JP3070121B2 - Ａｌ２ Ｏ３ ／ＴｉＣ複合材料の接合方法 - Google Patents
Ａｌ２ Ｏ３ ／ＴｉＣ複合材料の接合方法Info
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- JP3070121B2 JP3070121B2 JP3083192A JP8319291A JP3070121B2 JP 3070121 B2 JP3070121 B2 JP 3070121B2 JP 3083192 A JP3083192 A JP 3083192A JP 8319291 A JP8319291 A JP 8319291A JP 3070121 B2 JP3070121 B2 JP 3070121B2
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- Japan
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- composite material
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス、特にＡ
ｌ2 Ｏ3／ＴｉＣ複合セラミックスの接合方法に関す
る。
ｌ2 Ｏ3／ＴｉＣ複合セラミックスの接合方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術】従来、セラミックスとセラミックスとを接
合するのは、異種セラミックス材料より構成される部
材、同一セラミックスでも複雑または大形の構造用部材
などを製造する場合、硬度、耐摩耗性が要求されるセラ
ミックス工具などを製造する場合などにおこなわれてい
る。そして接合には、たとえば、図３に示すようにセラ
ミックスａとセラミックスｂとの間に中間層Ｃ、たとえ
ば酸化物ろう材、金属ろう材、金属箔などを挿入した
り、接合面をメタライズ処理して中間層を設けたあと、
加熱、加圧することによって接合していた。また、この
ような中間層なしで直接接合する固相接合による方法も
知られている。
合するのは、異種セラミックス材料より構成される部
材、同一セラミックスでも複雑または大形の構造用部材
などを製造する場合、硬度、耐摩耗性が要求されるセラ
ミックス工具などを製造する場合などにおこなわれてい
る。そして接合には、たとえば、図３に示すようにセラ
ミックスａとセラミックスｂとの間に中間層Ｃ、たとえ
ば酸化物ろう材、金属ろう材、金属箔などを挿入した
り、接合面をメタライズ処理して中間層を設けたあと、
加熱、加圧することによって接合していた。また、この
ような中間層なしで直接接合する固相接合による方法も
知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のうち、
中間層を介しておこなう接合方法は、その部分の接合強
度、高温接合強度が母材に比較して弱いという欠点があ
った。また、中間層なしで直接接合する固相接合では、
粒径の大きい通常のセラミックスは、塑性変形抵抗が高
いため、高温、高圧下での接合条件を長時間にわたって
維持することが必要であり、そのため大型のプレス装置
などの設備が必要となる。また、高い接合強度も得られ
にくい傾向があった。
中間層を介しておこなう接合方法は、その部分の接合強
度、高温接合強度が母材に比較して弱いという欠点があ
った。また、中間層なしで直接接合する固相接合では、
粒径の大きい通常のセラミックスは、塑性変形抵抗が高
いため、高温、高圧下での接合条件を長時間にわたって
維持することが必要であり、そのため大型のプレス装置
などの設備が必要となる。また、高い接合強度も得られ
にくい傾向があった。
【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、前記問題点を解消したセラミックス、特にＡｌ2 Ｏ
3 ／ＴｉＣ複合セラミックスの接合方法を提供すること
を目的とする。
で、前記問題点を解消したセラミックス、特にＡｌ2 Ｏ
3 ／ＴｉＣ複合セラミックスの接合方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に添い、本発明
はセラミックスを接合する場合において、母材に微細結
晶組織からなる粒径２μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ複
合材料を用い、これを真空中で超塑性発現域まで昇温し
たあと、歪速度１０-3Ｓ-1以下で圧縮変形させるＡｌ2
Ｏ3 ／ＴｉＣ複合材料の接合方法とすることによって、
前記課題を解消した。
はセラミックスを接合する場合において、母材に微細結
晶組織からなる粒径２μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ複
合材料を用い、これを真空中で超塑性発現域まで昇温し
たあと、歪速度１０-3Ｓ-1以下で圧縮変形させるＡｌ2
Ｏ3 ／ＴｉＣ複合材料の接合方法とすることによって、
前記課題を解消した。
【０００６】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明ではＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ複合セラミックス同志を接
合するもので、該複合セラミックスは、その接合面を少
なくとも表面粗さＲｍａｘ３μｍ以上に仕上げるととも
に、粒径２μｍ以下の微細結晶組織をもち、大気中の高
温域での酸化を防止するため１０-3ｔｏｒｒ以下の真空
雰囲気において、これを１０００〜１６００℃の超塑性
発現温度域に昇温させたあと、歪速度１０-3Ｓ-1以下で
加圧し変形させて接合する方法である。ここで表面粗さ
Ｒｍａｘ３μｍ未満、粒径２μｍを超えた場合は好まし
い結果は得られない。また、超塑性発現温度域外では充
分な接合状態は得られない。また、前記歪速度以上の加
圧変形はクラック等を発生する。
発明ではＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ複合セラミックス同志を接
合するもので、該複合セラミックスは、その接合面を少
なくとも表面粗さＲｍａｘ３μｍ以上に仕上げるととも
に、粒径２μｍ以下の微細結晶組織をもち、大気中の高
温域での酸化を防止するため１０-3ｔｏｒｒ以下の真空
雰囲気において、これを１０００〜１６００℃の超塑性
発現温度域に昇温させたあと、歪速度１０-3Ｓ-1以下で
加圧し変形させて接合する方法である。ここで表面粗さ
Ｒｍａｘ３μｍ未満、粒径２μｍを超えた場合は好まし
い結果は得られない。また、超塑性発現温度域外では充
分な接合状態は得られない。また、前記歪速度以上の加
圧変形はクラック等を発生する。
【０００７】
【実施例】粒径１．２μｍのＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ複合材
料（ＴｉＣ３０ｗｔ％）を、＃２００のダイヤモンドホ
イールで平面研削した。そして特に接合面に対しては、
更に＃４００のダイヤモンドホイールで平面研削し、そ
の表面粗さをＲｍａｘ３μｍ程度に仕上げた。このよう
に加工した接合片は図２に示すように２５×１５×２０
ｍｍの寸法に仕上げ、２５×１５ｍｍの面を接合面と
し、これを一対製作した。図１は接合要領を示し、１，
２は接合用治具のｗロッド、３，４はｗロッド１，２の
間に介設した平板、５，６は互に接合する接合片であ
る。平板面３，４にはＡｌ2 Ｏ3 を用い、接合片５，６
との接合を防ぐため、その表面にＢＮをコーティングし
てある。まず、図示のような状態に接合片５，６をセッ
トしたあと、ｗロッド１，２間に負荷を与え、接合片
１，２を接合した。すなわち、１０-3ｔｏｒｒ以下の真
空中、１５５０℃、接合圧力１２ＭＰａで加圧し、０．
５ｍｍ変形させ接合した。次に、接合強度を確認するた
め、接合片５，６からなる接合体から曲げ試験片を切り
出し、ＪＩＳＲ１６０１に定める方法に従って４点曲げ
試験をおこなったところ、６５ｋｇ／ｍｍ2 を示した。
母材強度は８０ｋｇ／ｍｍ2 であり、僅か１．２５％の
歪量で、母材の８０％以上の接合強度を得ることができ
た。
料（ＴｉＣ３０ｗｔ％）を、＃２００のダイヤモンドホ
イールで平面研削した。そして特に接合面に対しては、
更に＃４００のダイヤモンドホイールで平面研削し、そ
の表面粗さをＲｍａｘ３μｍ程度に仕上げた。このよう
に加工した接合片は図２に示すように２５×１５×２０
ｍｍの寸法に仕上げ、２５×１５ｍｍの面を接合面と
し、これを一対製作した。図１は接合要領を示し、１，
２は接合用治具のｗロッド、３，４はｗロッド１，２の
間に介設した平板、５，６は互に接合する接合片であ
る。平板面３，４にはＡｌ2 Ｏ3 を用い、接合片５，６
との接合を防ぐため、その表面にＢＮをコーティングし
てある。まず、図示のような状態に接合片５，６をセッ
トしたあと、ｗロッド１，２間に負荷を与え、接合片
１，２を接合した。すなわち、１０-3ｔｏｒｒ以下の真
空中、１５５０℃、接合圧力１２ＭＰａで加圧し、０．
５ｍｍ変形させ接合した。次に、接合強度を確認するた
め、接合片５，６からなる接合体から曲げ試験片を切り
出し、ＪＩＳＲ１６０１に定める方法に従って４点曲げ
試験をおこなったところ、６５ｋｇ／ｍｍ2 を示した。
母材強度は８０ｋｇ／ｍｍ2 であり、僅か１．２５％の
歪量で、母材の８０％以上の接合強度を得ることができ
た。
【０００８】
【発明の効果】本発明の方法にれば、Ａｌ2 Ｏ3 ／Ｔｉ
Ｃ複合セラミックスについて比較的低温、低圧力下で優
れた接合強度、高温接合強度のものが比較的短時間の接
合時間で得られ、したがって小型のプレス装置で接合を
行うことができる。また、接合と成形を同時に行なうこ
とができ、大型、複雑形状のセラミックス部品を低コス
トで製造することができる。
Ｃ複合セラミックスについて比較的低温、低圧力下で優
れた接合強度、高温接合強度のものが比較的短時間の接
合時間で得られ、したがって小型のプレス装置で接合を
行うことができる。また、接合と成形を同時に行なうこ
とができ、大型、複雑形状のセラミックス部品を低コス
トで製造することができる。
【図１】本発明に係る接合方法の実施要領を説明する図
ある。
ある。
【図２】本発明に用いる接合片を示す斜視説明図であ
る。
る。
【図３】従来の接合方法を説明する図である。
５，６ 接合片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−137777（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−217246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−9604（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−7404（ＪＰ，Ａ) 永野孝幸ら、「超塑性を利用したセラ ミックス−セラミックスの接合」、ニュ ーセラミックス、Ｖｏｌ．３、Ｎｏ. 11、ｐ．67−69、1990 永野孝幸ら、「Ａ12Ｏ３／ＴｉＣ複合 材料の高温変形」、日本セラミックス協 会年会講演予稿集、Ｖｏｌ．1991、ｐ. 113，1991 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 37/00 C04B 41/00
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックスを接合する場合において、
母材に微細結晶組織からなる粒径２μｍ以下のＡｌ2 Ｏ
3 ／ＴｉＣ複合材料を用い、これを真空中で超塑性発現
域まで昇温したあと、歪速度１０-3Ｓ-1以下で圧縮変形
させることを特徴とするＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ複合材料の
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083192A JP3070121B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ａｌ２ Ｏ３ ／ＴｉＣ複合材料の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083192A JP3070121B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ａｌ２ Ｏ３ ／ＴｉＣ複合材料の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04295064A JPH04295064A (ja) | 1992-10-20 |
| JP3070121B2 true JP3070121B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=13795464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3083192A Expired - Lifetime JP3070121B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ａｌ２ Ｏ３ ／ＴｉＣ複合材料の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3070121B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4907885B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2012-04-04 | Ｈｏｙａ株式会社 | 接合体の製造方法 |
| JP5841329B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2016-01-13 | 株式会社日本セラテック | セラミックス接合体の製造方法 |
| JP5740637B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2015-06-24 | 株式会社日本セラテック | セラミックス接合体及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3083192A patent/JP3070121B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 永野孝幸ら、「Ａ１２Ｏ３／ＴｉＣ複合材料の高温変形」、日本セラミックス協会年会講演予稿集、Ｖｏｌ．１９９１、ｐ．１１３，１９９１ |
| 永野孝幸ら、「超塑性を利用したセラミックス−セラミックスの接合」、ニューセラミックス、Ｖｏｌ．３、Ｎｏ．１１、ｐ．６７−６９、１９９０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04295064A (ja) | 1992-10-20 |
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