JP2801947B2 - セラミック接合体 - Google Patents
セラミック接合体Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
- F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミック板状体とセラミック管状体とから
主としてなるセラミック接合体に関する。更に詳しく
は、シール性および接合強度を向上させたセラミック接
合体に関する。
主としてなるセラミック接合体に関する。更に詳しく
は、シール性および接合強度を向上させたセラミック接
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。
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合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。
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合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
とを組合せた接合体は、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。
とを組合せた接合体は、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なわれている。
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なわれている。
例えば、第４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。
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。
［課題を解決するための手段］ そこで、本発明者は上記課題に鑑み鋭意検討を行なっ
たところ、シール性に富みしかも接合強度が大きいセラ
ミック接合体を見出し、本発明に至ったものである。
たところ、シール性に富みしかも接合強度が大きいセラ
ミック接合体を見出し、本発明に至ったものである。
即ち本発明によれば、複数の穿設孔を有するセラミッ
ク板状体と、該セラミック板状体の穿設孔に端部が装入
されてなるセラミック管状体と、該穿設孔内において前
記セラミック板状体と前記セラミック管状体との間に挿
入されるセラミック部材とからなり、前記セラミック板
状体と、前記セラミック管状体と、前記セラミック部材
との間が接合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。
ク板状体と、該セラミック板状体の穿設孔に端部が装入
されてなるセラミック管状体と、該穿設孔内において前
記セラミック板状体と前記セラミック管状体との間に挿
入されるセラミック部材とからなり、前記セラミック板
状体と、前記セラミック管状体と、前記セラミック部材
との間が接合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。
また、本発明では、セラミック部材のセラミック板状
体の穿設孔と接する面がテーパー状および／または段形
状で且つセラミック板状体の穿設孔の形状がセラミック
部材に対応した形状とする場合、さらに、セラミック部
材がセラミック板状体の穿設孔の内周面の一部に設けた
切欠部に挿入されるような構造とする場合には、さらに
接合部のシール性および接合強度が向上するばかりでな
く、セラミック管状体とセラミック板状体を直接接合し
ていないため発生応力が緩和され、接合体の寿命が長く
なる。
体の穿設孔と接する面がテーパー状および／または段形
状で且つセラミック板状体の穿設孔の形状がセラミック
部材に対応した形状とする場合、さらに、セラミック部
材がセラミック板状体の穿設孔の内周面の一部に設けた
切欠部に挿入されるような構造とする場合には、さらに
接合部のシール性および接合強度が向上するばかりでな
く、セラミック管状体とセラミック板状体を直接接合し
ていないため発生応力が緩和され、接合体の寿命が長く
なる。
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には、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、セラミックス管状体及びセラミック部材
は、それぞれ通常同種のセラミックスで構成される。
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には、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、セラミックス管状体及びセラミック部材
は、それぞれ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、セラミッ
ク管状体および穿設孔内においてセラミック板状体とセ
ラミック管状体との間に挿入されるセラミック部材の形
状、大きさ及び装入数に応じて定めればよい。
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、セラミッ
ク管状体および穿設孔内においてセラミック板状体とセ
ラミック管状体との間に挿入されるセラミック部材の形
状、大きさ及び装入数に応じて定めればよい。
この穿設孔は、セラミック部材の形状に対応して定め
られ、セラミック部材の穿設孔と接する面がテーパー状
および／または段形状の場合には、穿設孔の形状はセラ
ミック部材に対応したテーパー状および／または段形状
に形成される。
られ、セラミック部材の穿設孔と接する面がテーパー状
および／または段形状の場合には、穿設孔の形状はセラ
ミック部材に対応したテーパー状および／または段形状
に形成される。
また、穿設孔はその内周面の一部に切欠部を設けた形
状に形成することもでき、この場合には切欠部に挿入す
るセラミック部材はフランジとして形成されることにな
る。
状に形成することもでき、この場合には切欠部に挿入す
るセラミック部材はフランジとして形成されることにな
る。
本発明において装入とは、板状体の穿設孔にセラミッ
ク管状体が貫通して突き出るか、又は、穿設孔の一端と
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。
ク管状体が貫通して突き出るか、又は、穿設孔の一端と
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、その大きさ、長さ、形
状は特に制限されず、円形、楕円形、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。
状は特に制限されず、円形、楕円形、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。
また、穿設孔内においてセラミック板状体とセラミッ
ク管状体との間に挿入されるセラミック部材は、前記し
たように、セラミック板状体の穿設孔と接する面がテー
パー状および／または段形状に形成するか、あるいはセ
ラミック板状体の穿設孔の内周面の一部に設けた切欠部
に挿入するフランジ状に形成することが好ましいが、こ
れに限定されるものではない。又、その大きさ、厚さ、
全体形状等は、挿入するセラミック板状体とセラミック
管状体の形状に対応して定められる。
ク管状体との間に挿入されるセラミック部材は、前記し
たように、セラミック板状体の穿設孔と接する面がテー
パー状および／または段形状に形成するか、あるいはセ
ラミック板状体の穿設孔の内周面の一部に設けた切欠部
に挿入するフランジ状に形成することが好ましいが、こ
れに限定されるものではない。又、その大きさ、厚さ、
全体形状等は、挿入するセラミック板状体とセラミック
管状体の形状に対応して定められる。
また、一定の間隔で並行に並べた複数のセラミック板
状体にセラミック部材を接合したセラミック管状体を装
入して周着・接合してもよい。
状体にセラミック部材を接合したセラミック管状体を装
入して周着・接合してもよい。
次に、本発明の接合体の接合方法の例を説明する。
まず、セラミック管状体の端部にセラミック部材を嵌
め、焼成することによりこれらを接合する。次に、接着
材を、セラミック管状体に接合されたセラミック部材の
周表面及び／またはセラミック板状体の穿設孔の内表面
に塗布した後、セラミック部材を接合したセラミック管
状体をセラミック板状体の穿設孔に装入し、所望の位置
に固定しこれらを接合する。
め、焼成することによりこれらを接合する。次に、接着
材を、セラミック管状体に接合されたセラミック部材の
周表面及び／またはセラミック板状体の穿設孔の内表面
に塗布した後、セラミック部材を接合したセラミック管
状体をセラミック板状体の穿設孔に装入し、所望の位置
に固定しこれらを接合する。
上記セラミック部材周表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、好ましくは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。
孔内表面との間のクリアランスは、好ましくは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、
セラミック管状体及びセラミック部材に使用するセラミ
ックスの種類の機能的性質に応じて、また接合体を使用
する条件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。
セラミック管状体及びセラミック部材に使用するセラミ
ックスの種類の機能的性質に応じて、また接合体を使用
する条件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。
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す説明図であり、第１
図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第１図
（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第１図（ｃ）
はセラミック管状体の断面説明図、第１図（ｄ）は外周
面がテーパー状であるセラミック部材の断面説明図、第
１図（ｅ）はセラミック接合体の断面説明図である。
図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第１図
（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第１図（ｃ）
はセラミック管状体の断面説明図、第１図（ｄ）は外周
面がテーパー状であるセラミック部材の断面説明図、第
１図（ｅ）はセラミック接合体の断面説明図である。
第１図（ａ）（ｂ）に示したように、焼結助剤を含む
窒化珪素の微粒粉末を用い700×700×100mmの板状体に
穿設孔11を孔ピッチ75mmで設置されるようにしてセラミ
ック多孔管板Ａを作製した。ここで、穿設孔11は、第１
図（ｂ）のように、後述するセラミック部材とセラミッ
ク管状体が装入される一端から50mm内側部分までは52.1
mmφ、50mm部分から他端までの50mm部分は52.1mmφから
50.1mmφに孔径が小さくなるテーパー状に形成した。
窒化珪素の微粒粉末を用い700×700×100mmの板状体に
穿設孔11を孔ピッチ75mmで設置されるようにしてセラミ
ック多孔管板Ａを作製した。ここで、穿設孔11は、第１
図（ｂ）のように、後述するセラミック部材とセラミッ
ク管状体が装入される一端から50mm内側部分までは52.1
mmφ、50mm部分から他端までの50mm部分は52.1mmφから
50.1mmφ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（ｃ）に示す如
く、セラミック多孔管板Ａと同一原料の微粉末を用い、
外径50mmφ、内径40mmφで長さ1000mmとなるよう円管状
体を作製した。
く、セラミック多孔管板Ａと同一原料の微粉末を用い、
外径50mmφ、内径40mmφで長さ1000mmとなるよう円管状
体を作製した。
さらに、セラミック部材Ｃは、第１図（ｄ）のよう
に、セラミック多孔管板Ａの厚さと同じ100mmの長さを
有し、外径52mmφ、内径50mmφで前述のセラミック多孔
管板Ａの穿設孔11に対応した形状で、端部から50mmの部
分の外径が52mmφから50mmφのテーパー状に形成した円
管部材となるよう作製した。
に、セラミック多孔管板Ａの厚さと同じ100mmの長さを
有し、外径52mmφ、内径50mmφで前述のセラミック多孔
管板Ａの穿設孔11に対応した形状で、端部から50mmの部
分の外径が52mmφから50mmφのテーパー状に形成した円
管部材となるよう作製した。
次に、セラミック管状体Ｂにセラミック部材Ｃを嵌め
合わせ焼成することにより、両者を接合した。
合わせ焼成することにより、両者を接合した。
次いで、第１図（ｅ）の如く、セラミック多孔管板Ａ
の穿設孔11の内表面上にPbO−B2O3ガラス粉砕物100重量
部とバインダー２重量部の混合物に水40重量％を加えて
スラリーとした接着材層12を塗布した後、セラミック部
材Ｃを接合したセラミック管状体Ｂを夫々の端部13,14
がセラミック多孔管板Ａの外表面15に合致するようにセ
ラミック管状体Ｂを各穿設孔にそれぞれ装入した。
の穿設孔11の内表面上にPbO−B2O3ガラス粉砕物100重量
部とバインダー２重量部の混合物に水40重量％を加えて
スラリーとした接着材層12を塗布した後、セラミック部
材Ｃを接合したセラミック管状体Ｂを夫々の端部13,14
がセラミック多孔管板Ａの外表面15に合致するようにセ
ラミック管状体Ｂを各穿設孔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焼成
し、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５図に示すように、セラミ
ック接合体30を所定の治具31にセットし水中に浸漬し、
8kg/cm2の圧力でパイプ32内を加圧する方法でリーク試
験を行ない、そのシール性を測定したところ、気泡は確
認されず、シール性は良好であった。
し、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５図に示すように、セラミ
ック接合体30を所定の治具31にセットし水中に浸漬し、
8kg/cm2の圧力でパイプ32内を加圧する方法でリーク試
験を行ない、そのシール性を測定したところ、気泡は確
認されず、シール性は良好であった。
また、上記接合体について、片持ち曲げ強度試験を行
なったところ、200MPaと高強度であった。さらに、繰り
返し疲労試験を行なったところ、100MPa、10Hzの条件下
で1000時間をクリアーした。
なったところ、200MPaと高強度であった。さらに、繰り
返し疲労試験を行なったところ、100MPa、10Hzの条件下
で1000時間をクリアーした。
以上の条件、結果を第１表に示す。
（実施例２） 第２図は本発明の他の実施例を示す説明図であり、第
２図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第２図
（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第２図（ｃ）
はセラミック管状体の断面説明図、第２図（ｄ）は外周
面が段形状であるセラミック部材の断面説明図、第２図
（ｅ）はセラミック接合体の断面説明図である。
２図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第２図
（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第２図（ｃ）
はセラミック管状体の断面説明図、第２図（ｄ）は外周
面が段形状であるセラミック部材の断面説明図、第２図
（ｅ）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、且つセラミック部材Ｃの外周面を上記穿設
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。
段形状とし、且つセラミック部材Ｃの外周面を上記穿設
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
（ｂ）のように、後述するセラミック管状体及びセラミ
ック部材Ｃが装入される一端から50mm内側部分までは5
0.2mmφ、50mm内側部分から他端までの50mm部分は45.2m
mφに孔径が小さくなる段形状に形成した。また、セラ
ミック部材Ｃは、第２図（ｄ）に示すように、外径50mm
φ、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50mmの部分の外径が45mmφの段
形状に形成した。
（ｂ）のように、後述するセラミック管状体及びセラミ
ック部材Ｃが装入される一端から50mm内側部分までは5
0.2mmφ、50mm内側部分から他端までの50mm部分は45.2m
mφに孔径が小さくなる段形状に形成した。また、セラ
ミック部材Ｃは、第２図（ｄ）に示すように、外径50mm
φ、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50mm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と同一方法でリーク試験を行なったが、気泡は確
認されずシール性は良好であった。又、上記接合体につ
いて片持ち曲げ強度試験を行なったところ、230MPaと高
強度であった。さらに、繰り返し疲労試験を行なったと
ころ、100MPa、10Hzの条件下で1000時間をクリアーし
た。
施例１と同一方法でリーク試験を行なったが、気泡は確
認されずシール性は良好であった。又、上記接合体につ
いて片持ち曲げ強度試験を行なったところ、230MPaと高
強度であった。さらに、繰り返し疲労試験を行なったと
ころ、100MPa、10Hzの条件下で1000時間をクリアーし
た。
以上の条件、結果を第１表に示す。
（実施例３） 第３図は本発明のさらに別の実施例を示す説明図であ
り、第３図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第
３図（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第３図
（ｃ）はセラミック管状体の断面説明図、第３図（ｄ）
はセラミック管状体の端部に嵌められてフランジとなる
セラミック部材の断面説明図、第３図（ｅ）はセラミッ
ク接合体の断面説明図である。
り、第３図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第
３図（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第３図
（ｃ）はセラミック管状体の断面説明図、第３図（ｄ）
はセラミック管状体の端部に嵌められてフランジとなる
セラミック部材の断面説明図、第３図（ｅ）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の穿設孔の内周面
の一部に切欠部16を設けた形状とし、且つセラミック部
材Ｃを上記切欠部16に挿入し得る形状とした以外は、実
施例１と同様にしてセラミック接合体を作製した。
の一部に切欠部16を設けた形状とし、且つセラミック部
材Ｃを上記切欠部16に挿入し得る形状とした以外は、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３図
（ｂ）のように、後述するセラミック管状体及びセラミ
ック部材Ｃが装入される一端から80mm内側部分までは5
0.4mmφ、80mm内側部分から他端までの20mm部分（切欠
部16）は60.4mmφに孔径が大きくなる段形状に形成し
た。また、セラミック部材Ｃは、第３図（ｄ）に示すよ
うに、外径60mmφ、内径50mmφ、長さ（厚さ）20mmでセ
ラミック多孔管板Ａの穿設孔11に設けられた切欠部16に
そのまま挿入されるような円管状に形成した。
（ｂ）のように、後述するセラミック管状体及びセラミ
ック部材Ｃが装入される一端から80mm内側部分までは5
0.4mmφ、80mm内側部分から他端までの20mm部分（切欠
部16）は60.4mmφに孔径が大きくなる段形状に形成し
た。また、セラミック部材Ｃは、第３図（ｄ）に示すよ
うに、外径60mmφ、内径50mmφ、長さ（厚さ）20mmでセ
ラミック多孔管板Ａの穿設孔11に設けられた切欠部16に
そのまま挿入されるような円管状に形成した。
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と同一の方法でリーク試験を行なったが、気泡は
確認されずシール性は良好であった。又、上記接合体に
ついて片持ち曲げ強度試験を行なったところ、190MPaと
高強度であった。さらに、繰り返し疲労試験を行なった
ところ、100MPa、10Hzの条件下で1000時間をクリアーし
た。
施例１と同一の方法でリーク試験を行なったが、気泡は
確認されずシール性は良好であった。又、上記接合体に
ついて片持ち曲げ強度試験を行なったところ、190MPaと
高強度であった。さらに、繰り返し疲労試験を行なった
ところ、100MPa、10Hzの条件下で1000時間をクリアーし
た。
以上の条件、結果を第１表に示す。
（実施例４） 実施例１とは、セラミック管状体Ｂの材質がセラミッ
ク多孔管板Ａと異なり、またセラミック部材Ｃとしてそ
の熱膨張係数がセラミック多孔管板Ａとセラミック管状
体Ｂの中間となる原料を用いた以外は、実施例１と同様
にセラミック接合体を作製し、実施例１と同様にリーク
試験を行ない、そのシール性を測定したところ、気泡は
確認されず、シール性は良好であった。
ク多孔管板Ａと異なり、またセラミック部材Ｃとしてそ
の熱膨張係数がセラミック多孔管板Ａとセラミック管状
体Ｂの中間となる原料を用いた以外は、実施例１と同様
にセラミック接合体を作製し、実施例１と同様にリーク
試験を行ない、そのシール性を測定したところ、気泡は
確認されず、シール性は良好であった。
また、上記接合体について、片持ち曲げ強度試験を行
なったところ、200MPaと高強度であった。さらに、上記
接合体について繰り返し疲労試験を行なったところ、10
0MPa、10Hzの条件下で1000時間をクリアーした。又、室
温から800℃の熱サイクル試験も行なったが、1000時間
をクリアーした。
なったところ、200MPaと高強度であった。さらに、上記
接合体について繰り返し疲労試験を行なったところ、10
0MPa、10Hzの条件下で1000時間をクリアーした。又、室
温から800℃の熱サイクル試験も行なったが、1000時間
をクリアーした。
以上の条件、結果を第１表に示す。
（比較例） 比較例として、従来、セラミック接合体を製造すると
きに行なわれていた一例を示す。
きに行なわれていた一例を示す。
第４図は従来法の一例を示した説明図であり、第４図
（ａ）はセラミック多孔管板の平面説明図であり、第４
図（ｂ）はセラミック接合体の断面説明図である。
（ａ）はセラミック多孔管板の平面説明図であり、第４
図（ｂ）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50.2mmφとなるようにした以外
は、実施例１と同様にして第４図（ａ）に示すようなセ
ラミック多孔管板Ａを作製した。また実施例１と同様の
セラミック管状体Ｂを作製した。
は、実施例１と同様にして第４図（ａ）に示すようなセ
ラミック多孔管板Ａを作製した。また実施例１と同様の
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重量部とバイ
ンダー２重量部の混合物に水40重量％を加えてスラリー
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の厚さを対応する長さ部分に塗布
して接着層12′を形成し、第４図（ｂ）に示すように端
部13′がセラミック多孔管板Ａの外表面15′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。
ンダー２重量部の混合物に水40重量％を加えてスラリー
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の厚さを対応する長さ部分に塗布
して接着層12′を形成し、第４図（ｂ）に示すように端
部13′がセラミック多孔管板Ａの外表面15′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、実施
例１と同様にリーク試験を行ない、そのシール性を測定
したところ、気泡の発生が見られ、シール性に劣った。
例１と同様にリーク試験を行ない、そのシール性を測定
したところ、気泡の発生が見られ、シール性に劣った。
また、上記接合体について、片持ち曲げ強度試験を行
なったところ、100MPaと低強度であった。さらに、上記
接合体について繰り返し疲労試験を行なったところ、10
0MPa、10Hzの条件下で200時間でセラミック管状体が破
断した。
なったところ、100MPaと低強度であった。さらに、上記
接合体について繰り返し疲労試験を行なったところ、10
0MPa、10Hzの条件下で200時間でセラミック管状体が破
断した。
以上の条件、結果を第１表に示す。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のセラミック接合体は、
複数の穿設孔を有するセラミック板状体と、その穿設孔
に端部が装入されてなるセラミック管状体と、穿設孔内
において板状体と管状体との間に挿入されるセラミック
部材とから構成され、しかもセラミック板状体とセラミ
ック管状体及びセラミック部材の間が接合されているの
で、接合部のシール性および接合強度が向上するばかり
でなく、セラミック管状体とセラミック板状体を直接接
合していないため発生応力が緩和され、接合体の寿命が
長くなるという利点を有する。
複数の穿設孔を有するセラミック板状体と、その穿設孔
に端部が装入されてなるセラミック管状体と、穿設孔内
において板状体と管状体との間に挿入されるセラミック
部材とから構成され、しかもセラミック板状体とセラミ
ック管状体及びセラミック部材の間が接合されているの
で、接合部のシール性および接合強度が向上するばかり
でなく、セラミック管状体とセラミック板状体を直接接
合していないため発生応力が緩和され、接合体の寿命が
長くなるという利点を有する。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図であり、第１図
（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第１図（ｂ）
はセラミック板状体の断面説明図、第１図（ｃ）はセラ
ミック管状体の断面説明図、第１図（ｄ）は外周面がテ
ーパー状であるセラミック部材の断面説明図、第１図
（ｅ）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す説明図であり、第２
図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第２図
（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第２図（ｃ）
はセラミック管状体の断面説明図、第２図（ｄ）は外周
面が段形状であるセラミック部材の断面説明図、第２図
（ｅ）はセラミック接合体の断面説明図である。 第３図は本発明のさらに別の実施例を示す説明図であ
り、第３図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第
３図（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第３図
（ｃ）はセラミック管状体の断面説明図、第３図（ｄ）
はセラミック管状体の端部に嵌められてフランジとなる
セラミック部材の断面説明図、第３図（ｅ）はセラミッ
ク接合体の断面説明図である。 第４図は従来法の一例を示した説明図であり、第４図
（ａ）はセラミック多孔管板の平面説明図であり、第４
図（ｂ）はセラミック接合体の断面説明図である。 第５図はセラミック接合体のリーク試験を示す説明図で
ある。 A,A′……セラミック多孔管板、Ｂ……セラミック管状
体、Ｃ……セラミック部材、11……穿設孔、12……接着
材層、13……セラミック部材Ｃの端部、14……セラミッ
ク管状体Ｂの端部、15……セラミック多孔管板Ａの外表
面。
（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第１図（ｂ）
はセラミック板状体の断面説明図、第１図（ｃ）はセラ
ミック管状体の断面説明図、第１図（ｄ）は外周面がテ
ーパー状であるセラミック部材の断面説明図、第１図
（ｅ）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す説明図であり、第２
図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第２図
（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第２図（ｃ）
はセラミック管状体の断面説明図、第２図（ｄ）は外周
面が段形状であるセラミック部材の断面説明図、第２図
（ｅ）はセラミック接合体の断面説明図である。 第３図は本発明のさらに別の実施例を示す説明図であ
り、第３図（ａ）はセラミック板状体の平面説明図、第
３図（ｂ）はセラミック板状体の断面説明図、第３図
（ｃ）はセラミック管状体の断面説明図、第３図（ｄ）
はセラミック管状体の端部に嵌められてフランジとなる
セラミック部材の断面説明図、第３図（ｅ）はセラミッ
ク接合体の断面説明図である。 第４図は従来法の一例を示した説明図であり、第４図
（ａ）はセラミック多孔管板の平面説明図であり、第４
図（ｂ）はセラミック接合体の断面説明図である。 第５図はセラミック接合体のリーク試験を示す説明図で
ある。 A,A′……セラミック多孔管板、Ｂ……セラミック管状
体、Ｃ……セラミック部材、11……穿設孔、12……接着
材層、13……セラミック部材Ｃの端部、14……セラミッ
ク管状体Ｂの端部、15……セラミック多孔管板Ａの外表
面。
Claims (3)
- 【請求項１】複数の穿設孔を有するセラミック板状体
と、該セラミック板状体の穿設孔に端部が装入されてな
るセラミック管状体と、該穿設孔内において前記セラミ
ック板状体と前記セラミック管状体との間に挿入される
セラミック部材と、からなり、前記セラミック板状体
と、前記セラミック管状体と、前記セラミック部材との
間が接合されていることを特徴とするセラミック接合
体。 - 【請求項２】セラミック部材のセラミック板状体の穿設
孔と接する面がテーパー状および／または段形状であ
り、且つ該セラミック板状体の穿設孔の形状が該セラミ
ック部材に対応した形状である請求項１記載のセラミッ
ク接合体。 - 【請求項３】セラミック部材が、セラミック板状体の穿
設孔の内周面の一部に設けた切欠部に挿入される請求項
１記載のセラミック接合体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2080085A JP2801947B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP2080085A JP2801947B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | セラミック接合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279273A JPH03279273A (ja) | 1991-12-10 |
| JP2801947B2 true JP2801947B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=13708372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2080085A Expired - Lifetime JP2801947B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | セラミック接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2801947B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003048784A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Nhk Spring Co Ltd | 窒化物セラミックスを備えた複合材とその製造方法 |
| FR2953215B1 (fr) * | 2009-12-02 | 2012-01-06 | Areva Nc | Procede d'assemblage etanche aux fluides de deux pieces en nitrure de silicium |
| CN104107586B (zh) * | 2013-04-17 | 2018-01-23 | 三井金属矿业株式会社 | 金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5484656U (ja) * | 1977-11-28 | 1979-06-15 | ||
| JPH0222256U (ja) * | 1988-07-23 | 1990-02-14 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2080085A patent/JP2801947B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03279273A (ja) | 1991-12-10 |
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