JPS63190787A - ジルコニア系セラミックス用メタライズ組成物 - Google Patents
ジルコニア系セラミックス用メタライズ組成物Info
- Publication number
- JPS63190787A JPS63190787A JP2077887A JP2077887A JPS63190787A JP S63190787 A JPS63190787 A JP S63190787A JP 2077887 A JP2077887 A JP 2077887A JP 2077887 A JP2077887 A JP 2077887A JP S63190787 A JPS63190787 A JP S63190787A
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- zirconia
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- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (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。
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〕
本発明はジルコニア系セラミックス体にメタライズ金属
層を形成するためのメタライズ用組成物に関するもので
ある。
層を形成するためのメタライズ用組成物に関するもので
ある。
酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）や酸化カルシウム（Ｃａ
ｂ）等を固溶させた安定化ジルコニアや部分安定化ジル
コニアは優れた耐熱性、耐食性、断熱性ならびにイオン
導電性とともに高靭性、高強度であることから、耐火物
、導電材料あるいは内燃機関の燃焼関係等の各種高温用
構造部材の種々の適用が検討されている。
ｂ）等を固溶させた安定化ジルコニアや部分安定化ジル
コニアは優れた耐熱性、耐食性、断熱性ならびにイオン
導電性とともに高靭性、高強度であることから、耐火物
、導電材料あるいは内燃機関の燃焼関係等の各種高温用
構造部材の種々の適用が検討されている。
しかし乍ら、このようなジルコニア系セラミックスとい
えども、セラミックス共通の課題として加工性に難点が
あり、そのため各種構造部材等として使用すべく上記セ
ラミック部材と加工性の優れた金属部材とを組合せた複
合構造体とすることが注目され、種々のセラミック部材
と金属部材の接合方法が研究され提案されている。
えども、セラミックス共通の課題として加工性に難点が
あり、そのため各種構造部材等として使用すべく上記セ
ラミック部材と加工性の優れた金属部材とを組合せた複
合構造体とすることが注目され、種々のセラミック部材
と金属部材の接合方法が研究され提案されている。
従来、セラミック部材と金属部材を接合する方法として
は、固相接合法や接着剤を用いる方法、ロウ材は法等が
知られている。しかしながら、同相接合法では接合界面
に低融点層や脆化層を生成し易く、接着剤を用いる方法
やロウ材は法等では接合強度が今ひとつ低い等いずれも
耐熱性や耐衝撃性に乏しく接合の信頼性を欠くものであ
った。
は、固相接合法や接着剤を用いる方法、ロウ材は法等が
知られている。しかしながら、同相接合法では接合界面
に低融点層や脆化層を生成し易く、接着剤を用いる方法
やロウ材は法等では接合強度が今ひとつ低い等いずれも
耐熱性や耐衝撃性に乏しく接合の信頼性を欠くものであ
った。
そこで、かかる欠点を解消すべくジルコニア系セラミッ
クスをロウ材は法で接合する場合には、ジルコニア系セ
ラミックスに対して極めて反応性の良いチタンに、ロウ
材と濡れ性の良い銅を含有させたメタライズ金属層を被
着形成してロウ材は接合する方法が提案されている。
クスをロウ材は法で接合する場合には、ジルコニア系セ
ラミックスに対して極めて反応性の良いチタンに、ロウ
材と濡れ性の良い銅を含有させたメタライズ金属層を被
着形成してロウ材は接合する方法が提案されている。
しかし乍ら、前述のメタライズ金属層はロウ材げに際し
、該金属層の表面に存在する極めて活性なチタンがフラ
ックス等と反応してロウ材との濡れ性を劣化させる酸化
チタン等の反応層を形成すると考えられ、これがために
接合強度が低下するという問題があった。
、該金属層の表面に存在する極めて活性なチタンがフラ
ックス等と反応してロウ材との濡れ性を劣化させる酸化
チタン等の反応層を形成すると考えられ、これがために
接合強度が低下するという問題があった。
本発明者は上記欠点に鑑み鋭意研究の結果、前述のメタ
ライズ金属層を形成するチタンはその強い還元作用のた
めジルコニア系セラミックスト反応することは勿論、メ
タライズペーストを構成する銅の金属粉末に含有される
微量の酸素とも反応する結果、前記メタライズ金属層は
ジルコニア系セラミックスとの界面にチタンの層が、該
チタンの層の上にチタンと銅を含有した層の２層から成
ることが判明した。
ライズ金属層を形成するチタンはその強い還元作用のた
めジルコニア系セラミックスト反応することは勿論、メ
タライズペーストを構成する銅の金属粉末に含有される
微量の酸素とも反応する結果、前記メタライズ金属層は
ジルコニア系セラミックスとの界面にチタンの層が、該
チタンの層の上にチタンと銅を含有した層の２層から成
ることが判明した。
そこで、ジルコニア系セラミックス体のメタライズ用組
成物としてチタンと銅に銀を含有させておくと、該メタ
ライズ用組成物により形成されるメタライズ金属層は、
先ず銅が銀と固溶して共晶合金を形成するため活性なチ
タンはジルコニア系セラミックスと反応して該セラミッ
クスとメタライズ金属層の界面に凝集し、その上にロウ
材と濡れ性の良好な銀と銅の共晶合金層の２層をなすこ
とから、ロウ材と濡れ性が良いメタライズ金属層をジル
コニア系セラミックス体に強固に被着し得ることを知見
した。
成物としてチタンと銅に銀を含有させておくと、該メタ
ライズ用組成物により形成されるメタライズ金属層は、
先ず銅が銀と固溶して共晶合金を形成するため活性なチ
タンはジルコニア系セラミックスと反応して該セラミッ
クスとメタライズ金属層の界面に凝集し、その上にロウ
材と濡れ性の良好な銀と銅の共晶合金層の２層をなすこ
とから、ロウ材と濡れ性が良いメタライズ金属層をジル
コニア系セラミックス体に強固に被着し得ることを知見
した。
本発明は上記知見に基づき、ロウ材との濡れ性が極めて
良いメタライズ金属層をジルコニア系セラミックスに強
固に被着させることが可能なメタライズ用組成物を提供
することをその目、的とするものである。
良いメタライズ金属層をジルコニア系セラミックスに強
固に被着させることが可能なメタライズ用組成物を提供
することをその目、的とするものである。
本発明のメタライズ用組成物はチタン、ジルコニウム、
ハフニウム、もしくはこれらを主成分とする合金の少な
くとも１種を５．０乃至２０．０重量％、銀を６２．４
乃至７４．１重量％、銅を残部含有させたことを特徴と
するものである。
ハフニウム、もしくはこれらを主成分とする合金の少な
くとも１種を５．０乃至２０．０重量％、銀を６２．４
乃至７４．１重量％、銅を残部含有させたことを特徴と
するものである。
次に本発明を実施例に基づき説明する。
出発原料として粒径１乃至５μｍのチタン（Ｔｉ）、ジ
ルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、銀（Ａｇ）
及び銅（Ｃｕ）を第１表に示すように秤量し、これに有
機バインダー、溶剤を添加すると共に混練機で１０時間
混練し、メタライズ用ペースト試料を得た。
ルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、銀（Ａｇ）
及び銅（Ｃｕ）を第１表に示すように秤量し、これに有
機バインダー、溶剤を添加すると共に混練機で１０時間
混練し、メタライズ用ペースト試料を得た。
なお、試料番号２７は本発明品と比較するための比較試
料であり、従来一般に使用されているチタン（Ｔｆ）と
銅（Ｃｕ）を含有するメタライズ用ペーストである。
料であり、従来一般に使用されているチタン（Ｔｆ）と
銅（Ｃｕ）を含有するメタライズ用ペーストである。
かくして、得られたメタライズ用ペーストを使用して直
径７１１１１、厚さ約４ｍｍの部分安定化ジルコニアセ
ラミック焼結体（ＺｒＯ□に安定化剤としてＹ２Ｏ３を
３モルχ添加）よりなる円板表面に該ペーストを厚み５
０乃至１００ μｍ塗布し、これを１５０乃至２００℃
の乾燥機で乾燥後、アルゴン雰囲気中で６００℃の温度
で約１時間保持して脱脂し、次に真空炉にて約９００℃
の温度で焼成して上記円板表面にメタライズ金属層を被
着させた。
径７１１１１、厚さ約４ｍｍの部分安定化ジルコニアセ
ラミック焼結体（ＺｒＯ□に安定化剤としてＹ２Ｏ３を
３モルχ添加）よりなる円板表面に該ペーストを厚み５
０乃至１００ μｍ塗布し、これを１５０乃至２００℃
の乾燥機で乾燥後、アルゴン雰囲気中で６００℃の温度
で約１時間保持して脱脂し、次に真空炉にて約９００℃
の温度で焼成して上記円板表面にメタライズ金属層を被
着させた。
そして、次に直径７ｍｍ、厚み０．３ｍｍの円板状のＢ
Ａｇ４規格の銀ロウとフラックスを用い真空炉にて前記
メタライズ金属層を被着させた部分安定化ジルコニアセ
ラミック焼結体と外径７ｍｍ、内径４ｍｍのフランジ付
円筒状のクロムモリブデン鋼をロウ材は接合した。その
後、該接合体を鋼製治具に固定し、クロムモリブデン鋼
側の内径部より押し抜き治具を介して上記焼結体面を加
圧し、押し抜き強度を測定し、接合強度の評価とした。
Ａｇ４規格の銀ロウとフラックスを用い真空炉にて前記
メタライズ金属層を被着させた部分安定化ジルコニアセ
ラミック焼結体と外径７ｍｍ、内径４ｍｍのフランジ付
円筒状のクロムモリブデン鋼をロウ材は接合した。その
後、該接合体を鋼製治具に固定し、クロムモリブデン鋼
側の内径部より押し抜き治具を介して上記焼結体面を加
圧し、押し抜き強度を測定し、接合強度の評価とした。
上記の結果を第１表に示す。
〔以下余白〕
第１表より明らかな様に、従来のメタライズ用組成物を
使用した試料番号２７では接合強度が４．０Ｋｇ／ｍｍ
”と極めて低いのに対して、本発明のメタライズ用組成
物を使用したメタライズ金属層は金属部材と７．２Ｋｇ
／ｎ＋ｍ”以上の高い接合強度で接合することができる
。
使用した試料番号２７では接合強度が４．０Ｋｇ／ｍｍ
”と極めて低いのに対して、本発明のメタライズ用組成
物を使用したメタライズ金属層は金属部材と７．２Ｋｇ
／ｎ＋ｍ”以上の高い接合強度で接合することができる
。
なお、本発明のメタライズ用組成物において、チタン、
ジルコニウム、ハフニウムもしくはこれらを主成分とす
る合金はジルコニア系セラミックスと反応してメタライ
ズ金属層を強固に被着させるための成分であり、その含
有量が５重量％未満であるとジルコニア系セラミックス
との反応が不十分となり、メタライズ金属層を強固に被
着させることができず、また２０重量％を越えると溶融
温度が高くなり、接合時に発生する残留応力が高くなり
、メタライズ金属層の密着性が劣化してしまう。
ジルコニウム、ハフニウムもしくはこれらを主成分とす
る合金はジルコニア系セラミックスと反応してメタライ
ズ金属層を強固に被着させるための成分であり、その含
有量が５重量％未満であるとジルコニア系セラミックス
との反応が不十分となり、メタライズ金属層を強固に被
着させることができず、また２０重量％を越えると溶融
温度が高くなり、接合時に発生する残留応力が高くなり
、メタライズ金属層の密着性が劣化してしまう。
また、銀と銅は共晶合金を形成してメタライズ金属層の
表面にロウ材の濡れ性を劣化させる酸化チタン等の反応
層が形成されるのを抑制し、接合時に発生する残留応力
を緩和し、溶融温度を下げるための成分であり、銀の含
有量が６２．４重ｉｔχ未満であると溶融温度が高くな
り、前記残留応力が高くなってジルコニア系セラミック
スの強度劣化を招き、また７４．１重量％を越えるとメ
タライズ金属層の密着性が低下してしまい望ましくない
。
表面にロウ材の濡れ性を劣化させる酸化チタン等の反応
層が形成されるのを抑制し、接合時に発生する残留応力
を緩和し、溶融温度を下げるための成分であり、銀の含
有量が６２．４重ｉｔχ未満であると溶融温度が高くな
り、前記残留応力が高くなってジルコニア系セラミック
スの強度劣化を招き、また７４．１重量％を越えるとメ
タライズ金属層の密着性が低下してしまい望ましくない
。
上述した実施例においては、代表例を記載したが、実施
例記載の部分安定化ジルコニアセラミック焼結体に代え
て他のジルコニアセラミック焼結体、例えば安定化ジル
コニアセラミック焼結体に対しても強固なメタライズ金
属層が形成されることを確認している。
例記載の部分安定化ジルコニアセラミック焼結体に代え
て他のジルコニアセラミック焼結体、例えば安定化ジル
コニアセラミック焼結体に対しても強固なメタライズ金
属層が形成されることを確認している。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、本発明のメタライズ用組
成物はロウ材との濡れ性が極めて良好なメタライズ金属
層をジルコニア系セラミックスに強固に被着形成させる
ことができ、信顛性の高い各種高温用構造部材への適用
が可能である。
成物はロウ材との濡れ性が極めて良好なメタライズ金属
層をジルコニア系セラミックスに強固に被着形成させる
ことができ、信顛性の高い各種高温用構造部材への適用
が可能である。
Claims (1)
- チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（
Ｈｆ）もしくはこれらを主成分とする合金の少なくとも
１種を５．０乃至２０．０重量％、銀（Ａｇ）を６２．
４乃至７４．１重量％、銅（Ｃｕ）を残部含有させたこ
とを特徴とするメタライズ用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020778A JPH0825826B2 (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | ジルコニア系セラミックス用メタライズ組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020778A JPH0825826B2 (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | ジルコニア系セラミックス用メタライズ組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190787A true JPS63190787A (ja) | 1988-08-08 |
| JPH0825826B2 JPH0825826B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=12036600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62020778A Expired - Fee Related JPH0825826B2 (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | ジルコニア系セラミックス用メタライズ組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825826B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0333090A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-13 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 丸鋸刃用セラミックス製複合チップ及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051511A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-08 | ||
| JPS62197376A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム基板 |
| JPH0747515A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-02-21 | Toyo Mokuzai Boufu Kk | 木質製品の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-30 JP JP62020778A patent/JPH0825826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051511A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-08 | ||
| JPS62197376A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム基板 |
| JPH0747515A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-02-21 | Toyo Mokuzai Boufu Kk | 木質製品の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0333090A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-13 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 丸鋸刃用セラミックス製複合チップ及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0825826B2 (ja) | 1996-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |