JPS6140877A - Ｔｉ及びＯを含有する金属又は合金とアルミナとの固相接合法 - Google Patents
Ｔｉ及びＯを含有する金属又は合金とアルミナとの固相接合法Info
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- JPS6140877A JPS6140877A JP16160084A JP16160084A JPS6140877A JP S6140877 A JPS6140877 A JP S6140877A JP 16160084 A JP16160084 A JP 16160084A JP 16160084 A JP16160084 A JP 16160084A JP S6140877 A JPS6140877 A JP S6140877A
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- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 29
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Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はＴｉ及びＣを含有する金属または合金上アルミ
ナとの固相接合法に関する。更に詳しくは金属または合
金とアルミナとの接合に際して、ろう材や中間層を挿入
することなく、強固に接合する固相接合法に関する。
ナとの固相接合法に関する。更に詳しくは金属または合
金とアルミナとの接合に際して、ろう材や中間層を挿入
することなく、強固に接合する固相接合法に関する。
従来技術
従来の金属または合金とアルミナとの接合法としては、
ろう接法、粉末圧縮法、ホットプレス、熱間静水圧圧縮
法（以下ＨＩＰ法と記載する）などが知られている。こ
れらいずれの場合においても、接合界面にろう材、ある
いは中間層の挿入が必要である。ろう材により接合され
た接合体は、高温で゛使用すると拡散が進行して接合面
が異質な゛ものとなるため、高温下での使用に対して信
頼性が低い問題点がある。一方ホットプレスなどのよう
な中間層を挿入して接合する方法においては、中間層の
組成、粒度、分散性などを制御するという難しい工程を
含むため、経費が高くつくなどの欠点゛がある。
ろう接法、粉末圧縮法、ホットプレス、熱間静水圧圧縮
法（以下ＨＩＰ法と記載する）などが知られている。こ
れらいずれの場合においても、接合界面にろう材、ある
いは中間層の挿入が必要である。ろう材により接合され
た接合体は、高温で゛使用すると拡散が進行して接合面
が異質な゛ものとなるため、高温下での使用に対して信
頼性が低い問題点がある。一方ホットプレスなどのよう
な中間層を挿入して接合する方法においては、中間層の
組成、粒度、分散性などを制御するという難しい工程を
含むため、経費が高くつくなどの欠点゛がある。
前記方法のほか、金属または合金とアルミナの接合法と
して、中間層を挿入せずに固相で拡散によシ直接接合゛
させる方法も知られているつじかし、この方法でアルミ
ナと接合できる金属はごく限られ、実用になる程度の接
合強さが得られたのは、Ｐｔとアルしす、Ｎｂとアルミ
ナの系に過ぎない６すなわち、Ｐｔ、Ｎｂ以外の金属と
は高強度に接合し得なく、その利用範囲もごく限られた
ものであった。
して、中間層を挿入せずに固相で拡散によシ直接接合゛
させる方法も知られているつじかし、この方法でアルミ
ナと接合できる金属はごく限られ、実用になる程度の接
合強さが得られたのは、Ｐｔとアルしす、Ｎｂとアルミ
ナの系に過ぎない６すなわち、Ｐｔ、Ｎｂ以外の金属と
は高強度に接合し得なく、その利用範囲もごく限られた
ものであった。
発明の目的
本発明は前記従来の中間層挿入による接合法の欠点を解
消すると共に１また従来、固相で直接接合することがで
きなかった金□属または合金とアルミナとを固相接合す
ることが可能な方法を提供することを目的とする。
消すると共に１また従来、固相で直接接合することがで
きなかった金□属または合金とアルミナとを固相接合す
ることが可能な方法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明者らはさきに超高真空中で種々の金属材料を加熱
したところ、金属材料内部に含まれる微量成分が表面に
濃化（偏析、析出）することを見出した。更にＴｉ及び
Ｃを含有した金属または合金を真空中で加熱すると、そ
の金属または合金の表面にＴｉＣが析出し、これにアに
ミナを加圧し加熱するか、あるいは加熱しながら加圧す
ることにより、固相接合し得られることがわかった。こ
の知見に基いて本発明を完成した。
したところ、金属材料内部に含まれる微量成分が表面に
濃化（偏析、析出）することを見出した。更にＴｉ及び
Ｃを含有した金属または合金を真空中で加熱すると、そ
の金属または合金の表面にＴｉＣが析出し、これにアに
ミナを加圧し加熱するか、あるいは加熱しながら加圧す
ることにより、固相接合し得られることがわかった。こ
の知見に基いて本発明を完成した。
本発明の要旨は、Ｔｉ及びＯを含有し、加熱すの析出を
起こす温度以上の加熱を行うことを特徴とする固相接合
法にある。
起こす温度以上の加熱を行うことを特徴とする固相接合
法にある。
本発明において用いるＴｉ及び０を含有する金属または
合金としては、加熱によりＴｉＣがその表面に析出し得
られるものであればよい。また、加圧、加熱時の雰囲気
は金属表面ＫＴｉＣが析出するを妨げない雰囲気であれ
ばよいが、好ましくは真空または不活性ガス雰囲気であ
ることがよい。
合金としては、加熱によりＴｉＣがその表面に析出し得
られるものであればよい。また、加圧、加熱時の雰囲気
は金属表面ＫＴｉＣが析出するを妨げない雰囲気であれ
ばよいが、好ましくは真空または不活性ガス雰囲気であ
ることがよい。
ＴｉＣの析出は通常７５０℃以上に加熱した時に起こる
。一方接着力は金属または合金とアルミナとの接触面積
に比例するので、加熱温度は金属または合金が少し塑性
変形する程度の温度であることが好ましい。加圧は通常
の圧接装置であればよく、またホ、ドブレス、ＨＩＰ装
置等も利用できる。
。一方接着力は金属または合金とアルミナとの接触面積
に比例するので、加熱温度は金属または合金が少し塑性
変形する程度の温度であることが好ましい。加圧は通常
の圧接装置であればよく、またホ、ドブレス、ＨＩＰ装
置等も利用できる。
本発明の方法は、金属または合金の表面にア〜ミナーー
ψζグでけ薄過ぎる場合、厚いｌ−・ミナをはりつける
場合に重態用し得られる［ｆた、アルミナとアルミナの
間に、Ｔｉ及びＣを含む金属の箔あるいは金属粉末をは
さんでアルミナ同志の接合も行うことができる。さらに
、任意の゛母材金属とＴｉ及び０を含有する金属との接
合技術と、本発明であるＴｉ及びＣを含有する金属とア
ルミナとの接合技術を組み合わせることＫよ妙、任意の
母材金属にアルミナをはりっけ、ることもできる。
ψζグでけ薄過ぎる場合、厚いｌ−・ミナをはりつける
場合に重態用し得られる［ｆた、アルミナとアルミナの
間に、Ｔｉ及びＣを含む金属の箔あるいは金属粉末をは
さんでアルミナ同志の接合も行うことができる。さらに
、任意の゛母材金属とＴｉ及び０を含有する金属との接
合技術と、本発明であるＴｉ及びＣを含有する金属とア
ルミナとの接合技術を組み合わせることＫよ妙、任意の
母材金属にアルミナをはりっけ、ることもできる。
これらの方法の利用によね、耐熱・耐食性アルミナ容器
の金属による補強や、切削用セラミックバイトと金属の
接合を行うことができる。
の金属による補強や、切削用セラミックバイトと金属の
接合を行うことができる。
本発明の方法を実施する装置の一例を第１図に示す。
図中、１はＴｉ及びｏｌ含有する金属または合金、２は
アルミナ、３けヒーター、例えば高周波銹導炉、４は圧
縮治具である。これＫよシ圧縮しながら加熱するか、あ
るいは加熱しながら圧縮することにより、固相接合を容
易に行うことができる。
アルミナ、３けヒーター、例えば高周波銹導炉、４は圧
縮治具である。これＫよシ圧縮しながら加熱するか、あ
るいは加熱しながら圧縮することにより、固相接合を容
易に行うことができる。
実施例１゜
ＴＩを０．４％添加した合金と見なすことができＣを０
．０４チ含む。５ＵＳ３２１を７５０℃以上に加熱する
六表面にＴｉＣが析出する。一方ＳＵＳ ３０４を同様
′水加熱してもＴｉＣの析出は起こらずＳの偏析が起−
；辷る。
．０４チ含む。５ＵＳ３２１を７５０℃以上に加熱する
六表面にＴｉＣが析出する。一方ＳＵＳ ３０４を同様
′水加熱してもＴｉＣの析出は起こらずＳの偏析が起−
；辷る。
就直径１３ｍの２本の８ＵＳ３２１の棒の間に１４×１
４Ｘ１ｍの焼結アルミナ（純度９９．５チ）をはさみ、
０．９Ｋｐｆ／−の圧力をかけながら５Ｘ１０ ’ｔｏ
ｒｒ （１）真空中で１２００℃に１０分間保持するこ
とＫよね、５Ｕ８３２１／アルミナ／８Ｕ８３２１接合
体を作製した。
４Ｘ１ｍの焼結アルミナ（純度９９．５チ）をはさみ、
０．９Ｋｐｆ／−の圧力をかけながら５Ｘ１０ ’ｔｏ
ｒｒ （１）真空中で１２００℃に１０分間保持するこ
とＫよね、５Ｕ８３２１／アルミナ／８Ｕ８３２１接合
体を作製した。
これをインスト四ンタイプの試験機で引張り強さを測定
し、２．６Ｋｆｆ／−以上の値を得た。同様の実験を１
気圧のアルゴン中で行い、引張り強さを測定したところ
接合部ではなくアルミナ母材中で破断した（引張抄強さ
２．５Ｋｆｆ ／−）。
し、２．６Ｋｆｆ／−以上の値を得た。同様の実験を１
気圧のアルゴン中で行い、引張り強さを測定したところ
接合部ではなくアルミナ母材中で破断した（引張抄強さ
２．５Ｋｆｆ ／−）。
５ＵＳ３２１の代わりＶＣ８Ｕ８３０４を用いて同様の
実験を行ったが８ＵＳ３０４とアルミナは接合しなかっ
た。
実験を行ったが８ＵＳ３０４とアルミナは接合しなかっ
た。
実施例２゜
１８”Ｎｉ系フマルエージ鋼アルミナの接合１８−Ｎｉ
系マルエージ鋼ＫＯ，８２チのＴｉを添加九合金（分析
値 Ｏｏ：９．２４、Ｎｉ：１７．６４、Ｍ。
系マルエージ鋼ＫＯ，８２チのＴｉを添加九合金（分析
値 Ｏｏ：９．２４、Ｎｉ：１７．６４、Ｍ。
５．１４、Ｔｉ：０．８２．８；：ｏ、ｏｏ６、Ｏ：０
．００３、ＡｔＯ，０５２、Ｍｎ：Ｑ、ＱＱ３、Ｆｅ：
６７．０９ｗｔ％）を真空で高ｆｉＫ加熱するとＴｉＣ
を析出する。
．００３、ＡｔＯ，０５２、Ｍｎ：Ｑ、ＱＱ３、Ｆｅ：
６７．０９ｗｔ％）を真空で高ｆｉＫ加熱するとＴｉＣ
を析出する。
直径１１ｍの５ＵＳ３０４棒、１１０Ｘ１０Ｘ１の上記
マルエージ鋼板、１０１０Ｘ１０Ｘ１のアルミナ板、直
径１３ｍ＋の５ＵＳ３２１棒の順に重ねて、５ Ｘ １
０＝ｔｏｒｒの真空中で上下ＫＩＫｇｆ／−の圧力をか
け１２００℃ＫＩＯ分間保持するととにより５ＵＳ３ｏ
４／マルエージ鋼／アルミナ／５Ｕ８３２１という接合
体を得た。
マルエージ鋼板、１０１０Ｘ１０Ｘ１のアルミナ板、直
径１３ｍ＋の５ＵＳ３２１棒の順に重ねて、５ Ｘ １
０＝ｔｏｒｒの真空中で上下ＫＩＫｇｆ／−の圧力をか
け１２００℃ＫＩＯ分間保持するととにより５ＵＳ３ｏ
４／マルエージ鋼／アルミナ／５Ｕ８３２１という接合
体を得た。
インストロンタイプの試験機で引張り試験を行ったとこ
ろ接合部ではなくアルミナ母材中で破断した。（引張り
強さ１．６Ｋｆｆ／−以上）実施例３゜ ｌ優Ｔｉ−９９チＮｉとアルミナの接合線Ｎｉに１係の
Ｔｉと００１％のＣを含有させた金属材料とアルミナと
の接合性を調べるために実施例２と同様の方法でＳＵ８
３０４／上記Ｔｉ−Ｎｉ合金／アルミナ／５ＵＳ３２１
という接合体を作製し、インストロンタイプの試験機で
引張υ試験を行ったところ接合部ではカ〈アルミナ母材
中で破断した。
ろ接合部ではなくアルミナ母材中で破断した。（引張り
強さ１．６Ｋｆｆ／−以上）実施例３゜ ｌ優Ｔｉ−９９チＮｉとアルミナの接合線Ｎｉに１係の
Ｔｉと００１％のＣを含有させた金属材料とアルミナと
の接合性を調べるために実施例２と同様の方法でＳＵ８
３０４／上記Ｔｉ−Ｎｉ合金／アルミナ／５ＵＳ３２１
という接合体を作製し、インストロンタイプの試験機で
引張υ試験を行ったところ接合部ではカ〈アルミナ母材
中で破断した。
仮引張り強さ２．１．Ｋｆｆ／−以上）。
発明の効果
本発明の方法によると、従来接合することができなかっ
た金属または合金とアルミナとを固相で容易に強固に接
合し得られる。従って強靭で加工性に優れた金属と、耐
熱性、耐摩耗性、耐腐食性に優れたアルミナセラミック
とを複合化させることにより、従来なかった性能を持つ
部品も容易に作ることができる優れた効果を有する。
た金属または合金とアルミナとを固相で容易に強固に接
合し得られる。従って強靭で加工性に優れた金属と、耐
熱性、耐摩耗性、耐腐食性に優れたアルミナセラミック
とを複合化させることにより、従来なかった性能を持つ
部品も容易に作ることができる優れた効果を有する。
第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示す図で
ある。 １：Ｔｉ及びＣを含有する金属または合金２：アルミナ
３：ヒーター ４：圧縮治具 特許出願人 科学技術庁金属拐料技術研究所長中 川
龍 −
ある。 １：Ｔｉ及びＣを含有する金属または合金２：アルミナ
３：ヒーター ４：圧縮治具 特許出願人 科学技術庁金属拐料技術研究所長中 川
龍 −
Claims (1)
- Ｔｉ及びＣを含有し、加熱することによりその表面にＴ
ｉＣを析出する金属または合金とアルミナとを、加熱に
よりその表面にＴｉＣの析出を妨げない雰囲気下で、加
圧とＴｉＣの析出を起こす温度以上の加熱を行うことを
特徴とする固相接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16160084A JPS6140877A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | Ｔｉ及びＯを含有する金属又は合金とアルミナとの固相接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16160084A JPS6140877A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | Ｔｉ及びＯを含有する金属又は合金とアルミナとの固相接合法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140877A true JPS6140877A (ja) | 1986-02-27 |
| JPH0148222B2 JPH0148222B2 (ja) | 1989-10-18 |
Family
ID=15738230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16160084A Granted JPS6140877A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | Ｔｉ及びＯを含有する金属又は合金とアルミナとの固相接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140877A (ja) |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP16160084A patent/JPS6140877A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0148222B2 (ja) | 1989-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |