JPS60200870A - セラミツクス−金属接合体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はひび割れや剥離等の欠陥のないセラミックス−
金属接合体に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ セラミックス焼結体と金属部材との接合技術は電子管を
中心に発展し、現在では各種の電子部品に適用されてい
る。

このような機能部品においては、気密性が重要な問題と
なっているが、この問題は金属部材として熱膨張係数が
セラミックス焼結体のそれと近似しているものを使用す
ることによりほぼ解決されている。

しかしながら、構造用部品にこの接合技１４・ｊを適用
させることは使用する金属部材がほとんどｔｌｉｌ　＋
Ｊ等に限定されていることから困難であり、従来は接着
剤や機械的に嵌合させることによりセラミックス焼結体
と金属部材とを接合させることか行なわれていた。

しかしながら、このような方法では接合強度の小さいも
のしか得られず、また熱膨張係数の差によりひび割れや
剥離等の欠陥が発生し易いという問題があった。

［発明の目的］ 本発明はこのような問題を解決づるためなされたもので
、接合時の集中応力を緩和しでひび割れや剥離等の欠陥
の発生し難いセラミックス−金属接合体を提供すること
を目的とする。

［発明の概要］ すなわち本発明のセラミックス−金属接合体は、金属部
材のセラミックス焼結体に接合づる面に不連続部が形成
されていることを特徴としている。

本発明におけるセラミックス焼結体としＣは、例えばア
ルミナ等の酸化物系セラミックス焼結体、窒化ケイ素、
炭化ケイ素等の非酸化物系セラミックス焼結体等があげ
られる。

本発明における金属部材としては、例えば調料があげら
れるが、これに限定されるものではない。

本発明においては、接合に際しＣ金属部材側のセラミッ
クス焼結体に接合する面に多数のスリット等の切欠を入
れて接合面に不連続部を形成さ已でおく。

これらのスリットは、金属部材の大きさにもにるが、幅
０．１〜３旺、ピッチ０．５〜２０川和、深さ０．３〜
５．Ｏｎが打法しい。

セラミックス焼結体を金属部材、特に鋼材に接合させる
には、例えば次のように行なう。

セラミックス焼結体が酸化物系の場合はそのまま、非酸
化物系の場合はできれば酸化して表面に酸化層を形成さ
せた後、この酸化層上にタフピッチ電界銅等の含酸素鋼
を接触させた状態で不活性雰囲気中において１０６５〜
１０８３℃に加熱して銅層を形成し、ろう材を介しＣ金
属部材の不連続な面に接合させる。ま７ｊ他の方法とし
て酸素鋼の代りに活性金属の化合物を添加したモリブデ
ン酸リチウム溶液をセラミックス焼結体の接合面上に塗
布し、加熱して導電層を形成した後、この導電層上にニ
ッケルめっきを施し、ろう材を介して金属部材と接合さ
ぜｌζす、活性金属粉末または箔を介してセラミックス
焼結体と金属部材とを接合ざぜるようにしてもよい。こ
の場合、銅あるいは銅合金のような延性金属の薄板を接
合面に挾み、中間緩衝層を設けた方がより高い強度が得
られる。

［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明Ｊ−る。

実施例１ 常圧焼結法により第１図に示すような、白り棒状の窒化
ケイ素系セラミックス焼結体１をｍ　）ａＬ／Ｉ〔。こ
のセラミックス焼結体１の金属部材２に接合する面に二
酸化チタンを添加したモリブデン酸溶液を塗布焼付けし
て導電層を形成した後、この上にニッケルめっきを施し
た。

次に鋼製の直方体状の金属部材２のけラミックス焼結体
に接合する面に幅０．５＋ｎ＋ｉ、ピッチ１゜０ｍｍ、
深さ２．０ｍｍの平行する多数のスリブ１〜３を入れ、
これを銀−銅ろう祠４を介しＣセラミックス焼結体１の
ニッケルめっきの面に接触さけて加熱することによりセ
ラミックス−金属接合体を製　造　し　）こ　。

このようにして得られた１０個の接合体にはひび割れや
剥離等の欠陥は発見されなかった。

一方、金属部材としてスリットを入れないものを使用し
て同様にセラミックス焼結体に接合させたものはすべて
にひび割れが発生した。

実施例２ 常圧焼結法により第２図に示すような形状の窒化ケイ素
性セラミックス焼結体５．５′を製造した。

このセラミックス焼結体５．５′の金属部材６に接合す
る面にチタンおよび銅の混合粉末を介して厚さ０．０３
ｍｍの銅板を載せ、窯化雰囲気中で加熱して銅層６を形
成した。

次にｍ製の金属部材７のセラミックス焼結体５．５′に
接合する面に幅０．５籠、ピッチ１．０ｍ＋１１、深さ
３．０ｍｍのスリット８を入れ、これを銀−銅ろう材８
を介してセラミックス焼結体５．５′の！ｉ層６に接触
させて加熱することにより、木材加工用を工具を製造し
た。

この接合体を１０個製造したが、これらにはいずれもひ
び割れや剥離等の欠陥は発生しなかった。

一方、金属部材としてスリットを入れないものを使用し
た場合はすべてのセラミックス焼結体にひび割れが生じ
た。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明のセラミックス−金属接合体
は、接合時に生じる応力が予め金属部材に形成された不
連続部により緩和されるので、ひび割れや剥離等の欠陥
が１しることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックス−金属接合体の一実施例
を模式的に示す断面図、第２図は別の実施例を示す斜視
図である。 １．５．５′・・・セラミックス焼結体２．６・・・・
・・・・・金属部材 ３．７・・・・・・・・・スリット ４．８・・・・・・・・・銀−銅ろう月代理人弁理士　
須　山　仏　− 第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属部材のセラミックス焼結体に接合する面に不
   連続部が形成されていることを特徴どするセラミックス
   −金属接合体。
2. （２）不連続部が複数条の平行するスソッ１−により形
   成されている特許請求の範囲第１項記載のヒラミックス
   −金属接合体。
3. （３）複数条の平行するスリットの幅が０．１〜３．０
   ｍｍ、ピッチが０．５〜２０龍、深さか０゜３〜５．０
   ■である特許請求の範囲第２項記載のセラミックス−金
   属接合体。
4. （４）金属部材は鋼材である特許請求の範囲第１項ない
   し第３項のいずれか１項記載のセラミックス−金属接合
   体。