JP2011241099A - セラミックス材と金属材との接合体および接合方法 - Google Patents
セラミックス材と金属材との接合体および接合方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】セラミックス材11と金属材12との間に配置された三次元網目状の金属多孔質材からなる中間層13を備え、この中間層13に、セラミックス材11との接合面13aまたは金属材12との接合面13bに対して略垂直方向に延びるスリット13cが設けられているセラミックス材と金属材との接合体10。
【選択図】図1
Description
W<S<10×W
ただしW=L×(α−β)×ΔTmax
を満たすことが好ましい。SがW未満である場合、変形能が小さく、応力緩和効果が得られない。また、Sが10Wを超える場合には、接合面積の低下により、接合強度が低下し、熱伝導が小さくなることにより、セラミックス材と金属材との温度差が大きくなり、接合面の剥離が生じやすくなる。
W<S<10×W ただしW=L×(α−β)×ΔTmax…(1)
を満たす。
スリット形状を変量して、他の条件は実施例1と同様にして、比較例1〜4の接合体を作製した。接合後、各接合体における接合面の剥離の有無を観察するとともに、接合強度を測定した。結果を表1に示す。
気孔率を変量して、他の条件は実施例1と同様にして、比較例5〜8の接合体を作製した。接合後、比較例1〜4と同様に、各接合体における接合面の剥離の有無を観察するとともに、接合強度を測定した。結果を表2に示す。
11 セラミックス材
12 金属材
13 中間層
13a,13b 接合面
13c,13d,13e スリット
14 発泡グリーン
14a 切れ目
Claims (7)
- セラミックス材と金属材とが積層された接合体であって、
前記セラミックス材と前記金属材との間に配置された三次元網目状の金属多孔質材からなる中間層を備え、
この中間層に、前記セラミックス材または前記金属材との接合面に対して略垂直方向に延びるスリットが設けられていることを特徴とするセラミックス材と金属材との接合体。 - 前記中間層は、ステンレス鋼製またはNi−Cr系耐熱合金製であって、気孔率が80〜95%であることを特徴とする請求項1に記載のセラミックス材と金属材との接合体。
- 前記スリットは前記中間層に複数本設けられており、前記接合面の最大長さL、前記金属材の熱膨張率α、前記セラミックス材の熱膨張率β、使用環境あるいは接合工程における最高温度と最低温度の差ΔTmaxとして、前記スリットの各幅の合計Sが
W<S<10×W
ただしW=L×(α−β)×ΔTmax
を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載のセラミックス材と金属材との接合体。 - セラミックス材と金属材とを積層して接合する方法であって、
前記セラミックス材と前記金属材との間に、三次元網目状の金属多孔質材からなる中間層を配置し、前記セラミックス材と前記中間層との間、および前記中間層と前記金属材との間をロウ付けまたは拡散接合により接合し、前記中間層に前記セラミックス材との接合面または前記金属材との接合面に対して略垂直方向に延びるスリットを設けておくことを特徴とするセラミックス材と金属材との接合方法。 - 前記中間層は、ステンレス鋼製またはNi−Cr系耐熱合金製であって、気孔率が80〜95%であることを特徴とする請求項4に記載のセラミックス材と金属材との接合方法。
- 前記接合面の最大長さL、前記金属材の熱膨張率α、前記セラミックス材の熱膨張率β、使用環境あるいは接合工程における最高温度と最低温度の差ΔTmaxとして、前記スリットの各幅の合計Sが
W<S<10×W
ただしW=L×(α−β)×ΔTmax
を満たすように、前記スリットを前記中間層に複数本設けることを特徴とする請求項4または5に記載のセラミックス材と金属材との接合方法。 - 前記金属材の表面に金属粉末含有発泡性スラリーを塗布して発泡、乾燥させて発泡グリーンを形成し、この発泡グリーンに切れ目を入れて焼結することにより、前記スリットを有する前記中間層を形成することを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載のセラミックス材と金属材との接合方法。
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