JPS61111986A - 金属化用粉末組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックスに金属を接合するに当たってセ
ラミックス表面を金属化するために使用する粉末組成物
に関する。

〔従来の技術〕

従来から、セラミックスと金属を接合する方法として、
セラミックス上に銅板を置き、大気中で１１００℃前後
に加熱して接合する耐熱金属化法、セラミ７クスに硫化
銅とカオリンの混合物をペースト伏にしたものを塗布し
、大気中で１１００℃位に加熱して金属化した後金属板
をロウ付などの方法により接合する硫化銅法、セラミ７
クスを大気中で９００℃に加熱し炭酸銀を散布して金属
化した後金属を接合する炭酸銀法のような大阪工業試験
所法と称する方法がある。また、セラミックスの表面に
モリブデン、マンガン等の粉末を塗布し焼結して金属化
した後金属を接合するテレフンケン法も知られている。

しかし、これらの方法はセラミックスが酸化物系の場合
に通用し得るが、酸化物系以外の例えば炭化物系の場合
には接合力が弱くなるという欠点がある。

この欠点を改善するために、特開昭５５−１１３６８３
号公報においてセラミックスが炭化物系である場合の金
属化のためには、１００〜ｌＯ重量部の粉末状のＩＶａ
、Ｖａ、Ｖｉａ、■ａ族金属と９０重量部以下の粉末状
の＋　ｂ、　ｎ　ｂ、　ｍｂ、　ｒｖｂ族からなる混合
粉末を金属化組成物として用い、これをセラミックス表
面に塗布し１０００〜１８００℃で焼成して金属化する
方法が提案されている。

また、特開昭５８−９１０８８号公輻にはセラミックス
表面に銅とチタンの粉末を塗布し、この塗布面に金属を
圧接した後加熱処理してセラミックスと金属を接合する
方法も提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年、従来広く使用されてきた酸化物系セラミックスよ
りも優れた高温、高強度、高耐熱衝撃性を有する炭化物
系セラミックスや炭化物系セラミックスと酸化物系セラ
ミックスとの共焼結セラミ・７クスが開発され、その優
れた性質から広範囲の用途が期待されている。

しかし、これらのセラミックスは、強固な金属体との接
合物を得るために必須の要件となる十分な金属化強度を
持つ金泥化石を形成することが回能であるという問題が
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ニッケル、クロム、モリブデン、チタン、ｍ
、マンガン、ジルコニウム、鉄、コバルト、アルミニウ
ム、炭化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム
などの種々の金属またはそれらの酸化物の組合せからな
る金属化組成物について比較研究したところ、チタン−
銅−マンガンの３成分系を特定の割合で含有せしめてな
る金属化組成物を、これらの炭化物系セラミ７クスや、
炭化物系セラミックスと酸化物系セラミックスとの共焼
結セラミックスに適用した場合でも表面を十分に金属化
することができ、金属と極めて強固に接合することを見
い出し本発明を完成するに至ったものである。

本発明の金属化組成物は、粉末状のチタンと銅とマンガ
ンとを、それぞれ重量比で２０〜７０　：　２０〜７０
−２〜２０の割合で含有してなるものである。

チタンとマンガンは、金属化処理中に酸化物となり、こ
れがセラミックスと反応して強固な接着層を形成する。

チタンは、その配合比が少ないと反応層の形成が少なく
なり接着効果が上がらず、多くなると全体の融点が高く
なり、反応が遅くなるので上記の割合にする必要がある
。

銅はそれ自体も酸化物となり、セラミックスとの反応に
寄与するが、チタンとマンガンとを共存せしめることに
よって組成物全体の融点を下げ、反応を促進する作用を
有し、そのためには上記の２０の配合比が必要である。

しかしながら、その配合比が増大するとチタンとマンガ
ンの作用を低下せしめることになるので、上記重量比が
７０以下である必要がある。

マンガンの上記の少量範囲の配合は、チタンと銅とによ
る接着層の強度を高くし、安定化する作用を有する。そ
の理由は明確には解明できてはいないが、マンガンの酸
化反応がチタンの酸化反応との相乗効果を生しることに
よると考えられる。

マンガンの配合重量比は、上記の２以下ではその効果が
なく、また２０を超えるとチタンとの相乗効果が薄れ、
却って悪くなってしまう。

本発明の金属化組成物は、酸化物系は勿論、炭化チタン
、炭化珪素、炭化タングステン、炭化硼素などの炭化物
系セラミックス、或いはこれらの炭化物を焼結したアル
ミナ−炭化物のような非酸化物系セラミックスと金属の
接合に好適に使用できる。

また、本発明の金属化組成物を構成するチタン。

銅それにマンガンは、それぞれの金属単体粉末の混合物
であっても良いし、これら相互の任意の合金であっても
良い、さらに、本発明の金属化組成物は前記配合金属と
、例えば鉄粉末との混合物であっても良い。

本発明の金属化組成物を用いて、セラミックスの表面を
金属化するには、上記金属化組成物をテレピン油、ニト
ロセルローズと酢酸ブチルの混液などでペースト状にし
、これをセラミックスの表面に塗布し乾燥した後、１０
００〜１５００℃、好適には真空下１３００℃前後に加
熱することによって３０分程度で金属化することができ
る。そして、この金属化した面に例えばニッケルめっき
をし、金属体をロウ付けのような既知の方法により接合
する。

〔実施例〕

表に示す組成の粉末を混合し、金属化組成物を開整した
。これをテレピン油でペースト状にし、アルミナ−炭化
チタン系セラミックスの表面に塗布した後乾燥後炉中へ
装項し、１０−令ｕＨｇの真空中で１３００℃で３０分
間保持して表面を金属化した。

このようにして表面を金属化したセラミックス体にニッ
ケルめっきをし、銀ロウをロウ材として、またタフピッ
チ銅をＯＩ衝材として介し、水素中及び真空中９００℃
で１５分間処理してＳＫ板をロウ付けした。

これらの試料の剪断強度を測定し、かつその剥離状態を
観察した結果を表の右欄に示す。

表 較のための試料である。

以上よりアルミナ−炭化物系セラミックスの場合の接合
力は高く、安定していることが判る。

〔発明の効果〕

本発明の金属化組成物は、金属化が困難といわれてきた
非酸化物系のセラミックスの表面に、従来の金属化処理
を通用することによって十分な強度を持つ金属化層を形
成することができ、強固な金属体との接合を得ることが
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、チタン：銅：マンガンを、それぞれ重量比で２０〜
   ７０：２０〜７０：２〜２０の割合で含有することを特
   徴とするセラミックスの金属化用粉末組成物。