JPS62182181A - セラミツクライナ−材及びその施工法 - 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） 本発明は高熱環境あるいは大きなせん断力が作用する高
負荷環境下で使用されるセラミックライナー材とその施
工法に関するものである。

本発明において、セラミックとはアルミナ、ジルコン、
コージライト、炭化珪素、窒化珪素等をいう。

（従来の技術） −ａにセラミックを金属体の保護材として使用する場合
、有機接着材でセラミックを貼付する方法があるが、低
温環境下あるいは小さなせん断力の作用する条件下（以
下低負荷条件下）でしか使用できなかった。また、接着
材の施工管理はむづかしく、施工後、数日して部分的な
剥離があり十分な信顛性が得られないばかりでなく、さ
らに接着材の養生に数時間を要し、施工完了後すぐに運
転することができなかった。又、ブロワ−、ポンプ等の
高速回転機械に対しセラミックを貼付する場合に、バラ
ンス取りの必要があるので接着が完全になるまで運転で
きず、工程に無駄があった。

一方、高温環境下あるいは大きなせん断力および引張力
等が作用する条件（以下高負荷条件下）で使用される装
置等にセラミックを保護体として取付ける場合に、表面
に金属を溶着接合したセラミック材を被保護体にろう付
したり、直接セラミックを溶着する方法がある。

しかしながらこの場合には以下のような欠点がある。

ろう付方式の場合： ■　隣同士のセラミックとセラミックの間に必ず隙間が
できこの隙間は依然として摩耗しやすく、まずこの部分
が摩耗して健全なセラミックが脱落する。

■　上記隙間部に耐摩耗材のパテを塗る方法があるが、
パテの脱落がありその後はろう行部分が摩耗して健全な
セラミックが脱落する。

■　ろう付量が不均一でバラツキが狂い易い。

セラミックを直接溶着する場合： ■　高温炉内で一定時間加熱するので大型の機械には適
用できない。

■　高温変形しにくい形状でないといけない。

■　現場施工ができない。

■　高価である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は前述した如き従□来の欠点を次のように解決す
る。

■　高温環境下、高負荷条件下で使用できる。

■　施工後、すぐ使用できるので養生時間は不要である
゛。

■　隣同士のセラミックとセラミックの隙間が生じない
。

■　ろう付量を一定にできるので重量バランスがくずれ
ない。

■　セラミックと母材をろう材によって密着させること
ができる。

■　現地施工が容易にできる。

（問題点を解決するための手段） 表面に金属を溶着接合したセラミック材を基板に隅肉ろ
う付したり、或いは直接セラミックを溶着する方法では
前記のように実用上問題がある。

従って、本発明は電導性を持たせたセラミック板と基板
との間にろう材をはさみ、セラミック板の表面より適当
な装置により加圧しながら電流を流して抵抗溶接と同様
の原理により、加圧通電部に抵抗熱を生じせしめてろう
材を溶融させ、セラミック板と基板をろう付して接着せ
しめるものである。

セラミック板に電導性を持たせるには次の方法が考えら
れる。

■　第１図に示す如くセラミック板１の接着面に金属を
溶着して溶着金属層２を施すかまたは第２図に示す如く
、金属を蒸着して薄着金属層５を施す。そしてセラミッ
ク板１を貫通して穴４をあけ、この穴に金属棒、ろう材
等の電導体を埋めこむ。

■　第３図に示す如くセラミック板１の表面に表側から
裏側にかけて連続した電導性をもたせるように蒸着金属
層５を設ける。

■　第４図に示す如くセラミック板１の接着面をアリ溝
等の嵌合形状とし、金属６を嵌着させるか、または第５
図に示す如くろう材３を嵌着させる。そしてセラミック
板１を貫通する穴４をあけ、この穴に金属棒、ろう材等
の電ｍ体をうめこむ。

■　第６図に示す如く電導性セラミック板７を使用する
。

■　第７図に示す如く、セラミック板ｌに導電性メッキ
皮膜８を施す。

なお、前記溶着金属としては銅、銅合金、ニッケル、ニ
ッケル合金、チタン系合金、モリブデン等が挙げられる
。

上記の如く構成したセラミック板を金属基板に接着する
に際しては、まっ、グリソトプラスト等の方法により、
基材表面の銹、汚れ等を除去するとともに表面を粗面化
して接着面積を多くする方が接着信顛度が高い。その後
、基板上に一定量のろう材３を置き、さらにその上に前
記の電導性セラミックライナーをのせるか、または、電
導性セラミックライナーの接着面に予めろう材３を溶着
または接着せしめたライナーを基板上に置く。次にセラ
ミックライナー表面の電導性部分に通電装置を押し当て
加圧する。しかる後に電流を流すと基板とセラミックラ
イナーの接着面の加圧通電部に抵抗熱を生じろう材が溶
融する。ろう材が溶融後、通電をとめればろう材は急速
に溶着、固化する。このような要領でセラミックライナ
ーを次々に接着せしめていけば、隙間なくライナーを接
着せしめることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例について説明する。

下記に示す本発明セラミックライナー材を、本発明法を
使用して鉄素材と接着し接着力を測定した。

（１１貫通する穴を設けたセラミック板において接着面
に銅板を溶着したセラミックライナー：このセラミック
ライナーは３■ｌφの貫通穴を設けた２０■鳳巾ｘ４．
重ｔのアルミナセラミック板に１５鶴中Ｘ　Ｑ、８１１
＠　ｔの銅板を耐熱メタライズ法にて溶着せしめて製作
した。

（２）セラミック板の接着面に銅板を溶着したセラミッ
クライナーの全面に銅メッキを施したセラミックライナ
ー： このセラミックライナーは、まづ接着面に銅板を溶着し
たセラミックライナーの表面に銅を無電解メンキし、さ
らに電気メッキにて銅を約０．１■■ｔメツキして製作
した。

（３）セラミック板の接着面に銅板を溶着したセラミッ
クライナーに対し銅板の鉄素材との接着面を除く全面に
銅メッキを施したセラミックライナー：このライナーの
銅板の鉄素材との接着面に、メッキがつかないようにマ
スキングした後、前項（２）のセラミンクライナーと同
じ方法で銅メッキを施した。

（４）接着面に銅をメタライズしたセラミック板の全面
に銅メッキを施したセラミックライナー：このセラミッ
クライナーは２（１＋ｍ中ｘ　４　ｍｍ　ｔのセラミッ
ク板の接着面に硫化銅メタライズ法にて銅を６０μｍ厚
みにメタライズした後、還元処理したものに前項（２）
のライナーと同様の方法で銅メッキした。

（５）セラミック単体のライナー： このライナーは本発明とは関係ないが、本発明との比較
材として接着剤による接着法のために使用した。材質は
アルミナで寸法は２０ｍ中Ｘ４ｍｍｔである。

セラミックライナーとの接着に使用した鉄基材は接着後
、引張試験により接着強度を測定するため第８図（図に
おいて１１は鉄基材、１２はライナー）に示すような丁
字形状とし、接着面の大きさは、（１）〜（４）は１５
■鳳巾、（５）は２０曹諷中とし、さらに、ろう材は軟
ろうおよび銀ろうを使用し、ろう材の大きさは８龍中×
０．２龍ｔのシート状とした。

また通電加圧用の電極は、前記（１）項のライナーの場
合はライナーに設けた穴に入るよう電極先端は２．５■
■φとし、前記（２）〜（５）項のライナーの場合は１
２鵬鵬φで電極材質は銅を使用した。

接着は以下の方法により行なった。

鉄基材の接着面を脱脂、洗浄した後、＃８０のサンドペ
ーパーにより粗面化し、ろう材専用のフラックスを塗布
した後、シート状のろう材を接着面の中央部に置く。ラ
イナーの接着面にもフラックスを塗布した後、ろう材の
上にライナーをのせる。しかる後に、前記（１１項のラ
イナーの場合は電極先端をライナーに設けた穴の中に差
しこみセラミック板に溶着せしめた銅板に押し当てる。

前記（２）〜（４）項のライナーの場合は銅の電極をそ
のままライナーの中央部に押し当てる。次に押付けなが
ら通電装置のスイッチを入れ、通電させる。この際、通
電時間が過ぎ、ろう材が溶けてもすぐ１能を離さずに、
ろう材が固化した後に電極を離す。

この時の電流は２０００〜４０００Ａ、通電時間は２〜
５ｓｅｃ、押付力は１０ｋｇ／ｃｎ！程度で行なった。

以上の要領により接着したライナーに、第９図に示すよ
うな治具を使用して引張試験を行ない、接着強度を測定
した。第９図において、１１は鉄基材、１２はライナー
、１３は引張試験用治具である。

第１表にライナーとろう材の組み合せおよび接着強度の
測定結果を示す。

第１表　接着強度測定結果需聯 さらに第１表のＮａ２．１１ｈ３．１１ｈ５．１ｌｈ６
．　Ｉ’ｈ７については調和（２５０℃）での［ｗＪ鍍
の測七を行なったその結果を第２表に示す。

第２表　温間（２５０℃）での接着強度測定結果接着剤
の場合、温度が上ると炭化が進み、接着強度は著しく小
さくなるが、本発明品の耐熱ろうを使用した場合接着強
度の低下はほとんどない。

以上の本発明の効果は以下の如くである。

■　ろう付のため、セラミックライナーと基板との接着
強度および耐熱性は従来の打機接着より優れている。

■　使用条件（温度、負荷）により、ろう材の種類（半
田、恨ろう、黄銅ろう、ニッケルろう等）を使いわける
ことができる。

■　この場合、板状のろう材を用いれば、ろう材の星を
一定にすることができる。

■　セラミックライナーを隙間なく接着せしめることが
できる。

■　ろう付のため、固化後すく使用できる。

■　この方法の場合、加圧して短時間通電するだけでよ
いため、簡単な装置で可能である。

しかも極めて短時間ですむため、現地施工に好適である
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明のセラミックライナー材の実施
例を示す説明図、第８図はセラミックライナーとの接着
に使用した鉄基材の形状を示す説明図、第９図は引張試
験を行うための治具の説明図、第１０図は本発明の詳細
な説明図である。 １；セラミック板、２：溶着金属、３：ろう材、４：穴
、５：蒸着金属、６：嵌着金属、７：４電性セラミック
、８：メソキ皮膜、９：基板、１０：加圧通電装置、１
１：鉄基材、１２ニライナー、１３：引張試験用冶具。 第１図　　　第２図 第３図　　　第４図 第５図　　　第６図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性の構造としたセラミック板からなることを
   特徴とするセラミックライナー材。
2. （２）セラミック板の接着面に金属の溶着層又は蒸着層
   を施しかつ該セラミック板を貫通する穴を設けたことを
   特徴とする第１項記載のセラミックライナー材。
3. （３）セラミック板の表面に表側から裏側にかけて連続
   した電導性をもたせるように金属の蒸着層を施したこと
   を特徴とする第１項記載のセラミックライナー材。
4. （４）セラミック板の接着面をアリ溝等の嵌合形状とし
   て、金属もしくはろう材を嵌着させ、かつ該セラミック
   板を貫通する穴を設けたことを特徴とする第１項記載の
   セラミックライナー材。
5. （５）セラミック板は電導性セラミック板であることを
   特徴とする第１項記載のセラミックライナー材。
6. （６）表面に導電性メッキ皮膜を施したことを特徴とす
   る第１項記載のセラミックライナー材。
7. （７）セラミックライナー材の穴にセラミック表面から
   溶着金属もしくは蒸着金属に接するように電導体を埋め
   こんだことを特徴とする第２項又は第４項記載のセラミ
   ックライナー材。
8. （８）セラミックライナー材の溶着金属層もしくは蒸着
   金属層にろう材を溶着もしくは接着したことを特徴とす
   る第２項〜第４項の何れか１つに記載のセラミックライ
   ナー材。
9. （９）導電性の構造とすべく溶着金属層もしくは蒸着金
   属層を施したセラミックライナー材の前記溶着金属層も
   しくは蒸着金属層に、ろう材を溶着もしくは接着し、該
   セラミックライナー材のセラミック部分を上にして、金
   属体上に置き、セラミック表面から溶着金属もしくは蒸
   着金属まで導線を通じて、もしくは該セラミックライナ
   ー材に埋めこんだ電導体を通して電流を流し、ろう材を
   溶融せしめて、セラミックライナー材と前記金属体に接
   合することを特徴とするセラミックライナー材の取付け
   方法。