所望の粘度とすればよい。
次に本発明を実施例を以って説明する。
実施例１
アルミナセラミック管と白金線との接着について述べる
。アルミナセラミック管として、ＭｇＯ。
。アルミナセラミック管として、ＭｇＯ。
８１０２等のコラツクス成分を含むアルミナ純Ｉ９６チ
のものを用いた。なお、寸法は、長さ５■、外径０．５
−φ１、内径０．３鴛φである。又白金ｍは０．２５−
１長さ１０−のものを用いた。これらアルミナセラミッ
ク管と白金線とを接層するペーストは以下のものを用い
た。
のものを用いた。なお、寸法は、長さ５■、外径０．５
−φ１、内径０．３鴛φである。又白金ｍは０．２５−
１長さ１０−のものを用いた。これらアルミナセラミッ
ク管と白金線とを接層するペーストは以下のものを用い
た。
無機材料基材粉本として、上記アルミナセラミック管を
アルミナ製乳鉢で微粉砕した粉末を用いた。なお、粉砕
恢の粒子径は５μｍ以下である。金属基材粉末には２μ
ｍ白金粉末を用いた。次に、上記アルミナセラミック粉
末ｔ ４０ ｗｔ ＊ ｓ白金粉末を６０ｖｔ囁の混合
粉末に、有機ビヒクルを加えアルミナ製乳鉢で十分に混
合して混合ペーストを作る。
アルミナ製乳鉢で微粉砕した粉末を用いた。なお、粉砕
恢の粒子径は５μｍ以下である。金属基材粉末には２μ
ｍ白金粉末を用いた。次に、上記アルミナセラミック粉
末ｔ ４０ ｗｔ ＊ ｓ白金粉末を６０ｖｔ囁の混合
粉末に、有機ビヒクルを加えアルミナ製乳鉢で十分に混
合して混合ペーストを作る。
次に、この混合ペーストに、ｎ−ブチルカルピトールア
セテートｔ−加えて粘［ｔｖ４整し加万センチボイズの
接着ペーストとした。この接着ペーストを、前述の白金
線に塗布した後、アルさナセラきツク管の両側に１本づ
つ差し込んだ。このようにして、白金線とアルミナセラ
ミック管を仮接着し死後、空気中で１５５０℃、１時間
焼成して、白金線とアルミナセラミック管を接着し友。
セテートｔ−加えて粘［ｔｖ４整し加万センチボイズの
接着ペーストとした。この接着ペーストを、前述の白金
線に塗布した後、アルさナセラきツク管の両側に１本づ
つ差し込んだ。このようにして、白金線とアルミナセラ
ミック管を仮接着し死後、空気中で１５５０℃、１時間
焼成して、白金線とアルミナセラミック管を接着し友。
この接着方法（本発明例）と、白金線とアルミナセラミ
ック管を硼酸系ガラスで接着する方法の接着強度を引張
９試験で比べたところ、当該ガラス接着ではガラス部分
で破壊したのに対し、本発明接着方法による試料は、ガ
ラス接着のものより強く、白金線で破断した。また−５
０℃〜１５０℃の熱サイクル試ｌＩｓ後の引張試験では
、ガラス接着のものは、接着強度が３〜４割低下し九の
に対し、本発明接着方法の場合には接層ｇｉ度に変化が
なかった。
ック管を硼酸系ガラスで接着する方法の接着強度を引張
９試験で比べたところ、当該ガラス接着ではガラス部分
で破壊したのに対し、本発明接着方法による試料は、ガ
ラス接着のものより強く、白金線で破断した。また−５
０℃〜１５０℃の熱サイクル試ｌＩｓ後の引張試験では
、ガラス接着のものは、接着強度が３〜４割低下し九の
に対し、本発明接着方法の場合には接層ｇｉ度に変化が
なかった。
実施例２
〔アルミナフィラー人ガラス基板と銅板との接着〕
無機材料基材には、フィラーとしてアルミナ粉末４０ｖ
ｔＳ人の硼珪酸系ガラス基板な用いた。
ｔＳ人の硼珪酸系ガラス基板な用いた。
また金属基材としては厚さ０．５箇の銅板を用いた。無
機材料基材粉末としては、上記ガラス板をアルミナ製乳
鉢で砿粉砕し友ものを用いた。これらの無機材料基材粉
床４０ｗｔ％と銅粉末６０ｗｔ囁を混合し、前述と同様
の手順で接層ペーストを作製した０次に、アルミナフィ
ラー人ガラス基板上に、上記接着ペーストを０．１ｍの
厚さに塗布して銅板を仮シどめした後、＊素雰曲気中、
８００℃で焼成を行い、銅板とガラス基板の接層を行っ
た。（以下試料Ａという）また、銅粉末を混ぜないでア
ルギナフイラー人ガラス粉末のみの接層ペーストを同様
の手順で作製し、上記と同様に接′４を行った。
機材料基材粉末としては、上記ガラス板をアルミナ製乳
鉢で砿粉砕し友ものを用いた。これらの無機材料基材粉
床４０ｗｔ％と銅粉末６０ｗｔ囁を混合し、前述と同様
の手順で接層ペーストを作製した０次に、アルミナフィ
ラー人ガラス基板上に、上記接着ペーストを０．１ｍの
厚さに塗布して銅板を仮シどめした後、＊素雰曲気中、
８００℃で焼成を行い、銅板とガラス基板の接層を行っ
た。（以下試料Ａという）また、銅粉末を混ぜないでア
ルギナフイラー人ガラス粉末のみの接層ペーストを同様
の手順で作製し、上記と同様に接′４を行った。
（以下試料Ｂという）さらに接着剤として硼珪酸系ガラ
スを用いて、音素中６５０℃で焼成し、試料Ｃを作成し
た。
スを用いて、音素中６５０℃で焼成し、試料Ｃを作成し
た。
これら３つの試料Ａ、Ｂ、Ｃの引張り試験による接着強
度は試料人が最も大きかった。また熱サイクル試験を前
述と同様に行ったところ、試料Ｂ。
度は試料人が最も大きかった。また熱サイクル試験を前
述と同様に行ったところ、試料Ｂ。
Ｃで銅板と接着剤の界面で、剥れる現象が発生したが、
試料人では全く生じ亀カったＯなお）熱サイクル試験後
の引張９強度の低下割合は試料Ａ。
試料人では全く生じ亀カったＯなお）熱サイクル試験後
の引張９強度の低下割合は試料Ａ。
Ｂ、Ｃとも３割であった。
斯くて、本発明の方法によれば、無機材料基材と金属基
材との接着に際して、接着強度が大きく、耐熱衝性の優
れた接着が行える。
材との接着に際して、接着強度が大きく、耐熱衝性の優
れた接着が行える。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明による接着方法で、無機材料基材と金属基
材を接着した時の接着部分の断面を示す図である。 １・・・金属基材、４・・・無機材料基材代理人弁理士
秋 本 正 実
材を接着した時の接着部分の断面を示す図である。 １・・・金属基材、４・・・無機材料基材代理人弁理士
秋 本 正 実
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 セランツク、ガラス等の無機材料基材と、白金。 銅等の金属基材とを接着する方法において、前記両基材
の接着部に両波接着部材である無機材料基材粉末を２０
〜８０ｗｔ５および金属基材粉末を釦〜２０ｗＢ！含む
ペーストを塗布した後、加熱することを４１ｗＫとする
接着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP220582A JPS58120579A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | セラミツク等と金属基材との接着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP220582A JPS58120579A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | セラミツク等と金属基材との接着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120579A true JPS58120579A (ja) | 1983-07-18 |
Family
ID=11522847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP220582A Pending JPS58120579A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | セラミツク等と金属基材との接着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120579A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5176197A (en) * | 1990-03-30 | 1993-01-05 | Nippon Steel Corporation | Continuous caster mold and continuous casting process |
| US7638737B2 (en) | 2005-06-16 | 2009-12-29 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic-metal assembly and ceramic heater |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527004A (en) * | 1975-05-12 | 1977-01-19 | Aato Yooku Reonaado | Finely pulverized material pumps of screw conveyor type |
-
1982
- 1982-01-12 JP JP220582A patent/JPS58120579A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527004A (en) * | 1975-05-12 | 1977-01-19 | Aato Yooku Reonaado | Finely pulverized material pumps of screw conveyor type |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5176197A (en) * | 1990-03-30 | 1993-01-05 | Nippon Steel Corporation | Continuous caster mold and continuous casting process |
| US7638737B2 (en) | 2005-06-16 | 2009-12-29 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic-metal assembly and ceramic heater |
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