JPH01282161A - セラミクスと金属との接合体 - Google Patents
セラミクスと金属との接合体Info
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- JPH01282161A JPH01282161A JP11104988A JP11104988A JPH01282161A JP H01282161 A JPH01282161 A JP H01282161A JP 11104988 A JP11104988 A JP 11104988A JP 11104988 A JP11104988 A JP 11104988A JP H01282161 A JPH01282161 A JP H01282161A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
- C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、セラミクス製部材とこれより熱膨張率の大き
い金属製部材とを接合してなる高耐熱接合体に関し、例
えば加熱炉の内壁部材１航空機のエンジン部材、ガスタ
ービンの翼部材、ロケットや宇宙往還機の機体用部材へ
の適用が期待される。
い金属製部材とを接合してなる高耐熱接合体に関し、例
えば加熱炉の内壁部材１航空機のエンジン部材、ガスタ
ービンの翼部材、ロケットや宇宙往還機の機体用部材へ
の適用が期待される。
セラミクスは軽量で耐熱性が高く、化学的にも安定なた
め耐食性も高いが、靭性に乏しいため単一では用いず、
金属の使用できない高温部のみをセラミクスとし、それ
に続く低温部は金属を接合して用いることが考えられて
いる。従って、このような要請に応えるには、セラミク
スと金属との信転性の高い接合技術が不可欠となる。
め耐食性も高いが、靭性に乏しいため単一では用いず、
金属の使用できない高温部のみをセラミクスとし、それ
に続く低温部は金属を接合して用いることが考えられて
いる。従って、このような要請に応えるには、セラミク
スと金属との信転性の高い接合技術が不可欠となる。
ＳｉＣや５ｉｓＮ４等のセラミクスからなる部材と金属
製部材とを例えばＨＩＰにより高温で拡散接合する場合
は、このセラミクスの熱膨張率が５×１０−”１／’Ｃ
であるのに対し、通常用いられるＦｅ。
製部材とを例えばＨＩＰにより高温で拡散接合する場合
は、このセラミクスの熱膨張率が５×１０−”１／’Ｃ
であるのに対し、通常用いられるＦｅ。
Ｎｉ、Ｃｒの合金の熱膨張率は１０ｘｌＯ−’１／℃以
上と大きいので、接合後の冷却過程でセラミクスが割れ
たり、又は割れないまでも該接合界面部分に大きな残留
応力が発生し易い。
上と大きいので、接合後の冷却過程でセラミクスが割れ
たり、又は割れないまでも該接合界面部分に大きな残留
応力が発生し易い。
そこで従来、この接合界面に生じる割れを防止し、また
、応力を軽減するために、軟質金属材料からなるインサ
ート材、あるいは上記セラミクスと金属との中間の熱膨
張係数を有するＷ、Ｍｏ等からなる応力緩和材を両部材
間に介在させて両部材を接合する方法が一般に採用され
ている（例えば実開昭５９−１６０５３３号公報参照）
。
、応力を軽減するために、軟質金属材料からなるインサ
ート材、あるいは上記セラミクスと金属との中間の熱膨
張係数を有するＷ、Ｍｏ等からなる応力緩和材を両部材
間に介在させて両部材を接合する方法が一般に採用され
ている（例えば実開昭５９−１６０５３３号公報参照）
。
ところで上述の、セラミクス製部材と金属製部材との間
にインサート材又は応力緩和材を挾んで接合する方法は
、この介在物の融点付近の高温下で圧力をかけて接合す
る方法であり、接合温度が高くなるので、冷却状態との
温度差が大きくなる。
にインサート材又は応力緩和材を挾んで接合する方法は
、この介在物の融点付近の高温下で圧力をかけて接合す
る方法であり、接合温度が高くなるので、冷却状態との
温度差が大きくなる。
一方、上記応力緩和材は、単に両部材の中間の熱膨張率
を有するものであるにすぎないから、これによる熱膨張
率調和作用には、限度があり、結果的に熱応力を充分に
下げることができず、剥離を生じて接合できないか、ま
たは界面に生じるミクロな欠陥により充分な接合強度が
得られない。
を有するものであるにすぎないから、これによる熱膨張
率調和作用には、限度があり、結果的に熱応力を充分に
下げることができず、剥離を生じて接合できないか、ま
たは界面に生じるミクロな欠陥により充分な接合強度が
得られない。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、接合面の残留応力
を抑制でき、充分な接合強度が得られるセラミクスと金
属との接合体を提供することを目的としている。
を抑制でき、充分な接合強度が得られるセラミクスと金
属との接合体を提供することを目的としている。
本発明はセラミクス製部材と金属製部材とを、両部材間
にインサート材を介在させて高温で接合した接合体にお
いて、上記金インナート材を、Ｔｉをマトリクスとし、
これにセラミクス繊維を複合化してなる複合材料からな
るものとしたことを特徴としている。
にインサート材を介在させて高温で接合した接合体にお
いて、上記金インナート材を、Ｔｉをマトリクスとし、
これにセラミクス繊維を複合化してなる複合材料からな
るものとしたことを特徴としている。
本発明におけるセラミクス製部材としては例えばＳｉＣ
，Ｓｉ３Ｎ４製部材等が、また金属製部材としてはＴｉ
合金、 ＳＯＳ、Ｎｉ基合金等が採用できる。
，Ｓｉ３Ｎ４製部材等が、また金属製部材としてはＴｉ
合金、 ＳＯＳ、Ｎｉ基合金等が採用できる。
また、本発明のインサート材のマトリクス金属にはＴｉ
が好適であり、セラミクス繊維にはＳｉＣ，ＳｉＮが好
適である。またこのインサート材は、所望の熱膨張率が
得られるように、セラミクス繊維の含を量を適宜設定す
ることとなるが、この場合に、セラミクス繊維の含有量
を、セラミクス部材側はど多くなるように段階的、又は
連続的に変化させてもよい、またこのインサート材は予
め固化したものでも、未固化状態で、接合圧下時に同時
に固化するようにしたものでもよい。
が好適であり、セラミクス繊維にはＳｉＣ，ＳｉＮが好
適である。またこのインサート材は、所望の熱膨張率が
得られるように、セラミクス繊維の含を量を適宜設定す
ることとなるが、この場合に、セラミクス繊維の含有量
を、セラミクス部材側はど多くなるように段階的、又は
連続的に変化させてもよい、またこのインサート材は予
め固化したものでも、未固化状態で、接合圧下時に同時
に固化するようにしたものでもよい。
また、接合温度は、接合しようとする金属製部材の材質
に応じて決定するのが好ましく、例えばＦｅを含む合金
の接合温度は８００〜１０８０℃程度が、Ｎｉを含む合
金の接合温度は８００〜９４０℃程度が好ましく、また
この場合の接合雰囲気は非酸化性雰囲気にする必要があ
る。
に応じて決定するのが好ましく、例えばＦｅを含む合金
の接合温度は８００〜１０８０℃程度が、Ｎｉを含む合
金の接合温度は８００〜９４０℃程度が好ましく、また
この場合の接合雰囲気は非酸化性雰囲気にする必要があ
る。
また、本発明が対象とする接合体は、高温雰囲気で母材
を溶融させることなく接合する方法、例えば拡散接合、
ロー付は等によって接合されたものであり、母材同士を
アーク熱等で溶融させて接合する、いわゆる溶櫓によっ
て接合されたものは含まない。
を溶融させることなく接合する方法、例えば拡散接合、
ロー付は等によって接合されたものであり、母材同士を
アーク熱等で溶融させて接合する、いわゆる溶櫓によっ
て接合されたものは含まない。
本発明に係る接合体では、インサート材として、Ｔｉマ
トリクス金属にＳｉＣ等のセラミクス繊維を複合化して
なる複合材料を採用したので、両部材間の熱応力を抑制
でき、接合強度を向上できる。
トリクス金属にＳｉＣ等のセラミクス繊維を複合化して
なる複合材料を採用したので、両部材間の熱応力を抑制
でき、接合強度を向上できる。
即ち、ＴｉはＮｔ金合金と比べ、Ｍｏ等と同様に熱膨張
率が小さく、さらにセラミクスであるＳｉＣ繊維等の含
有量を適宜変えることによって、熱膨張率を例えばセラ
ミクス製部材に近くする等、自由に設定することができ
る。この場合に、セラミクス繊維の含有量をセラミクス
製部材側はど多くした場合はインサート材の熱膨張率が
金属製部材側からセラミクス製部材側に徐々に小さくな
り、両部材の熱膨張率差をほぼ完全に調和させることが
できる。さらにＴｉ は非常に活性な金属であり、セラ
ミクスの構成元素であるＯ、Ｎ、Ｃと化学的結合性も高
いため、９００℃程度の比較的低温でも接合が可能であ
る。このような作用により、セラミクス製部材と金属製
部材との健全で接合強度の高い接合体が得られる。
率が小さく、さらにセラミクスであるＳｉＣ繊維等の含
有量を適宜変えることによって、熱膨張率を例えばセラ
ミクス製部材に近くする等、自由に設定することができ
る。この場合に、セラミクス繊維の含有量をセラミクス
製部材側はど多くした場合はインサート材の熱膨張率が
金属製部材側からセラミクス製部材側に徐々に小さくな
り、両部材の熱膨張率差をほぼ完全に調和させることが
できる。さらにＴｉ は非常に活性な金属であり、セラ
ミクスの構成元素であるＯ、Ｎ、Ｃと化学的結合性も高
いため、９００℃程度の比較的低温でも接合が可能であ
る。このような作用により、セラミクス製部材と金属製
部材との健全で接合強度の高い接合体が得られる。
以下、本発明を実施例について詳細に説明する。
災止開上
第１図に示すように、Φ３０ｎ＋Ｘ２０ｍｍ厚さの、Ｓ
ｉＣからなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からなる
金属製部材２との間に、純Ｔｉをマトリクスとし、これ
にＳ １ｃ（ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向に交互に積
層して強化材とした体積率４０％、１ｍ厚さの複合イン
サート材３を挟み込み、真空ホットプレスにより９００
℃、 １０００気圧で３０分間加圧した。
ｉＣからなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からなる
金属製部材２との間に、純Ｔｉをマトリクスとし、これ
にＳ １ｃ（ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向に交互に積
層して強化材とした体積率４０％、１ｍ厚さの複合イン
サート材３を挟み込み、真空ホットプレスにより９００
℃、 １０００気圧で３０分間加圧した。
その結果、それぞれの境界面に割れ、剥離の無い、曲げ
強度３０ｋｇ／ ｌ、２の健全な接合体が得られた。
強度３０ｋｇ／ ｌ、２の健全な接合体が得られた。
大施五Ｉ
第１図に示すように、φ３０ｔｓＸ２０寵厚さの、Ｓｉ
３Ｎ、からなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からな
る金属製部材２との間に、純Ｔｉをマトリクスとし、こ
れにＳ １ｃ（ｃｖｄ）長繊維を±９０度の方向に交互
に積層して強化材とした体積率４０％、１１ｍ厚さの複
合インサート材３を挟み込み、これをカプセルに収容し
た後、真空気密封止し、８００℃。
３Ｎ、からなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からな
る金属製部材２との間に、純Ｔｉをマトリクスとし、こ
れにＳ １ｃ（ｃｖｄ）長繊維を±９０度の方向に交互
に積層して強化材とした体積率４０％、１１ｍ厚さの複
合インサート材３を挟み込み、これをカプセルに収容し
た後、真空気密封止し、８００℃。
２０００気圧で３０分加圧した。その結果、それぞれの
境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３２ｋｇ／ ｍ”
の健全な接合体が得られた。
境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３２ｋｇ／ ｍ”
の健全な接合体が得られた。
一方、比較のために、接合温度を７００℃とし、他は同
様の条件で接合したところ、接合強度は５ｋｇ／鶴２と
低く、セラミクス製部材１とインサート材３との接合界
面に割れが認められ、接着が充分ではなかった。
様の条件で接合したところ、接合強度は５ｋｇ／鶴２と
低く、セラミクス製部材１とインサート材３との接合界
面に割れが認められ、接着が充分ではなかった。
尖施炭主
第２図に示すように、３０ｆｉ角×３０龍厚さの、Ｓｉ
Ｃからなるセラミクス製部材４と、４３０フエライトス
テンレス鋼からなる金属製部材５との間に、Ｔ ｉ−１
５Ｍｏ−５Ａ Ａ’をマトリクスとし、これに５ｉＣ（
ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向に交互に積層して強化材
とした体積率４０％、１鰭厚さの複合インサート材６を
挟み込み、真空ホットプレスにより９００℃。
Ｃからなるセラミクス製部材４と、４３０フエライトス
テンレス鋼からなる金属製部材５との間に、Ｔ ｉ−１
５Ｍｏ−５Ａ Ａ’をマトリクスとし、これに５ｉＣ（
ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向に交互に積層して強化材
とした体積率４０％、１鰭厚さの複合インサート材６を
挟み込み、真空ホットプレスにより９００℃。
１０００気圧で３０分加圧した。その結果、それぞれの
境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３２ｋｇ／ ｔｍ
”の健全な接合体が得られた。
境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３２ｋｇ／ ｔｍ
”の健全な接合体が得られた。
一方比較のために、接合温度を１１００℃とし、他は同
様の条件で接合したところ、Ｔｉ とＦｅとの共晶反応
により、インサート材６が劣化し、健全な接合体が得ら
れなかった。
様の条件で接合したところ、Ｔｉ とＦｅとの共晶反応
により、インサート材６が劣化し、健全な接合体が得ら
れなかった。
大嵐斑土
第１図に示すように、Φ３０ｎ＋Ｘ２（Ｉｎ厚さの、Ｓ
ｉＣからなるセラミクス製部材１と、３１０ステンレス
鋼からなる金属製部材２との間に、純Ｔｉをマトリクス
とし、これにＳ １ｃ（ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向
に交互に積層して強化材とした体積率４０％。
ｉＣからなるセラミクス製部材１と、３１０ステンレス
鋼からなる金属製部材２との間に、純Ｔｉをマトリクス
とし、これにＳ １ｃ（ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向
に交互に積層して強化材とした体積率４０％。
２龍厚さの複合インサート材３を挟み込み、真空ホット
プレスにより９００℃、 １０００気圧で３０分間加圧
した。その結果、それぞれの境界面に割れ、剥離の無い
、曲げ強度３０ｋｉｒ／ ｍ”の健全な接合体が得られ
た。
プレスにより９００℃、 １０００気圧で３０分間加圧
した。その結果、それぞれの境界面に割れ、剥離の無い
、曲げ強度３０ｋｉｒ／ ｍ”の健全な接合体が得られ
た。
実藷韮」−
第３図に示すように、φ３０ｍＸ２０ｍ厚さの、ＳｉＣ
からなるセラミクス製部材７と、Ｎｉ基合金からなる金
属製部材８との間に、インサート材９を挟み込んだ。こ
のインサート材９は、純Ｔｉをマトリクスとし、これに
Ｓ １Ｃ（ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向に交互に積層
して強化材とした繊維体積率５０％、Ｉｗｍ厚さのイン
サート材９ａ＋体積率２０％、１鶴厚さのインサート材
９ｂ１体積率０％、１ｍ厚さのインサート材９Ｃからな
り、各インサート材９ａ。
からなるセラミクス製部材７と、Ｎｉ基合金からなる金
属製部材８との間に、インサート材９を挟み込んだ。こ
のインサート材９は、純Ｔｉをマトリクスとし、これに
Ｓ １Ｃ（ｃｖｄ）繊維を±９０度の方向に交互に積層
して強化材とした繊維体積率５０％、Ｉｗｍ厚さのイン
サート材９ａ＋体積率２０％、１鶴厚さのインサート材
９ｂ１体積率０％、１ｍ厚さのインサート材９Ｃからな
り、各インサート材９ａ。
９ｂ、９ｃはそれぞれセラミクス製部材７側、中央、金
属製部材８側に位置している。即ち、セラミクス部材側
はどセラミクス繊維の含有率が段階的に高くなっている
。そしてこの積層体を、真空ホットプレスにより９００
℃、 １０００気圧で３０分間加圧した。その結果、そ
れぞれの境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３０ｋｇ
／ ｔｍ”の健全な接合体が得られた。
属製部材８側に位置している。即ち、セラミクス部材側
はどセラミクス繊維の含有率が段階的に高くなっている
。そしてこの積層体を、真空ホットプレスにより９００
℃、 １０００気圧で３０分間加圧した。その結果、そ
れぞれの境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３０ｋｇ
／ ｔｍ”の健全な接合体が得られた。
一方、接合温度１０００℃で同様に実施したところ、Ｔ
ｉ とＮｉ との共晶反応によりインサート材が劣化し
て健全な接合が得られなかった。
ｉ とＮｉ との共晶反応によりインサート材が劣化し
て健全な接合が得られなかった。
爽立■工
第１図に示すように、Φ３０ｆｉＸ２０ｕ厚さの、Ｓｉ
Ｃからなるセラミクス製部材ｌと、３１０ステンレス鋼
からなる金属製部材２との間にインサート材３を介在さ
せた。このインサート材３は、Ｔｉ−６Ａｊ１２ｓｎ
−４Ｚｒ−６Ｍｏ粉末を樹脂バインダで０゜３１厚さの
板状としたものと、Ｓ １ｃｉｌｉ維をＱ、２ｍｍ間隔
で配列したものをＴｉ／繊維／ ・・・繊維／Ｔｉとな
るよう１１層重ねて構成されている。この積層体を真空
ホットプレスにより９００℃、 １０００気圧で６０分
間加圧した。その結果、それぞれの境界面に割れ、剥離
の無い、曲げ強度２８ｋｇ／ １ｍ”の健全な接合体が
得られた。
Ｃからなるセラミクス製部材ｌと、３１０ステンレス鋼
からなる金属製部材２との間にインサート材３を介在さ
せた。このインサート材３は、Ｔｉ−６Ａｊ１２ｓｎ
−４Ｚｒ−６Ｍｏ粉末を樹脂バインダで０゜３１厚さの
板状としたものと、Ｓ １ｃｉｌｉ維をＱ、２ｍｍ間隔
で配列したものをＴｉ／繊維／ ・・・繊維／Ｔｉとな
るよう１１層重ねて構成されている。この積層体を真空
ホットプレスにより９００℃、 １０００気圧で６０分
間加圧した。その結果、それぞれの境界面に割れ、剥離
の無い、曲げ強度２８ｋｇ／ １ｍ”の健全な接合体が
得られた。
天皇里ユ
第２図に示すように、３０ｆｉ角×３０ｆｉ厚さの、Ｓ
ｉＣからなるセラミクス製部材４と、４３０フエライト
ステンレス鋼からなる金属製部材５との間にインサート
材６を介在させた。このインサート材６は、Ｔｉ−１５
Ｖ−３Ｃｒ−３Ａ １ｌ−３Ｓｎ合金のＱ、１ｍ箔と、
ＳｉＣ繊維を０．２ｆ１間隔で配列したものをＴｉ／繊
維／ ・・・繊維／Ｔｉ となるよう１３層重ねて構成
されている。この積層体を真空ホットプレスにより９０
０℃、 １０００気圧で３０分間加圧した。その結果、
それぞれの境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３０ｋ
ｇ／ 龍”の健全な接合体が得られた。
ｉＣからなるセラミクス製部材４と、４３０フエライト
ステンレス鋼からなる金属製部材５との間にインサート
材６を介在させた。このインサート材６は、Ｔｉ−１５
Ｖ−３Ｃｒ−３Ａ １ｌ−３Ｓｎ合金のＱ、１ｍ箔と、
ＳｉＣ繊維を０．２ｆ１間隔で配列したものをＴｉ／繊
維／ ・・・繊維／Ｔｉ となるよう１３層重ねて構成
されている。この積層体を真空ホットプレスにより９０
０℃、 １０００気圧で３０分間加圧した。その結果、
それぞれの境界面に割れ、剥離の無い、曲げ強度３０ｋ
ｇ／ 龍”の健全な接合体が得られた。
大旅貫１
第１図に示すように、Φ３０ｔｌＸ、２（ｂｍ厚さの、
ＳｉＣからなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からな
る金属製部材２との間に、純Ｔｉ粉末に体積率ＳｉＣ粒
子を４０％となるよう混合してＩ（ＩＰ底成形た１ｍ厚
さの複合インサート材３を挟み込み、真空ホットプレス
により９００℃、 １ｏｏｏ気圧で３０分間加圧した。
ＳｉＣからなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からな
る金属製部材２との間に、純Ｔｉ粉末に体積率ＳｉＣ粒
子を４０％となるよう混合してＩ（ＩＰ底成形た１ｍ厚
さの複合インサート材３を挟み込み、真空ホットプレス
により９００℃、 １ｏｏｏ気圧で３０分間加圧した。
その結果、それぞれの境界面に割れ。
剥離の無い、曲げ強度２５ｋｇ／ ｍ”の健全な接合体
が得られた。
が得られた。
ス１■引影
第１図に示すように、Φ３０ｍｍＸ２０ｍｍ厚さの、Ｓ
ｉＣからなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からなる
金属製部材２との間に、純Ｔｉ粉末にＷ粒子を体積率５
０％となるよう混合し、ホットプレスで成形した１ｆｌ
厚さの複合インサート材３を挟み込み、これをカプセル
に収容した後、真空気密封止し、９００℃、１０００気
圧で３０分加圧した。その結果、それぞれの境界面に割
れ、剥離の無い、曲げ強度２３ｋｇ／ ｍ”の健全な接
合体が得られた。
ｉＣからなるセラミクス製部材１と、Ｔｉ合金からなる
金属製部材２との間に、純Ｔｉ粉末にＷ粒子を体積率５
０％となるよう混合し、ホットプレスで成形した１ｆｌ
厚さの複合インサート材３を挟み込み、これをカプセル
に収容した後、真空気密封止し、９００℃、１０００気
圧で３０分加圧した。その結果、それぞれの境界面に割
れ、剥離の無い、曲げ強度２３ｋｇ／ ｍ”の健全な接
合体が得られた。
一方、比較のために、接合温度を７００℃とし、他は同
様の条件で接合したところ、接合強度は５ｋｇ７ｍ”
と低く、セラミクス製部材１とインサート材３との接合
界面に破断が認められ、接着が充分ではなかった。
様の条件で接合したところ、接合強度は５ｋｇ７ｍ”
と低く、セラミクス製部材１とインサート材３との接合
界面に破断が認められ、接着が充分ではなかった。
災土炭上皇
第２図に示すように、３０鶴角×３０鶴厚さの、Ｓｉ、
ｌ’Ｊ、からなるセラミクス製部材４と、４３０フエラ
イトステンレス鋼からなる金属製部材５との間に、純Ｔ
ｉ粉末にＳ＋ｓＮａ粒子を体積率４０％となるよう混合
し、ＣＩＰ成形した１ｆｌ厚さの複合インサート材６を
挟み込み、真空ホットプレスにより９００℃、１ｏｏｏ
気圧で３０分加圧した。その結果、それぞれの境界面に
割れ、剥離の無い、曲げ強度２４／ａｍ”の健全な接合
体が得られた。
ｌ’Ｊ、からなるセラミクス製部材４と、４３０フエラ
イトステンレス鋼からなる金属製部材５との間に、純Ｔ
ｉ粉末にＳ＋ｓＮａ粒子を体積率４０％となるよう混合
し、ＣＩＰ成形した１ｆｌ厚さの複合インサート材６を
挟み込み、真空ホットプレスにより９００℃、１ｏｏｏ
気圧で３０分加圧した。その結果、それぞれの境界面に
割れ、剥離の無い、曲げ強度２４／ａｍ”の健全な接合
体が得られた。
一方比較のために、接合温度を１１００℃とし、他は同
様の条件で接合したところ、Ｔｉ とＦｅとの共晶反応
により、インサート材６が劣化し、健全な接合体が得ら
れなかった。
様の条件で接合したところ、Ｔｉ とＦｅとの共晶反応
により、インサート材６が劣化し、健全な接合体が得ら
れなかった。
１目±土工
第１図に示すように、φ３０ｆｉＸ２０ｎ厚さの、Ｓｉ
Ｃからなるセラミクス製部材ｌと、３１０ステンレス鋼
からなる金属製部材２との間に、Ｔｉ−６／１−４Ｖ粉
末とＭｏ粒子を樹脂バインダを添加して混合し、３龍厚
さの板状とした複合インサート材３を挟み込み、真空ホ
ットプレスにより９００ ’ｅ、 １０００気圧で３０
分間加圧した。その結果、それぞれの境界面に割れ、剥
離の無い、曲げ強度２８ｋｇ／ ｔｍ”の健全な接合体
が得られた。
Ｃからなるセラミクス製部材ｌと、３１０ステンレス鋼
からなる金属製部材２との間に、Ｔｉ−６／１−４Ｖ粉
末とＭｏ粒子を樹脂バインダを添加して混合し、３龍厚
さの板状とした複合インサート材３を挟み込み、真空ホ
ットプレスにより９００ ’ｅ、 １０００気圧で３０
分間加圧した。その結果、それぞれの境界面に割れ、剥
離の無い、曲げ強度２８ｋｇ／ ｔｍ”の健全な接合体
が得られた。
爽施■上１
第４図に示すように、Φ３０ｍ宵Ｘ２０ｍ厚さの、Ｓｉ
Ｃからなるセラミクス製部材ｌＯと、Ｎｉ基合金からな
る金属製部材１１との間に、インサート材１２を挟み込
んだ。このインサート材１２は、純Ｔｉ粉末にＳｉＣ粒
子を各体積率になるよう混合してＣＩＰ処理したもので
、体積率８０％、ｌｆｌ厚さのインサート材１２ａ１体
積率６０％、］＋ｎ厚さのインサート材１２ｂ１体積率
４０％、ｌＷｍ厚さのインサート材１２ｃ、体積率２０
％、１ｗｍ厚さのインサート材１２ｄ９体積率０％、１
ｍ厚さのインサート材１２ｅ、からなり、各インサート
材１２ａ−１２ｅは体積率が大きいものがセラミクス部
材１０側に位置するように配置されている。そしてこの
積層体を、カプセルに収容し、真空気密封止した後、Ｈ
ＩＰにより９００℃、１０００気圧で３０分間加圧した
。
Ｃからなるセラミクス製部材ｌＯと、Ｎｉ基合金からな
る金属製部材１１との間に、インサート材１２を挟み込
んだ。このインサート材１２は、純Ｔｉ粉末にＳｉＣ粒
子を各体積率になるよう混合してＣＩＰ処理したもので
、体積率８０％、ｌｆｌ厚さのインサート材１２ａ１体
積率６０％、］＋ｎ厚さのインサート材１２ｂ１体積率
４０％、ｌＷｍ厚さのインサート材１２ｃ、体積率２０
％、１ｗｍ厚さのインサート材１２ｄ９体積率０％、１
ｍ厚さのインサート材１２ｅ、からなり、各インサート
材１２ａ−１２ｅは体積率が大きいものがセラミクス部
材１０側に位置するように配置されている。そしてこの
積層体を、カプセルに収容し、真空気密封止した後、Ｈ
ＩＰにより９００℃、１０００気圧で３０分間加圧した
。
その結果、それぞれの境界面に割れ、剥離の無い、曲げ
強度２４ｋｇ７ ｍ”の健全な接合体が得られた。
強度２４ｋｇ７ ｍ”の健全な接合体が得られた。
一方、接合温度１０００℃で同様に実施したところ、Ｔ
ｉ とＮｉ との共晶反応によりインサート材が劣化し
て健全な接合が得られなかった。
ｉ とＮｉ との共晶反応によりインサート材が劣化し
て健全な接合が得られなかった。
以上のように本発明に係るセラミックスと金属との接合
体によれば、インサート材をＴｉマトリクスにセラミク
スを複合化した複合材料で構成したので、高温接合強度
を大きく向上でき、高温高強度が要求されるガスタービ
ン翼等への適用を実現できる効果がある。
体によれば、インサート材をＴｉマトリクスにセラミク
スを複合化した複合材料で構成したので、高温接合強度
を大きく向上でき、高温高強度が要求されるガスタービ
ン翼等への適用を実現できる効果がある。
第１図ないし第４図は実施例を説明するための斜視図で
ある。 図において、１．４，７．１０はセラミクス製部材、２
，５．８．１１は金属製部材、３，６゜９．１２はイン
サート材である。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所 代理人 弁理士 下 市 努 第１図 第２図 第３図 第４図
ある。 図において、１．４，７．１０はセラミクス製部材、２
，５．８．１１は金属製部材、３，６゜９．１２はイン
サート材である。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所 代理人 弁理士 下 市 努 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- （１）セラミクス製部材と金属製部材とを、両部材間に
インサート材を介在させて高温で両部材を溶融させるこ
となく接合してなる接合体において、上記インサート材
が、Ｔｉ（以下合金を含む）にセラミクス繊維を複合化
した複合部材からなるものであることを特徴とするセラ
ミクスと金属との接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11104988A JPH01282161A (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | セラミクスと金属との接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11104988A JPH01282161A (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | セラミクスと金属との接合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01282161A true JPH01282161A (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14551110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11104988A Pending JPH01282161A (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | セラミクスと金属との接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01282161A (ja) |
-
1988
- 1988-05-07 JP JP11104988A patent/JPH01282161A/ja active Pending
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