CN103596904A - 冲击吸收部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冲击吸收部件(50),其具备陶瓷接合体(15),该陶瓷接合体(15)具有:由含有60质量%以上的碳化硼的陶瓷形成的厚度为0.1~50mm的多个第1片状部件(5),和配置于邻接的第1片状部件(5)之间、将邻接的第1片状部件(5)的对置的接合面彼此接合的接合层;接合层由含有选自由铝、铜、银及金组成的组中的至少一种金属的接合材料形成。

Description

冲击吸收部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及以将由陶瓷形成的部件接合而成的接合体为主要构成材料的冲击吸收部件及其制造方法。更详细地,涉及具备轻质且极其高硬度及高强度的特征、同时具有高效地吸收高速飞行体等所具有的能量的功能、作为保护设备等的构成材料极其有用的冲击吸收部件及其制造方法。
背景技术
近几年,对于以陶瓷为主要构成材料的冲击能量的吸收性等优良的部件,提出了很多方案。例如,专利文献1中记载了将由以碳化硼为主要成分的陶瓷形成的受冲击部、和由以氮化硅为主要成分的陶瓷形成的基部用由树脂形成的结合层结合而成的防护部件。此外,专利文献2中记载了将部分稳定化氧化锆制的片与由碳化硼或莫来石等形成的片层叠、用环氧树脂等接合而成的冲击吸收部件。
另一方面,公知的是不限于冲击吸收部件,通过将由陶瓷等材料形成的部件层叠,能够得到高性能的结构材料。例如,专利文献3中记载了一种抗热冲击性强的作为切削工具有用的层叠烧结体,其具有由陶瓷或烧结合金形成的基材、由陶瓷形成的中间层、以及由热膨胀系数比基材的热膨胀率小的陶瓷形成的最外层。另外,记载了可将氧化铝、氮化硅、氮化硼及碳化硅等适当组合作为构成基材或最外层的陶瓷。
此外,专利文献4中记载了含有金属、氧化铝等陶瓷及金属陶瓷的、作为在苛刻条件下使用的切削工具有用的层叠结构烧结体。进一步,专利文献5中记载了对冲击力、应力、或应变的耐受性强的氮化硅烧结体,其具有将多孔质氮化硅的层、和致密质氮化硅的层层叠而成的层叠结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-275208号公报
专利文献2:日本特开2010-210217号公报
专利文献3:日本特开平4-319435号公报
专利文献4:日本特开平7-137199号公报
专利文献5:日本特开平9-169571号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述以往技术的任一者中,均希望通过将显示不同特性的材料、或材质相同但气孔率等特性不同的材料组合,使其表现出目标功能。即,以往,希望通过选择分别具有固有特性的多种材料并将其组合,得到具有目标特性的部件。然而,这有可能导致制造工序变复杂从而在成本方面不利、或者妨碍工业上的实用化。例如,专利文献1中记载的防护部件例如比仅由碳化硼构成的部件重,进一步在强度方面也有问题。此外,专利文献2中记载的冲击吸收部件存在与仅由碳化硼构成的部件相比变重的问题。
进一步,专利文献3中记载的层叠烧结体作为冲击吸收部件不仅重,并且由于在边加压边烧结的条件下制造,因此难以大型化。此外,专利文献4中记载的层叠结构烧结体由于利用硅的化学反应热来制造,因此温度控制等困难,同时也难以大型化。此外,专利文献5中记载的氮化硅烧结体在成本方面及大型化的方面存在问题,同时在稳定地供给材料方面也存在问题。
本发明鉴于这样的以往技术所具有的问题而作出,其课题在于提供能够破坏高速飞行体并使破碎产生的小片所具有的能量最小化、能够切实地阻止冲击应力波穿过背面侧、并且为轻质且能简便地制造的、作为保护设备的构成材料极其有用的冲击吸收部件。
用于解决课题的手段
本发明者们为了实现上述课题进行了深入研究,其结果发现:通过使用含有选自由铝、铜、银、及金组成的组中的至少一种金属的接合材料将由陶瓷形成的规定厚度的多个第1片状部件接合,能够实现上述课题,从而完成了本发明。
即,根据本发明,提供以下所示的冲击吸收部件。
[1]一种冲击吸收部件,其具备陶瓷接合体,所述陶瓷接合体具有:由含有60质量%以上的碳化硼的陶瓷形成的厚度为0.1~50mm的多个第1片状部件,和配置于邻接的所述第1片状部件之间、将邻接的所述第1片状部件的对置的接合面彼此接合的接合层;所述接合层由含有选自由铝、铜、银、及金组成的组中的至少一种的金属的接合材料形成。
[2]根据所述[1]中记载的冲击吸收部件,其中,2~1000片的所述第1片状部件沿其厚度方向层叠而配置。
[3]根据所述[2]中记载的冲击吸收部件,其中,从所述陶瓷接合体的表面侧向背面侧,所述第1片状部件的厚度阶梯性地增大。
[4]根据所述[2]或[3]中记载的冲击吸收部件,其中,所述陶瓷接合体进一步具有在所述第1片状部件上经由所述接合层层叠而配置的、由碳化硅、莫来石或氧化铝形成的一个以上的第2片状部件。
[5]根据所述[1]~[4]的任意一项中记载的冲击吸收部件,其中,所述接合层的厚度为0.001~1mm。
[6]根据所述[1]~[5]的任意一项中记载的冲击吸收部件,其进一步具备配置于所述陶瓷接合体的背面侧的、阻挡在破损时产生的碎片的接受层。
[7]根据所述[1]~[6]的任意一项中记载的冲击吸收部件,其中,在所述第1片状部件与所述接合层的界面处形成有多个空隙。
[8]根据所述[7]中记载的冲击吸收部件,其中,多个所述第1片状部件沿厚度方向层叠而配置(除了所述第1片状部件的数目为2的情况以外),作为用于防护高速飞行体的碰撞时的冲击的保护设备使用。
[9]根据所述[7]或[8]中记载的冲击吸收部件,其中,所述第1片状部件的所述接合面包括在所述多个空隙处不与所述接合层接触的非接触区域,所述非接触区域在所述第1片状部件的各个所述接合面中所占的面积比例为6~60%。
此外,根据本发明,提供以下所示的冲击吸收部件的制造方法。
[10]一种冲击吸收部件的制造方法,其为所述[7]~[9]的任意一项中记载的冲击吸收部件的制造方法,包括下述工序:将多个所述第1片状部件经由所述接合层沿厚度方向层叠而得到层叠体的工序,和将所得到的所述层叠体在600~1600℃的温度下加热而形成所述陶瓷接合体的工序;所述冲击吸收部件的制造方法满足下述(1)及(2)中的至少任意一个条件:
(1)所述第1片状部件的所述接合面的最大高度Rz(JISB0601:2001)为5μm以上;
(2)将所述层叠体边沿层叠方向以30kPa以下的压力加压,边进行加热。
发明效果
本发明的冲击吸收部件由于为薄且轻质的板状部件,因此能够充分吸收碰撞的高速飞行体的运动能量。进一步,能破坏碰撞的高速飞行体,并使破碎产生的小片所具有的能量最小化,能够切实地阻止冲击波穿过背面侧(背后)。并且,由于能够简便地制造,因此经济性也良好。特别地,通过将由含有碳化硼的陶瓷形成的片状部件(板状部件)的厚度和层叠片数适当地组合,可提供与上述专利文献1及2中记载的部件相比对于高速飞行体的运动能量的吸收能力高、且高速飞行体碰撞时最表面难以破坏、功能性更良好的冲击吸收部件。
附图说明
[图1A]为示意性地表示本发明的冲击吸收部件的一实施方式的部分截面图。
[图1B]为图1A所示的冲击吸收部件的局部放大图。
[图2]为示意性地表示本发明的冲击吸收部件的其它实施方式的部分截面图。
[图3]为示意性地表示本发明的冲击吸收部件的另一其它实施方式的部分截面图。
[图4]为示意性地表示接合界面处的空隙的一个例子的部分截面图。
[图5]为示意性地表示接合界面处的空隙的其它例子的部分截面图。
[图6]为示意性地表示接合界面处的空隙的另一其它例子的部分截面图。
[图7]为示意性地表示第1片状部件的接合面处的非接触区域和接触区域的立体图。
[图8]为表示用6kPa的压力接合而得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。
[图9]为表示用35kPa的压力接合而得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。
[图10]为表示使用接合面的最大高度Rz为6.0μm的第1片状部件得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。
[图11]为表示使用接合面的最大高度Rz为0.1μm的第1片状部件得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。
[图12A]为表示加热72小时并接合而得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。
[图12B]为将图12A放大的显微镜照片。
[图13A]为表示加热2小时并接合而得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。
[图13B]为将图13A放大的显微镜照片。
具体实施方式
以下,对用于实施本发明的优选方式进行举例,进一步详细地对本发明进行说明。在以往的技术中,仅从轻质化、高强度化及高硬度化的观点出发,选择了碳化硼作为冲击吸收部件的构成材料。相对于此,本发明者们为了获得在能维持轻质性的同时发挥作为保护设备的良好的功能的部件,认识到在有效地吸收高速飞行体的运动能量的同时,能够切实地减轻高速飞行体碰撞时产生的破碎片对冲击吸收部件的内侧存在的人或车辆等的损伤是很重要的。并且,本发明者们从该认识出发,对作为冲击吸收部件的构成材料的碳化硼进行了各种研究。
其结果发现将由以碳化硼为主要成分的陶瓷形成的片状(薄板状)部件多片层叠、并用特定的金属进行低温接合而得到的接合体,与未接合的同一厚度的板(非接合体)相比,冲击吸收能力显著不同。该接合体在静态下显示出与非接合体基本同样的机械性能。然而,该接合体在与高速飞行体碰撞时,在能够破坏高速飞行体的同时,被细微地破坏,从而能够高效地吸收高速飞行体的运动能量。此外,由于表面被细微地破坏,因此容易抑制冲击波的扩大、维持高速飞行体碰撞后的面的形状。另外,认为本发明的冲击吸收部件通过将多片的片状部件的对置的接合面彼此用由含有特定金属的接合材料形成的接合层进行接合,在能够破坏碰撞的高速飞行体的同时,可通过存在于陶瓷接合体的内部的高应力场阻碍从冲击吸收部件中通过的冲击波的进展。进一步,本发明者们的研究的结果发现,通过在使片状部件变薄的同时增加层叠片数,能够将高速飞行体的运动能量更有效地转换为表面能量。
以往,使用碳化硼作为冲击吸收部件的构成材料。然而,由于碳化硼是极其高价的材料,因此仅在具有极其高的运动能量的高速飞行体碰撞的情况下使用。相对于此,本发明的冲击吸收部件可以使将含有碳化硼的多个片状部件接合而成的陶瓷接合体的厚度变薄。因此,在能轻质化的同时,能大大地有助于低成本化。即,轻质化的结果是,能够降低使用中的移动或搬运时的能量消耗。因此,能够降低对人体或车辆等的负担。进一步,由于能够使片状部件变薄,能缩短烧结工序等的时间。此外,即使在表面形成凸凹面的情况下,在成本方面也是极其有利的,因而,与以往的冲击吸收部件相比,制造成本低,其实用价值极其高。因此,本发明的冲击吸收部件不仅可在高速飞行体碰撞的情况下使用,还可期待在各种技术领域中使用。
图1A为示意性地表示本发明的冲击吸收部件的一个实施方式的部分截面图。此外,图1B为图1A所示的冲击吸收部件的局部放大图。如图1A及1B所示,本实施方式的冲击吸收部件50具备陶瓷接合体15,该陶瓷接合体15具有由陶瓷构成的多个第1片状部件5、和配置于邻接的第1片状部件之间的接合层65。第1片状部件5沿其厚度方向层叠而配置。接合层65将邻接的第1片状部件5的对置的接合面5a、5b彼此接合。作为第1片状部件5的构成材料的陶瓷含有碳化硼60质量%以上,优选含有80质量%以上,进一步优选含有90质量%以上。通过层叠由含有碳化硼的陶瓷形成的第1片状部件,能够得到极其良好的冲击吸收性。另外,陶瓷中所含的碳化硼的比例的上限值没有特别的限定,最优选为100质量%。
第1片状部件5的厚度为0.1~50mm,优选为1~10mm。第1片状部件的厚度不足0.1mm时,由于过于薄而存在欠缺制造上实用性的情况。另一方面,第1片状部件的厚度超过50mm时,冲击吸收性会降低。
构成陶瓷接合体的第1片状部件的片数只要为多个就没有特别的限定,通常为2~1000片,优选为5~50片。第1片状部件的层叠片数过少时,存在通过层叠而得到的效果不充分的情况。另一方面,第1片状部件的层叠片数过多时,效果达到极限,同时得到的陶瓷接合体变重,存在作为保护设备的操作性降低的趋势。
构成第1片状部件5的陶瓷所含的碳化硼为高硬度,且为低比重。因此,在高速飞行体碰撞的最表面配置的第1片状部件5因碳化硼的特性而能够破坏碰撞的高速飞行体。此外,将多片的第1片状部件层叠并接合而成的陶瓷接合体15显示出碳化硼的机械特性,同时在接合界面处具有高应力场。因此,高速飞行体碰撞时,通过第1片状部件5被细微地破坏而吸收高速飞行体的运动能量。另外,由碳化硼构成的第1片状部件的相对密度优选为89%以上的致密质。如前所述,将由以碳化硼为主要成分的陶瓷构成的多片第1片状部件层叠并接合而成的陶瓷接合体在其内部具有高的应力场。该应力场在高速飞行体的碰撞时使从陶瓷接合体的内部通过的冲击波偏转。由此,向本发明的冲击吸收部件的内侧的冲击被显著地缓和。
接合层65由接合材料形成。本发明中,考虑到强度或比重及工序的简便性等,由含有选自由铝、铜、银、及金组成的组中的至少一种的金属的接合材料形成接合层。此外,本实施方式的构成冲击吸收部件50的陶瓷接合体15的抗弯强度优选为100MPa以上。另外,本说明书中的“抗弯强度”是指通过4点弯折法测定的、包括接合部分的陶瓷接合体的物性值。
接合层65的厚度优选为0.001~1mm,进一步优选为0.005~0.1mm,特别优选为0.01~0.05mm。另外,接合层的厚度可以通过改变所使用的接合材料的量(厚度)进行调整。接合层的厚度不足0.001mm时,存在接合强度变得不充分的情况。另一方面,接合层的厚度超过1mm时,存在金属的量变得过多而使陶瓷浮起,导致接合强度变得不充分的情况。
碳化硼由于为轻质且断裂韧性值低,因而通过施加冲击可细微地破碎。因此,碳化硼适合作为用于构成本发明的冲击吸收部件的材料。另外,本发明者们已经开发了经济性地制作碳化硼的技术(参照国际公开第2008/153177号)。利用该技术时,能够更廉价地提供由碳化硼构成的各种形状的部件,并不限于片状的部件。进一步,本发明者们已经开发了将由碳化硼构成的部件接合的工业上有益的技术(参照日本特开2012-072044号公报)。利用该技术时,可期待在更广泛的冲击吸收部件中的应用。
图4为示意性地表示接合界面处的空隙的一个例子。如图4所示,在构成本发明的冲击吸收部件的陶瓷接合体的第1片状部件6与接合层66的界面处,优选形成有多个空隙80。高速飞行体的碰撞时产生的冲击波因这些多个空隙80而有效地偏转,可抑制从陶瓷接合体的表面(碰撞面)侧向背面侧直线地传递。由此,向本发明的冲击吸收部件的内侧的冲击被显著地缓和。
此外,如图5所示,多个空隙82也可以以贯穿将第1片状部件7的对置的接合面100彼此接合的接合层67的方式形成。进一步如图6所示,也可以不在接合层68侧,而是在第1片状部件8的接合面100的凹陷处形成有多个空隙84。
在第1片状部件与接合层的界面处存在的多个空隙以使邻接的第1片状部件彼此不完全密合地接合的方式形成,相当于所谓的接合缺陷。即,通过适当地控制第1片状部件的接合状态,任意地形成作为接合缺陷的多个空隙,可更有效地控制高速飞行体的碰撞时产生的冲击波的传递。
如图7所示,第1片状部件35的接合面100包括在多个空隙处不与接合层接触的非接触区域90和与接合层接触的接触区域95。并且,非接触区域90在第1片状部件35的各自的接合面100中所占的面积比例优选为6~60%,进一步优选为6~55%,特别优选为6~40%。非接触区域在接合面中所占的面积比例不足6%时,由于在第1片状部件与接合层的界面处形成的空隙的量(容积)过少,因而存在使当高速飞行体的碰撞时产生的冲击波偏转的效果降低的情况。另一方面,非接触区域在接合面中所占的面积比例超过60%时,由于空隙的量(容积)过多,因而邻接的第1片状部件彼此的接合强度会降低,存在陶瓷接合体的抗弯强度降低的情况。
本发明的冲击吸收部件中,优选陶瓷接合体进一步具有在第1片状部件上经由接合层层叠而配置的一个以上的第2片状部件。作为构成该第2片状部件的材料,可举出碳化硅、莫来石及氧化铝等陶瓷。将这些由陶瓷构成的第2片状部件与第1片状部件组合而构成陶瓷接合体时,能够进一步缓和对第2片状部件的内侧(人体或车辆等)的冲击,因而作为保护设备的构成部件更有用。这是由于上述由陶瓷构成的第2片状部件将高速飞行体的运动能量转换为表面能量的能力高的原因。
图2为示意性地表示本发明的冲击吸收部件的其它实施方式的部分截面图。如图2所示的实施方式的冲击吸收部件55具备:多个第1片状部件5经由接合层(未图示)接合而成的陶瓷接合体15、和配置于该陶瓷接合体15的背面侧、由第3片状部件30及第4片状部件40构成的接受层。通过将这样的接受层设置在陶瓷接合体的背面侧,可以更切实地阻挡陶瓷接合体的破损所产生的碎片,使其难以进一步向背面侧穿过。另外,图2中,表示配置了由第3片状部件30及第4片状部件40构成的接受层70的状态,但是接受层70可以仅由第3片状部件构成,也可以仅由第4片状部件构成。
作为构成第3片状部件30的材料,可举出芳香族聚酰胺系纤维等高强度纤维。此外,作为构成第4片状部件40的材料,可举出铝或镁等比重小的金属。构成第3片状部件或第4片状部件的这些材料,多以板状提供,从低成本的观点考虑也是优选的材料。另外,以金属等构成的第4片状部件也可以配置在与保护对象的人或车辆等对置的、距最表面最远的一侧(背面侧)。
图3为示意性地表示本发明的冲击吸收部件的另一其它实施方式的部分截面图。图3所示的实施方式的冲击吸收部件60具备:陶瓷接合体25、和配置于该陶瓷接合体25的背面侧的、作为接受层的第3片状部件30及第4片状部件40。并且,该陶瓷接合体25以第1片状部件10、20的厚度从其表面侧向背面侧呈阶梯性增大的方式构成。这样,通过使片状部件10、20的厚度从表面侧向背面侧呈阶梯性增大(变厚),在内在的应力场中产生分布。因此,在高速飞行体的碰撞时产生的冲击波的进展方向发生偏斜,同时陶瓷接合体的破损所产生的陶瓷小片的大小得以控制,可更有效地防止向背面侧的飞散。
设想高速飞行体向图3所示的冲击吸收部件60的表面侧(配置第1片状部件10的一侧)碰撞的情况。此时,向第1片状部件10碰撞的高速飞行体被破坏,同时构成第1片状部件10的含有碳化硼的陶瓷被细微地破坏。因此,高速飞行体的运动能量被有效地吸收。此外,由于衰减的冲击波,配置于第1片状部件10的背面侧的、更厚的第1片状部件20破损,形成较大的碎片。由此,高速飞行体的运动能量几乎被完全吸收。并且,陶瓷接合体25的破损所产生的碎片被配置于陶瓷接合体25的背面侧的作为接受层70的第3片状部件30和第4片状部件40吸收,不会穿过背面侧。另外,通过使陶瓷接合体25以第1片状部件10、20的厚度从其表面侧向背面侧呈阶梯性增大的方式构成,能够使陶瓷接合体25的厚度更薄,能够在使冲击吸收部件60维持以往同等以上的功能的同时轻质化。
另外,如前所述,构成图1A所示的冲击吸收部件50的第1片状部件5沿其厚度方向层叠而配置。但是,本发明中,多个第1片状部件并不限于沿厚度方向层叠而配置,例如,也可以横向并排配置。在多个第1片状部件横向并排配置的情况下,接合层配置在邻接的第1片状部件的端面(窄幅端面)之间,将邻接的所述第1片状部件彼此接合。通过这样构成,可以使本发明的冲击吸收部件的形状形成为弯曲形状。因此,例如,能够容易得到适应人的肩或肘等弯曲形状而成形的冲击吸收部件。
为了得到构成本发明的冲击吸收部件的陶瓷接合体,例如,使含有铝等金属的接合材料介于使第1片状部件彼此接合的部分。接合材料以厚度大致为1mm以下的方式配置在规定的位置即可。此外,接合材料以例如箔、浆料、及蒸镀层的任意一种状态配置即可。在该状态下保持,在真空条件下、不活泼性气氛下、或大气中,至少使接合的部分在600~1600℃的温度下加热,能够得到陶瓷接合体。
另外,(1)在真空条件下加热时,至少使接合的部分在600~1500℃的温度下加热即可。此外,(2)在不活泼性气氛下加热时,至少使接合的部分在600~1600℃的温度下加热即可。进一步,(3)在大气中加热时,至少使接合的部分在600℃以上且低于800℃的温度下加热即可。通过将层叠体在上述条件下加热,能够得到陶瓷接合体。另外,可以将所得到的陶瓷接合体直接作为冲击吸收部件使用,也可以适当配置第2片状部件或接受层等构成冲击吸收部件。
接着,对本发明的冲击吸收部件中在第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙的冲击吸收部件的制造方法(本发明的冲击吸收部件的制造方法)进行说明。本发明的冲击吸收部件的制造方法包括下述工序:将多个第1片状部件经由接合材料沿厚度方向层叠而得到层叠体的工序(层叠工序)、和将所得到的层叠体加热而形成陶瓷接合体的工序(接合工序)。
在层叠工序中,在使第1片状部件彼此接合的部分(接合面)处配置含有铝等金属的接合材料。接合材料以厚度大致为1mm以下的方式配置在规定的位置即可。此外,接合材料以例如箔、浆料、及蒸镀层的任意一种的状态配置即可。这样,经由接合材料将多片的第1片状部件沿厚度方向层叠而得到层叠体。
在接合工序中,将通过上述层叠工序所得到的层叠体在真空条件下、不活泼性气氛下、或大气中,至少使接合的部分在600~1600℃的温度下加热。另外,为了在第1片状部件与接合层的界面处形成多个空隙,可以使用以下所示的(i)~(iv)的至少任意一种方法。
(i)在其层叠方向上以30kPa以下、优选为20kPa以下的压力对层叠体加压的状态下进行加热。特别优选在除了自重之外不对层叠体负载压力的情况下(不加压)进行加热。
(ii)使用形成有多个贯穿孔和/或凹部的金属箔,优选使用开孔加工后的金属箔作为接合材料。
(iii)使用在接合面上形成凹凸、优选接合面的最大高度Rz(JIS B0601:2001)为5.0μm以上的第1片状部件。
(iv)使加热时间为长时间,优选为15小时以上。
另外,(1)在真空条件下加热时,至少使接合的部分在600~1500℃的温度下加热即可。此外,(2)在不活泼性气氛下加热时,至少使接合的部分在600~1600℃的温度下加热即可。进一步,(3)在大气中加热时,至少使接合的部分在600℃以上且低于800℃的温度下加热即可。通过将层叠体在上述条件下加热,能够得到在第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙的陶瓷接合体。另外,可以将所得到的陶瓷接合体直接作为冲击吸收部件使用,也可以适当地配置第2片状部件或接受层等来构成冲击吸收部件。
图8为表示用6kPa的压力接合得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。此外,图9为表示用35kPa的压力接合得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。如图8所示,以在其层叠方向负载比较低的压力的状态加热层叠体而接合时,在第1片状部件(碳化硼(B4C))与接合层的界面处形成多个空隙。相对于此,如图9所示,以在其层叠方向负载较高的压力的状态下加热层叠体而接合时,在第1片状部件(碳化硼(B4C))与接合层的界面处未形成空隙,邻接的第1片状部件彼此完全密合。
图10为表示使用接合面的最大高度Rz为6.0μm的第1片状部件得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。此外,图11为表示使用接合面的最大高度Rz为0.1μm的第1片状部件得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片。如图10所示,使用在层叠面上具有凹凸的第1片状部件时,在第1片状部件(碳化硼(B4C))与接合层的界面处形成多个空隙。相对于此,如图11所示,使用层叠面的凹凸十分小的第1片状部件时,在第1片状部件(碳化硼(B4C))与接合层的界面处未形成空隙,邻接的第1片状部件彼此几乎完全密合。
图12A为表示加热72小时接合而得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片,图12B为将图12A放大的显微镜照片。此外,图13A为表示加热2小时接合而得到的陶瓷接合体的界面结构的显微镜照片,图13B为将图13A放大的显微镜照片。如图12A及12B所示,将层叠体长时间加热而接合时,在第1片状部件(碳化硼(B4C))与接合层的界面处形成多个空隙。相对于此,如图13A及13B所示,将层叠体短时间加热而接合时,在第1片状部件(碳化硼(B4C))与接合层的界面处未形成空隙,邻接的第1片状部件彼此完全密合。
由于铝与碳化硼的润湿性良好,认为能够容易地均匀地遍布接合面。此外,铝与碳化硼形成各种化合物,形成硼铝化物、铝和碳和硼的化合物。因此,认为使含有铝90质量%以上的接合材料介于第1片状部件彼此之间,边在该状态下保持,边在铝的熔点以上的温度下加热时,铝以均匀的状态遍布接合面,碳化硼与铝反应,形成它们混合存在的接合层。即,在接合层中,铝不是单独地存在,而是生成硼化铝和碳硼化铝等,成为它们混合存在的状态,其结果是,经由该接合层使第1片状部件彼此牢固地接合。因此,推测能得到显示出与仅由碳化硼构成的陶瓷的强度大体接近的100MPa以上的接合强度、以往的技术无论如何也无法得到的陶瓷接合体。
如上述那样形成的接合层中,存在以下的任意的物质:金属铝;Al3BC、Al3B48C2、AlB12C2、Al8B4C7、Al2B51C8、AlB40C4及AlB24C4所示的任一种碳硼化铝;AlB2、AlB10及AlB12所示的任一种硼化铝。并且,关于如上述那样得到的陶瓷接合体,例如,其接合层中在第1片状部件的表面上存在龟裂和/或气孔,接合材料渗透在这些龟裂或气孔的内部。因此,通过渗透在龟裂或气孔的内部的接合材料的固着效果,使邻接的第1片状部件彼此牢固地一体化。
另一方面,认为将铜、银、及金在它们的熔点以上的温度下加热时,由于与碳化硼的润湿性良好,因此能够使它们容易地均匀地遍布接合面。此外,铜、银、及金缺乏与碳化硼或硼的反应性,即使在与碳化硼或硼接触的状态下进行加热的情况下,直到高温下仍以铜、银、及金的状态稳定地存在。因此,加热到高温时,在接合层中通过向在第1片状部件的表面上存在的龟裂和/或气孔的内部渗透铜、银、及金,发挥固着效果。由此,邻接的第1片状部件彼此牢固地一体化。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行具体地说明,但本发明并不限于这些实施例。另外,实施例、比较例中的“份”及“%”只要没有特别说明,则为质量基准。
(第1片状部件的制作(1))
将市售的碳化硼(B4C)粉末填充到9cm见方的模具中,以200kg/cm2的压力加压后,以1000kg/cm2的压力进行流体静压按压,得到烧结、加工后的厚度为0.1~50mm的碳化硼成形体。另外,作为碳化硼粉末,使用平均粒度0.8μm、纯度99.5%(含氧量1.2%及含氮量0.2%除外)的碳化硼。将所得到的碳化硼成形体放入配置有铝和硅的烧结炉内,在常压下,边流通氩(Ar)气体边在2200℃下保持4小时进行烧结,得到烧结体。使用金刚石砂轮将所得到的烧结体分别磨削加工使得厚度为0.1~50mm,得到由碳化硼构成的7cm见方的第1片状部件。所得到的第1片状部件均为相对密度为95%以上极其致密的部件。
(接受层的准备)
将由用市售的芳香族聚酰胺系树脂形成的芳香族聚酰胺系纤维(Kevlar:注册商标、Du Pont公司制)构成的厚度为1mm的片多片层叠并用环氧树脂一体化,准备厚度为3mm、7cm见方的第3片状部件。此外,准备厚度4mm、7cm见方的铝制金属板,以其作为第4片状部件。
(实施例1)
经由厚度为10μm的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为0.1mm的第1片状部件100片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、在1000℃下加热2小时,使第1片状部件接合而得到厚度为10mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体作为冲击吸收部件(实施例1)。
(实施例2~14、比较例1和3)
除了将第1片状部件的厚度和片数、使用的金属制的薄膜(接合层)、及加热温度按照表1所示设定以外,与所述的实施例1同样地得到作为陶瓷接合体的冲击吸收部件(实施例2~14、比较例1和3)。
(比较例2)
将未使用铝等金属制薄膜进行接合、厚度为10mm的第1片状部件作为冲击吸收部件(比较例2)。
(冲击破坏试验(1))
使用将压缩气体的压力传递给飞行体、使通过发射管内的飞行体碰撞试样的方式的气体加速装置进行冲击破坏试验。另外,作为飞行体,使用直径为4mmφ的轴承钢。此外,使飞行体大致以音速碰撞并穿透试样(冲击吸收部件),测定损伤体积(cm3)及产生的小片的平均直径(mm)。结果表示在表1中。
Figure BDA0000434415170000151
(评价)
如表1所示,第1片状部件越薄,锥状破坏的部位的损伤体积越小,破坏产生的小片的平均直径越小(实施例1~14、比较例2)。但是,比较例1和3的冲击吸收部件(第1片状部件的厚度=0.05mm)由于第1片状部件彼此的接合面剥落式地损伤,因此不能测定损伤体积和小片的平均直径。此外,关于仅由未接合的厚度为10mm的第1片状部件构成的比较例2的冲击吸收部件,大的碎片向后方飞散,可知损伤体积较大。另外,比较例2的冲击吸收部件中,在飞行体碰撞的面上产生纵横地自由蔓延的龟裂,相对于此,将100片厚度为0.1mm的第1片状部件层叠而得到的实施例1和6的冲击吸收部件中,几乎没有观察到纵横地自由蔓延的龟裂。
(实施例15)
经由厚度为10μm的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为5mm的第1片状部件20片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、1000℃下加热2小时,使第1片状部件接合而得到厚度为100mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体作为冲击吸收部件(实施例15)。
(实施例16~24)
除了将第1片状部件的厚度和片数、使用的金属制的薄膜(接合层)、及加热温度按照表2所示设定以外,与所述的实施例15同样地得到作为陶瓷接合体的冲击吸收部件(实施例16~24)。
(比较例4)
将未使用铝等金属制薄膜进行接合、厚度为100mm的第1片状部件作为冲击吸收部件(比较例4)。
(冲击破坏试验(2))
除了使飞行体以音速的约3倍的速度碰撞试样(冲击吸收部件)以外,与上述的“冲击破坏试验(1)”同样的步骤进行破坏试验。另外,由于任一个冲击吸收部件(实施例15~24、比较例4)的情况下,飞行体均未穿透,因此目视观察飞行体碰撞的面,评价“龟裂的程度”和“龟裂的间隔”。结果表示在表2中。
Figure BDA0000434415170000171
(评价)
如表2所示,比较例4的冲击吸收部件中产生了较多的龟裂,并且龟裂的间隔也窄。相对于此,实施例15~24的冲击吸收部件中,第1片状部件的层叠片数多,且很明显存在第1片状部件越薄,产生的龟裂越少,其间隔也越宽的趋势。此外,金属制薄膜的差异引起的破坏行为没有大的不同。
(实施例25)
将实施例3中制作的陶瓷接合体(厚度10mm)、通过将由芳香族聚酰胺系纤维构成的片层叠并用环氧树脂一体化而成的片(厚度10mm)、及铝制金属板(厚度10mm)依次进行层叠,制作如图2所示的层构成的冲击吸收部件(实施例25)。
(实施例26)
将实施例8中制作的陶瓷接合体(厚度10mm)、通过将由芳香族聚酰胺系纤维构成的片层叠并用环氧树脂一体化而成的片(厚度10mm)、及铝制金属板(厚度10mm)依次进行层叠,制作如图2所示的层构成的冲击吸收部件(实施例26)。
(比较例5)
将比较例2中使用的厚度为10mm的第1片状部件、通过将由芳香族聚酰胺系纤维构成的片层叠并用环氧树脂一体化而成的片(厚度10mm)、及铝制金属板(厚度10mm)依次进行层叠,制作冲击吸收部件(比较例5)。
(评价)
对实施例25和26、比较例5的冲击吸收部件,进行上述的“冲击破坏试验(1)”。其结果是,飞行体在任一个冲击吸收部件的表面均发生破坏。但是,冲击吸收部件的背面(铝制金属板)为不同的状况。比较例5的冲击吸收部件中,在铝制金属板上形成直径为2mm左右的孔。相对于此,实施例25和26的冲击吸收部件中,在铝制金属板上未确认到外观上的变化。
(实施例27)
经由厚度为10μm的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为0.5mm的第1片状部件4片层叠。进一步,经由厚度为10μm的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为1mm的第1片状部件5片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、1000℃下加热2小时,使第1片状部件接合而得到厚度为7mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体、通过将由芳香族聚酰胺系纤维构成的片层叠并用环氧树脂一体化而成的片(厚度10mm)、及铝制金属板(厚度10mm)依次进行层叠,制作如图3所示的层构成的冲击吸收部件(实施例27)。
(实施例28)
经由厚度为10μm的铜制薄膜(纯度:99%)将厚度为0.5mm的第1片状部件4片层叠。进一步,经由厚度为10μm的铜制薄膜(纯度:99%)将厚度为1mm的第1片状部件5片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、1500℃下加热2小时,使第1片状部件接合而得到厚度为7mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体、通过将由芳香族聚酰胺系纤维构成的片层叠并用环氧树脂一体化而成的片(厚度10mm)、及铝制金属板(厚度10mm)依次进行层叠,制作如图3所示的层构成的冲击吸收部件(实施例28)。
(评价)
对实施例27和28的冲击吸收部件进行上述的“冲击破坏试验(1)”。其结果是,飞行体在冲击吸收部件的表面发生破坏,同时在铝制金属板上未确认到外观上的变化。另外,在使用银或金的薄膜制作的层叠体中也为同样的结果。
由以上的结果可判明,通过使用将更薄的第1片状部件更多地接合而得到的陶瓷接合体,显示出更高的冲击吸收性。
(第1片状部件的制作(2))
将市售的碳化硼(B4C)粉末填充到9cm见方的模具中,以200kg/cm2的压力加压后,以1000kg/cm2的压力进行流体静压按压,得到烧结·加工后的厚度为0.1~50mm的碳化硼成形体。另外,作为碳化硼粉末,使用平均粒度为0.8μm、纯度为99.5%(含氧量1.2%及含氮量0.2%除外)的碳化硼。将所得到的碳化硼成形体放入配置有铝和硅的烧结炉内,在常压下,边流通氩(Ar)气体边在2200℃下保持4小时进行烧结,得到烧结体。使用金刚石砂轮将所得到的烧结体分别磨削加工使得厚度为0.1~50mm及接合面的最大高度Rz(JIS B0601:2001)为1.0~6.0μm,得到由碳化硼构成的7cm见方的第1片状部件。所得到的第1片状部件均为相对密度为95%以上极其致密的部件。
(空隙的有无的确认)
使用以下所示的构成的水浸超声波图像化装置,通过使焦点型超声波探头在水平面扫描,使反射波振幅图像化,从而确认在第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙。
·低失真大振幅冲击波收发器(商品名“RITEC RPR-4000”(RITEC公司制)、发射频率:0.3~20MHz、冲击波循环数:1~256、最大激发电压:1800Vp-p、最大阻挡增益:99dB)
·7轴扫描仪
·图像化软件(商品名“FlexScan”(Insight公司制))
·同步单元
·多级切换高通滤波器
·焦点型超声波探头
(非接触区域的面积比例的测定方法)
使用图像处理软件(商品名“FlexScan”(Insight公司制)),从按照上述的“空隙的有无的确认”中记载的方法所得到的超声波反射波图像,通过二值化处理将非接触区域和接触区域分离。然后,按照下述式(1)计算出非接触区域在第1片状部件的接合面中所占的面积比例。
非接触区域在第1片状部件的接合面中所占的面积比例(%)
=(非接触区域的面积/第1片状部件的接合面的面积)×100   (1)
(实施例29)
经由开有25个直径为4mmφ的孔的厚度为10μm的7cm见方的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为1mm、接合面的最大高度Rz为2.0μm的7cm见方的第1片状部件10片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、沿层叠方向以35kPa加压,同时在1000℃下加热2小时,使第1片状部件接合而得到厚度为10mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体作为冲击吸收部件(实施例29)。在所得到的冲击吸收部件的第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙。此外,非接触区域的面积比例为6%。
(实施例30~43)
除了使用表3-1所示的第1片状部件及接合材料,同时在表3-1所示的接合条件下接合以外,与所述的实施例29同样地得到作为陶瓷接合体的冲击吸收部件(实施例30~43)。所得到的冲击吸收部件中的空隙的有无及非接触区域的面积比例表示在表3-2中。
(比较例6)
除了未使用接合材料以外,与所述的实施例29同样地得到作为陶瓷层叠体的冲击吸收部件(比较例6)。所得到的冲击吸收部件中的空隙的有无及非接触区域的面积比例表示在表3-2中。
对于实施例29~43及比较例6的冲击吸收部件,进行上述的“冲击破坏试验(1)”。结果表示在表3-2中。
Figure BDA0000434415170000221
表3-2
Figure BDA0000434415170000231
(评价)
比较例6的冲击吸收部件中,在飞行体碰撞的面上产生放射状的龟裂。相对于此,在第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙的实施例29~39的冲击吸收部件中,几乎未观察到放射状的龟裂。此外,非接触区域的面积比例越大,锥状破坏的部位的损伤体积越小,破坏所产生的小片的平均直径越小(实施例29~32、实施例40)。此外,如表3-2所示,在第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙的实施例38由于非接触区域的面积比例小至4%,所以损伤体积及小片的平均直径变得比实施例29~32大。但是,实施例38的冲击吸收部件的损伤体积及小片的平均直径比实施例40的冲击吸收部件的损伤体积及小片的平均直径小,因此在实际应用上没有任何问题。另一方面,实施例39中,损伤体积变小,但是在最前面的损伤比实施例29~32及实施例38大,存在小片的平均直径稍微变大的趋势。但是,即使是实施例39的冲击吸收部件,从损伤体积和小片的平均直径出发,在实际应用上没有任何问题。另外,对于比较例6的冲击吸收部件(未使用接合材料),第1片状部件的最前面严重破坏,显示出特异的破坏行为,因此未能测定损伤体积及小片的平均直径。与实施例29相比,实施例33的层叠片数为10倍,实施例34的层叠片数为1/5倍,但观察损伤体积及小片的平均直径时,可知均能实际应用。此外,实施例35、36及37的冲击吸收部件分别以Cu、Ag及Au为接合材料的材质,可与以Al为接合材料的材质时同样地实际应用。
(实施例44)
经由开有25个直径为4mmφ的孔的厚度为10μm的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为10mm、接合面的最大高度Rz为2.0μm的第1片状部件10片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、沿层叠方向以35kPa加压,同时在1000℃下加热2小时,使第1片状部件接合而得到厚度为100mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体作为冲击吸收部件(实施例44)。在所得到的冲击吸收部件的第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙。此外,非接触区域的面积比例为6%。
(实施例45~58)
除了使用表4-1所示的第1片状部件及接合材料,同时在表4-1所示的接合条件下接合以外,与所述的实施例44同样地得到作为陶瓷接合体的冲击吸收部件(实施例45~58)。所得到的冲击吸收部件中的空隙的有无及非接触区域的面积比例表示在表4-2中。
(比较例7)
除了未使用接合材料以外,与所述的实施例44同样地得到作为陶瓷层叠体的冲击吸收部件(比较例7)。所得到的冲击吸收部件中的空隙的有无及非接触区域的面积比例表示在表4-2中。
(冲击破坏试验(2))
对实施例44~58及比较例7的冲击吸收部件,进行上述的“冲击破坏试验(2)”。另外,由于任一个冲击吸收部件(实施例44~58、比较例7)的情况下,飞行体均未穿透,因此目视观察飞行体碰撞后的面,评价“龟裂的程度”及“龟裂的间隔”。结果表示在表4-2中。
Figure BDA0000434415170000261
表4-2
(评价)
如表4-2所示,实施例55及比较例7的冲击吸收部件中,产生较多的龟裂,并且龟裂的间隔也窄。相对于此,实施例44~48的冲击吸收部件中,非接触区域的面积比例为6%以上且55%以下,产生的龟裂少,其间隔也存在变宽的趋势,相对于此,实施例53的非接触区域的面积比例为4%,龟裂的程度稍多,其间隔也稍窄,但可在实际使用中使用。但是,实施例55的非接触区域的面积比例为0%,产生的龟裂多,其间隔也存在变窄的趋势。此外,实施例54的非接触区域的面积比例为66%,龟裂的程度稍多,其间隔也变得稍窄,但可在实际使用中使用。但是,比较例7的非接触区域的面积比例为100%,第1片状部件的最前面严重破坏,显示出特异的破坏行为,产生的龟裂非常多,其间隔也变得非常窄。实施例50~52中,作为接合材料,分别使用铜、银、及金,在对非接触区域的面积为24%的试样实施冲击破坏试验(2)后,与作为接合材料使用铝时同样,产生的龟裂少,其间隔也存在变宽的趋势。实施例56~58中,对于作为接合材料使用铜、银、及金、非接触区域的面积为0%的试样,产生的龟裂多、其间隔也存在变窄的趋势。
(实施例59)
经由厚度为10μm的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为1mm、接合面的最大高度Rz为2μm的第1片状部件10片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、不沿层叠方向加压、在1000℃下加热2小时,使第1片状部件接合,得到厚度为10mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体作为冲击吸收部件(实施例59)。在所得到的冲击吸收部件的第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙。此外,非接触区域的面积比例为40%。
(实施例60~65)
除了使用表5-1所示的第1片状部件及接合材料,同时在表5-1所示的接合条件下接合以外,与所述的实施例59同样地得到作为陶瓷接合体的冲击吸收部件(实施例60~65)。所得到的冲击吸收部件中的空隙的有无及非接触区域的面积比例表示在表5-2中。
对实施例59~65的冲击吸收部件,进行上述的“冲击破坏试验(1)”。结果表示在表5-2中。
Figure BDA0000434415170000291
表5-2
Figure BDA0000434415170000301
(评价)
实施例65的冲击吸收部件中,在飞行体碰撞后的面上产生放射状龟裂。相对于此,在第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙的实施例59~62的冲击吸收部件中,基本未观察到放射状的龟裂。另外,如表5-1及5-2所示,将实施例59和实施例60进行比较时,可知在接合时通过降低负载的压力,使得非接触区域的面积比例增大。此外,将实施例61、实施例62、及实施例65进行比较时,可知通过使第1片状部件的接合面的最大高度Rz变大,非接触区域的面积比例增大。进一步,将实施例63、实施例64、及实施例65进行比较时,可知通过使加热时间更长,非接触区域的面积比例增大。
(实施例66)
将在实施例30中制作的陶瓷接合体(厚度10mm)、通过将由芳香族聚酰胺系纤维构成的片层叠并用环氧树脂一体化而成的片(厚度10mm)、及铝制金属板(厚度10mm)依次进行层叠,制作如图1B所示的层构成的冲击吸收部件(实施例66)。
(评价)
对实施例66及比较例5的冲击吸收部件进行上述的“冲击破坏试验(1)”。其结果是,飞行体在任一个冲击吸收部件的表面均发生破坏。但是,冲击吸收部件的背面(铝制金属板)为不同的状况。比较例5的冲击吸收部件中,在铝制金属板上形成直径为2mm左右的孔。相对于此,实施例66的冲击吸收部件中,在铝制金属板上未确认到外观上的变化。
(实施例67)
经由厚度为10μm的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为0.5mm、接合面的最大高度Rz为1.7μm的第1片状部件4片层叠。进一步,经由厚度为10μm且存在25个8mmφ的孔的铝制薄膜(纯度:99%)将厚度为1mm、接合面的最大高度Rz为1.7μm的第1片状部件5片层叠,得到层叠体。将所得到的层叠体在真空中、沿层叠方向以35kPa加压、在1000℃下加热2小时,使第1片状部件接合,得到厚度为7mm的陶瓷接合体。将所得到的陶瓷接合体、通过将由芳香族聚酰胺系纤维构成的片层叠并用环氧树脂一体化而成的片(厚度10mm)、及铝制金属板(厚度10mm)依次进行层叠,制作如图3所示的层构成的冲击吸收部件(实施例67)。在所得到的冲击吸收部件的第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙。此外,非接触区域的面积比例为24%。
(评价)
对实施例67的冲击吸收部件进行上述的“冲击破坏试验(1)”。其结果是,飞行体在冲击吸收部件的表面发生破坏,同时在铝制金属板上未确认到外观上的变化。
从以上的结果可判明,通过使用将更薄的第1片状部件更多地接合所得到的、在第1片状部件与接合层的界面处形成有多个空隙的陶瓷接合体,显示出更高的冲击吸收性。
工业实用性
本发明的冲击吸收部件在显示出与以往产品同等以上的高冲击吸收性的同时,能够使其厚度变薄,因此与以往产品相比为轻质,适合作为保护设备的形成材料。作为本发明的冲击吸收部件的活用例子,可举出能够切实地、且以抑制对人体或车辆等的负担的形式缓和各种高速飞行体有时对人体或车辆等产生的冲击的各种产品,或者可高速移动的机器人臂等保护部件等。
附图标记说明
5、6、7、8、10、20、35:第1片状部件
5a、5b、100:接合面
15、25:陶瓷接合体
30:第3片状部件
40:第4片状部件
50、55、60:冲击吸收部件
65、66、67、68:接合层
70:接受层
80、82、84:空隙
90:非接触区域
95:接触区域

Claims (10)

1.一种冲击吸收部件,其具备陶瓷接合体,所述陶瓷接合体具有:由含有60质量%以上的碳化硼的陶瓷形成的厚度为0.1~50mm的多个第1片状部件,和配置于邻接的所述第1片状部件之间、将邻接的所述第1片状部件的对置的接合面彼此接合的接合层;
所述接合层由含有选自由铝、铜、银及金组成的组中的至少一种金属的接合材料形成。
2.根据权利要求1所述的冲击吸收部件,其中,2~1000片的所述第1片状部件沿其厚度方向层叠而配置。
3.根据权利要求2所述的冲击吸收部件,其中,从所述陶瓷接合体的表面侧向背面侧,所述第1片状部件的厚度阶梯性地增大。
4.根据权利要求2或3所述的冲击吸收部件,其中,所述陶瓷接合体进一步具有在所述第1片状部件上经由所述接合层层叠而配置的、由碳化硅、莫来石或氧化铝形成的一个以上的第2片状部件。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的冲击吸收部件,其中,所述接合层的厚度为0.001~1mm。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的冲击吸收部件,其进一步具备配置于所述陶瓷接合体的背面侧的、阻挡在破损时产生的碎片的接受层。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的冲击吸收部件,其中,在所述第1片状部件与所述接合层的界面处形成有多个空隙。
8.根据权利要求7所述的冲击吸收部件,其中,除了所述第1片状部件的数目为2的情况以外,多个所述第1片状部件沿厚度方向层叠而配置,作为用于防护高速飞行体的碰撞时的冲击的保护设备使用。
9.根据权利要求7或8所述的冲击吸收部件,其中,所述第1片状部件的所述接合面包括在所述多个空隙处不与所述接合层接触的非接触区域,所述非接触区域在所述第1片状部件的各个所述接合面中所占的面积比例为6~60%。
10.一种冲击吸收部件的制造方法,其是权利要求7~9中任意一项所述的冲击吸收部件的制造方法,其包括下述工序:
将多个所述第1片状部件经由所述接合层沿厚度方向层叠而得到层叠体的工序,和
将所得到的所述层叠体在600~1600℃的温度下加热而形成所述陶瓷接合体的工序;
所述冲击吸收部件的制造方法满足下述(1)及(2)中的至少任意一个条件:
(1)所述第1片状部件的所述接合面的基于JIS B0601:2001的最大高度Rz为5μm以上;
(2)将所述层叠体边沿层叠方向以30kPa以下的压力进行加压边进行加热。
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