JP6685121B2 - 金属部材とセラミックス部材の接合方法 - Google Patents
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Description
本発明は、第1実施形態によれば、セラミックス部材と金属部材との接合方法に関する。当該方法は、セラミックス部材と、金属部材との間に、活性金属ろう材と、前記活性金属ろう材よりも固相線温度が10〜200℃高い高融点ろう材を配置する配置工程と、前記ろう材を加熱溶融する加熱溶融工程とを含む。図1は、本実施形態による接合方法を示す模式図である。図1を参照して各工程を説明する。
本発明は、第2実施形態によれば、セラミックス部材と金属部材との接合方法に関する。第2実施形態による接合方法は、配置工程における、活性金属ろう材と、高融点ろう材との配置態様が第1実施形態と異なっており、特に、真空バルブを製造するための接合方法として好適である。
本発明は、第3実施形態によれば、セラミックス部材と金属部材との接合方法に関する。第3実施形態による接合方法は、第2実施形態による接合方法の変形形態であり、配置工程における、活性金属ろう材と、高融点ろう材との配置態様が第2実施形態と異なっているが、同様に真空バルブを製造するための接合方法として好適である。
以下本発明の実施例を説明する。図2は真空バルブの断面図である。セラミックス部材の上下どちらか一方にベローズを有した金属部材と電極の接合体が取り付けられる。セラミックスは92質量%アルミナで、残部は焼結助剤であるSiO2である。また、金属部材は42アロイ(Niが42質量%で残部はFe)であり、表面には5μmのNiめっきが施されている。
高融点ろう材に活性金属ろう材と同じ固相線を有する72%Ag−28%Cu(固相線:780℃)を用い、その他は実施例1と同様の条件にて真空バルブを作製した。その気密性を測定した結果、バルブ内部の圧力は大気圧と等しくなっており、気密性を保つことはできなかった。また、金属部材と活性金属の化合物が多量に形成し、反応層が未形成の部位が多く見受けられた。
92%アルミナで、残りは焼結助剤であるSiO2からなるセラミックス部材と、表面に5μmのNiめっきが施されている42アロイからなる金属部材を、図4に示す態様で接合して、図2に示す態様の真空バルブを製造する。
シート状高融点ろう材に活性金属ろう材と同じ固相線を有する72%Ag−28%Cu(固相線:780℃)を用い、その他は実施例2と同様の条件にて真空バルブを作製した。その気密性を測定した結果、バルブ内部の圧力は大気圧と等しくなっており、気密性を保つことはできなかった。また、金属部材と活性金属の化合物が多量に形成し、反応層が未形成の部位が多く見受けられた。
活性金属ろう材 11
高融点ろう材 12
高融点活性金属ろう材 12c
活性金属反応層 13
活性金属以外の活性粉末ろう材成分 14
接合層 15
Fe−Ni−Ti化合物 16
セラミックス部材 2
金属部材 3
ベローズ 4
可動接点 5
固定接点 6
真空バルブ 50
Claims (10)
- セラミックス部材と、金属部材との間に、活性金属ろう材と、前記活性金属ろう材よりも固相線温度が10〜200℃高い高融点ろう材を配置する配置工程であって、前記活性金属ろう材が前記セラミックス部材及び前記高融点ろう材に接触し、かつ前記金属部材に接触することなく、前記高融点ろう材が、少なくとも前記金属部材及び前記活性金属ろう材に接触するように配置される工程と、
前記配置工程で得られた構造体を加熱溶融する加熱溶融工程と
を備える、セラミックス部材と金属部材との接合方法。 - セラミックス部材と、金属部材との間に、活性金属ろう材と、前記活性金属ろう材よりも固相線温度が10〜200℃高い高融点ろう材を配置する配置工程であって、前記活性金属ろう材が前記セラミックス部材に接触し、かつ前記金属部材に接触することなく、前記高融点ろう材が、少なくとも前記金属部材に接触するように配置される工程と、
前記配置工程で得られた構造体を加熱溶融する加熱溶融工程と
を備え、
前記加熱溶融工程が、前記活性金属ろう材の固相線以上、前記高融点ろう材の固相線以下の温度での温度保持ステップと、前記高融点ろう材の固相線以上の温度での温度保持ステップとを含む、セラミックス部材と金属部材との接合方法。 - 前記活性金属ろう材が、Ag−Cu−Me、Ag−Cu−In−Me、Ag−Cu−Sn−Meから選択される少なくとも一種を含み、Meが、Ti、Zr、Hf、V、Crから選択される一種または二種以上の活性金属である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記Meが、Tiである、請求項3に記載の方法
- 前記高融点ろう材が、前記活性金属ろう材の構成元素の一以上からなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記配置する工程が、前記セラミックス部材上に前記活性金属ろう材を積層し、前記活性金属ろう材上に、前記高融点ろう材を積層する工程を含み、前記活性金属ろう材が、粉末ろう材である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記配置する工程が、前記セラミックス部材上に前記活性金属ろう材を積層し、前記活性金属ろう材上に、前記高融点ろう材を断続的に空隙を設けて配置する工程を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記配置する工程が、前記セラミックス部材上に前記活性金属ろう材を断続的に配置する工程と、前記セラミックス部材上に前記高融点ろう材を断続的に配置する工程とを含み、前記高融点ろう材が、Ti、Zr、Hf、V、Crから選択される一種または二種以上の活性金属を含み、前記高融点ろう材が前記活性金属ろう材よりも大きい厚みで配置される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- セラミックス部材と、金属部材との間に、活性金属ろう材と、前記活性金属ろう材よりも固相線温度が10〜200℃高い高融点ろう材が、前記活性金属ろう材が前記セラミックス部材及び前記高融点ろう材に接触し、かつ前記金属部材に接触することなく、前記高融点ろう材が、少なくとも前記金属部材及び前記活性金属ろう材に接触するように配置され、加熱溶融された接合体。
- 前記接合体が真空バルブである、請求項9に記載の接合体。
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