JP2771306B2 - セラミック接合体 - Google Patents

セラミック接合体

Info

Publication number
JP2771306B2
JP2771306B2 JP2080084A JP8008490A JP2771306B2 JP 2771306 B2 JP2771306 B2 JP 2771306B2 JP 2080084 A JP2080084 A JP 2080084A JP 8008490 A JP8008490 A JP 8008490A JP 2771306 B2 JP2771306 B2 JP 2771306B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
plate
tubular body
perforated
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2080084A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03279272A (ja
Inventor
一彦 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON GAISHI KK
Original Assignee
NIPPON GAISHI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON GAISHI KK filed Critical NIPPON GAISHI KK
Priority to JP2080084A priority Critical patent/JP2771306B2/ja
Priority to US07/674,924 priority patent/US5209525A/en
Priority to DE4110141A priority patent/DE4110141C2/de
Publication of JPH03279272A publication Critical patent/JPH03279272A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2771306B2 publication Critical patent/JP2771306B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/04Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/162Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by using bonding or sealing substances, e.g. adhesives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/02Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミック板状体とセラミック管状体との接
合体に関する。更に詳しくは、セラミック板状体に設け
られた穿設孔にセラミック管状体を装入して接着固定さ
れたセラミック接合体に関する。
〔従来の技術〕
セラミックスは、その成分組成が酸化物、非酸化物に
拘らず、高度の耐熱・断熱性が有り、絶縁性、導電性、
磁気的・誘電的性質等の電気的・電子的機能を有し、ま
た耐摩耗性等の機械的性質も優れ、各種構造物の材料と
して既に使用され、研究開発されている。
セラミックスを機械部品材料や構造物材料として使用
する場合、種々の形状の機械部品や構造部材が要求さ
れ、また各部品や部材の組み合わせも求められることに
なり、一体成形により製造されるものは別として、あら
ゆる部分においてセラミックスを接合固定する必要が生
じる。
各種の部品・部材の中でも平板状部材と他形状の部材
とを組み合わた接合体は、機械部品や構造部材として多
く使用され、平板に孔を穿ち管状体を貫通固定して使う
例も多い。例えば、出願人が特開昭60−62592号公報で
示したような工業用炉のセラミック熱交換器には多数の
セラミック管状体を板状体に固定した部材が使用されて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記したように、熱交換器の部品・部材としてセラミ
ックスを適用しようとする試みも多くなされ、セラミッ
ク管状体をセラミック板状体に形成された孔部に装入し
固定させる方法としては、特開昭60−62592号で出願人
が開示したように圧縮スプリングを利用し、球面接合す
る方法あるいは接着材により板状体と管状体とを接着固
定する方法等が一般的に行われている。例えば、第3図
に示すように、板状体Aの穿設孔11と管状体Bとの間隙
に接着層12を設けるような形状・態様にて接着固定する
場合にあっては、これを例えば熱交換器などに用いる場
合、十分なシール性及び接合強度を得ることができなか
った。
本発明は、複数のセラミック管状体をセラミック板状
体に形成される孔部に貫通または装入してなるセラミッ
ク接合体において、シール性が良好で、板状体と管状体
との接合強度が大きなセラミック接合体を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、複数の穿設孔を有するセラミック板
状体と該穿設孔に装入したセラミック管状体とからな
り、該板状体の穿設孔がテーパー状および/または段形
状であり、且つ該管状体の穿設孔装入部が該穿設孔に対
応したテーパー状および/または段形状に形成されてい
ることを特徴とするセラミック接合体が提供される。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
本発明に使用されるセラミックスは、酸化物及び非酸
化物化合物等いずれのセラミックスを用いてもよく、接
合体が使用される構造部材の種類、機械的強度等必要な
使用条件に応じ適宜選択すればよい。例えば、エンジ
ン、産業機械及び熱交換器等に使用する場合は、高強度
・高耐熱性の窒化珪素や炭化珪素が用いられる。セラミ
ック板状体とセラミック管状体とは、通常同種のセラミ
ックスで構成される。
また、セラミック板状体の形状、厚み及び大きさは特
に制限されず、使用目的、条件にあわせて選択すればよ
い。セラミック板状体に穿設される穿設孔は、その形状
がテーパー状および/または段形状に形成されるほか
は、孔数、孔径及び孔の配置も特に制限されず、装入す
るセラミック管状体の形状、大きさ及び装入数に応じて
定めればよい。
穿設孔は、穿設孔に管状体が装入されその端部で固定
される部分をテーパー状および/または段形状に形成す
る。
本発明において装入とは、穿設孔にセラミック管状体
が貫通して突き出るか、または、穿設孔とセラミック管
状体の一端部とが合致すると共に、セラミック管状体が
穿設孔の他端を通り抜けている状態をいう。セラミック
板状体の穿設孔は、セラミック板状体の成形時に同時に
設けてもよいし、セラミック板状体に穿つようにしても
よい。
本発明のセラミック管状体は、そのセラミック板状体
の穿設孔装入部を上記したような穿設孔に対応したテー
パー状および/または段形状に形成する以外は、その太
さ、長さ、形状は特に制限されず、円形、楕円、矩形、
多角形、星形等の異形等各種形状で、各種の長さ及び径
のセラミック管を使用することができる。
次に、本発明の接合体の接合方法の例を説明する。
先ず、接着材をセラミック板状体の穿設孔内周面また
は/及び管状体の外周面に塗布した後、セラミック管状
体を板状体の穿設孔に装入して、所望の位置に固定して
セラミック板状体の穿設孔内周面とセラミック管状体の
外周面との接点であるセラミック管状体の周面部で周着
固定する。この場合、接着材をセラミック板状体の両面
または一面に塗布して、セラミック板状体とセラミック
管状体との周着固定をセラミック板状体の両面または一
片面で行ってもよい。また、一定の間隔で平行に並べた
複数のセラミック板状体に、一のセラミック管状体を装
入して周着してもよい。
上記セラミック管状体外周面とセラミック板状体の穿
設孔内表面との間のクリアランスは、好ましく0.05〜0.
5mmとするのがよい。クリアランスが0.05mmより小さく
なると接着材層にむらが生じると共にシール性及び接合
強度が低下し、また0.5mmより大きくなると位置精度が
悪くなり、接着材層の厚みが不均一となり好ましくな
い。
なお、本発明で用いる接着材は、セラミック板状体及
びセラミック管状体に使用するセラミックスの種類の機
能的性質に応じて選択すればよい。通常はセラミックス
−セラミックス接合で一般に使用されているガラス接着
材、例えばPbO−B2O3ガラスが用いられる。
〔実施例〕
以下に、本発明の実施例について図面を参照にして詳
しく説明する。但し、本発明は、本実施例に限定される
ものではない。
実施例1 第1図は、本発明の一実施例を示した説明図であり、
第1図(1)はセラミック板状体の平面説明図、第1図
(2)はセラミック板状体の断面説明図、第1図(3)
はセラミック管状体の断面説明図、第1図(4)はセラ
ミック接合体の断面説明図である。
第1図(1)に示したように、焼結助剤を含む窒化1
素の微粒粉末を用い成形後1700℃で1時間焼成して、穿
設孔11をピッチ75mmで設置され700×700×100mmのセラ
ミック板状体たるセラミック多孔管板Aを作製した。こ
こで、穿設される孔11は、第1図(2)のように、後述
するセラミック管状体が装入される一端から40mm内側部
分までは50.2mmφ、40mm部分から他端までの60mm部分は
50.2mmφから40.2mmφに孔径が小さくなるテーパー状に
形成した。
また、セラミック管状体Bは、第1図(3)に示すよ
うに、セラミック多孔管板Aと同様の原料の微粒粉末を
用い、押出成形して、成形後1700℃で1時間焼成して外
径50mmφ、内径40mmφでセラミック多孔管板Aの穿設孔
11に対応した形状で、端部から60mmの部分の外径が50mm
φから40mmφのテーパー状に形成した、長さ1000mmの円
管状体を作製した。
次いで、第1図(4)に示したように、得られたセラ
ミック多孔管板Aの穿設孔11の内表面上にPbO−B2O3
ラス粉砕物100部とバインダー2部との混合物に水40重
量%を加えてスラリーとした接着材層12を塗布し、その
後セラミック管状体Bの端部13がセラミック多孔管板A
の外表面14に合致するようにセラミック管状体Bを各穿
設孔11にそれぞれ装入した。
上記のようにして形成した接合体を窒素雰囲気中で焼
成してセラミック接合体を作製した。焼成後、室温まで
放冷して接合体を取り出し、第4図に示すように、セラ
ミック接合体30を所定の接合体支持治具31にセットして
水中に浸漬し、8kg/cm2の圧力でパイプ32内を加圧する
方法でリーク試験を行い、そのシール性を測定したとこ
ろ、気泡の発生は確認されず、シール性は良好であっ
た。
また、上記接合体の片持ち曲げ試験を行ったところ、
208MPaと高強度であった。
実施例2 第2図は、本発明の他の実施例を示した説明図であ
り、第2図(1)はセラミック板状体の平面説明図、第
2図(2)はセラミック板状体の断面説明図、第2図
(3)はセラミック管状体の断面説明図、第2図(4)
はセラミック接合体の断面説明図である。
この例では、セラミック多孔管板Aの穿設孔の形状を
段形状とし且つセラミック管状体Bの穿設孔装入部の形
状を穿設孔に対応する段形状とした以外は、実施例1と
同様にしてセラミック接合体を作製した。
ここでセラミック多孔管板Aの穿設孔11は、第2図
(2)のように、後述するセラミック管状体が装入され
る一端から40mm内側部分までは50.1mmφ、40mm部分から
他端までの60mm部分は45.1mmφに孔径が小さくなる段形
状に形成した。また、セラミック管状体Bは、第2図
(3)に示すように、外径50mmφ、内径40mmφでセラミ
ック多孔管板Aの穿設孔11に対応した形状で、端部から
60mmの部分の外径が45mmφの段形状に形成した。
このように作製されたセラミック接合体について、実
施例1と同様にしてシール性を測定した。その結果、気
泡の発生は確認されずシール性は良好であった。
また、上記接合体の片持ち曲げ試験を行ったところ、
190MPaと高強度であった。
比較例1 比較例として、従来、セラミック接合体を製造すると
きに行われていた一例を示す。
第3図は、従来法の一例を示した説明図であり、第3
図(1)はセラミック多孔管板の平面説明図であり、第
3図(2)はセラミック接合体の断面説明図である。
穿設孔11の直径が50.1mmφとなるようにした以外は、
実施例1と同様にして第3図(1)に示したようにセラ
ミック多孔管板Aを作製した。また、実施例1と同様に
セラミック管状体Bを作製した。
次いで、予めPbO−B2O3ガラス粉砕物100部とバインダ
ー2部との混合物に水40重量%を加えスラリーとした接
着材を、各セラミック管状体Bの端部13からセラミック
多孔管板Aの厚さに対応する長さ部分に塗布して接着層
12′を形成し、第3図(2)に示したように端部13がセ
ラミック多孔管板Aの外表面14に合致するように、セラ
ミック多孔管板Aの穿設孔11に各セラミック管状体Bを
それぞれ装入した。
その後、実施例1と同様に焼成して接合体を得て、そ
のシール性を第4図に示したリーク試験機にて実施例1
と同様に測定した。その結果、気泡の発生が確認され、
シール性は劣っていた。
また、上記接合体の片持ち曲げ試験を行ったところ、
110MPaと低強度であった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は複数の穿設孔を有する
セラミック板状体とセラミック管状体とからなるセラミ
ック接合体であって、その板状体の穿設孔がテーパー状
および/または段形状とし且つ管状体の穿設孔装入部が
穿設孔に対応したテーパー状および/または段形状に形
成したので、シール性に優れ、しかも接合強度の大きな
セラミック接合体を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図(1)はセラミック板状体の平面説明図、第1図
(2)はセラミック板状体の断面説明図、第1図(3)
はセラミック管状体の断面説明図、第1図(4)はセラ
ミック接合体の断面説明図である。 第2図は、本発明の他の実施例を示した説明図であり、
第2図(1)はセラミック板状体の平面説明図、第2図
(2)はセラミック板状体の断面説明図、第2図(3)
はセラミック管状体の断面説明図、第2図(4)はセラ
ミック接合体の断面説明図である。 第3図は、従来法の一例を示した説明図であり、第3図
(1)はセラミック多孔管板の平面説明図であり、第3
図(2)はセラミック接合体の断面説明図である。 第4図は、接合体のシール性測定に用いたシール性測定
試験機の断面説明図である。 A、A′……セラミック多孔管板 B……セラミック管状体 1,11……穿設孔、2、2′……管板表面 3、3′……セラミック管状体端部 4、4′……接着材層 12、12′……接着材層 13……セラミック管状体端部 14……セラミック多孔管板の外表面 30……セラミック接合体 31……接合体支持治具 32……パイプ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の穿設孔を有するセラミック板状体と
    該穿設孔に装入したセラミック管状体とからなり、該板
    状体の穿設孔がテーパー状および/または段形状であ
    り、且つ該管状体の穿設孔装入部が該穿設孔に対応した
    テーパー状および/または段形状に形成されていること
    を特徴とするセラミック接合体。
JP2080084A 1990-03-28 1990-03-28 セラミック接合体 Expired - Lifetime JP2771306B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2080084A JP2771306B2 (ja) 1990-03-28 1990-03-28 セラミック接合体
US07/674,924 US5209525A (en) 1990-03-28 1991-03-26 Bonded ceramic structure
DE4110141A DE4110141C2 (de) 1990-03-28 1991-03-27 Keramik-Verbundaufbau und Verfahren zu dessen Herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2080084A JP2771306B2 (ja) 1990-03-28 1990-03-28 セラミック接合体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03279272A JPH03279272A (ja) 1991-12-10
JP2771306B2 true JP2771306B2 (ja) 1998-07-02

Family

ID=13708347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2080084A Expired - Lifetime JP2771306B2 (ja) 1990-03-28 1990-03-28 セラミック接合体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2771306B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2953215B1 (fr) * 2009-12-02 2012-01-06 Areva Nc Procede d'assemblage etanche aux fluides de deux pieces en nitrure de silicium

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03279272A (ja) 1991-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2771306B2 (ja) セラミック接合体
JP2801947B2 (ja) セラミック接合体
JP2713688B2 (ja) セラミックス接合体の製造方法
JP2802013B2 (ja) セラミックスの接合方法
US4780160A (en) Ceramic tube for high temperature use
JP2882996B2 (ja) セラミックス接合体製造用の治具及び該治具を用いたセラミックス接合体の製造方法
JPS6212194B2 (ja)
JP2915780B2 (ja) セラミック製シェルアンドチューブ型熱交換器の製造方法
JPH03279274A (ja) セラミック接合体
JPH1053470A (ja) セラミックス接合体およびその製造方法
JP2761425B2 (ja) セラミック接合体
JP2738900B2 (ja) セラミックス接合体の製造方法
JPH06131934A (ja) 絶縁碍子
JPH0233673B2 (ja) Seramitsukukannosetsugotaitosetsugoho
JP2878923B2 (ja) セラミックス接合体の製造方法
JP3099043B2 (ja) セラミック焼成用治具及びその製造方法
JP2813105B2 (ja) セラミックス接合体の製造方法
JP2883003B2 (ja) セラミックス接合体の製造方法
JP3688156B2 (ja) セラミック接合体とその製造方法
JPH06279130A (ja) セラミックス接合体の製造方法
JP2843450B2 (ja) セラミック接合方法
KR100285789B1 (ko) 메탈라이징용 금속페이스트 조성물
JP2801973B2 (ja) セラミック接合方法
JPH03279276A (ja) セラミック接合体及びその接合方法
JPH09263458A (ja) フィン付きセラミックス管及びその製造方法