JPH02155728A - ＴｉＢ↓２焼結層を有する基板構造体 - Google Patents
ＴｉＢ↓２焼結層を有する基板構造体Info
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- JPH02155728A JPH02155728A JP63311473A JP31147388A JPH02155728A JP H02155728 A JPH02155728 A JP H02155728A JP 63311473 A JP63311473 A JP 63311473A JP 31147388 A JP31147388 A JP 31147388A JP H02155728 A JPH02155728 A JP H02155728A
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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
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/507—Borides
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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】
〔概要〕
ＴｉＪ焼結層を有する基板構造体に関し。
ち密でバルク焼結体と同等の特性を有するＴｉＪ焼結層
をセラミックスまたは金属の表面上へ形成した基板構造
体を提供することを目的とし。
をセラミックスまたは金属の表面上へ形成した基板構造
体を提供することを目的とし。
セラミックスまたは金属の基板と、この基板上にＴｉ粉
末とＢ粉末との混合粉末の自己燃焼合成反応により形成
されたＴｉＢｇを含む焼結層とを有するように構成する
。
末とＢ粉末との混合粉末の自己燃焼合成反応により形成
されたＴｉＢｇを含む焼結層とを有するように構成する
。
本発明は、ＴｉＪ焼結層を有する基板構造体に関する。
近年、電子機器の小型、軽量化に伴い、従来がら用いら
れてきた金属の代わりに、多くの構造部材が樹脂やセラ
ミックスで代用されるようになってきた。
れてきた金属の代わりに、多くの構造部材が樹脂やセラ
ミックスで代用されるようになってきた。
なかでも、セラミックスの利用範囲は２射出成形技術な
どの種々の成形技術の進歩にも助けられ。
どの種々の成形技術の進歩にも助けられ。
多くの構造部材に広がっている。
構造部材へのセラミックスの適用は、その軽量性にあり
、かつ強度や硬度が金属と同等以上といった特性に着目
したものである。構造部材のなかでも、特に摺動部への
セラミックスの適用は古く。
、かつ強度や硬度が金属と同等以上といった特性に着目
したものである。構造部材のなかでも、特に摺動部への
セラミックスの適用は古く。
スパッタリング法や蒸着法による。Ｔｉの炭化物やＴｉ
の窒化物を金属の表面へコーティングする技術がよく知
られている。
の窒化物を金属の表面へコーティングする技術がよく知
られている。
しかしながら、Ｔｉの炭化物やＴｉの窒化物の膜は。
厚さを厚くすることがむずかしいとか、Ｔｉ：Ｃまたは
Ｔｉ ： Ｎの組成比を正確にｌ：Ｉとすることがむず
かしい、という欠点がある。
Ｔｉ ： Ｎの組成比を正確にｌ：Ｉとすることがむず
かしい、という欠点がある。
また、 Ｔｉの炭化物やＴｉの窒化物よりも硬度や強度
に優れ、かつ化学的に安定したＴＩのホウ化物（ＴｉＴ
ｏ）についても、厚膜はもちろん、Ｔｓ膜を形成する技
術も確立したものはない、これは、Ｔｉのホウ化物の多
くが非常に高融点であり、一般に焼結性が悪いことが原
因となっている。また、工業的に純度の低いものしか生
産されておらず１品質の良いターゲツト材の入手が困難
なことも原因となっている。
に優れ、かつ化学的に安定したＴＩのホウ化物（ＴｉＴ
ｏ）についても、厚膜はもちろん、Ｔｓ膜を形成する技
術も確立したものはない、これは、Ｔｉのホウ化物の多
くが非常に高融点であり、一般に焼結性が悪いことが原
因となっている。また、工業的に純度の低いものしか生
産されておらず１品質の良いターゲツト材の入手が困難
なことも原因となっている。
Ｔｉ１ｔは、純度の高いものを合成することがむずかし
く、また合成された原料粉末に好ましい形状を付与し、
かつち密な焼結体として、その特性を発揮させることが
むずかしい、という問題があった。
く、また合成された原料粉末に好ましい形状を付与し、
かつち密な焼結体として、その特性を発揮させることが
むずかしい、という問題があった。
本発明は、ち密でバルク焼結体と同等の特性を有するＴ
ｉＢｚ厚膜をセラミックスおよび金属の表面上へ形成で
きるようにした。 ＴｉＢｚ厚膜の形成方法およびＴｉ
Ｂｇ焼結層を有する基板構造体を提供することを目的と
する。
ｉＢｚ厚膜をセラミックスおよび金属の表面上へ形成で
きるようにした。 ＴｉＢｚ厚膜の形成方法およびＴｉ
Ｂｇ焼結層を有する基板構造体を提供することを目的と
する。
上記目的を達成するために２本発明に係るＴｉＢ２焼結
層を有する基板構造体は、セラミックスまたは金属の基
板と、この基板上にＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末の自
己燃焼合成反応により形成されたＴｉＪを含む焼結層と
を有するように構成し２セラミツクスまたは金属の基板
上に所定のモル組成比のＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末
を含むグリーンシートを積層する工程と、Ｔｉ粉末と［
３末とを反応させ、その際に発生する熱を利用して１合
成されるＴｉＢｔ粉末を焼結させ、基板上にＴｉ１ｔ焼
結層を形成する工程とからなり、５ｔ（Ｓプロセスによ
り焼結させて形成される。
層を有する基板構造体は、セラミックスまたは金属の基
板と、この基板上にＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末の自
己燃焼合成反応により形成されたＴｉＪを含む焼結層と
を有するように構成し２セラミツクスまたは金属の基板
上に所定のモル組成比のＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末
を含むグリーンシートを積層する工程と、Ｔｉ粉末と［
３末とを反応させ、その際に発生する熱を利用して１合
成されるＴｉＢｔ粉末を焼結させ、基板上にＴｉ１ｔ焼
結層を形成する工程とからなり、５ｔ（Ｓプロセスによ
り焼結させて形成される。
具体的な例として、セラミックスまたは金属の基板上に
、 Ｔｉ：Ｂ＝３ ： ２ （モル比）で１００〜３０
０μｍの厚さの第１のグリーンシート、Ｔｉ：Ｂ＝１１
（モル比）で１００〜３０（ｌｕｍの厚さの第２のグリ
ーンシート、およびＴｉ：Ｂ＝１：２（モル比）で５０
０μｍ以上の厚さの第３のグリーンシートを順次積層し
、ＳＯＳプロセスにより焼結させるように構成する。
、 Ｔｉ：Ｂ＝３ ： ２ （モル比）で１００〜３０
０μｍの厚さの第１のグリーンシート、Ｔｉ：Ｂ＝１１
（モル比）で１００〜３０（ｌｕｍの厚さの第２のグリ
ーンシート、およびＴｉ：Ｂ＝１：２（モル比）で５０
０μｍ以上の厚さの第３のグリーンシートを順次積層し
、ＳＯＳプロセスにより焼結させるように構成する。
本発明に係るＴｉ８ｇ厚膜の形成方法は、ＳＨＳプロセ
ス（Ｓｅｌｆ−ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｈｉｇｈ−
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳｙｎｔｈｅｓｊｓ 、自己燃
焼合成法）を利用することにより、 ＴｉＢｚを合成す
ると同時にち密な焼結体とし。
ス（Ｓｅｌｆ−ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｈｉｇｈ−
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳｙｎｔｈｅｓｊｓ 、自己燃
焼合成法）を利用することにより、 ＴｉＢｚを合成す
ると同時にち密な焼結体とし。
ＴｉＢｇ本来の特性を発揮することができるようにする
ものである。
ものである。
ＳＨＳプロセスは、電流、電圧および時間を制御した着
火装置などを用いてＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末もし
くはその成形体に着火し、所定の温度以上に加熱するこ
とにより、加熱された部分でＴｉとＢとの反応を開始さ
せ、 ＴｉＢｚを合成するものである。ＴｉとＢとの反
応は発熱反応であるため多量の熱が発生し３反応はきわ
めて短時間の間にＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末もしく
はその成形体全体に及び、 ＴｉＢｚの合成と焼結とが
完了する。
火装置などを用いてＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末もし
くはその成形体に着火し、所定の温度以上に加熱するこ
とにより、加熱された部分でＴｉとＢとの反応を開始さ
せ、 ＴｉＢｚを合成するものである。ＴｉとＢとの反
応は発熱反応であるため多量の熱が発生し３反応はきわ
めて短時間の間にＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末もしく
はその成形体全体に及び、 ＴｉＢｚの合成と焼結とが
完了する。
すなわち、ＳＨＳプロセスにより、 Ｔｉ１ｇの合成と
同時に焼結が進行する。 Ｔｉ１ｈの合成の際には。
同時に焼結が進行する。 Ｔｉ１ｈの合成の際には。
発熱反応により大きな熱が発生する。この発熱量は、金
属粉末やＴｉＢ、の粉末を添加することにより制御する
ことができる。この結果９合成されたＴｉ８２を寸法精
度よく収縮させ、焼結体とすることができる。
属粉末やＴｉＢ、の粉末を添加することにより制御する
ことができる。この結果９合成されたＴｉ８２を寸法精
度よく収縮させ、焼結体とすることができる。
本発明のＳＨＳプロセスは１合成されるＴｔＢｚの濃度
を厚さ方向で傾斜させることにより、セラミックスまた
は金属の基板との界面近傍での発熱量を少なくしている
。これにより、熱応力を小さくすることにより、セラミ
ックスまたは金属の基板との密着性を改善し、また熱膨
張の差によるクラックの発生を防止している。
を厚さ方向で傾斜させることにより、セラミックスまた
は金属の基板との界面近傍での発熱量を少なくしている
。これにより、熱応力を小さくすることにより、セラミ
ックスまたは金属の基板との密着性を改善し、また熱膨
張の差によるクラックの発生を防止している。
合成されるＴｉ８つの濃度を厚さ方向で傾斜させるため
の具体的な末法として２本発明では、セラミックスまた
は金属の基板の上に２例えば、ＴＩ：Ｂ＝３１（モル比
）で１００〜３００μｍの厚さの第１のグリーンシート
、 Ｔｉ：Ｂ＝１ ： １ （モル比）で１００〜３
００μｍの厚さの第２のグリーンシート、およびＴｉ：
Ｂ＝ｌ：２（モル比）で５００μｍ以上の厚さの第３の
グリーンシートを順次積層する方法を採っている。
の具体的な末法として２本発明では、セラミックスまた
は金属の基板の上に２例えば、ＴＩ：Ｂ＝３１（モル比
）で１００〜３００μｍの厚さの第１のグリーンシート
、 Ｔｉ：Ｂ＝１ ： １ （モル比）で１００〜３
００μｍの厚さの第２のグリーンシート、およびＴｉ：
Ｂ＝ｌ：２（モル比）で５００μｍ以上の厚さの第３の
グリーンシートを順次積層する方法を採っている。
粒径５μｍのＴｉ粉末と粒径３μｍのＢ粉末とをモル比
で、３：２． １：１．および１：２となるように、そ
れぞれ秤量した。
で、３：２． １：１．および１：２となるように、そ
れぞれ秤量した。
それぞれの混合粉末４００ｇに対して、ＰＭＭＡ（ポリ
メチルアクリレ−））２４ｇとアセトン２５０ｇとを加
え、樹脂をコーティングした鋼球を用いて、４８時間の
ミリングを行ったいＴｉとＢとのモル比が３：２，１：
１．および１：２からなるスラリーをドクターブレード
法により、それぞれ３００μｍ、３００μｍ、および５
００μｍのグリーンシートに成形した。
メチルアクリレ−））２４ｇとアセトン２５０ｇとを加
え、樹脂をコーティングした鋼球を用いて、４８時間の
ミリングを行ったいＴｉとＢとのモル比が３：２，１：
１．および１：２からなるスラリーをドクターブレード
法により、それぞれ３００μｍ、３００μｍ、および５
００μｍのグリーンシートに成形した。
次に、これらのグリーンシートをｑｇ基板１上に。
Ｔｉ：Ｆ３＝３：２（モル比）のグリーンシート２Ｔｉ
：Ｂ”ｌ：１（モル比）のグリーンシート３およびＴｉ
：Ｂ＝ｌ：２（モル比）のグリーンシート４の順に積層
し、プレス圧４００ ｋｉｒ／ｃｏ！で圧着した。そし
て、大気中、６００℃で有機成分を除去した。
：Ｂ”ｌ：１（モル比）のグリーンシート３およびＴｉ
：Ｂ＝ｌ：２（モル比）のグリーンシート４の順に積層
し、プレス圧４００ ｋｉｒ／ｃｏ！で圧着した。そし
て、大気中、６００℃で有機成分を除去した。
こうして得られたものを１図の（ａ）として示す。
この積層体の最上層４に１着火装置の出力を４０ Ｗ−
ｓｅｃとして着火した。ＳＨＳプロセスにより、 Ｔｉ
Ｂｇの合成は、−瞬で終了し５図時にち密な焼結体とな
った。
ｓｅｃとして着火した。ＳＨＳプロセスにより、 Ｔｉ
Ｂｇの合成は、−瞬で終了し５図時にち密な焼結体とな
った。
この状態を１図の（ｂ）として示す。
最上層９は、 ＴｉＢｇが３００μｍの厚さで形成され
ており、第２層８は、 Ｔｉ８．：Ｔｉ＝３ ： ２の
割合で、第３層７は、ＴｉＢｔ：Ｔｉ−１： １の割合
で形成されていた。また、第３Ｎの最下部６は、厚さ３
０μｍのＴｉとなっており、 Ｍｇ基仮５との界面に。
ており、第２層８は、 Ｔｉ８．：Ｔｉ＝３ ： ２の
割合で、第３層７は、ＴｉＢｔ：Ｔｉ−１： １の割合
で形成されていた。また、第３Ｎの最下部６は、厚さ３
０μｍのＴｉとなっており、 Ｍｇ基仮５との界面に。
隙間やクランクは見られなかった。
本実施例の結果を次の表に示す。
本発明によれば、ち密でバルク焼結体と同等の特性を有
するＴｉＢｚの厚膜をセラミックスや金属などの基板上
に形成することが可能となり、セラミックスや金属の軽
量性にＴｉＢ、の物理的、化学的安定性を付加すること
ができる。
するＴｉＢｚの厚膜をセラミックスや金属などの基板上
に形成することが可能となり、セラミックスや金属の軽
量性にＴｉＢ、の物理的、化学的安定性を付加すること
ができる。
図（ａ）および（ｂ）は本発明の１実施例を示す図であ
る。
る。
Claims (2)
- （１）セラミックスまたは金属の基板と， この基板上にＴｉ粉末とＢ粉末との混合粉末の自己燃焼
合成反応により形成されたＴｉＢ＿２を含む焼結層とを
有することを特徴とするＴｉＢ＿２焼結層を有する基板
構造体。 - （２）ＴｉＢ＿２を含む焼結層のＴｉＢ＿２濃度が厚さ
方向で傾斜していることを特徴とする請求項１記載のＴ
ｉＢ＿２焼結層を有する基板構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311473A JPH02155728A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | ＴｉＢ↓２焼結層を有する基板構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311473A JPH02155728A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | ＴｉＢ↓２焼結層を有する基板構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155728A true JPH02155728A (ja) | 1990-06-14 |
Family
ID=18017647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311473A Pending JPH02155728A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | ＴｉＢ↓２焼結層を有する基板構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02155728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5468690A (en) * | 1991-08-30 | 1995-11-21 | University Of Cincinnati | Combustible slurry for joining metallic or ceramic surfaces or for coating metallic, ceramic and refractory surfaces |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63311473A patent/JPH02155728A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5468690A (en) * | 1991-08-30 | 1995-11-21 | University Of Cincinnati | Combustible slurry for joining metallic or ceramic surfaces or for coating metallic, ceramic and refractory surfaces |
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