JPS62235268A - セラミツクスのパルス通電接合方法 - 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、パルス通電によるセラミックスの接合方法に
関するものである。

［従来の技術］ 、第２図は、本発明以前のセラミックス用電気接合装置
を示す概略図であって、例えば、非導電性セラミックス
を被接合体とする場合、このセラミックス１，２の接合
部に、高温で４電性を有する接着剤３を介在させた後に
、接合部の両側に設置した吹管電極４，５（以下、単に
穴管という）の先端から発生するガス炎６および７で接
合部を加熱すると共に、穴管４，５間に１，０００〜１
０，０ＯＯＶの直流または交流電圧を印加する。電源装
置８としては、１　、０００〜１０，０ＯＯＶ程度の無
負荷電圧を有するものであればよい。出力電流は、接合
部の面積等により一定ではないが、通常数Ａ程度以下の
小電流を供給するものでより。

ガス炎６，７により高温に加熱された接合部のセラミッ
クスは、導電・四が高くなり、穴管４，５からのガス炎
６，７により運ばれた電荷は、接合部のセラミックスを
通過して、両極間は通電される。このときセラミックス
に生じる抵抗熱、すなわちジュール熱によって接合部は
短時間に加熱され、セラミックスは、相互に溶着して強
固に接合される。接合部が、ジュール熱によって急激に
加熱されると、電気抵抗値が著しく低下して、導電性が
急増する。このために、電流を適性値に保持するための
出力電流制御回路９が必要である。適正な電流値は、使
用するセラミックスの種類により異なるので、これらの
種類により適宜決定すればよい。

第３図は、本発明以前の通電パターンを示す図てあって
、横軸は接合経過時間Ｔ１監軸は接合部の各位置および
各位置間での通電電流値Ｉを表わしている。

本発明以前の接合方法は、例えば穴管４，５の方を第２
図に示す接合開始位置２１点に停止させて、時刻Ｔ１と
Ｔ２との間で接合部を溶融させることができる電流値１
１を通電し、接合開始位置２１点が溶融した後は、例え
ば穴管４，５の方を図示しない移動装置により、２１点
から２２点および２３点へと連続して移動させながら、
電流値１１を通電していた。このように本発明以前の接
合方法は、穴管を略一定速度で移動させながら、予め設
定した電流値を連続して通電しようとするものであった
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、本発明以前の方法では、接合部が長い場合には
接合部が不連続になるおそれがあった。

以下に接合部の不連続個所が発生する原因について述べ
る。

セラミックスに対向する穴管を連続的に、第３図に示す
２１点から２２点、２３点に移動させる場合について検
討する。今、穴管が２１点にあって通電も２１点で行わ
れているものとする。つぎに穴管を移動させて２２点に
移動させても、通電位置は依然として接合部の澄融位ｆ
ｉＰ１点にとどまっており、さらに時間が経過して穴管
が２３点にきたときに、通電位置が突然２１点から２３
点に飛んでしまう。その結果、２１点と２３点との間に
接合不良個所を生じてしまう。このように穴管が３！！
！続的に移動しても、通電部がもとの位置にとどまろう
とする現象は、接合部の電気抵抗値が負の温度時・注を
有していることに起因して訃る。

すなわち、穴管が２２点にきても、温度は２２点よりも
２１点の方が高いので、通電経路が　４−２２−５より
も４−Ｐｉ−５の方が、抵抗値が小さくなり、電流が流
れやすいためである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するために、本発明においては、予
め設定した時間だけセラミックスと吹笛電極との接合方
向の相対移動を停止させるかまたは低速度でこの相対移
動させながら、直流または交流電圧を印加することによ
る高電流を通電させてセラミックス接合部を溶融する期
間と、その期間の経過後に予め設定した距離だけ相対移
動させながら、前述した電圧を印加することによる低電
流を通電するかまたは通電をしゃ断してセラミックス接
合部を冷却する期間とを繰返して接合することを特徴と
している。

［作用］ 例えば穴管の方を停止させるかまたは低速度で接合方向
に移動させた状態で、セラミックスの材質１寸法、形状
等に応じて予め設定した適正な時間、接合部を溶融させ
ることのできる高電流を通電した後に、例えば穴管の方
をセラミックスの種類に応じて予め設定した適正な距離
だけ接合方向に移動させる。このときの電流値は、零に
するかまたは接合部を溶融させる電流よりも小さい電流
値とする。つぎに、前述した適正な距離を移動させた後
に、再び穴管を停止させるかまたは低速度で移動させた
状態で、接合部を溶融させることのできる高電流を適正
な時間通電する。つづいて、前述した電流値で穴管を再
び接合方向に移動させる。このように高電流を通電させ
てセラミックス接合部を溶融する期間と、電流をしゃ断
するかまたは低電流を通電させて接合部を冷却する期間
とを繰返して接合することによって、接合部が長い場合
に、接合部が不連続になることのない良好な接合部を得
ることができる。

［実施例］ 第１図（Ａ）は、本発明の第１の実施例の通電パターン
を示す図であって、横軸および縦軸は、第３図と同様に
それぞれ接合経過時間Ｔおよび接合部の各位置および各
位置間での通電電流Ｉを表わしている。

今、吹雪４，５を第２図に示す接合開始位ｅＩＰｒ点に
停止させて、時刻Ｔ１からＴ２の間すなわちセラミック
スの材質２寸法、形状等に応じて予め設定した時間、接
合部を溶融させることができる電流値１１の高電流を通
電し、接合開始位置２１点が溶融した後は、時刻Ｔ２か
らＴ３の間でセラミックスの材質９寸法、形状等に応じ
て予め設定した距離だけ、例えば吹雪４，５の方を図示
しない移動装置により２１点から８２点に移動させる。

この移動中は電流値を零にする。したがって、この移動
する期間は、通電が休止されているので、２１点および
その近傍は次第に冷却され、それにつれてこの部分の電
気抵抗値は徐々に増加する。

つぎに、吹雪４，５を８２点に停止させて、時刻Ｔ３か
らＴ４の間で再び電流値１１の高電流を通電すると、前
述したようにすでに２１点およびその近傍の電気抵抗値
が増加しているので、再通電時の通電経路は４−Ｐｉ−
５にとどまることなく、４−Ｐ２−５に移行する。この
８２点における通電の制御は、前述した２１点における
場合と同様に行い、これにより８２点およびその近傍に
接合部が形成され、２１点から８２点にかけて実質的に
連続した接合部が形成される。これを繰返すことにより
、セラミックス１，２全体の接合を連続的に行うことが
できる。

なお、実験例では、窒化珪素セラミックス（厚さ１７１
！１１）の接合に際し、吹雪を停止させた状態で、０．
５Ａを６秒間通電して、その後は吹雪の先端径（２ｌ１
ｌ）と同じ距離を移動させる条件を繰返すことで、満足
すべき連続接合部を形成することができた。

第１図＜８）は、本発明の第２の実施例の通電パターン
を示す図であって、第１図（Ａ＞と異なる点は、例えば
吹雪４，５を移動させる期間内において、接合部を溶融
させることができる高電流１＠１１よりも小さい低電流
値Ｉ２例えば　１２＝１１／１０なる電流を通電する。

その他は、第１図（Ａ）と全く同様であるので説明を省
略する。

したがって、第１の実施例による実験例の場合よりも接
合部の温度変化が緩やかになるので、接合時の歪みを小
さくすることができる。

第１図＜Ｃ＞は、本発明の第３の実施例の通電パターン
を示す図であって、第１図（Ｂ）と異なる点は、例えば
吹雪４，５を停止させる期間内において、接合部を溶融
させることのできる高電流値■１に達するまではアップ
スロープ制御による通電を行い、その後は高電流値１１
を通電する期間を設けて、最終的にダウンスロープ制御
による通電を行う。その他は、第１図＜Ａ）および第１
図（Ｂ）と全く同様であるので説明を省略する。

したがって、第１および第２の実施例による実験例の場
合よりも接合部の温度変化がより緩かになるので、接合
時の歪みをさらに小さくすることができる。

以上の説明では、２１点、８２点、Ｐ３点などで、吹雪
の移動を停止させたが、停止させる代りに、その付近を
低速度で移動させてもよい。

また、吹雪を接合方向に移動させたが、セラミックスの
方を移動させてもよく、要するに吹雪とセラミックスと
を相対移動させればよい。

［発明の効果１ ■本発明により、セラミックスの接合部が不連続になる
ことによる接合不良をまねくことがなく、連続した接合
部を得ることができる。

■本発明により、接合部の歪みを小さくすることができ
る。

■本発明により、接合強度の向上およびそのばらつきを
減少することができる。

■本発明により、接合部の美観を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の第１の実施例の通電パターンを
示す図、第１図ＣＢ＞は本発明の第２の実施例の通電パ
ターンを示す図、第１図（Ｃ）は本発明の第３の実施例
の３１７１電パターンを示す図、第２図は本発明以前の
セラミックス用電気接合装置を示す概略図、第３図は本
発明以前の通電パターンを示す図である。 １．２・・・セラミックス、　３・・・接着剤、　４，
５・・・吹管電極、　６，７・・・ガス炎、　８・・・
電源装置、９・・・出力電流制御回路。 復代理人 代理人　　弁理士　　中　井　　宏 第１図 一→Ｔ −→Ｔ −−ラＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高温において導電性を有するセラミックスを突合せ
   るか、または高温において導電性を有する接着剤を介在
   させてセラミックスを突合せ、接合部の両側に少なくと
   も１対の吹管電極を、燃焼性ガスの噴出孔がセラミック
   ス接合部に向うように設置し、前記吹管電極からのガス
   炎により前記接合部を加熱すると共に、吹管電極間に電
   圧を印加することによる加熱用電流を通電させて接合す
   る方法において、予め設定した時間だけ前記セラミック
   スと前記吹管電極との接合方向の相対移動を停止させる
   かまたは低速度で前記相対移動させながら前記電流とし
   て高電流を通電させて前記接合部を溶融する期間と、前
   記期間経過後に予め設定した距離だけ前記相対移動させ
   ながら前記電流をしや断するかまたは低電流を通電させ
   て前記接合部を冷却する期間とを繰返して接合するセラ
   ミックスのパルス通電接合方法。