JP2706726B2 - セラミックスの電気接合方法 - Google Patents
セラミックスの電気接合方法Info
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- JP2706726B2 JP2706726B2 JP62332696A JP33269687A JP2706726B2 JP 2706726 B2 JP2706726 B2 JP 2706726B2 JP 62332696 A JP62332696 A JP 62332696A JP 33269687 A JP33269687 A JP 33269687A JP 2706726 B2 JP2706726 B2 JP 2706726B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、セラミツクス同志の電気接合方法に関する
ものである。 〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕 セラミツクスの接合方法として、各種接合剤によるろ
う付法、反応焼結法、固相拡散法などが提案されている
が、いずれも接合反応を促進するために、高温に加熱す
る工程が必要である。そこで従来は、被接合体全体を高
温炉の中に入れ、高温炉のヒーターからの輻射や対流に
より被接合体全体を所定の温度まで加熱している。 しかし、接合温度が高くなると、被接合体の表面酸化
及び母材の劣化が全体に及ぶ虞れがあるという重大な問
題がある。また被接合体が大型化すれば、それに伴い高
温炉の設備が高価になり、炉が大きくなれば、所定の温
度まで加熱する時間及び冷却時間も長くなり、ランニン
グコストも高価となる問題があつた。 〔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、
被接合体の少なくとも一方が導電性セラミツクスであつ
て、セラミツクス接合部に導電性または非導電性の接合
剤を介在させて突合せ、接合部の両側に少なくとも一対
の電極を当接させ、電極間に電流を通じることによつ
て、導電性セラミツクスの接合部近傍に生じるジユール
熱により非導電性の接合剤を含む接合部全体を直接加熱
するか、または導電性セラミツクスの接合部近傍及び導
電性の接合剤に生じるジユール熱により接合部全体を直
接加熱して接合することを特徴としている。 〔作用及び実施例〕 以下、本発明を図面を参照して説明する。第１図は、
本発明の方法を適用した一実施例を示す要部断面図であ
つて、例えば角柱状のセラミツクス同志を上下に配置し
て接合する場合を示している。まず、セラミツクス1a,1
bの接合部に接合剤２を介在させた後に、つぎに図示し
ない電源装置に接続された一対の棒状電極3a,3bを接合
部に対して左右に対向させて配設し、かつこの電極3a,3
bの先端は接合部近傍に緊密に当接した状態になつてい
る。電極としては、耐熱性が要求されるので、タングス
テン，カーボン，モリブデン，ハフニウム，ジルコニウ
ム，白金等が適用できる。さらに、接合部の加熱効率を
よくするために、セラミツクス1a,1bの接合部近傍の外
周を反射板４及び断熱材５で覆う。 このような構成において、導電性または非導電性セラ
ミツクスと導電性または非導電性の接合剤とを組み合せ
て接合する場合の４つの実施例を以下に示す。 実施例１ セラミツクス1a,1bを例えば導電性SiCセラミツクスと
し、接合剤２を非導電性のもの、例えばAl2O3−SiO2−C
aOの混合物粉体を介在させて、電極3a,3b間に電圧を印
加すると、セラミツクス1a,1bの接合部近傍にそれぞれ
電流が流れ、その部分にジユール熱が発生する。その結
果、接合剤２を含む接合剤全体が高温に加熱される。こ
の場合は、1500℃まで加熱して接合剤２を溶融させ、両
セラミツクスと反応させることにより、セラミツクス1
a,1bが強固に接合される。なお、接合雰囲気としては、
大気中でも可能である。 実施例２ セラミツクス1a及び1bをそれぞれ例えば導電性SiCセ
ラミツクス，非導電性Si3N4セラミツクスとし、接合剤
２を例えば実施例１と同じものを介在させて、電圧を印
加すると、セラミツクス1aの接合部近傍に電流が流れ、
ジユール熱が発生する。その熱が接合剤２及びセラミツ
クス1bに伝導し、その結果、接合剤２を含む接合部全体
が高温に加熱され、接合剤２が溶融して両セラミツクス
と反応することにより、セラミツクス1a,1bが強固に接
合される。この場合の接合温度及び雰囲気は、実施例１
と同様である。 実施例３ セラミツクス1a,1bを例えば導電性SiCセラミツクスと
し、接合剤２を導電性のもの、例えばGeの粉体を介在さ
せて、電極3a,3b間に電圧を印加すると、セラミツクス1
a,1bの接合部近傍及び接合剤２にそれぞれ電流が流れ
る。その結果、接合部全体が高温に加熱され、接合剤２
が溶融して両セラミツクスと反応することにより、セラ
ミツクス1a,1bが強固に接合される。この場合の接合温
度は1150℃、雰囲気としては10-5Torrの真空中とした。 実施例４ セラミツクス1a及び1bをそれぞれ例えば導電性Si3N4
（TiN添加）セラミツクス，非導電性Si3N4セラミツクス
とし、接合剤２を導電性のもの、例えばCu−Ti合金の薄
板を介在させて、電圧を印加すると、セラミツクス1aの
接合部近傍及び接合剤２にそれぞれ電流が流れ、ジユー
ル熱が発生する。その結果、接合部全体が高温に加熱さ
れ、接合剤２が溶融して両セラミツクスと反応すること
によりセラミツクス1a,1bが強固に接合される。この場
合の接合温度は1200℃、雰囲気としては真空中（10-5To
rr）が適正である。 以上の実施例は、接合剤が溶融、反応するろう付法に
よる例であつたが、接合剤が反応焼結または固相拡散す
るような場合でも本発明に適用できる。また、接合時に
適正な圧力を加えてもよい。 なお、接合長が長い場合には、セラミツクスまたは電
極を適当に移動できる移動手段を設けるか、複数対の電
極を設けるか、帯状の電極を設けることによつて接合す
ることができる。 〔発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、被接合体セラミツク
スの接合部近傍及び接合剤に電流を通じることによるジ
ユール熱によつて、接合部近傍のみを直接加熱して接合
するようにしたので、被接合体全体の表面酸化及び母材
劣化を最小限にとどめることができ、かつ加熱効率が高
く、短時間接合、設備費の低減、現場作業が可能である
という実用上の価値が大である。
ものである。 〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕 セラミツクスの接合方法として、各種接合剤によるろ
う付法、反応焼結法、固相拡散法などが提案されている
が、いずれも接合反応を促進するために、高温に加熱す
る工程が必要である。そこで従来は、被接合体全体を高
温炉の中に入れ、高温炉のヒーターからの輻射や対流に
より被接合体全体を所定の温度まで加熱している。 しかし、接合温度が高くなると、被接合体の表面酸化
及び母材の劣化が全体に及ぶ虞れがあるという重大な問
題がある。また被接合体が大型化すれば、それに伴い高
温炉の設備が高価になり、炉が大きくなれば、所定の温
度まで加熱する時間及び冷却時間も長くなり、ランニン
グコストも高価となる問題があつた。 〔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、
被接合体の少なくとも一方が導電性セラミツクスであつ
て、セラミツクス接合部に導電性または非導電性の接合
剤を介在させて突合せ、接合部の両側に少なくとも一対
の電極を当接させ、電極間に電流を通じることによつ
て、導電性セラミツクスの接合部近傍に生じるジユール
熱により非導電性の接合剤を含む接合部全体を直接加熱
するか、または導電性セラミツクスの接合部近傍及び導
電性の接合剤に生じるジユール熱により接合部全体を直
接加熱して接合することを特徴としている。 〔作用及び実施例〕 以下、本発明を図面を参照して説明する。第１図は、
本発明の方法を適用した一実施例を示す要部断面図であ
つて、例えば角柱状のセラミツクス同志を上下に配置し
て接合する場合を示している。まず、セラミツクス1a,1
bの接合部に接合剤２を介在させた後に、つぎに図示し
ない電源装置に接続された一対の棒状電極3a,3bを接合
部に対して左右に対向させて配設し、かつこの電極3a,3
bの先端は接合部近傍に緊密に当接した状態になつてい
る。電極としては、耐熱性が要求されるので、タングス
テン，カーボン，モリブデン，ハフニウム，ジルコニウ
ム，白金等が適用できる。さらに、接合部の加熱効率を
よくするために、セラミツクス1a,1bの接合部近傍の外
周を反射板４及び断熱材５で覆う。 このような構成において、導電性または非導電性セラ
ミツクスと導電性または非導電性の接合剤とを組み合せ
て接合する場合の４つの実施例を以下に示す。 実施例１ セラミツクス1a,1bを例えば導電性SiCセラミツクスと
し、接合剤２を非導電性のもの、例えばAl2O3−SiO2−C
aOの混合物粉体を介在させて、電極3a,3b間に電圧を印
加すると、セラミツクス1a,1bの接合部近傍にそれぞれ
電流が流れ、その部分にジユール熱が発生する。その結
果、接合剤２を含む接合剤全体が高温に加熱される。こ
の場合は、1500℃まで加熱して接合剤２を溶融させ、両
セラミツクスと反応させることにより、セラミツクス1
a,1bが強固に接合される。なお、接合雰囲気としては、
大気中でも可能である。 実施例２ セラミツクス1a及び1bをそれぞれ例えば導電性SiCセ
ラミツクス，非導電性Si3N4セラミツクスとし、接合剤
２を例えば実施例１と同じものを介在させて、電圧を印
加すると、セラミツクス1aの接合部近傍に電流が流れ、
ジユール熱が発生する。その熱が接合剤２及びセラミツ
クス1bに伝導し、その結果、接合剤２を含む接合部全体
が高温に加熱され、接合剤２が溶融して両セラミツクス
と反応することにより、セラミツクス1a,1bが強固に接
合される。この場合の接合温度及び雰囲気は、実施例１
と同様である。 実施例３ セラミツクス1a,1bを例えば導電性SiCセラミツクスと
し、接合剤２を導電性のもの、例えばGeの粉体を介在さ
せて、電極3a,3b間に電圧を印加すると、セラミツクス1
a,1bの接合部近傍及び接合剤２にそれぞれ電流が流れ
る。その結果、接合部全体が高温に加熱され、接合剤２
が溶融して両セラミツクスと反応することにより、セラ
ミツクス1a,1bが強固に接合される。この場合の接合温
度は1150℃、雰囲気としては10-5Torrの真空中とした。 実施例４ セラミツクス1a及び1bをそれぞれ例えば導電性Si3N4
（TiN添加）セラミツクス，非導電性Si3N4セラミツクス
とし、接合剤２を導電性のもの、例えばCu−Ti合金の薄
板を介在させて、電圧を印加すると、セラミツクス1aの
接合部近傍及び接合剤２にそれぞれ電流が流れ、ジユー
ル熱が発生する。その結果、接合部全体が高温に加熱さ
れ、接合剤２が溶融して両セラミツクスと反応すること
によりセラミツクス1a,1bが強固に接合される。この場
合の接合温度は1200℃、雰囲気としては真空中（10-5To
rr）が適正である。 以上の実施例は、接合剤が溶融、反応するろう付法に
よる例であつたが、接合剤が反応焼結または固相拡散す
るような場合でも本発明に適用できる。また、接合時に
適正な圧力を加えてもよい。 なお、接合長が長い場合には、セラミツクスまたは電
極を適当に移動できる移動手段を設けるか、複数対の電
極を設けるか、帯状の電極を設けることによつて接合す
ることができる。 〔発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、被接合体セラミツク
スの接合部近傍及び接合剤に電流を通じることによるジ
ユール熱によつて、接合部近傍のみを直接加熱して接合
するようにしたので、被接合体全体の表面酸化及び母材
劣化を最小限にとどめることができ、かつ加熱効率が高
く、短時間接合、設備費の低減、現場作業が可能である
という実用上の価値が大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の方法を適用した一実施例を示す要部
断面図である。 1a,1b……セラミツクス、２……接合剤、3a,3b……電
極。
断面図である。 1a,1b……セラミツクス、２……接合剤、3a,3b……電
極。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．セラミツクス同志の接合方法において、少なくとも
一方が導電性セラミツクスであつて、前記セラミツクス
接合部に導電性または非導電性の接合剤を介在させて突
合せ、前記接合部の両側に少なくとも一対の電極を当接
させ、前記電極間に電流を通じることによつて、前記導
電性セラミツクスの接合部近傍に生じるジユール熱によ
り非導電性の接合剤を含む接合部全体を直接加熱する
か、または前記導電性セラミツクスの接合部近傍及び導
電性の接合剤に生じるジユール熱により接合部全体を直
接加熱して接合するセラミツクスの電気接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332696A JP2706726B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | セラミックスの電気接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332696A JP2706726B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | セラミックスの電気接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176282A JPH01176282A (ja) | 1989-07-12 |
| JP2706726B2 true JP2706726B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=18257860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62332696A Expired - Fee Related JP2706726B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | セラミックスの電気接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706726B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5368673A (en) | 1990-06-28 | 1994-11-29 | Daihen Corporation | Joining method for joining electrically ceramic bodies and a joining apparatus and joining agent for use in the joining method |
| KR100453323B1 (ko) * | 2002-02-19 | 2004-10-15 | (주)위너 테크 | 세라믹 고온 발열체의 접합 방법 및 장치 |
| US11866377B2 (en) * | 2021-04-21 | 2024-01-09 | Honeywell International Inc. | High temperature interfaces for ceramic composites |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60106662A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-12 | Miyata Giken:Kk | 部材の接合法 |
| JPH0725594B2 (ja) * | 1985-09-17 | 1995-03-22 | 工業技術院長 | セラミツクスの接着方法 |
| JPS6265985A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-25 | 工業技術院長 | セラミツクス用電接装置 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP62332696A patent/JP2706726B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01176282A (ja) | 1989-07-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |