JP6305310B2 - アルミナセラミックス接合体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
アルミナセラミックス接合体の製造方法について説明する。
形成されたアルミナセラミックス接合体は、アルミナセラミックス焼結体間に接合層を有するように形成されている。そして、接合強度が250MPa以上であり、耐熱衝撃性が180℃以上であって、一体成形されたアルミナセラミックス焼結体と同程度の機械的強度及び耐熱衝撃性を有する。なお、本発明において耐熱衝撃性とは、JIS R1648に規定される水中落下法に準拠して測定される値である。
[アルミナセラミックス接合体の作製]
原料となるアルミナ粉末に、イソプロピルアルコール及び有機バインダーと可塑剤を添加混合し、スプレードライをすることでアルミナ顆粒を得た。この顆粒をCIP成形し、所定の焼成温度で6時間の常圧焼成することで、純度99.5%以上、密度3.90g/cm3以上、φ300×20mmの円板形状のアルミナセラミックス焼結体を形成した。形成された焼結体に研削する機械加工を施して、平面度が20μm、接合面の表面粗さRaが0.7μmとなるようにした。
アルミナセラミックス接合体を切断し、切断断面を鏡面研磨した後、エッチング処理を施し、走査型電子顕微鏡により接合層を観察し、接合層の厚さ(μm)、接合層における気孔の平均径(μm)、気孔の存在割合(%)、及び、2000μm2の面積中に存在する径が5μmを超える気孔の最大個数(個)を測定した。
接合材におけるアルミナ粉末割合を60質量%としたほかは、実施例1と同一条件で実施例2のアルミナセラミックス接合体を作製した。
接合材の厚さを10μmとしたほかは、実施例1と同一条件で実施例3のアルミナセラミックス接合体を製造した。
熱処理における焼成温度を1500℃としたほかは、実施例1と同一条件で実施例4のアルミナセラミックス接合体を製造した。
熱処理において接合面に加える圧力を0.98MPaとしたほかは、実施例1と同一条件で実施例5のアルミナセラミックス接合体を製造した。
熱処理において接合面に加える圧力を2.94MPaとしたほかは、実施例1と同一条件で実施例6のアルミナセラミックス接合体を製造した。
熱処理において接合面に加える圧力を3.57MPaとしたほかは、実施例1と同一条件で実施例7のアルミナセラミックス接合体を製造した。
熱処理における焼成温度を1600℃としたほかは、実施例1と同一条件で実施例8のアルミナセラミックス接合体を製造した。
接合材の厚さを50μmとしたほかは、実施例1と同一条件で実施例9のアルミナセラミックス接合体を製造した。
接合材におけるアルミナ粉末割合を80質量%としたほかは、実施例1と同一条件で実施例10のアルミナセラミックス接合体を作製した。
接合材におけるアルミナ粉末割合を55質量%としたほかは、実施例1と同一条件で比較例1のアルミナセラミックス接合体を製造した。
接合材の厚さを5μmとしたほかは、実施例1と同一条件で比較例2のアルミナセラミックス接合体を製造した。
熱処理における温度を1475℃としたほかは、実施例1と同一条件で比較例3のアルミナセラミックス接合体を製造した。
熱処理において接合面に加える圧力を0.75MPaとしたほかは、実施例1と同一条件で比較例4のアルミナセラミックス接合体を製造した。
接合材の厚さを55μmとしたほかは、実施例1と同一条件で比較例5のアルミナセラミックス接合体を製造した。
超音波分散機を用いて接合材を作製したほかは、実施例1と同一条件で比較例6のアルミナセラミックス接合体を製造した。
3本ロールミル機を用いて接合材を作製したほかは、実施例1と同一条件で比較例7のアルミナセラミックス接合体を製造した。
Claims (3)
- アルミナセラミックス焼結体間を接合層により接合したアルミナセラミックス接合体であって、
前記接合層は、アルミナを主材とし、チタン化合物がチタニア換算で0.05質量%未満であり、厚さが8μm〜50μmであり、前記接合層において、気孔の平均径が5μm以下、前記気孔の存在割合が3%以下、2000μm2の面積中に存在する径が5μmを超える前記気孔が2個以下であることを特徴とするアルミナセラミックス接合体。 - 請求項1に記載のアルミナセラミックス接合体であって、
接合強度が250MPa以上、耐熱衝撃性が180℃以上であることを特徴とするアルミナセラミックス接合体。 - アルミナセラミックス焼結体間を接合層により接合したアルミナセラミックス接合体の製造方法であって、
平均粒子径1.0μm以下のアルミナ粉末を主材とし、薄膜旋回法により、バインダー及び可塑剤を混合してペースト化したものであって、アルミナ粉末割合が60質量%以上、チタン化合物がチタニア換算で0.05質量%未満である接合材と、複数のアルミナセラミックス焼結体を用意する工程と、
前記アルミナセラミックス焼結体の接合面に、それぞれ10〜50μmの範囲の厚さで前記接合材を印刷する工程と、
前記アルミナセラミックス焼結体の接合面に0.98MPa〜3.57MPaの圧力を加えると共に1500℃〜1600℃の範囲の温度で加熱する工程とを備えることを特徴とするアルミナセラミックス接合体の製造方法。
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