JPS586714B2 - 耐熱性接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はふたつの部材、特にセラミックスと金属又はセ
ラミックスどうしの接合方法に関する。

例えば、セラミックスどうしの接合方法としては従来か
ら、（１）金属熔射法（メタリコン）、（２）モリブデ
ン等の金属を水素などのガス中でセラミックス中に浸透
させるメタライジング法、（３）無電解メッキ法、又は
（４）銀又は白金ペーストの焼付方法などの方法により
セラミックス表面に金属面を形成し、この金属面に半田
又は銀ロウを用いて相互に熔着する方法が一般的に使用
されている。

しかし、これらの方法によって形成された接合部分は空
気中で高温にさらされると熔融、酸化又は劣化して、導
電性の低下及び強度の低下などを来す。

本発明は従来のかかる欠点に鑑みてなされたものであり
、セラミックスどうし又はセラミックスと金属を簡単に
しかも十分な耐熱性と導電性を備える材料で接合する方
法を提供するものである。

即ち、本発明は金属とセラミックス又はセラミックスど
うしを接合する方法であって、直径３００μｍ以下の金
属珪素粉末又は珪素合金粉末と有機バインダーを混合し
、その糊状混合物を用いて両者を仮接着し、１３００〜
１５５０Ｃの温度で加熱して熔着させることを含む接合
方法である。

接合されるべき金属及びセラミックスは特に限定されな
い。

使用する珪素合金粉末としては例えばフエ口シリコンな
どがある。

有機バインダーとしては、例えばポリビニルアルコール
、メチルセルロース、デン粉などがあり、これらを水溶
液として使用する。

また、かかる有機バインダー添加量は糊状混合物の重量
当り２〜０．１重量％が好ましい。

上記した金属珪素又は珪素合金の粉末と有機バインダー
とは糊状になるまで充分に混合する。

上記粉末材料の直径が３００μｍをこえると混合物がな
めらかな糊状とならず、被接合部材の仮接着が困難であ
り、特に微少部分や複雑な部分の接合に適さない。

このようにして得られた糊状混合物は次にセラミックス
又は金属の被接合部材の接合個所に適用される。

例えば、筆塗り、スクリーン印刷などの手段を用いるこ
とができる。

被接合部材は糊状混合物の粘着力により相互に仮接着さ
れる。

その後、約１２０℃前後の温度で乾燥して糊状混合物を
ある程度固めるのが好ましい。

最後に、糊状混合物で仮接着された被接合部材を１３０
０〜１５５０Ｃの温度で加熱する。

この加熱により有機バインダーは分解され、珪素粉末又
は珪素合金粉末が熔着してふたつの被接合部材を接合す
る。

本方法によれば、従来のごとくセラミックス表面に一担
金属面を形成する必要がない。

従って、前記従来方法よりも極めて簡単にセラミックス
どうし又はセラミックスと金属を接合できる。

接合材としてなめらかな糊状混合物を使用するので被接
合部材が微小又は複雑な形状であっても接合可能であり
、しかも同時に多数個所を接合することもできる。

本方法により得られた接合個所は珪素熔着層であるから
優れた耐熱性を有し、且つ電気的にも良好な導電性を有
する。

従って、本接合方法は点火器における発熱体を端子に接
合する場合などに好適である。

特に、本出願人が昭和５２年１２月２４日提出の特許出
願「線状又は帯状の炭化珪素発熱体」において提案した
超小型の炭化珪素発熱体を端子に接合するのに適してい
る。

実施例 １ 直径１４９μｍの金属珪素粉末８０重量％にポリビニル
アルコール３％水溶液２０重量％を添加し、撹拌梱潰機
で１時間混合して糊状混合物を得た。

第１図に示すような直径３ｍｍ長さ４０ｍｍの炭化珪素
端子１に上記糊状混合物２を塗布した。

次に、別に用意した直径１ｍｍ長さ１０ｍｍの線状炭化
珪素発熱体３を糊状混合物２に仮接着した後約１２０℃
で乾燥した。

これを黒鉛粉末中に埋没して１４００℃で加熱熔着し、
更に空気中にて１０００℃で熱処理した。

得られたものは第２図のような抵抗値１ＫΩの抵抗発熱
型点火素子として使用された。

第２図において４は絶縁碍子である。実施例 ２ 空気中にて１４００Ｃで加熱熔着したこと以外実施例１
と同様にして抵抗値２ＫΩの点火素子を得た。

この点火素子は１５Ｗ負荷で１０００℃に発熱し、長時
間経続使用したが接合部に異常はなかった。

実施例 ３ 使用した糊状混合物は直径４４μｍの第２種フエ口シリ
コン粉末（珪素含有量７５〜８０％）８０重量％と１％
ポリビニルアルコール水溶液２５重量％とからなってい
た。

被接合部材は珪素粉末３０重量％、二酸化珪素４０重量
％及び粘土３０重量％からなる混練物を押出成形し、１
３００℃で焼成して作製した径の異なるセラミック管５
，６であった。

発熱体となる管５の両端に上記糊状混合物を塗布し、端
子となる管６を挿着した後、約１２０℃で乾燥した。

これを空気中にて１３８０℃で加熱することにより熔着
した。

得られたものは電極７を付けて抵抗値３３Ωの発熱体と
して使用できた。

実施例 ４ 使用した糊状混合物は直径７４μｍの金属珪素粉末８０
重量％と３％ポリビニルアルコール水溶液２０重量％と
からなっていた。

他方、スズ酸バリウム９５重量％と三酸化アンチモン５
重量％の混合物に更に３０重量％の陶石を加え、この混
練物を直径３ｍｍ長さ５０ｍｍの棒状に押出成形した後
１３００℃で焼成することによりセラミック質抵抗体を
作製した。

この棒状抵抗体８に第４図のように直径０，５ｍｍのタ
ングステン線９を巻き付け、その巻き付け個所に上記糊
状混練物を塗布した。

約１２０℃で乾燥後、アルゴンガス中で１４００℃で加
熱し熔着した。

抵抗値５．５ＫΩの発熱体が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本方法を適用した各具体例を説明
するための斜視図である。 １・・・・・・炭化珪素端子、２・・・・・・糊状混合
物、３・・・・・・炭化珪素発熱体、５・・・・・・セ
ラミック管状発熱体、６・・・・・・セラミック管状端
子、８・・・・・・セラミック質抵抗体、９・・・・・
・タングステン線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属とセラミックス又はセラミックスどうしを接合
   する方法において、直径３００μｍ以下の金属珪素粉末
   又は珪素合金粉末と有機バインダーを混合し、その糊状
   混合物を用いて両者を仮接着し、１３００〜１５５０℃
   の温度で加熱して熔着させることを含む上記接合方法。