JPS6183685A - 導電性セラミツクスの接合方法 - Google Patents
導電性セラミツクスの接合方法Info
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- JPS6183685A JPS6183685A JP20408384A JP20408384A JPS6183685A JP S6183685 A JPS6183685 A JP S6183685A JP 20408384 A JP20408384 A JP 20408384A JP 20408384 A JP20408384 A JP 20408384A JP S6183685 A JPS6183685 A JP S6183685A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は導電性セラミックス同士の接合方法に係り、特
に自動車エンジンの点火プラグやバーナイグナイタ等に
用いられるセラミックス発熱体を製造するのに適した導
電性セラミックスの接合方法に関するものである。
に自動車エンジンの点火プラグやバーナイグナイタ等に
用いられるセラミックス発熱体を製造するのに適した導
電性セラミックスの接合方法に関するものである。
点火プラグやバーナイグナイタ等のセラミックス発熱体
には、炭化珪素、窒化珪素、アルミナを基材として、ジ
ルコニア・ボライト、ジルコニア・カーバイトなどの導
電材を所定量配合した導電性セラミックスが用いられて
いる。第１図は、自動車エンジン用点火プラグに用いら
れているセラミックス発熱体の製造方法、第２図はその
構成を示す。第１図に示すように導電性セラミックス３
及び絶縁性セラミックス２は、圧粉体１を圧縮成形（α
）して形成される。次いでこれらの圧粉体１を積層し、
これを３０００（ψ保〕程度の加圧の下、１９６０〜２
０００（’Ｃ）の温度で焼結（Ａ）させ、さらに所望形
状に切断（ＣＩ Ｌ、 （ｄ）の如き形状のセラミック
ス発熱体４を得るのである。この発熱体は、通電時に発
熱するに必要な電気抵抗値を得るため、第２図に拡大し
て示すように、導電材の断面を狭くした発熱部５、電極
を取付けるための端子部６及び電極７よりなる。遊１仮
７には、ニッケルもしくは、ニッケル合金が用いられて
おり、メタライズ法で発熱体４の端子部６に取付レナら
れる。メタライズ部７αの耐熱温度は６００１？Ｃ）前
後であり、第３図に示す通電時の温度分布測定例かられ
かるように、この部分の温度は６００ＣＣ〕以下になる
ようにする必要がある。このため、端子部６の＊＊材３
の断面積を太き（とり、電気抵抗値を低下して発熱量を
少なくするとか、発熱部５よつの熱伝達の影響を少なく
するために、ある程度端子部６の長さをとるというよう
な配球がなされている。以上の例は、自動車用エンジン
プラグ用のセラミックス発熱体の例であるが、第４図に
示すようなパイロットバーナ８用のイグナイタ９などに
この種のセラミックス発熱体４を適用する場合には、炉
１０円からの輻射熱により、電極部は１，０００ Ｃ’
（、： ３前後に上昇することが予想されろう従って、
端子部６を炉内からの扁射の影響を受けない位置まで長
（したり、ｍ成性セラミックスの接合により延長するこ
とが望ましい。第２図に示した発熱体の製造は、４也材
の電気抵抗率の均一化をはかるためを、絶縁材と導電材
の接合を行うため、加圧焼結法を用いているが、現状構
造のままで、端子部６を長（するためには、大型の加圧
焼７拮装置が必要である。よって、導電性セラミックス
の接合により延長する方法を採用することが望まれる。
には、炭化珪素、窒化珪素、アルミナを基材として、ジ
ルコニア・ボライト、ジルコニア・カーバイトなどの導
電材を所定量配合した導電性セラミックスが用いられて
いる。第１図は、自動車エンジン用点火プラグに用いら
れているセラミックス発熱体の製造方法、第２図はその
構成を示す。第１図に示すように導電性セラミックス３
及び絶縁性セラミックス２は、圧粉体１を圧縮成形（α
）して形成される。次いでこれらの圧粉体１を積層し、
これを３０００（ψ保〕程度の加圧の下、１９６０〜２
０００（’Ｃ）の温度で焼結（Ａ）させ、さらに所望形
状に切断（ＣＩ Ｌ、 （ｄ）の如き形状のセラミック
ス発熱体４を得るのである。この発熱体は、通電時に発
熱するに必要な電気抵抗値を得るため、第２図に拡大し
て示すように、導電材の断面を狭くした発熱部５、電極
を取付けるための端子部６及び電極７よりなる。遊１仮
７には、ニッケルもしくは、ニッケル合金が用いられて
おり、メタライズ法で発熱体４の端子部６に取付レナら
れる。メタライズ部７αの耐熱温度は６００１？Ｃ）前
後であり、第３図に示す通電時の温度分布測定例かられ
かるように、この部分の温度は６００ＣＣ〕以下になる
ようにする必要がある。このため、端子部６の＊＊材３
の断面積を太き（とり、電気抵抗値を低下して発熱量を
少なくするとか、発熱部５よつの熱伝達の影響を少なく
するために、ある程度端子部６の長さをとるというよう
な配球がなされている。以上の例は、自動車用エンジン
プラグ用のセラミックス発熱体の例であるが、第４図に
示すようなパイロットバーナ８用のイグナイタ９などに
この種のセラミックス発熱体４を適用する場合には、炉
１０円からの輻射熱により、電極部は１，０００ Ｃ’
（、： ３前後に上昇することが予想されろう従って、
端子部６を炉内からの扁射の影響を受けない位置まで長
（したり、ｍ成性セラミックスの接合により延長するこ
とが望ましい。第２図に示した発熱体の製造は、４也材
の電気抵抗率の均一化をはかるためを、絶縁材と導電材
の接合を行うため、加圧焼結法を用いているが、現状構
造のままで、端子部６を長（するためには、大型の加圧
焼７拮装置が必要である。よって、導電性セラミックス
の接合により延長する方法を採用することが望まれる。
以上、セラミックス発熱体における導電材接合の必要性
の例を説明したが、この他にも、導電性セラミックスを
接合する場合において、接合部の導電性が問題となる場
合が多い。
の例を説明したが、この他にも、導電性セラミックスを
接合する場合において、接合部の導電性が問題となる場
合が多い。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、大盤な加圧
焼結装置を用いずに、十分な導電性を得ることのできる
導電性セラミックスの接合方法の提供を目的とするもの
である。
焼結装置を用いずに、十分な導電性を得ることのできる
導電性セラミックスの接合方法の提供を目的とするもの
である。
上記目的を達成するため、本発明は、導電性セラミック
ス同士の、あるいは４１ｆｆ、性セラミックスと、炭化
珪素を主成分とするグリーンボディとの接合面に炭化珪
素を主成分とし、炭素成分あるいは炭素化する成分を含
有する混練物をフラックス層として介在させて接着し、
珪素成分の存在下、反応させて融着することを特徴とし
ている。
ス同士の、あるいは４１ｆｆ、性セラミックスと、炭化
珪素を主成分とするグリーンボディとの接合面に炭化珪
素を主成分とし、炭素成分あるいは炭素化する成分を含
有する混練物をフラックス層として介在させて接着し、
珪素成分の存在下、反応させて融着することを特徴とし
ている。
第５図に上記本発明によって製造したセラミックス発熱
体を示す。発熱部５及び端子部６は、第１図に示した製
造方法により製作したセラミックス発熱体４であり、炭
化珪素とジルコニア・ボライトからなる導電材３と窒化
アルミからなる絶縁体２の積層構造部よりなる。そして
従来、ニッケルもしくはニッケル合金をメタライズして
いた部分に、炭化珪素を主成分とし、炭素成分あるいは
炭素化する成分を含有する混練物をフラックス層１１と
して介在させて、他の導電性セラミックス１２を接着し
、この導電性セラミックス１２を端子部６の延長部１３
として形成したものである。
体を示す。発熱部５及び端子部６は、第１図に示した製
造方法により製作したセラミックス発熱体４であり、炭
化珪素とジルコニア・ボライトからなる導電材３と窒化
アルミからなる絶縁体２の積層構造部よりなる。そして
従来、ニッケルもしくはニッケル合金をメタライズして
いた部分に、炭化珪素を主成分とし、炭素成分あるいは
炭素化する成分を含有する混練物をフラックス層１１と
して介在させて、他の導電性セラミックス１２を接着し
、この導電性セラミックス１２を端子部６の延長部１３
として形成したものである。
〔実施例１〕
セラミックス発熱体の導電材３には、ｓｉＣ／７．ｒＢ
２混合重量比を６０７４０のものを用い、接合する導”
成性セラミックス１２には、ｓ ｉ Ｃ／ＺｒＢ２混合
重量比を３０／７０のものを用いた。従来、ニッケルも
しくはニツケル合金をメタライズしていた端子部に、コ
ロイダルカーギン（平均粒径０３（μｍ）） ３０％、
ＳｉＣ（平均粒径３〔μｍ〕） ７０％の重量比で混
合したものに、結合剤として固形分１００に対してメト
ローズを１０の割合で添加、混練しスラリー状にしたも
のを塗り、接合する導電性セラミックスを接着した。こ
れを乾燥炉で１４０（’Ｃ１２時間乾燥し、珪素成分の
存在下、Ｉ Ｔｏｒｒ、 １４５０（’Ｃ）、２時間焼
成Ｌ、フラックス層１１を反応させて両者を一体融着し
た。反応後のフラックス層１１には、第６図に示すよう
に２０％の残留シリコンが存在し、電気抵抗率は０．１
〔Ω−１〕 であった。
２混合重量比を６０７４０のものを用い、接合する導”
成性セラミックス１２には、ｓ ｉ Ｃ／ＺｒＢ２混合
重量比を３０／７０のものを用いた。従来、ニッケルも
しくはニツケル合金をメタライズしていた端子部に、コ
ロイダルカーギン（平均粒径０３（μｍ）） ３０％、
ＳｉＣ（平均粒径３〔μｍ〕） ７０％の重量比で混
合したものに、結合剤として固形分１００に対してメト
ローズを１０の割合で添加、混練しスラリー状にしたも
のを塗り、接合する導電性セラミックスを接着した。こ
れを乾燥炉で１４０（’Ｃ１２時間乾燥し、珪素成分の
存在下、Ｉ Ｔｏｒｒ、 １４５０（’Ｃ）、２時間焼
成Ｌ、フラックス層１１を反応させて両者を一体融着し
た。反応後のフラックス層１１には、第６図に示すよう
に２０％の残留シリコンが存在し、電気抵抗率は０．１
〔Ω−１〕 であった。
〔実施例２〕
セラミックス発熱体の導電材３には、５ｉＣ７ｌｒＣ混
合重量比５０ＡＯのものを用い、その他は実施例１と同
様の方法でフラックス層１１を反応させて一体融着した
。
合重量比５０ＡＯのものを用い、その他は実施例１と同
様の方法でフラックス層１１を反応させて一体融着した
。
〔実施例３〕
セラミックス発熱体の導電材３には、ＳｉＣ／Ｔ′αん
混合重量比４０／６０のものを用い、その他は実施例１
と同様の方法でフラックス層１１を反応させて一体着し
た。
混合重量比４０／６０のものを用い、その他は実施例１
と同様の方法でフラックス層１１を反応させて一体着し
た。
〔実施例４〕
セラミックス発熱体の４電材３には、ＳｉＣ／ＺｒＢ２
混合重量比を６０／４０としたものを用い、接合する導
電性セラミックス１２０部分には、コロイダルカーボン
（平均粒径０．３ 〔μｍ）） ３０％、ＳｉＣ（平均
粒径３〔μｍ〕）７０％のＭ量比で混合したものに、結
合剤として固形分１００に対してメトローズ１００割合
で添加、水分量を調整し、押出成形後乾燥したグリーン
ボディを用いた。セラミックス発熱体４の導電材３と上
記方法で作製したグリーンボディとを、押出成形前のグ
リーンをスラリ状にしたもので接着し乾燥し、その後実
施例１の方法で、フラックス層１１及びグリーンボディ
を反応させて両者を一体融着した。
混合重量比を６０／４０としたものを用い、接合する導
電性セラミックス１２０部分には、コロイダルカーボン
（平均粒径０．３ 〔μｍ）） ３０％、ＳｉＣ（平均
粒径３〔μｍ〕）７０％のＭ量比で混合したものに、結
合剤として固形分１００に対してメトローズ１００割合
で添加、水分量を調整し、押出成形後乾燥したグリーン
ボディを用いた。セラミックス発熱体４の導電材３と上
記方法で作製したグリーンボディとを、押出成形前のグ
リーンをスラリ状にしたもので接着し乾燥し、その後実
施例１の方法で、フラックス層１１及びグリーンボディ
を反応させて両者を一体融着した。
〔実施例５〕
セラミックス発熱体の導電材３には、５ｉＣｙ’１ｒＢ
２混合重量比５／９５のものを用い、その他は実施例１
と同様の方法でフラックス層１１を反応させて一体融着
したが、接着結合力にやや不十分な点がみられた。従っ
て、導電性セラミックスのＳｉＣ含有量は少なくとも５
％以上とすることが望ましい。
２混合重量比５／９５のものを用い、その他は実施例１
と同様の方法でフラックス層１１を反応させて一体融着
したが、接着結合力にやや不十分な点がみられた。従っ
て、導電性セラミックスのＳｉＣ含有量は少なくとも５
％以上とすることが望ましい。
前記実施例５の方法で導電性セラミックスを接合し、２
５０（ｍｍ）延長した端子部に電極としてニッケルをメ
タライズ法で取付け、これをバーナーイグナイター用セ
ラミックスヒータとして使用したところ、接合部の温度
は１．ＯＯＯ［：”Ｃ）、電極部の温度は許容温度以下
の５００（’Ｃ：） となった。この場合、接合部の
表面の残留Ｓｉが酸化したが、内部までいたらず、電気
抵抗値はほとんど変化な（、十分使用できた。
５０（ｍｍ）延長した端子部に電極としてニッケルをメ
タライズ法で取付け、これをバーナーイグナイター用セ
ラミックスヒータとして使用したところ、接合部の温度
は１．ＯＯＯ［：”Ｃ）、電極部の温度は許容温度以下
の５００（’Ｃ：） となった。この場合、接合部の
表面の残留Ｓｉが酸化したが、内部までいたらず、電気
抵抗値はほとんど変化な（、十分使用できた。
〔実施例６〕
５Ｌ３Ｎ４と、ＺｒＢ２、Ｚｒｃ、あるいはＴｃＬＮ等
からなる導電性セラミックスを接合する場合、シリコン
成分を含有する混練物をフラックス層１１として介在さ
せて接着し、窒素成分の存在下、反応させて両者を一体
化融着した。
からなる導電性セラミックスを接合する場合、シリコン
成分を含有する混練物をフラックス層１１として介在さ
せて接着し、窒素成分の存在下、反応させて両者を一体
化融着した。
この場合において、セラミックス発熱体の導１江材には
Ｓ Ｌ ３ Ｎ ４／／Ｚｒ Ｂ ２混合Ｍ ｔｆ量比
０１５０のものを用い、接合する導電性セラミックス
には、 ５Ｌ３Ｎ４／Ｚｒ８２混合重量比２０／８０の
ものを用いた。従来ニッケルもしくはニッケル合金をメ
タライズしていた端子部に、平均粒径１〔μｍ〕以下に
粉砕したＳ４をメトローズを固形分１００に対し１０重
葉部添加し混練したものをフラックス層として介在させ
て接合し、窒素雰囲気中１００１”ｏｒｒで１．２５０
（：’Ｃ）、２時間焼成し、反応させて両者を一体化融
着した。窒化率は２０％であり、残りは残留シリコンで
ありＳｔ性は極めて良かった。しかし、この方法による
融着強度は低く、反応し形成されたＳｉ ３Ｎ４層は９
００Ｃ”Ｃ）以上で酸化し分解するため耐熱温度が低い
という間頂点があるが、９００Ｃ”Ｃ’３以下で使用す
る場合は、本方法によって支障はない。
Ｓ Ｌ ３ Ｎ ４／／Ｚｒ Ｂ ２混合Ｍ ｔｆ量比
０１５０のものを用い、接合する導電性セラミックス
には、 ５Ｌ３Ｎ４／Ｚｒ８２混合重量比２０／８０の
ものを用いた。従来ニッケルもしくはニッケル合金をメ
タライズしていた端子部に、平均粒径１〔μｍ〕以下に
粉砕したＳ４をメトローズを固形分１００に対し１０重
葉部添加し混練したものをフラックス層として介在させ
て接合し、窒素雰囲気中１００１”ｏｒｒで１．２５０
（：’Ｃ）、２時間焼成し、反応させて両者を一体化融
着した。窒化率は２０％であり、残りは残留シリコンで
ありＳｔ性は極めて良かった。しかし、この方法による
融着強度は低く、反応し形成されたＳｉ ３Ｎ４層は９
００Ｃ”Ｃ）以上で酸化し分解するため耐熱温度が低い
という間頂点があるが、９００Ｃ”Ｃ’３以下で使用す
る場合は、本方法によって支障はない。
本発明は以上の通りであり、本発明に依れば、大型の加
圧焼結装置を用いずとも、十分に導電性を有する接着層
を形成することができ、発、鴫体の端子部を必要なだけ
延長することができる。
圧焼結装置を用いずとも、十分に導電性を有する接着層
を形成することができ、発、鴫体の端子部を必要なだけ
延長することができる。
第１図（α） Ｉｈ） （Ｃ） （ｄ）は、セラミック
ス発熱体の製造プロセス例を示し、第２図は従来のセラ
ミックス発熱体の構造を示す斜視図である。第３図は、
セラミックス発熱体の温度分布図、第４図は、セラミッ
クス発熱体のバーナイグナイタへの応用例を示す説明図
、第５図は本発明による導電性セラミックスの構造を示
す斜視図、第６図は接着層における残留シリコン量を示
す図である。 ３・・・・・・導電性セラミックス、１１・・・・・・
フラックス層、１２・・・・・・導電性セラミックス。 第１図（ａ） 第２図 第３図 第４図 第５図 り資 木 ６支うＴ上巳
ス発熱体の製造プロセス例を示し、第２図は従来のセラ
ミックス発熱体の構造を示す斜視図である。第３図は、
セラミックス発熱体の温度分布図、第４図は、セラミッ
クス発熱体のバーナイグナイタへの応用例を示す説明図
、第５図は本発明による導電性セラミックスの構造を示
す斜視図、第６図は接着層における残留シリコン量を示
す図である。 ３・・・・・・導電性セラミックス、１１・・・・・・
フラックス層、１２・・・・・・導電性セラミックス。 第１図（ａ） 第２図 第３図 第４図 第５図 り資 木 ６支うＴ上巳
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ジルコニア・ボライト、ジルコニア、カーバイト、
タンタル、ナイトライドなどの導電材と炭化珪素成分と
を含有する導電性セラミックス同士の接合面に、炭化珪
素を主成分とし、炭素成分あるいは炭素化する成分を含
有する混練物をフラックス層として介在させて接着し、
珪素成分の存在下、反応させて両着を一体化融着してな
る導電性セラミックスの接合方法。 ２、前記導電性セラミックス中に含有する炭化珪素成分
は少くとも５％以上とすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の導電性セラミックスの接合方法。 ３、ジルコニア・ボライト、ジルコニア・カーバイト、
タンタル・ナイトライドなどの導電材と炭化珪素成分と
を含有する導電性セラミックスと、炭化珪素を主成分と
し、炭素成分あるいは炭素化する成分を混合もしくは混
練成形したグリーンボディとを、炭素成分あるいは炭素
化する成分を含有する混練物をフラックス層として介在
させて接着し、珪素成分の存在下、反応させて両者を一
体化融着してなる導電性セラミックスの接合方法。 ４、前記導電性セラミックス中に含有する炭化珪素成分
は少なくとも５％以上とすることを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の導電性セラミックスの接合方法。 ５、ジルコニア・ボライト、ジルコニア・カーバイト、
タンタル・ナイトライドなどの導電材と窒化珪素成分と
を含有する導電材セラミックス同士の接合面に、シリコ
ンを含有する混練物をフラックス層として介在させて接
着し、窒素成分の存在下、反応させて両者を一体化融着
してなる導電性セラミックスの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20408384A JPS6183685A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 導電性セラミツクスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20408384A JPS6183685A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 導電性セラミツクスの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183685A true JPS6183685A (ja) | 1986-04-28 |
Family
ID=16484498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20408384A Pending JPS6183685A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 導電性セラミツクスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183685A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252974A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体の接続方法 |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP20408384A patent/JPS6183685A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252974A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体の接続方法 |
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