JPS6018626B2 - 炭化珪素用接着剤 - Google Patents
炭化珪素用接着剤Info
- Publication number
- JPS6018626B2 JPS6018626B2 JP17488081A JP17488081A JPS6018626B2 JP S6018626 B2 JPS6018626 B2 JP S6018626B2 JP 17488081 A JP17488081 A JP 17488081A JP 17488081 A JP17488081 A JP 17488081A JP S6018626 B2 JPS6018626 B2 JP S6018626B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adhesive
- silicon carbide
- calcium fluoride
- present
- kaolin
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Ceramic Products (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化珪素間相互の接合用接着剤及び該接着剤を
用いて炭化珪素間相互を接着する方法に関する。
用いて炭化珪素間相互を接着する方法に関する。
炭化珪素は、特に高温における強度、耐熱衝撃性、耐薬
品性等に優れる所から、金属酸化物系セラミックス材料
とは異なった新しい高温耐熱材料として、近年脚光をあ
び、その応用分野の開発が種々進められている。
品性等に優れる所から、金属酸化物系セラミックス材料
とは異なった新しい高温耐熱材料として、近年脚光をあ
び、その応用分野の開発が種々進められている。
例えば該炭化珪素は、高温機器、高精密機械部品、熱交
換器等に、また瞬間的に高温になる磁器部品や特殊な高
温絶縁体等としての用途にその利用の開発が検討されつ
つある。しかして上記各種用途に炭化珪素を利用し、そ
の機能を充分に発揮させるためには、各種機器類やその
部品等の製造過程で上記炭化珪素材料相互を接着させる
必要があり、特に種々の形状に成形された炭化珪素材料
相互の接着技術の開発が不可欠となる。
換器等に、また瞬間的に高温になる磁器部品や特殊な高
温絶縁体等としての用途にその利用の開発が検討されつ
つある。しかして上記各種用途に炭化珪素を利用し、そ
の機能を充分に発揮させるためには、各種機器類やその
部品等の製造過程で上記炭化珪素材料相互を接着させる
必要があり、特に種々の形状に成形された炭化珪素材料
相互の接着技術の開発が不可欠となる。
しかしながら炭化珪素は、一般に溶融物の親和性所謂橘
れ性が極めて悪く、しかもアルミナ、マグネシア等の金
属酸化物系セラミックス材料とは異なって共有結合性が
強く、また他の化合物との反応性も非常に低く、加えて
熱膨ｒ張係数もァルミナの半分以下であり、その接着は
極めて困難である。
れ性が極めて悪く、しかもアルミナ、マグネシア等の金
属酸化物系セラミックス材料とは異なって共有結合性が
強く、また他の化合物との反応性も非常に低く、加えて
熱膨ｒ張係数もァルミナの半分以下であり、その接着は
極めて困難である。
事実従釆該炭化珪素間相互の接着は、専ら高温高圧下で
のホットプレス法が知られているにすぎず、該ホットプ
レス法では高温高圧下で操作せねばならないため、大型
複雑異形の材料の接着は至難であり、たとえ接着できた
としてもその接着強度は尚不充分である欠点がある。本
発明者は上記現状に鑑み、ホットプレス法によることな
く、より温和な条件で容易にしかも大型複雑異形の材料
をも充分な接着強度通常約４００ｋ９／の以上、実に約
１５００ｋ９／のにも及ぶ強力な接着力をもって接着で
きる新しい接着剤及び接着方法を提供することを目的と
して種々研究を重ねた。
のホットプレス法が知られているにすぎず、該ホットプ
レス法では高温高圧下で操作せねばならないため、大型
複雑異形の材料の接着は至難であり、たとえ接着できた
としてもその接着強度は尚不充分である欠点がある。本
発明者は上記現状に鑑み、ホットプレス法によることな
く、より温和な条件で容易にしかも大型複雑異形の材料
をも充分な接着強度通常約４００ｋ９／の以上、実に約
１５００ｋ９／のにも及ぶ強力な接着力をもって接着で
きる新しい接着剤及び接着方法を提供することを目的と
して種々研究を重ねた。
しかるに上記炭化珪素用接着剤は、該炭化珪素を充分な
接着力にて接着できる特徴を有することは勿論のこと、
これと共に、形成される接着層自体が化学的に安定であ
り、しかも上記炭化珪素の特性を損わない程度の優れた
耐熱性、耐熱衝撃性等を具備することが要望され、現在
知られている接着剤乃至その有効成分は、到底上記特性
を有するものではなかった。本発明者らは引き続く研究
において、特にフツ化カルシウムが上記接着剤に要求さ
れる諸特性を具備することを見し、出し、ここに本発明
を完成するに至った。即ち本発明はフッ化カルシウム又
はフッ化カルシウムとカオリンとの混合物を有効成分と
する炭化珪素間相互の接合用接着剤及び該接着剤を炭化
珪素間に介在させ、これをフッ化カルシウムの分解温度
以上に加熱することを特徴とする炭イｂ珪素間相互の接
着方法に係る。
接着力にて接着できる特徴を有することは勿論のこと、
これと共に、形成される接着層自体が化学的に安定であ
り、しかも上記炭化珪素の特性を損わない程度の優れた
耐熱性、耐熱衝撃性等を具備することが要望され、現在
知られている接着剤乃至その有効成分は、到底上記特性
を有するものではなかった。本発明者らは引き続く研究
において、特にフツ化カルシウムが上記接着剤に要求さ
れる諸特性を具備することを見し、出し、ここに本発明
を完成するに至った。即ち本発明はフッ化カルシウム又
はフッ化カルシウムとカオリンとの混合物を有効成分と
する炭化珪素間相互の接合用接着剤及び該接着剤を炭化
珪素間に介在させ、これをフッ化カルシウムの分解温度
以上に加熱することを特徴とする炭イｂ珪素間相互の接
着方法に係る。
本発明接着剤は、単にこれを炭化珪素間に介在させ、約
１２０ぴ○程度に加熱するのみで、何ら加圧することな
く容易に炭化珪素間を接着することができる。
１２０ぴ○程度に加熱するのみで、何ら加圧することな
く容易に炭化珪素間を接着することができる。
しかもその接着強度は通常４００【９／泳以上、実に約
１５００ｋ９／地にも及ぶものであり、公知の方法では
約３００ｋ９／仇が限度であったことに比し約３割以上
５倍もの向上を計り得る。更に本発明接着剤は、公知方
法では接着できない大型複雑異形な炭化珪素材料の接着
にも容易に適用でき、之等材料をも強力に接着させるこ
とができる。加えて本発明接着剤は、その使用により形
成される接着層が化学的に安定であり、また炭化珪素に
ほぼ匹適する程度の耐熱性、耐熱衝撃性を有する。本発
明接着剤の利用によって、上記各種の極めて卓越する効
果が発揮される理由は、現在尚明確ではないが、以下の
如く考えられる。即ち本発明接着剤を構成するフッ化カ
ルシウムは、これを炭化珪素間に介在させその分解温度
以上の温度に加熱することにより、分解してフゾ素ガス
を発生し、該フッ素ガスが炭化珪素材料の表面を侵食す
る一方、分解生成物のカルシウム又はこれとカオリンと
の反応物が、上記により侵食された材料内に浸透すると
共に、被接着材料間に優れた接着力を有する接着剤層を
形成するものと考えられる。またカオリンを併用された
本発明接着剤の場合は、該カオリンが、上記加熱により
生成するカルシウムを活性化し、その炭化珪素材料内へ
の浸透を一層促進させるものと思われる。いずれにせよ
本発明は従来有効な接着方法のなかった炭化珪素の新し
い接着技術を確立したものであり、これにより炭化珪素
の利用分野が拡大されると共に、高温耐熱材料を必要と
する各種分野の一層の発展に貢献するものである。本発
明接着剤の適用される炭化珪素材料は、特にその形状や
大きさに限定はなく、板状、柱状、塊状等のあらゆる形
状を有していてよく、しかも接着すべき材料相互も同一
形状でも異形状でもよい。
１５００ｋ９／地にも及ぶものであり、公知の方法では
約３００ｋ９／仇が限度であったことに比し約３割以上
５倍もの向上を計り得る。更に本発明接着剤は、公知方
法では接着できない大型複雑異形な炭化珪素材料の接着
にも容易に適用でき、之等材料をも強力に接着させるこ
とができる。加えて本発明接着剤は、その使用により形
成される接着層が化学的に安定であり、また炭化珪素に
ほぼ匹適する程度の耐熱性、耐熱衝撃性を有する。本発
明接着剤の利用によって、上記各種の極めて卓越する効
果が発揮される理由は、現在尚明確ではないが、以下の
如く考えられる。即ち本発明接着剤を構成するフッ化カ
ルシウムは、これを炭化珪素間に介在させその分解温度
以上の温度に加熱することにより、分解してフゾ素ガス
を発生し、該フッ素ガスが炭化珪素材料の表面を侵食す
る一方、分解生成物のカルシウム又はこれとカオリンと
の反応物が、上記により侵食された材料内に浸透すると
共に、被接着材料間に優れた接着力を有する接着剤層を
形成するものと考えられる。またカオリンを併用された
本発明接着剤の場合は、該カオリンが、上記加熱により
生成するカルシウムを活性化し、その炭化珪素材料内へ
の浸透を一層促進させるものと思われる。いずれにせよ
本発明は従来有効な接着方法のなかった炭化珪素の新し
い接着技術を確立したものであり、これにより炭化珪素
の利用分野が拡大されると共に、高温耐熱材料を必要と
する各種分野の一層の発展に貢献するものである。本発
明接着剤の適用される炭化珪素材料は、特にその形状や
大きさに限定はなく、板状、柱状、塊状等のあらゆる形
状を有していてよく、しかも接着すべき材料相互も同一
形状でも異形状でもよい。
本発明接着剤において有効成分とするフッ化カルシウム
としては、通常市販されるものをいずれも使用できる。
としては、通常市販されるものをいずれも使用できる。
その純度は特に限定されないが接着強度を高めるために
は、できるだけ高純度であるのが好ましい、該フッ化カ
ルシウムは通常入手される粉末状形態で有利に用いられ
る。また上記フッ化カルシウムと併用され得るカオリン
としては、市販のものをいずれも使用でき、特にその産
地（原石の種類）、結晶の大きさ、履歴等に限定されな
い。
は、できるだけ高純度であるのが好ましい、該フッ化カ
ルシウムは通常入手される粉末状形態で有利に用いられ
る。また上記フッ化カルシウムと併用され得るカオリン
としては、市販のものをいずれも使用でき、特にその産
地（原石の種類）、結晶の大きさ、履歴等に限定されな
い。
またその成分組成もＳｉ０２及びＡ夕２０３を主とし他
にＦｅ２０３、Ｔｉ０２、Ｃａ○、Ｋ２０等の若干量を
含む通常のものでよいが、純度の高いものの方が、その
使用により接着強度をより高め得る傾向がある。該カオ
リンはフッ化カルシウムに対して約１重量％以上の添加
併用により該フッ化カルシウムの接着効果を増強する機
能を奏し得、この作用効果はカオリンの併用量を増加さ
せるに従い次第に向上していくがあまりに多量用いると
、接着剤層に余剰のカオリンが部分的に分離残存してむ
しろ接着効果を低下させることがある。従って通常フッ
化カルシウムに対して約９０重量％までの量で併用する
のがよい。本発明接着剤は、上記フッ化カルシウム又は
これとカオリンとを単に粉体混合した混合粉末状態でも
使用でき、また之等を通常のビヒクル（バルサム等の有
機粘着物又はこれと有機溶剤）に配合してペースト状形
態等の形態で用いることもできる。
にＦｅ２０３、Ｔｉ０２、Ｃａ○、Ｋ２０等の若干量を
含む通常のものでよいが、純度の高いものの方が、その
使用により接着強度をより高め得る傾向がある。該カオ
リンはフッ化カルシウムに対して約１重量％以上の添加
併用により該フッ化カルシウムの接着効果を増強する機
能を奏し得、この作用効果はカオリンの併用量を増加さ
せるに従い次第に向上していくがあまりに多量用いると
、接着剤層に余剰のカオリンが部分的に分離残存してむ
しろ接着効果を低下させることがある。従って通常フッ
化カルシウムに対して約９０重量％までの量で併用する
のがよい。本発明接着剤は、上記フッ化カルシウム又は
これとカオリンとを単に粉体混合した混合粉末状態でも
使用でき、また之等を通常のビヒクル（バルサム等の有
機粘着物又はこれと有機溶剤）に配合してペースト状形
態等の形態で用いることもできる。
かくして得られる本発明接着剤は、その使用に当っては
、これを接着すべき炭化珪素間に介在させ次いでフッ化
カルシウムの分解温度以上に加熱される。
、これを接着すべき炭化珪素間に介在させ次いでフッ化
カルシウムの分解温度以上に加熱される。
ここで本発明接着剤の炭化珪素間への適用は、接着剤の
形態に応じて、例えば粉末形態のものではこれを被接着
面に撒布すればよく、またペースト状のものでは通常の
接着剤と同様に塗付すればよい。その適用量は、用いる
接着剤の組成特にカオリンの併用量、該接着剤適用後の
加熱条件、被接着材とする炭化珪素の形状特に厚さ等に
応じて適宜に決定でき、特に限定されないが、本発明接
着剤有効成分重量換算で、被接着面積１の当りに約０．
０１〜５夕、好ましくは０．１〜１タ程度とするのが好
ましい。また本発明接着剤を上記により施工後の加熱は
、フッ化カルシウムが分解してフツ化カルシウムを放出
する温度、通常約１２００℃以上、好ましくは約１３０
０〜１５００００とすればよい。本発明では特に上記加
熱に際して何らの加圧手段を採用する必要はないが、被
接着面の密着性を確保するため若干加圧することもでき
る。また上記加熱は、一般に空気中で容易に行ない得る
が、被接着材とする炭化珪素の加熱による酸化が起るお
それのある場合は、窒素雰囲気下で行なうこともできる
。かくして本発明によれば、曲げ強ささ試験の結果４０
０ｋ９／塊以上の高接着強度を有し、しかも耐薬品性、
耐熱性及び耐衝撃性に優れた接着部を有する炭化珪素接
合体を容易に収得できる。
形態に応じて、例えば粉末形態のものではこれを被接着
面に撒布すればよく、またペースト状のものでは通常の
接着剤と同様に塗付すればよい。その適用量は、用いる
接着剤の組成特にカオリンの併用量、該接着剤適用後の
加熱条件、被接着材とする炭化珪素の形状特に厚さ等に
応じて適宜に決定でき、特に限定されないが、本発明接
着剤有効成分重量換算で、被接着面積１の当りに約０．
０１〜５夕、好ましくは０．１〜１タ程度とするのが好
ましい。また本発明接着剤を上記により施工後の加熱は
、フッ化カルシウムが分解してフツ化カルシウムを放出
する温度、通常約１２００℃以上、好ましくは約１３０
０〜１５００００とすればよい。本発明では特に上記加
熱に際して何らの加圧手段を採用する必要はないが、被
接着面の密着性を確保するため若干加圧することもでき
る。また上記加熱は、一般に空気中で容易に行ない得る
が、被接着材とする炭化珪素の加熱による酸化が起るお
それのある場合は、窒素雰囲気下で行なうこともできる
。かくして本発明によれば、曲げ強ささ試験の結果４０
０ｋ９／塊以上の高接着強度を有し、しかも耐薬品性、
耐熱性及び耐衝撃性に優れた接着部を有する炭化珪素接
合体を容易に収得できる。
以下本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。
実施例 １二枚の炭化珪素坂間に、フッ化カルシウム粉
末を接着面積１の当り０．５夕となる量で撒布介在させ
、これを電気炉中で１３５０℃で３０分間加熱した。
末を接着面積１の当り０．５夕となる量で撒布介在させ
、これを電気炉中で１３５０℃で３０分間加熱した。
得られた接合体試料の接着強度をスパン２仇松、荷重速
度０．５側／ｍｉｎの条件下、三点滴重曲げ強測定法に
従い求めたところ、滋ｏｋ９／めであつた。また上記測
定後の破断面を調べた所、接着部分の外側（基材炭化珪
素）で破壊されていた。更に上記接合体試料を４８％水
酸化カＩＪゥム水溶液中に、７０ｑｏ下５ｑ時間浸潰し
て、耐薬品性を調べた所、接着部には何等の異状も認め
られなかった。また上記接合体試料を、１５０ぴＣに再
加熱後、これを水中に投入する急袷試験により、耐熱衝
撃性を調べた所、接着部には何らの異状も認められなか
つた。
度０．５側／ｍｉｎの条件下、三点滴重曲げ強測定法に
従い求めたところ、滋ｏｋ９／めであつた。また上記測
定後の破断面を調べた所、接着部分の外側（基材炭化珪
素）で破壊されていた。更に上記接合体試料を４８％水
酸化カＩＪゥム水溶液中に、７０ｑｏ下５ｑ時間浸潰し
て、耐薬品性を調べた所、接着部には何等の異状も認め
られなかった。また上記接合体試料を、１５０ぴＣに再
加熱後、これを水中に投入する急袷試験により、耐熱衝
撃性を調べた所、接着部には何らの異状も認められなか
つた。
実施例 ２
フツ化カルシウム粉末５の重量％及びカオリン５０重量
％から成る混合粉末を、二枚の炭化珪素板間に、その１
の当り０．５夕となる量で撒布介在させ、これを実施例
１と同様に１３５ぴＣで３０分間加熱して、接合体を得
た。
％から成る混合粉末を、二枚の炭化珪素板間に、その１
の当り０．５夕となる量で撒布介在させ、これを実施例
１と同様に１３５ぴＣで３０分間加熱して、接合体を得
た。
得られた接合体試料の接着強度を実施例１と同様にして
測定した所、９６０ｋ９／めであった。
測定した所、９６０ｋ９／めであった。
実施例 ３〜８実施例２においてフッ化カルシウム粉末
とカオリン粉末との配合比を種々変化させた、本発明接
着剤を作成し、これらを用いて同様にして炭化珪素材を
接着した。得られた各接合体試料の接着強度、耐薬品性
及び耐熱衝撃性を、実施例１と同様にして求めた結果を
下記第１表に示す。第 １ 表
とカオリン粉末との配合比を種々変化させた、本発明接
着剤を作成し、これらを用いて同様にして炭化珪素材を
接着した。得られた各接合体試料の接着強度、耐薬品性
及び耐熱衝撃性を、実施例１と同様にして求めた結果を
下記第１表に示す。第 １ 表
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フツ化カルシウム又はフツ化カルシウムとカオリン
との混合物を有効成分とする炭化珪素間相互の接合用接
着剤。 ２ 炭化珪素間に、フツ化カルシウム又はフツ化カルシ
ウムとカオリンとの混合物を有効成分とする接着剤を介
在させ、これをフツ化カルシウムの分解温度以上に加熱
することを特徴とする炭化珪素間相互の接着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17488081A JPS6018626B2 (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 炭化珪素用接着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17488081A JPS6018626B2 (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 炭化珪素用接着剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876474A JPS5876474A (ja) | 1983-05-09 |
| JPS6018626B2 true JPS6018626B2 (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=15986269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17488081A Expired JPS6018626B2 (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 炭化珪素用接着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018626B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6238525U (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-07 |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17488081A patent/JPS6018626B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6238525U (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5876474A (ja) | 1983-05-09 |
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