JPH0159238B2 - - Google Patents

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JPH0159238B2
JPH0159238B2 JP58182092A JP18209283A JPH0159238B2 JP H0159238 B2 JPH0159238 B2 JP H0159238B2 JP 58182092 A JP58182092 A JP 58182092A JP 18209283 A JP18209283 A JP 18209283A JP H0159238 B2 JPH0159238 B2 JP H0159238B2
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JP
Japan
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ceramic sintered
sintered body
nitride
metallized
layer
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Expired
Application number
JP58182092A
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English (en)
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JPS6077186A (ja
Inventor
Kazuo Ikeda
Akio Sayano
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は新規な金属化表面を有するセラミツク
ス焼結体に関する。
（従来の技術とその課題） 従来より、セラミツクス焼結体を金属部材に接
合させたり、セラミツクス焼結体どうしを接合さ
せるために、セラミツクス焼結体表面に、モリブ
デン粉末とマンガン粉末とを主成分とし有機バイ
ンダでペースト状にしたモリブデン−マンガンペ
ーストを塗布し、還元雰囲気中で焼成して金属化
することが行なわれている。
この方法はセラミツクス焼結体がアルミナ等の
酸化物系セラミツクス焼結体の場合は有効である
が、窒化ケイ素等の非酸化物系セラミツクス焼結
体には適用が困難であるという欠点があつた。
近年、窒化ケイ素や炭化ケイ素等の非酸化物系
セラミツクス焼結体は耐摩耗性や高温特性に優れ
ているところから自動車部品やガスタービン部品
として用途が拡大してきており、そのためにも非
酸化物系セラミツクス焼結体に適用可能でしかも
より密着性のよい金属化方法が望まれている。
そのためセラミツクス焼結体に直接クロムをめ
つきしたり、溶射することにより金属化すること
が行なわれているが、セラミツクス焼結体と金属
化層との密着が悪いという欠点があつた。
本発明はこのような点に対処してなされたもの
で、非酸化物系セラミツクス焼結体を含むほとん
どすべてのセラミツクス焼結体に適用可能で、し
かも接合強度の大きい金属化表面を有するセラミ
ツクス焼結体を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の金属化表面を有するセラミツクス焼結
体は、窒素原子を５原子％以上含有するセラミツ
クス焼結体と表面の金属層間に、Ti、Zr、Hfか
らなる群より選ばれた少なくとも１種の遷移金属
の窒化物層が介在することを特徴としている。
上記のセラミツクス焼結体としては、窒化ケイ
素、窒化アルミニウム、サイアロン、窒化チタン
およびこれらの複合体が適しているが、窒素原子
を５原子％以上含有するセラミツクス焼結体であ
れば、本発明により接合することができる。
また、本発明に使用される遷移金属としては、
Ti、Zr、Hfがあり、これらを少くとも５原子％
含む合金も使用することができる。なお、遷移金
属としては、反応性および価格の点からTiが適
している。
本発明の金属化表面を有するセラミツクス焼結
体は、セラミツクス焼結体と金属箔間に、Ti、
ZrおよびHfのうちの少なくとも一種の遷移金属
の箔をそのまま、または粉体、圧粉体、スラリー
あるいは溶液状態で介挿させて、真空中、不活性
ガス中または窒素を含む還元性雰囲気中で、800
〜1600℃で１分以上焼成して、金属箔をセラミツ
クス焼結体に接合させることにより得ることがで
きる。
なお、このとき金属箔として銅箔を用いた場合
には、銅と上述した遷移金属が共融して、例えば
遷移金属がチタンの場合には、表面にTi2Cu、
TiCu、Ti2Cu3、TiCu3、Ti、Cu等の混晶からな
る金属化層が形成される。また同時にチタンが窒
化物セラミツクス焼結体の窒素と反応して金属化
層とセラミツクス焼結体間にTiNの薄層が形成
される。
（作用） このようにしてセラミツクス焼結体の表面に形
成された金属化層は、セラミツクス焼結体−金属
化層の接合界面に焼結段階で形成されたａ族遷
移金属窒化物が、セラミツクス焼結体と金属化層
間を強固に接合するので、このセラミツクス焼結
体どうし、あるいはこのセラミツクス焼結体と金
属部材とを、例えば銀ろうによりろう接した場合
にきわめて大きい接合強度を得ることができる。
（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。
実施例 １ 常圧焼結した窒化ケイ素からなる平板状のセラ
ミツクス焼結体の表面に、チタンと銅の粉末をエ
チルアルコール中に分散させスラリー状にしたも
のを塗布した。これを空気中で乾燥した後、アル
ゴン雰囲気中で焼成（1000℃で約５分）したとこ
ろ、セラミツクスの表面に良好な金属化面を得る
ことができた。
この金属化面は、上述したスラリー中の銅を主
構成元素とする金属層と、さらに、この金属層と
セラミツクス焼結体との間に介在する、上述した
スラリーと窒化ケイ素からなるセラミツクス焼結
体とが反応して形成されるTiNからなる窒化物
層とからなるものである。
このようなセラミツクス焼結体の表面は十分な
導電性を有する。
こうして得られた２個のセラミツクス焼結体を
銀ろうを介して金属化面を重ね合せ、約800℃で
加熱してろう付けしたところ、強固な接合体を得
ることができた。
実施例 ２ 常圧焼結した窒化ケイ素からなる平板状のセラ
ミツクス焼結体の表面に、Ti箔を配置し、この
Ti箔上に金属層となる銅箔を、それぞれ箔の状
態で配置した。
その後、アルゴン雰囲気中で焼成（1000℃で約
５分）した。
すると、金属層となる金属箔として用いた銅箔
と、セラミツクス焼結体との間に介挿させたTi
箔とが共融して、セラミツクス焼結体表面に
Ti2Cu、TiCu、Ti2Cu3、、TiCu3、Ti、Cu等の混
晶からなる金属化層が形成された。
また、この際Ti箔が窒化物セラミツクス焼結
体の窒素と反応して、金属化層とセラミツクス焼
結体との間にTiNからなる窒化物層が形成され
た。
こうして得られた２個のセラミツクス焼結体を
銀ろうを介して金属化面を重ね合せ、約800℃で
加熱してろう付けしたところ、強固な接合体を得
ることができ、導電性も良好であつた。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の金属化表面を有す
るセラミツクス焼結体と表面の金属化層との接合
界面にはTiN層が形成されており、このTiN層
の存在によりきわめて大きい接合強度を得ること
ができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 窒素原子を５原子％以上含有するセラミツク
    ス焼結体と表面の金属層間に、Ti、Zr、Hfから
    なる群より選ばれた少なくとも１種の遷移金属の
    窒化物層が介在することを特徴とする金属化表面
    を有するセラミツクス焼結体。 ２ 窒素原子を５原子％以上含有するセラミツク
    ス焼結体は、窒化物セラミツクス焼結体、または
    窒化物セラミツクスを含む複合セラミツクス焼結
    体である特許請求の範囲第１項記載の金属化表面
    を有するセラミツクス焼結体。 ３ 窒化物セラミツクス焼結体は、窒化ケイ素、
    窒化アルミニウム、サイアロン、窒化チタンおよ
    びこれらの複合体から選ばれたものである特許請
    求の範囲第１項または第２項記載の金属化表面を
    有するセラミツクス焼結体。 ４ 遷移金属は、チタンである特許請求の範囲第
    １項ないし第３項のいずれか１項記載の金属化表
    面を有するセラミツクス焼結体。
JP18209283A 1983-09-30 1983-09-30 金属化表面を有するセラミツクス焼結体 Granted JPS6077186A (ja)

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