JPS6197174A - セラミツクスと金属との拡散接合方法 - Google Patents
セラミツクスと金属との拡散接合方法Info
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- JPS6197174A JPS6197174A JP21798384A JP21798384A JPS6197174A JP S6197174 A JPS6197174 A JP S6197174A JP 21798384 A JP21798384 A JP 21798384A JP 21798384 A JP21798384 A JP 21798384A JP S6197174 A JPS6197174 A JP S6197174A
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Landscapes
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- 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】
（発明の利用分野）
この発明は、セラミックスと金属との拡散接合方法の改
良に関するものであり、セラミックス製品の製作に利用
できる。
良に関するものであり、セラミックス製品の製作に利用
できる。
（従来の技術）
セラミックスと金属との接合方法のうち拡散接合方法は
、強固な接合体が経済的に得られるため非常に有効な方
法であることから、多くの出願があり、この出願の出願
人からの出願から、特開昭５８−１２５６７８号、特開
昭５８−１８５１８０号、特開昭５８−１８５７８８号
で公知になっている。
、強固な接合体が経済的に得られるため非常に有効な方
法であることから、多くの出願があり、この出願の出願
人からの出願から、特開昭５８−１２５６７８号、特開
昭５８−１８５１８０号、特開昭５８−１８５７８８号
で公知になっている。
ところで、このような拡散接合を行うに際して接合する
面を清浄にしないと充分な接合が得られないことは当然
であり、通常は脱脂のみで、例えばアセトンによる払拭
、アセトン中における超音波洗浄などを行なった後、接
合に使用する母材金属またはインサート材金属の融点に
近いような高温の元で拡散接合させていた。
面を清浄にしないと充分な接合が得られないことは当然
であり、通常は脱脂のみで、例えばアセトンによる払拭
、アセトン中における超音波洗浄などを行なった後、接
合に使用する母材金属またはインサート材金属の融点に
近いような高温の元で拡散接合させていた。
（解決しようとする問題点）
ところで、拡散接合には、雰囲気調整、加圧および加熱
が必要であり、接合母材組織に熱影響を与えないように
すること、異種母材を接合する場合は接合界面の熱によ
る残留応力を小さくすること、および経済的に接合を実
行することなどの観点から、加熱温度は極力低いことが
望ましい。にもかかわらず、前述のように高温加熱の元
で拡散接合させないと、充分な接合体が得られないと言
う問題があった。
が必要であり、接合母材組織に熱影響を与えないように
すること、異種母材を接合する場合は接合界面の熱によ
る残留応力を小さくすること、および経済的に接合を実
行することなどの観点から、加熱温度は極力低いことが
望ましい。にもかかわらず、前述のように高温加熱の元
で拡散接合させないと、充分な接合体が得られないと言
う問題があった。
（問題点を解決するための手段）
ところで、接合が充分に行われるための要件として、接
合する面の清浄があり、この清浄化を充分に行えば、高
温加熱を行わなくてもよいであろうことに想到した。そ
こで、この発明では、セラミックスと金属とを接合する
際、セラミックスと接合する金属表面をエツ、チングに
よって清浄化した後、拡散接合させる。
合する面の清浄があり、この清浄化を充分に行えば、高
温加熱を行わなくてもよいであろうことに想到した。そ
こで、この発明では、セラミックスと金属とを接合する
際、セラミックスと接合する金属表面をエツ、チングに
よって清浄化した後、拡散接合させる。
（作用）
他の方法では得られないような、金属表面の清浄化と新
鮮な金属の露出が、エツチングによって得られる。この
ため、金属表面が活性化するので、゛接合性が向上し、
かつ高温の加熱を必要としなくなる。
鮮な金属の露出が、エツチングによって得られる。この
ため、金属表面が活性化するので、゛接合性が向上し、
かつ高温の加熱を必要としなくなる。
（実施例）
直径１０閣、厚さ５ｍのシリコンカーバイド片１と縦横
各１０ｍ、厚さ０．６ ｗｍの純アルミニウム（Ａ１０
５０）片を１０分間アセトン中で超音波洗浄した後、更
にアルゴンガス中で３０分間プラズマエツチング処理し
た。そして、これらの処理面を接合面として第１図およ
び第２図の通りに同心的に重ね合わせ、約８Ｘ１０Ｔｏ
ｒｒの真空中で３５０℃加熱、２呻／−加圧を６０分間
行い、拡散接合させ７’Ｃｏ室温に冷却後、剪断試験を
したところ、その剪断強度血約０．５〜ｌｋｆ、”−で
あり、良好な接合体が得られていた。この剪断強度は、
プラズマエツチングをしない場合の５００℃〜５５０℃
加熱のときのものに相当する。
各１０ｍ、厚さ０．６ ｗｍの純アルミニウム（Ａ１０
５０）片を１０分間アセトン中で超音波洗浄した後、更
にアルゴンガス中で３０分間プラズマエツチング処理し
た。そして、これらの処理面を接合面として第１図およ
び第２図の通りに同心的に重ね合わせ、約８Ｘ１０Ｔｏ
ｒｒの真空中で３５０℃加熱、２呻／−加圧を６０分間
行い、拡散接合させ７’Ｃｏ室温に冷却後、剪断試験を
したところ、その剪断強度血約０．５〜ｌｋｆ、”−で
あり、良好な接合体が得られていた。この剪断強度は、
プラズマエツチングをしない場合の５００℃〜５５０℃
加熱のときのものに相当する。
比較のため、プラズマエツチング処理を除いて ゛
前述と同様にして拡散接合させたものでは、セラミック
スと金属とは接合しておらず、界面で完全に剥離した。
前述と同様にして拡散接合させたものでは、セラミック
スと金属とは接合しておらず、界面で完全に剥離した。
（他の実施例）
他の実施例として、使用するセラミックスは、シリコン
カーバイドのほか、シリコンナイトライド等の非酸化物
系セラミックス、アルミナ、Ｉサイアロン、ジルコニア
、−マグネシア等の酸化物系セラミックスとすることが
できる。また、セラミックス表面は他の金属を蒸着およ
びその他の方法でメタライズしたものとすることもでき
る。
カーバイドのほか、シリコンナイトライド等の非酸化物
系セラミックス、アルミナ、Ｉサイアロン、ジルコニア
、−マグネシア等の酸化物系セラミックスとすることが
できる。また、セラミックス表面は他の金属を蒸着およ
びその他の方法でメタライズしたものとすることもでき
る。
また、金属は、アルミニウムまたはその合金および複合
材に限ることはなく、鉄系金属、チタン、銅、ニッケル
およびこれらの合金などとすることができる。そして、
これらの金属を母材金属として使用した場合は勿論のこ
とインサート材金属として使用した場合にも適用できる
。
材に限ることはなく、鉄系金属、チタン、銅、ニッケル
およびこれらの合金などとすることができる。そして、
これらの金属を母材金属として使用した場合は勿論のこ
とインサート材金属として使用した場合にも適用できる
。
また、エツチングもプラズマエツチングに限るものでは
なく、化学的エツチングまたは機械的エツチングとする
ことができ、これらのエツチングに先立ってアセトン払
拭やアセトン中での超音波洗浄をあらかじめ行なってお
くこともでき、またエツチング単独とすることもできる
。
なく、化学的エツチングまたは機械的エツチングとする
ことができ、これらのエツチングに先立ってアセトン払
拭やアセトン中での超音波洗浄をあらかじめ行なってお
くこともでき、またエツチング単独とすることもできる
。
ま之、前述実施例ではセラミックス側についてもエツチ
ングしているが、エツチングは本来、金属についてのみ
行えばよい。そして、このようなエツチングは、拡散接
合以外の、セラミックスと金属との接合方法、例えばろ
う付は法、拡散接合以外の圧接法を行う際に行なっても
よいが、大気中で行われるこれらの接合については、大
した効果は望めない。
ングしているが、エツチングは本来、金属についてのみ
行えばよい。そして、このようなエツチングは、拡散接
合以外の、セラミックスと金属との接合方法、例えばろ
う付は法、拡散接合以外の圧接法を行う際に行なっても
よいが、大気中で行われるこれらの接合については、大
した効果は望めない。
加熱温度は、前述実施例の３５０℃に限るものではなく
、前述３５０℃は接合の得られる比較的低ノの温度であ
って、より太い剪断強度を得るためには、これより高温
での加熱を行えばよい。
、前述３５０℃は接合の得られる比較的低ノの温度であ
って、より太い剪断強度を得るためには、これより高温
での加熱を行えばよい。
なお、この加熱温度は、接合する金属の種類及びエツチ
ングの程度によって実験的に定まるものである。
ングの程度によって実験的に定まるものである。
（発明の効果）
以上の通り、この発明は、セラミックスと金属とを拡散
接合するに当り、金属の接合する面を工ツチングするこ
とによって、セラミックスと金属との強固な接合が、低
い加熱温度の拡散接合によって得ることができると言う
顕著な効果を有するものである。
接合するに当り、金属の接合する面を工ツチングするこ
とによって、セラミックスと金属との強固な接合が、低
い加熱温度の拡散接合によって得ることができると言う
顕著な効果を有するものである。
図面は、この発明の実施例を示すものであって、第１図
は平面図、第２図は側面図である。 第１図および第２図において、１はシリコンカーバイド
片（セラミックス）、２はアルミニウム片（金属）であ
る。
は平面図、第２図は側面図である。 第１図および第２図において、１はシリコンカーバイド
片（セラミックス）、２はアルミニウム片（金属）であ
る。
Claims (6)
- （１）セラミックスと金属との拡散接合方法において、
前記金属の、前記セラミックスと接合する面をエッチン
グした後、前記セラミックスと前記金属とを接合するべ
くした前記拡散接合方法。 - （２）前記金属は、前記セラミックスと接合する母材金
属である特許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法。 - （３）前記金属は、前記セラミックスと母材金属との間
に介在させるインサート材金属である特許請求の範囲第
１項記載の拡散接合方法。 - （４）前記エッチングは、プラズマエッチングである特
許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法。 - （５）前記エッチングは、化学的エッチングである特許
請求の範囲第１項記載の拡散接合方法。 - （６）前記エッチングは、機械的エッチングである特許
請求の範囲第１項記載の拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21798384A JPS6197174A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | セラミツクスと金属との拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21798384A JPS6197174A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | セラミツクスと金属との拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197174A true JPS6197174A (ja) | 1986-05-15 |
Family
ID=16712782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21798384A Pending JPS6197174A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | セラミツクスと金属との拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197174A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4871108A (en) * | 1985-01-17 | 1989-10-03 | Stemcor Corporation | Silicon carbide-to-metal joint and method of making same |
| WO1996009266A1 (en) * | 1994-09-22 | 1996-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Bonded body of aluminum and silicon nitride and production method thereof |
| WO1999058470A1 (en) * | 1998-05-13 | 1999-11-18 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Method of manufacturing metal foil/ceramics joining material and metal foil laminated ceramic substrate |
| JP2014105377A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Denso Corp | 成膜処理方法 |
-
1984
- 1984-10-16 JP JP21798384A patent/JPS6197174A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4871108A (en) * | 1985-01-17 | 1989-10-03 | Stemcor Corporation | Silicon carbide-to-metal joint and method of making same |
| WO1996009266A1 (en) * | 1994-09-22 | 1996-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Bonded body of aluminum and silicon nitride and production method thereof |
| US5904993A (en) * | 1994-09-22 | 1999-05-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Joint body of aluminum and silicon nitride and method of preparing the same |
| WO1999058470A1 (en) * | 1998-05-13 | 1999-11-18 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Method of manufacturing metal foil/ceramics joining material and metal foil laminated ceramic substrate |
| US6689482B1 (en) * | 1998-05-13 | 2004-02-10 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Method of manufacturing metal foil/ceramics joining material and metal foil laminated ceramic substrate |
| JP2014105377A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Denso Corp | 成膜処理方法 |
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