JPS6033268A - セラミツクス接合方法 - Google Patents
セラミツクス接合方法Info
- Publication number
- JPS6033268A JPS6033268A JP13810783A JP13810783A JPS6033268A JP S6033268 A JPS6033268 A JP S6033268A JP 13810783 A JP13810783 A JP 13810783A JP 13810783 A JP13810783 A JP 13810783A JP S6033268 A JPS6033268 A JP S6033268A
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- JP
- Japan
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- ceramics
- joining
- alloy
- foil
- bonding
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、合金箔をインサート材として特に非酸化物系
セラミックスに金属を接合するに好適なセラミックスの
接合方法に関する。
セラミックスに金属を接合するに好適なセラミックスの
接合方法に関する。
炭化ケイ素（ＳｉＣ）と硼化ジルコニウム（ＺｒＢｔ）
を含んだｓ電性セラミックスに金属を接合する方法とし
て本発明等は先に銅−マンガｙ（Ｃｕ−Ｍｎ１合金箔（
板厚２０〜５０μｍ）を導電性セラミックスと金属との
間に置き、接合部を所定の加圧下で加熱し、加熱温度が
Ｃｕ−Ｍ１１１１合金点以上に達した時点で加熱を中止
し、接合部を自然放冷することを検討した。この接合方
法は、Ｃｕ −Ｍ ｎ合金の融点が８６０Ｃである為、
接合部の耐熱温度は約７００Ｃが限度である。しかし７
００Ｃ近傍の高温下で使用すると接合部のＣｕ−Ｍｎ合
金属層が金属側に拡散し、最終的にはＣｕ −Ｍ ｎ層
が消失して接合部の接合強さが著しく低下するという難
点があった。
を含んだｓ電性セラミックスに金属を接合する方法とし
て本発明等は先に銅−マンガｙ（Ｃｕ−Ｍｎ１合金箔（
板厚２０〜５０μｍ）を導電性セラミックスと金属との
間に置き、接合部を所定の加圧下で加熱し、加熱温度が
Ｃｕ−Ｍ１１１１合金点以上に達した時点で加熱を中止
し、接合部を自然放冷することを検討した。この接合方
法は、Ｃｕ −Ｍ ｎ合金の融点が８６０Ｃである為、
接合部の耐熱温度は約７００Ｃが限度である。しかし７
００Ｃ近傍の高温下で使用すると接合部のＣｕ−Ｍｎ合
金属層が金属側に拡散し、最終的にはＣｕ −Ｍ ｎ層
が消失して接合部の接合強さが著しく低下するという難
点があった。
本発明の目的は、セラミックスと反応性のある金属合金
箔をインサート材としてセラミックス同志或いはセラミ
ックスと金属とを接合する方法を提供することにある。
箔をインサート材としてセラミックス同志或いはセラミ
ックスと金属とを接合する方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明のも徴は、セラミックスと反応性のある金属箔を
接合物の両部材間に１６き、両部材を加圧しつつ金属箔
の溶融温度以上に加熱して、両部材を化学的に接合する
点におる。ｌμに本発明に用いるに好適な被接合材料は
、酸化物系セラミックスと非酸化物系セラミックスとの
組合せ、或いは非酸化物系セラミックスと金属との組合
せである。
接合物の両部材間に１６き、両部材を加圧しつつ金属箔
の溶融温度以上に加熱して、両部材を化学的に接合する
点におる。ｌμに本発明に用いるに好適な被接合材料は
、酸化物系セラミックスと非酸化物系セラミックスとの
組合せ、或いは非酸化物系セラミックスと金属との組合
せである。
本発明のインサート用合金箔の最適な例は、融点が９９
０〜１３００Ｃのもの、マンガｙ（Ｍｎ）含有のもの、
ニッケル（Ｎｉｌ及び５ｉｔ（Ｃ０）含有のもの、望ま
しくはＣｕ −Ｎ ｉ −Ｍ＋ｉ、及び／または全率固
溶体である。
０〜１３００Ｃのもの、マンガｙ（Ｍｎ）含有のもの、
ニッケル（Ｎｉｌ及び５ｉｔ（Ｃ０）含有のもの、望ま
しくはＣｕ −Ｎ ｉ −Ｍ＋ｉ、及び／または全率固
溶体である。
非酸化物系セラミックスとしては例えばＳｉＣ。
５ｉＣ−硼化ジルコニウム（ＺｒＢｚｌ系導電性セラミ
ックスが挙げられる。
ックスが挙げられる。
本発明による接合方法は、例えば非酸化物系セラミック
スと金属の間にＣｕ−Ｎ ｉ −Ｍ ｎ合金箔を置き接
合部を所定圧力（０，１〜２ Ｋ９ ／ ｖａｎ ”
）で加圧しながら接合部を所定温度（１０００〜１４０
０Ｃ）に加熱してｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金箔を溶融させ、
直ちに加熱を中止して接合部を自然放冷して接合を完成
する・ものである。接合は、合金箔の酸化を防止するた
めに、不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
スと金属の間にＣｕ−Ｎ ｉ −Ｍ ｎ合金箔を置き接
合部を所定圧力（０，１〜２ Ｋ９ ／ ｖａｎ ”
）で加圧しながら接合部を所定温度（１０００〜１４０
０Ｃ）に加熱してｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金箔を溶融させ、
直ちに加熱を中止して接合部を自然放冷して接合を完成
する・ものである。接合は、合金箔の酸化を防止するた
めに、不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
ここでＣｕ−Ｍｎ合金の共晶温度は８６０Ｃであるのに
対して、Ｃｕ −Ｎ ｉ−Ｍｎ合金は約１０００Ｃであ
ることがらＣｕ−へ１０合金よりも接合部の耐熱温度を
高く設定できる。
対して、Ｃｕ −Ｎ ｉ−Ｍｎ合金は約１０００Ｃであ
ることがらＣｕ−へ１０合金よりも接合部の耐熱温度を
高く設定できる。
接合機構をＭｎとＳｉＣを例にして説明する。
Ｃ０−Ｎｉ−Ｍｎ合金融液中のＭ ｎがＳａＣと化学的
に反応してＳｒＣ十Δｌ ｎ −＋ Ｓ ｉ Ｍ ｎ
十Ｃに分解する。その結果ＳＩＣ界面にＳ ｉ Ｍ ｎ
の中間層が形成される。従ってＣ１１−Ｎ ｉ −＆Ｊ
ｎ合金は、中間層を介してＳＩＣと強固に接合される
。該合金箔は全率固溶体である為、し合金箔の溶融→冷
却時に接合部界面に硬くてもろい金属間化合物の析出が
無い。
に反応してＳｒＣ十Δｌ ｎ −＋ Ｓ ｉ Ｍ ｎ
十Ｃに分解する。その結果ＳＩＣ界面にＳ ｉ Ｍ ｎ
の中間層が形成される。従ってＣ１１−Ｎ ｉ −＆Ｊ
ｎ合金は、中間層を介してＳＩＣと強固に接合される
。該合金箔は全率固溶体である為、し合金箔の溶融→冷
却時に接合部界面に硬くてもろい金属間化合物の析出が
無い。
伺、Ｃｕ−Ｎ ｉ −ｆｉ４ ｎ合金箔を用いるｔｑ合
１ｃ ｉ−ｔ、ＮＩが１０〜７０ 重量％、Ｍｎが７０
〜１０止量チ、欽２０爪匍チの組成が望筐しい。
１ｃ ｉ−ｔ、ＮＩが１０〜７０ 重量％、Ｍｎが７０
〜１０止量チ、欽２０爪匍チの組成が望筐しい。
実施例１
第１図は、ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金箔をインサート材とし
てＳｉＣＺｒＢＺ系セラミックヒークエＶメントにＮｉ
リード線を接合する方法を示す。
てＳｉＣＺｒＢＺ系セラミックヒークエＶメントにＮｉ
リード線を接合する方法を示す。
Ｃｕ −Ｎ ｉ −Ｍ ｎ合金箔は、Ｃ” ２０ ｆｆ
１−量％ ｒＮｉ５０ｉｉ量チ、 Ｍｎ ３０重蕾チ組
成のものを用いた。合金箔の板厚に５０μｍである。
１−量％ ｒＮｉ５０ｉｉ量チ、 Ｍｎ ３０重蕾チ組
成のものを用いた。合金箔の板厚に５０μｍである。
ヒータ１とリード線２の間に０１１−Ｎ ｉ −Ｍ ｎ
合金箔３を置き、接合部をプレスシャフト４で加圧する
。油圧ツーレスの圧力は０．５Ｋｇ／ａｎ２ とした。
合金箔３を置き、接合部をプレスシャフト４で加圧する
。油圧ツーレスの圧力は０．５Ｋｇ／ａｎ２ とした。
次に高周波加熱コイル５によって加熱用治具６を１２０
０Ｃに加熱し、１２００ｔ：’に達した時点で加熱を中
止して自然放冷し接合を完成する。容器内７はアルゴン
ガス雰囲気下とした。
０Ｃに加熱し、１２００ｔ：’に達した時点で加熱を中
止して自然放冷し接合を完成する。容器内７はアルゴン
ガス雰囲気下とした。
この接合によってヒータの加熱による接合部の耐熱温度
は約９００Ｃにできる（従来のＣｕ−Ｍｎ合金をインサ
ート材とする接合部の劇熱篇１度ニア００Ｕ以下）。接
合部の剥離強さは、平均１０にり／ｄを得た（従来のＣ
ｕ −Ｍ ｎ合金箔をインサート材とした場合の接合部
の剥離強さ：平均６にり／ ｃｔｒ目。
は約９００Ｃにできる（従来のＣｕ−Ｍｎ合金をインサ
ート材とする接合部の劇熱篇１度ニア００Ｕ以下）。接
合部の剥離強さは、平均１０にり／ｄを得た（従来のＣ
ｕ −Ｍ ｎ合金箔をインサート材とした場合の接合部
の剥離強さ：平均６にり／ ｃｔｒ目。
実施例２
第２図は、高熱伝導ＳｉＣセラミックスとＳｉＣ−Ｚ
ｒ Ｂ、系セラミックスヒークの接合ｆａｌｌ ’を示
す。
ｒ Ｂ、系セラミックスヒークの接合ｆａｌｌ ’を示
す。
接合方法は、高熱伝導ＳｉＣセラミックスと５ｉＣ−ｚ
ｒＢ、系セ２ミツクヒータノ間１／ｌ、−ＣＬ１２０重
量％、 Ｎｉ５０重か−１Ｍ口３０重１＋チのインサー
ト材を植き実施例１と同じ手法で接合できる。
ｒＢ、系セ２ミツクヒータノ間１／ｌ、−ＣＬ１２０重
量％、 Ｎｉ５０重か−１Ｍ口３０重１＋チのインサー
ト材を植き実施例１と同じ手法で接合できる。
本発明の合金箔をインサート羽として非酸化物系セラミ
ックス同志またに、非酸化物糸セラミックスと金ＦＡを
亮い接合強歴のもとに接合することができる。−まだ本
発明による払（：１１部に耐熱性・耐食性に伏れている
。
ックス同志またに、非酸化物糸セラミックスと金ＦＡを
亮い接合強歴のもとに接合することができる。−まだ本
発明による払（：１１部に耐熱性・耐食性に伏れている
。
第１図は本発明の一例に信、るセラミックス接合方法に
用いる装置説明図、第２図ｔユ本光り」の−例で得られ
た４Σ′、金製品の斜視図である。 １・・・ヒータエレメント、２・・・Ｎ ｔ リ−１−
“線、３・・・Ｃｕ −Ｎ ｉ −Ｍ ｎ箔、４・・・
ルスシャフト、５・・・高周波加熱コイル、６・・・加
熱用治具（カーホン）７・・・容器（カラス）、８・・
・アルゴンカス、９・・・絶縁層（Ａ４Ｎ）、１０・・
・絶縁性高熱伝導５ＩＣ１１１−８ｉ Ｃ−Ｚ ｒ Ｂ
ｚ系セラミックヒータ、第１頁の続き ０発 明 者 小 杉 哲 夫 日立市幸町３丁目所内
用いる装置説明図、第２図ｔユ本光り」の−例で得られ
た４Σ′、金製品の斜視図である。 １・・・ヒータエレメント、２・・・Ｎ ｔ リ−１−
“線、３・・・Ｃｕ −Ｎ ｉ −Ｍ ｎ箔、４・・・
ルスシャフト、５・・・高周波加熱コイル、６・・・加
熱用治具（カーホン）７・・・容器（カラス）、８・・
・アルゴンカス、９・・・絶縁層（Ａ４Ｎ）、１０・・
・絶縁性高熱伝導５ＩＣ１１１−８ｉ Ｃ−Ｚ ｒ Ｂ
ｚ系セラミックヒータ、第１頁の続き ０発 明 者 小 杉 哲 夫 日立市幸町３丁目所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 セラミックス同志又はセラミックスと金属の接合
において、セラミックスと反応性のある金属箔を前記虻
合物の両部材の間に置き、両部材を加圧しながら金ｊ＋
】箔の溶融温度以上に加熱して、両部材を化学的に接合
することを特徴とするセラミックス接合方法。 ２、ｌ＋許請求の範囲第１項記載において、前記セラミ
ックス同志の接合は酸化物系セラミックス及び非酸化物
系セラミックスの接合であることを喝徴とするセラミッ
クス接合方法。 ３４！−１許鮪求の範囲第１′ｆＡ記載において、前記
金式箔防マンガンを含む合金でるることを重機とするセ
ラミックス接合方法。 ４、特許請求の範囲第３項記載において、前記合金箔が
全率固溶体であることを重機とするセラミックス接合方
法。 ５ 的許請求の範囲第３項または第４拍記載において、
前記合金箔がニッケル及び銅を含有することを特徴とす
るセラミックス接合方法。 ６、特許請求の範囲第２項記載において、前記非酸化物
系セラミックスが炭化ケイ素を主成分とすることを特徴
とするセラミックス接合方法。 ７、特許請求の範囲第３項乃至第５項のいずれか記載に
おいて、前記合金の組成がニッケル１０〜７０重量％、
マンガン７０〜１０重量％、銅２０重量％であることを
特徴とするセラミックス接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13810783A JPS6033268A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | セラミツクス接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13810783A JPS6033268A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | セラミツクス接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033268A true JPS6033268A (ja) | 1985-02-20 |
Family
ID=15214111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13810783A Pending JPS6033268A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | セラミツクス接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033268A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784313A (en) * | 1986-03-14 | 1988-11-15 | Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method for bonding silicon carbide molded parts together or with ceramic or metal parts |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP13810783A patent/JPS6033268A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784313A (en) * | 1986-03-14 | 1988-11-15 | Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method for bonding silicon carbide molded parts together or with ceramic or metal parts |
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