JP2018027890A - セラミック接合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1のセラミック焼結体1と第2のセラミック焼結体2とが、希土類元素、珪素、アルミニウムおよびマグネシウムを含む酸化物からなる接合層3を介して接合されてなり、接合層3の内部3bにおける希土類元素を酸化物換算した含有量より、接合層3の外部3aにおける希土類元素を酸化物換算した含有量が多いセラミック接合体10。
【選択図】図1
Description
して接合されてなり、前記接合層の内部における希土類元素を酸化物換算した含有量より、前記接合層の外部における希土類元素を酸化物換算した含有量が多いことを特徴とするものである。
面を基点として内側に向かって200μm以上の部分である。
MAによりY量を求め、Y2O3に換算すればよい。
類元素が35質量%以上45質量%以下であり、珪素が35質量%以上45質量%以下であり、アルミニウムが15質量%以上25質量%以下であり、マグネシウムが0.1質量%以上1質量%
以下であり、外部における希土類元素を酸化物換算した含有量は、外部3aを構成する成分を酸化物換算した合計100質量%のうち、56質量%以上64質量%以下であることが好適
である。
には、マグネシウムはアルミニウムおよび酸素と結合しやすく、アルミン酸マグネシウム等の化合物を生成することにより、接合層3の接合強度を高めることができる。また、高温に曝されても、アルミン酸マグネシウム等の化合物は容易に分解せず、この分解による気化が生じにくく、接合層3に空隙が生じにくくなるため、高い接合強度を維持することができる。
化物からなる結晶であるか否かについては、X線回折装置を用いて測定することによって同定して確認すればよい。
て測定すればよい。
量%以下、珪素を35質量%以上45質量%以下、アルミニウムを15質量%以上25質量%以下、マグネシウムを0.1質量%以上1質量%以下とするには、各粉末の質量比率は、希土類
元素の酸化物が35質量%以上45質量%以下、酸化珪素が35質量%以上45質量%以下、酸化アルミニウムが15質量%以上25質量%以下、酸化マグネシウムが0.1質量%以上1質量%
以下であり、これらの粉末の合計が100質量%となるように秤量して混合する。
、平均粒径が0.5μm〜1.5μmである窒化珪素の粉末を1質量%以上5質量%加えて混合すればよい。
℃まで昇温した後、熱処理容器の内部に窒素を供給して昇温を続け、窒素雰囲気中において保持温度および保持時間をそれぞれ1400℃以上1600℃以下、30分以上90分以下である。そして、このような熱処理を経ることにより、本実施形態のセラミック接合体を得ることができる。
ち、希土類元素が35質量%以上45質量%以下、珪素が35質量%以上45質量%以下、アルミニウムが15質量%以上25質量%以下、マグネシウムが0.1質量%以上1質量%以下となる
ものである。そして、外部における希土類元素を酸化物換算した含有量を、外部を構成する成分を酸化物換算した合計100質量%のうち、56質量%以上64質量%以下とするには、
熱処理時に相対密度が83%以上86%以下である熱処理容器を用いればよい。
る希土類元素の酸化物の粉末を用いればよい。
、混合した。なお、試料No.9,10については、Y2O3が35質量%、Lu2O3が5質量%となるように秤量した。
に窒素を供給して昇温を続け、窒素雰囲気中において保持温度および保持時間をそれぞれ1520℃、60分とした。また、接合面に1.5KPaの面圧を掛けた状態で熱処理を行なった
。そして、上述した方法により、試料No.1〜10のセラミック接合体を得た。
l2O3)の含有量は20質量%であり、酸化マグネシウム(MgO)の含有量は0.5質量
%であり、調合通りであったことを確認した。外部および内部における希土類元素の酸化物換算での含有量を表1に示す。
り、珪素が35質量%以上45質量%以下であり、アルミニウムが15質量%以上25質量%以下であり、マグネシウムが0.1質量%以上1質量%以下であり、外部における希土類元素を
酸化物換算した含有量が、外部を構成する成分を酸化物換算した合計100質量%のうち、56質量%以上64質量%以下であることにより、接合層に空隙が生じにくく、高い接合強度
を維持し、さらに長期間に亘る使用に耐え得る高い信頼性を有するセラミック接合体となることがわかった。
酸化珪素粉末を用いたこと以外は試料No.1を作製した方法と同様の方法により作製した試料No.40とを用意した。
ては、第1のセラミック焼結体および第2のセラミック焼結体のいずれにも接する結晶が確認された。
2:第2のセラミック焼結体
3:接合層
3a:外部
3b:内部
、前記接合層の外部における希土類元素を酸化物換算した含有量が多く、前記外部における希土類元素を酸化物換算した含有量は、前記外部を構成する成分を酸化物換算した合計100質量%のうち、56質量%以上64質量%以下であることを特徴とするものである。
Claims (5)
- 第1のセラミック焼結体と第2のセラミック焼結体とが、希土類元素、珪素、アルミニウムおよびマグネシウムを含む酸化物からなる接合層を介して接合されてなり、前記接合層の内部における希土類元素を酸化物換算した含有量より、前記接合層の外部における希土類元素を酸化物換算した含有量が多いことを特徴とするセラミック接合体。
- 前記内部における各成分を酸化物換算した含有量は、前記内部を構成する成分を酸化物換算した合計100質量%のうち、希土類元素が35質量%以上45質量%以下であり、珪素が35質量%以上45質量%以下であり、アルミニウムが15質量%以上25質量%以下であり、マグネシウムが0.1質量%以上1質量%以下であり、前記外部における希土類元素を酸化物換算した含有量は、前記外部を構成する成分を酸化物換算した合計100質量%のうち、56質量%以上64質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のセラミック接合体。
- 前記外部に、前記第1のセラミック焼結体および前記第2のセラミック焼結体のいずれにも接する希土類元素を含む酸化物からなる結晶を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセラミック接合体。
- 前記外部に、前記第1のセラミック焼結体および前記第2のセラミック焼結体のいずれにも接する希土類元素および珪素を含む酸化物からなる結晶を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセラミック接合体。
- 前記接合層が、さらに窒素を含んでいることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のセラミック接合体。
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