JPS59141467A - 多孔質セラミツク部材の接合前処理方法 - Google Patents
多孔質セラミツク部材の接合前処理方法Info
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Landscapes
- Ceramic Products (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】
本発明は多孔質セラミック部材の接合前処理方法に係シ
、特に多孔質セラミック部材を強固に接合することを可
能とする接合前処理方法に関するものである。
、特に多孔質セラミック部材を強固に接合することを可
能とする接合前処理方法に関するものである。
近年炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、酸化アルミニウ
ム、酸化ジルコニウムなどのセラミック部材は、高温に
おける機械的強度が優れていることや、耐熱性あるいは
耐熱衝撃性に優れているところから大きな注目を集め、
ガスタービンのロータ、ジーゼルエンジンのシリンダ、
その他高温用機械部品として数多(の研究開発が進めら
れている。
ム、酸化ジルコニウムなどのセラミック部材は、高温に
おける機械的強度が優れていることや、耐熱性あるいは
耐熱衝撃性に優れているところから大きな注目を集め、
ガスタービンのロータ、ジーゼルエンジンのシリンダ、
その他高温用機械部品として数多(の研究開発が進めら
れている。
而してセラミックの内でも多孔質のセラミック部材は断
熱性、吸音性などの点にお(・て優れた特性を有すると
ころから広い範囲の応用が期待されている。
熱性、吸音性などの点にお(・て優れた特性を有すると
ころから広い範囲の応用が期待されている。
ところで通常、多孔質のセラミックス部材を用いて構造
部材を製作するには、製造工程においてセラミックス部
材同志あるいはセラミック部材と金属部材′とを確実に
接着させることがしばしば必要となる。
部材を製作するには、製造工程においてセラミックス部
材同志あるいはセラミック部材と金属部材′とを確実に
接着させることがしばしば必要となる。
一般に接着が行われる条件としては接着材によって被接
着物がぬれ接着材と被接着材とが良好に結合することが
必要である。しかるに多孔質のセラミックスはその表面
が極めてポーラスであるところから、接着材のセラミッ
ク部材接合予定表面への接着強度が低下し、これがため
に部材同志の結合強度も低(なるという問題がある。
着物がぬれ接着材と被接着材とが良好に結合することが
必要である。しかるに多孔質のセラミックスはその表面
が極めてポーラスであるところから、接着材のセラミッ
ク部材接合予定表面への接着強度が低下し、これがため
に部材同志の結合強度も低(なるという問題がある。
これを解決する方法として多孔質セラミック部材の接合
予定面にCVD(化学的蒸着法)、pvD(物理的蒸着
法)、溶射などにょシ表面に金属被覆を形成することが
提案されている。しかるにCVDあるいはPVD法によ
って形成される膜は薄いものであり多孔質セラミック部
材の接合前処理法としては不十分なものである。丑た溶
射法は部材の表面に溶融状態の粉末物質を吹き付けるよ
うにしたものるあるが、多孔質セラミック部材の孔の内
部までは十分には埋めきれないという問題がある。更に
また、多孔質セラミック部材の接合予定面に金属モリブ
デンの粉末を付着した後加熱し、多孔質セラミック部材
の接合予定面に金属被覆を形成するようにした方法も提
案されている。
予定面にCVD(化学的蒸着法)、pvD(物理的蒸着
法)、溶射などにょシ表面に金属被覆を形成することが
提案されている。しかるにCVDあるいはPVD法によ
って形成される膜は薄いものであり多孔質セラミック部
材の接合前処理法としては不十分なものである。丑た溶
射法は部材の表面に溶融状態の粉末物質を吹き付けるよ
うにしたものるあるが、多孔質セラミック部材の孔の内
部までは十分には埋めきれないという問題がある。更に
また、多孔質セラミック部材の接合予定面に金属モリブ
デンの粉末を付着した後加熱し、多孔質セラミック部材
の接合予定面に金属被覆を形成するようにした方法も提
案されている。
しかるにこのような粉末を付着して溶着させただけでは
、多孔質セラミック部材の接合予定面が極めてポーラス
であるところがら溶着後の表面1、去極めて凹凸が多く
なシ、まfC溶けた粉末がセラミック部材の孔に染み込
んだシして、均一で厚い膜を形成させることは難しい。
、多孔質セラミック部材の接合予定面が極めてポーラス
であるところがら溶着後の表面1、去極めて凹凸が多く
なシ、まfC溶けた粉末がセラミック部材の孔に染み込
んだシして、均一で厚い膜を形成させることは難しい。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し、多孔質
セラミック部材の高強度な接合を可能にする多孔質セラ
ミンク部材の接合前処理方法を提供することにある。
セラミック部材の高強度な接合を可能にする多孔質セラ
ミンク部材の接合前処理方法を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は次を要旨とするも
のである。
のである。
即ち第1の発明は、多孔質セラミック部材の接合予定面
に金属の粉末を付着した後さらに金属の箔に添着し、次
いで前記粉末をその融点よりも高い温度に加熱して該第
をセラミック部材の接合予定面に溶着させることによシ
該接合予定面に金属被覆を形成するようにしたことを特
徴とする多孔質セラミック部材の接合前処理方法、であ
る。
に金属の粉末を付着した後さらに金属の箔に添着し、次
いで前記粉末をその融点よりも高い温度に加熱して該第
をセラミック部材の接合予定面に溶着させることによシ
該接合予定面に金属被覆を形成するようにしたことを特
徴とする多孔質セラミック部材の接合前処理方法、であ
る。
−また第2の発明は、多孔質セラミック部材の接合予定
面に金属の粉末を付着した後、該金属粉末の融点よシも
高い温度に加熱することによシ接合予定面に金属粉末を
溶着させ、次いで金属粉末が溶着された接合予定面に金
属の箔を添着した後前記金属粉末の融点よシも高い温度
に加熱して該第をセラミック部材の接合予定面に溶着さ
せるととr(よシ該接合予定面に金属被覆を形成するよ
うにしたことを特徴とする多孔質セラミック部材の接合
前処理方法、を要旨とするものである。
面に金属の粉末を付着した後、該金属粉末の融点よシも
高い温度に加熱することによシ接合予定面に金属粉末を
溶着させ、次いで金属粉末が溶着された接合予定面に金
属の箔を添着した後前記金属粉末の融点よシも高い温度
に加熱して該第をセラミック部材の接合予定面に溶着さ
せるととr(よシ該接合予定面に金属被覆を形成するよ
うにしたことを特徴とする多孔質セラミック部材の接合
前処理方法、を要旨とするものである。
P(;ち本発明は、多孔質セラミック部材の接合予定面
に強固な金属被覆を形成し、しかもこの金属被覆が均一
で且つ十分な厚さを有することも可能であシ、これによ
りセラミック部材の強固な接合を実現するようにじたも
のである。
に強固な金属被覆を形成し、しかもこの金属被覆が均一
で且つ十分な厚さを有することも可能であシ、これによ
りセラミック部材の強固な接合を実現するようにじたも
のである。
本発明において接合されるセラミック部材は多孔質のも
のが採用される。これは、気孔率が/JQさくガると、
通常、孔(ボア)の径も小さくガると共にその数も少な
(なシ、従来法によってもセラミック部材の接合予定面
にほぼ均一な厚膜を形成することができるからである。
のが採用される。これは、気孔率が/JQさくガると、
通常、孔(ボア)の径も小さくガると共にその数も少な
(なシ、従来法によってもセラミック部材の接合予定面
にほぼ均一な厚膜を形成することができるからである。
本発明においては気孔率が15%以上のものに適用する
に好適であり、と9わけ気孔率が25%以上の多孔質セ
ラミック部材に適用するに好適である。
に好適であり、と9わけ気孔率が25%以上の多孔質セ
ラミック部材に適用するに好適である。
セラミック部材の種類は特に限定されるものではな(、
酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物あるいはこれらを複
合したものなどにも適用可能である。例えば酸化アルミ
ニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素、ホウ
化ランタン、ホウ化シルコニニウム、あるいはサイアロ
ンなどがあげられる。
酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物あるいはこれらを複
合したものなどにも適用可能である。例えば酸化アルミ
ニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素、ホウ
化ランタン、ホウ化シルコニニウム、あるいはサイアロ
ンなどがあげられる。
本発明において採用される金属粉末としては、接合され
るセラミック部材との馴染みのよいものが好適であシ、
更に接合されるセラミック部材との熱膨張率の差が小さ
いものが好適でをンる。このようなものとしては従来ろ
う材として広(知られているものが好適である。例えば
セラミック部材が炭化珪素質のものである場合には金属
粉末はNi−13系、Qe糸、Cu−No系舌、Tl−
Zr系等の合金粉末が好適であり、セラミック部材が酸
化アルミニウム質のものである場合には、Nlに、Cu
系、Mo−Mn系、Ag系等の合金粉末が好適であυ、
酸化ジルコニウム質のものである場合には、Zr兄、T
l系、貴金属系等の合金粉末が好適である。更にまたセ
ラミック部材が窒化珪素である場合には、Zr系、Co
系、SI系等の合金粉末が好適である。
るセラミック部材との馴染みのよいものが好適であシ、
更に接合されるセラミック部材との熱膨張率の差が小さ
いものが好適でをンる。このようなものとしては従来ろ
う材として広(知られているものが好適である。例えば
セラミック部材が炭化珪素質のものである場合には金属
粉末はNi−13系、Qe糸、Cu−No系舌、Tl−
Zr系等の合金粉末が好適であり、セラミック部材が酸
化アルミニウム質のものである場合には、Nlに、Cu
系、Mo−Mn系、Ag系等の合金粉末が好適であυ、
酸化ジルコニウム質のものである場合には、Zr兄、T
l系、貴金属系等の合金粉末が好適である。更にまたセ
ラミック部材が窒化珪素である場合には、Zr系、Co
系、SI系等の合金粉末が好適である。
これらの粉末をセラミック部材の接合予定面に付着させ
る手段としては、粉末を溶剤に懸濁させこの懸濁液を接
合予定面に塗布した後溶剤を蒸発させるようにしてもよ
(、あるいは粉末を接合予定向にふシかけたシ、吹き付
けるようにしてもよ(−0 金属の箔としては特に限定されるものではな(、各種の
金属あるいは合金の箔が採用される。
る手段としては、粉末を溶剤に懸濁させこの懸濁液を接
合予定面に塗布した後溶剤を蒸発させるようにしてもよ
(、あるいは粉末を接合予定向にふシかけたシ、吹き付
けるようにしてもよ(−0 金属の箔としては特に限定されるものではな(、各種の
金属あるいは合金の箔が採用される。
しかして金属の粕床を加熱して溶融させる際の温度は、
粉末金属の融点よりも高(且つセラミック部利の溶融点
よシも低い温度が採用される。またこの加熱手段として
は各種の加熱手段が採用可能であシ、例えば加熱炉を用
いてもよいが、レーザを照射するようにすると迅速且つ
手軽に加熱が行われると共に、接合予定面及びその近傍
部分のみを加熱することができるので好ましい。
粉末金属の融点よりも高(且つセラミック部利の溶融点
よシも低い温度が採用される。またこの加熱手段として
は各種の加熱手段が採用可能であシ、例えば加熱炉を用
いてもよいが、レーザを照射するようにすると迅速且つ
手軽に加熱が行われると共に、接合予定面及びその近傍
部分のみを加熱することができるので好ましい。
このようにして薄膜が形成されたセラミック部材は、セ
ラミック部材同志あるいは金属部材と容易に接合される
。なお接合されるセラミック部側は、互いに同一種類の
ものであってもよく、異なる種類のものであってもよい
。また金属部材は合金部材であってもよいのは勿論であ
る。
ラミック部材同志あるいは金属部材と容易に接合される
。なお接合されるセラミック部側は、互いに同一種類の
ものであってもよく、異なる種類のものであってもよい
。また金属部材は合金部材であってもよいのは勿論であ
る。
本発明によって接合前処理されたセラミック部材を接合
する手段としては、ろう付、溶接、など各種の方法が採
用可能であって、その他にもホットプレスによる反応接
着、無機質、有機質など各種の接着材による接着方法な
ども利用可能である。
する手段としては、ろう付、溶接、など各種の方法が採
用可能であって、その他にもホットプレスによる反応接
着、無機質、有機質など各種の接着材による接着方法な
ども利用可能である。
以下実施例について説明するが、本発明はその要旨を越
えない限シ下記の実施例に限定されるものではない。
えない限シ下記の実施例に限定されるものではない。
実施例1
気孔率25%の市販の酸化ジルコニウム板の表面を本発
明方法に従って処理した。まず30.0メツシユアンダ
ーのニッケルろう(Ni−P)の粉末をメチルアルコー
ルにといて懸濁液を作製し、この懸濁液を酸化ジルコニ
ウム板の表面に塗布した。
明方法に従って処理した。まず30.0メツシユアンダ
ーのニッケルろう(Ni−P)の粉末をメチルアルコー
ルにといて懸濁液を作製し、この懸濁液を酸化ジルコニ
ウム板の表面に塗布した。
塗布量は1crl当90.3yである。塗布した後メチ
ルアルコールを蒸発させ、次いでアルゴン雰囲気中でレ
ーザを照射し1100℃にこの粉末を加熱し酸化ジルコ
ニウム板の表面に粉末を溶着させた。
ルアルコールを蒸発させ、次いでアルゴン雰囲気中でレ
ーザを照射し1100℃にこの粉末を加熱し酸化ジルコ
ニウム板の表面に粉末を溶着させた。
次いでニッケルろうの粉末が溶着された表面に0.2間
の厚さのニッケルの薄板をのせ、アルゴンニッケルの薄
板が溶着された酸化ジルコニウム板を室温まで冷却し、
その表面を観察したところ、極めて均一な厚膜が酸化ジ
ルコニウム板の表面に強固に被覆されていることが認め
られた。この前処理された酸化ジルコニウム板を、5U
S304のステンレス鋼材と摩擦溶接したところ極めて
良好な溶接を行うことができた。
の厚さのニッケルの薄板をのせ、アルゴンニッケルの薄
板が溶着された酸化ジルコニウム板を室温まで冷却し、
その表面を観察したところ、極めて均一な厚膜が酸化ジ
ルコニウム板の表面に強固に被覆されていることが認め
られた。この前処理された酸化ジルコニウム板を、5U
S304のステンレス鋼材と摩擦溶接したところ極めて
良好な溶接を行うことができた。
実施例2
実施例1と同様の酸化ジルコニウム板の表面に実施例1
と同様にしてニッケルろうの粉末を塗布しメチルアルコ
ールを蒸発させた後さらに0.2−のニッケルの薄板を
のせ、次いでアルゴン雰囲気中においてレーザを照射し
て1400℃に加熱しニッケルろう粉末を溶融させてニ
ッケルの薄板をジルコニウム板の表面に溶着させた。こ
の前処理された酸化ジルコニウム板を実施例1と同様に
5US304のステンレス鋼材と摩擦溶接したところ極
めて良好な溶接を行うことができた。
と同様にしてニッケルろうの粉末を塗布しメチルアルコ
ールを蒸発させた後さらに0.2−のニッケルの薄板を
のせ、次いでアルゴン雰囲気中においてレーザを照射し
て1400℃に加熱しニッケルろう粉末を溶融させてニ
ッケルの薄板をジルコニウム板の表面に溶着させた。こ
の前処理された酸化ジルコニウム板を実施例1と同様に
5US304のステンレス鋼材と摩擦溶接したところ極
めて良好な溶接を行うことができた。
にニッケルを2μm真空蒸着した。次いで二ツケルろう
を用いて1 mm厚さのニッケル板をこの酸化ジルコニ
ウム板の表ihjにろう付した。この酸化ジルコニウム
ffi’tsUs 304のステンレス鋼材ト摩擦溶接
しようとしたが、ニッケル板が酸化ジルコニウム板から
剥離してしまい摩擦溶接を行うことができなかった。
を用いて1 mm厚さのニッケル板をこの酸化ジルコニ
ウム板の表ihjにろう付した。この酸化ジルコニウム
ffi’tsUs 304のステンレス鋼材ト摩擦溶接
しようとしたが、ニッケル板が酸化ジルコニウム板から
剥離してしまい摩擦溶接を行うことができなかった。
以上のように本発明によれば多孔質セラミック部材の接
合予定面に強固な金属の被膜が形成され、多孔質板光面
の孔が埋められ、多孔質セラミック部材を強固に接合す
ることが可能とされる。
合予定面に強固な金属の被膜が形成され、多孔質板光面
の孔が埋められ、多孔質セラミック部材を強固に接合す
ることが可能とされる。
代理人 鵜 沼 辰 之
(ほか2名)
Claims (4)
- (1) 多孔質セラミック部材の接合予定面に金属の
粉末を付着した後さらに金属の箔を添着し、次いで前記
粉末をその融点よシも高い温度に加熱して該箔をセラミ
ック部材の接合予定面に溶着させることによシ該接合予
定面に金属被覆を形成するようにしたことを特徴とする
多孔質セラミック部材の接合前処理方法。 - (2) レーザを照射することによシ粉末を加熱する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多孔質セ
ラミック部材の接合前処理方法。 - (3)多孔質セラミック部材の接合予定面に金属の粉末
を付着した後、該金属粉末の融点よシも高い温度に加熱
することによυ接合予定面に金属粉末を溶着させ、次い
で金属粉末が溶着された接合予定面に金属の箔を添着し
た後前記金属粉末の融点よシも高い温度に加熱して該箔
をセラミック部材の接合予定面に溶着させることにより
、該接合予定面に金属被覆を形成するようにしたことを
特徴とする多孔質セラミック部材の接合前処理方法。 - (4) レーザを照射することによシ粉末を加熱する
ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の多孔質セ
ラミック部材の接合前処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1437883A JPS59141467A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 多孔質セラミツク部材の接合前処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1437883A JPS59141467A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 多孔質セラミツク部材の接合前処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59141467A true JPS59141467A (ja) | 1984-08-14 |
Family
ID=11859379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1437883A Pending JPS59141467A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 多孔質セラミツク部材の接合前処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59141467A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61106467A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-24 | 住友電気工業株式会社 | 非酸化物セラミツクスと金属の接合体およびその製造法 |
| CN102219538A (zh) * | 2011-03-24 | 2011-10-19 | 西北工业大学 | 连接C/SiC复合材料与Ni基合金的焊料及连接方法 |
| WO2012074453A1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | An electron exit window foil |
| JP2013159536A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Mino Ceramic Co Ltd | セラミックス多孔体−金属断熱材及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP1437883A patent/JPS59141467A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61106467A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-24 | 住友電気工業株式会社 | 非酸化物セラミツクスと金属の接合体およびその製造法 |
| WO2012074453A1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | An electron exit window foil |
| US9384934B2 (en) | 2010-12-02 | 2016-07-05 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Electron exit window foil |
| US9852874B2 (en) | 2010-12-02 | 2017-12-26 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Electron exit window foil |
| CN102219538A (zh) * | 2011-03-24 | 2011-10-19 | 西北工业大学 | 连接C/SiC复合材料与Ni基合金的焊料及连接方法 |
| JP2013159536A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Mino Ceramic Co Ltd | セラミックス多孔体−金属断熱材及びその製造方法 |
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