JPH0234910B2 - Sicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozo - Google Patents
SicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozoInfo
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- JPH0234910B2 JPH0234910B2 JP19786483A JP19786483A JPH0234910B2 JP H0234910 B2 JPH0234910 B2 JP H0234910B2 JP 19786483 A JP19786483 A JP 19786483A JP 19786483 A JP19786483 A JP 19786483A JP H0234910 B2 JPH0234910 B2 JP H0234910B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は改良された、SiC焼結体と金属部材と
の接合構造に関するものである。
の接合構造に関するものである。
SiC焼結体は耐摩耗性や硬度が大きいために厳
しい条件下で使用される自動車のエンジン周辺部
品、ガスタービン部品等広範囲に使用され又は利
用が期待されている。しかしSiC焼結体は脆性材
料であるため、それのみで用いられることは少な
く他の金属部材と接合した接合構造として用いら
れることが多い。特にSiCの高周波吸収特性を利
用しクライストロン、マグネトロン等の高周波用
電子管内にSiCを高周波減衰器として設置する試
みがなされている。容器の材質はSiC電波吸収体
の発熱及びガスの放出問題等実用上の問題により
熱放散性のよい銅が用いられるのが普通で使用可
能ロー材もAg―Cu共晶ロー、Agロー、Cuロー、
Au―、Niロー等高温用ロー材である。SiC焼結
体と金属部材とを接合する場合熱膨脹係数が小さ
いことと靭性が乏しいことのために熱膨脹係数の
一般に大きな金属部材と直接接合すると熱膨脹係
数の違いによる内部歪のために、SiC焼結体の表
面を金属化しロー材を介してコバールや金属銅と
接合してもはがれやSiC焼結体にクラツクを生じ
る難があつた。そこで本発明者らは特願昭58−
98602号において、表面にメタライズ層を設けた
セラミツク焼結体と、銅板等の軟質接合金属とを
接触させて非酸化性雰囲気中で加熱接合すること
を特徴とするセラミツクスと金属部材との接合方
法を出願した。
しい条件下で使用される自動車のエンジン周辺部
品、ガスタービン部品等広範囲に使用され又は利
用が期待されている。しかしSiC焼結体は脆性材
料であるため、それのみで用いられることは少な
く他の金属部材と接合した接合構造として用いら
れることが多い。特にSiCの高周波吸収特性を利
用しクライストロン、マグネトロン等の高周波用
電子管内にSiCを高周波減衰器として設置する試
みがなされている。容器の材質はSiC電波吸収体
の発熱及びガスの放出問題等実用上の問題により
熱放散性のよい銅が用いられるのが普通で使用可
能ロー材もAg―Cu共晶ロー、Agロー、Cuロー、
Au―、Niロー等高温用ロー材である。SiC焼結
体と金属部材とを接合する場合熱膨脹係数が小さ
いことと靭性が乏しいことのために熱膨脹係数の
一般に大きな金属部材と直接接合すると熱膨脹係
数の違いによる内部歪のために、SiC焼結体の表
面を金属化しロー材を介してコバールや金属銅と
接合してもはがれやSiC焼結体にクラツクを生じ
る難があつた。そこで本発明者らは特願昭58−
98602号において、表面にメタライズ層を設けた
セラミツク焼結体と、銅板等の軟質接合金属とを
接触させて非酸化性雰囲気中で加熱接合すること
を特徴とするセラミツクスと金属部材との接合方
法を出願した。
本願はセラミツクスがSiC焼結体である場合に
更に改良し歪の少ない接合構造体を得るために検
討した結果得られたもので、特定発明として表面
に金属化層を設けたSiC焼結体の金属化表面に低
熱膨脹率金属の薄板をロー接し、該低熱膨脹率金
属の薄板を介して他の金属部材に一部非接合部分
を残して接合したSiC焼結体と金属部材との接合
構造を提供するものである。
更に改良し歪の少ない接合構造体を得るために検
討した結果得られたもので、特定発明として表面
に金属化層を設けたSiC焼結体の金属化表面に低
熱膨脹率金属の薄板をロー接し、該低熱膨脹率金
属の薄板を介して他の金属部材に一部非接合部分
を残して接合したSiC焼結体と金属部材との接合
構造を提供するものである。
又更に併合発明として表面に金属化層を設けた
SiC焼結体の金属化表面に低熱膨脹率金属の薄板
に、これより大きな形状を有する低弾性率金属の
薄板をロー接し、該低弾性率金属の薄板を介して
他の金属部材に一部非接合部分を残して接合した
SiC焼結体と金属部材の接合構造を提供するもの
である。
SiC焼結体の金属化表面に低熱膨脹率金属の薄板
に、これより大きな形状を有する低弾性率金属の
薄板をロー接し、該低弾性率金属の薄板を介して
他の金属部材に一部非接合部分を残して接合した
SiC焼結体と金属部材の接合構造を提供するもの
である。
以下図面により詳細に説明すると第１図はSiC
焼結体の金属化面に低熱膨脹率の金属の薄板をロ
ー接した接合体の側面図で図中１はSiC焼結体で
１１は金属化面である。この金属化は物理蒸着に
よつて、Ti，Mo，Cuの薄層を順次設ける手法に
よつても可能であるし、活性化金属法により、
Ti又はZrから選ばれた一種以上と、Ag，Cu，
Ni等金属から選ばれた一種以上との混合溶融物
により、低弾性率金属の薄板と直接接合してもよ
い。又両混合物を順次積層した後加熱しても両者
は熱拡散を起し混合溶融したものと同等の効果を
有する。
焼結体の金属化面に低熱膨脹率の金属の薄板をロ
ー接した接合体の側面図で図中１はSiC焼結体で
１１は金属化面である。この金属化は物理蒸着に
よつて、Ti，Mo，Cuの薄層を順次設ける手法に
よつても可能であるし、活性化金属法により、
Ti又はZrから選ばれた一種以上と、Ag，Cu，
Ni等金属から選ばれた一種以上との混合溶融物
により、低弾性率金属の薄板と直接接合してもよ
い。又両混合物を順次積層した後加熱しても両者
は熱拡散を起し混合溶融したものと同等の効果を
有する。
次に低熱膨脹率金属とは、タングステン、モリ
ブテン等の熱膨脹の小さい金属で、タングステン
はSiC焼結体と熱膨脹率が近いので好ましいもの
で、厚みが大きくてもSiC焼結体に働く熱応力が
小さく中間層として最良である。その厚さは金属
により異り、タングステン0.1mm以上、モリブテ
ンでは0.1〜0.3mmが好ましい。上記厚さ以下では
薄板の強度が低く、SiC焼結体を支えることがで
きず、この厚さ以上では金属薄板の剛性が過大と
なり熱膨脹差により、SiC焼結体にクラツクを生
じる。
ブテン等の熱膨脹の小さい金属で、タングステン
はSiC焼結体と熱膨脹率が近いので好ましいもの
で、厚みが大きくてもSiC焼結体に働く熱応力が
小さく中間層として最良である。その厚さは金属
により異り、タングステン0.1mm以上、モリブテ
ンでは0.1〜0.3mmが好ましい。上記厚さ以下では
薄板の強度が低く、SiC焼結体を支えることがで
きず、この厚さ以上では金属薄板の剛性が過大と
なり熱膨脹差により、SiC焼結体にクラツクを生
じる。
又本発明の特許請求の範囲第３項に記載の低弾
性率金属は、変形により応力を緩和する作用効果
を有し、銀，銅，チタン，ジルコニウム等をさ
し、厚さはセラミツクの重みを支えられれば十分
であり、ロー接後の熱膨脹差による応力を考える
と、銀では0.2〜１mm、銅では0.1〜0.5mm、純チタ
ンでは0.1〜0.3mm、ジルコニウムは0.2〜２mmが好
ましい。
性率金属は、変形により応力を緩和する作用効果
を有し、銀，銅，チタン，ジルコニウム等をさ
し、厚さはセラミツクの重みを支えられれば十分
であり、ロー接後の熱膨脹差による応力を考える
と、銀では0.2〜１mm、銅では0.1〜0.5mm、純チタ
ンでは0.1〜0.3mm、ジルコニウムは0.2〜２mmが好
ましい。
又低熱膨脹率金属と他の金属部材とは一部非接
合部分を残して接合すれば熱膨脹係数の差による
残留応力の発生を防止する効果を有する。尚上記
低熱膨脹率金属に低弾性率金属の薄板を接合すれ
ば、低弾性率金属の6a部分の変形によりSiC焼結
体と電子管等容器金属との熱膨脹差による冷却後
の応力を緩和する。
合部分を残して接合すれば熱膨脹係数の差による
残留応力の発生を防止する効果を有する。尚上記
低熱膨脹率金属に低弾性率金属の薄板を接合すれ
ば、低弾性率金属の6a部分の変形によりSiC焼結
体と電子管等容器金属との熱膨脹差による冷却後
の応力を緩和する。
以下実施例に一例を示すが、本願発明はこれに
拘るものではなく前記種々の材料部材の組合わせ
がすべて含まれるものである。
拘るものではなく前記種々の材料部材の組合わせ
がすべて含まれるものである。
実施例 １
10mm□×５mmの寸法にダイヤモンド砥石で研削
したSiC焼結体１の表面を洗剤で洗浄し、蒸溜水
にて洗剤を除去した後アセトンで５分間超音波洗
浄を行つた。この焼結体の10mm□の表面に物理蒸
着法により下から順にTiを500Å，Moを500Å，
Niを5000Å蒸着積層し、金属化層１１を形成し
た。次に表面清浄とした後第１図に示す様に厚さ
1.0mmで30mm□のタングステン板２を2μｍの厚さ
にNiメツキしAg―Cu共晶ロー１２によりロー接
した接合体Ｉを製作した。これを拡大鏡にて観察
したところ、SiC焼結体にクラツクは認められな
かつた。
したSiC焼結体１の表面を洗剤で洗浄し、蒸溜水
にて洗剤を除去した後アセトンで５分間超音波洗
浄を行つた。この焼結体の10mm□の表面に物理蒸
着法により下から順にTiを500Å，Moを500Å，
Niを5000Å蒸着積層し、金属化層１１を形成し
た。次に表面清浄とした後第１図に示す様に厚さ
1.0mmで30mm□のタングステン板２を2μｍの厚さ
にNiメツキしAg―Cu共晶ロー１２によりロー接
した接合体Ｉを製作した。これを拡大鏡にて観察
したところ、SiC焼結体にクラツクは認められな
かつた。
続いて第２図に示す如く30mm□×６mmの銅板４
の30mm□の表面上の端部から３mmのところにAg
―Cu―Cdのロー材にてスポツト溶接１４を行つ
た。ここで拡大鏡により詳細に観察したが、クラ
ツクもそりも認められず良好な接着状態を示し
た。これはスポツト溶接による部分加熱のため、
SiCには応力が働かず良好な接合体が得られるか
らである。尚本実施例ではスポツト溶接を用いた
が、本発明はこれに限定されることなく、他の接
合方法、例えばネジ止め等によつて接合してもよ
いものである。
の30mm□の表面上の端部から３mmのところにAg
―Cu―Cdのロー材にてスポツト溶接１４を行つ
た。ここで拡大鏡により詳細に観察したが、クラ
ツクもそりも認められず良好な接着状態を示し
た。これはスポツト溶接による部分加熱のため、
SiCには応力が働かず良好な接合体が得られるか
らである。尚本実施例ではスポツト溶接を用いた
が、本発明はこれに限定されることなく、他の接
合方法、例えばネジ止め等によつて接合してもよ
いものである。
実施例 ２
10mm□×５mmの寸法にダイヤモンド砥石で研削
したSiC焼結体１の表面を洗剤で洗浄し、蒸溜水
にて洗剤を除去した後アセトンで５分間超音波洗
浄を行つた。この焼結体の10mm□の表面に物理蒸
着法により下から順にTiを500Å，Moを500Å，
Niを20000Å蒸着積層し、金属化層１３を形成し
た。次に第３図に示す様に厚さ0.5mmで10mm□の
タングステン板５をAg―Cu共晶ロー１２にてロ
ー接し、更にロー剤にて0.5mm厚さで30mm□の銅
板６にロー接し、該銅板の端より５mm以内にこの
巾でAg―Cu共晶ロー材にて、５mm厚さで30mm□
の銅板にロー接した。この側面図を第３図に示
す、空間１５はロー接前にローまわり防止剤を塗
布することにより設けることができた。これを拡
大鏡にて精密に観察したが、SiC焼結体にクラツ
クはなく良好な接着状態を示した。
したSiC焼結体１の表面を洗剤で洗浄し、蒸溜水
にて洗剤を除去した後アセトンで５分間超音波洗
浄を行つた。この焼結体の10mm□の表面に物理蒸
着法により下から順にTiを500Å，Moを500Å，
Niを20000Å蒸着積層し、金属化層１３を形成し
た。次に第３図に示す様に厚さ0.5mmで10mm□の
タングステン板５をAg―Cu共晶ロー１２にてロ
ー接し、更にロー剤にて0.5mm厚さで30mm□の銅
板６にロー接し、該銅板の端より５mm以内にこの
巾でAg―Cu共晶ロー材にて、５mm厚さで30mm□
の銅板にロー接した。この側面図を第３図に示
す、空間１５はロー接前にローまわり防止剤を塗
布することにより設けることができた。これを拡
大鏡にて精密に観察したが、SiC焼結体にクラツ
クはなく良好な接着状態を示した。
第１図は実施例１で製作した接合体Ｉの側面
図、第２図は該接合体Ｉに金属部材として銅板４
をスポツト溶接した接合構造体の側面図、第３図
は実施例２の接合構造体の側面図。 １……SiC焼結体、１１……金属化層、１２…
…ロー接層、２……低熱膨脹率金属薄板、４……
銅板、６……銅薄板。
図、第２図は該接合体Ｉに金属部材として銅板４
をスポツト溶接した接合構造体の側面図、第３図
は実施例２の接合構造体の側面図。 １……SiC焼結体、１１……金属化層、１２…
…ロー接層、２……低熱膨脹率金属薄板、４……
銅板、６……銅薄板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面に金属化層を設けたSiC焼結体の金属化
表面に低熱膨脹率金属の薄板をロー接し、該低熱
膨脹率金属の薄板を介して他の金属部材に一部非
接合部分を残して接合したSiC焼結体と金属部材
の接合構造。 ２ 低熱膨脹率金属の薄板がSiC焼結体の金属化
面よりも大きな形状を有する特許請求の範囲第１
項記載のSiC焼結体と金属部材の接合構造。 ３ 表面に金属化層を設けたSiC焼結体の金属化
表面に低熱膨脹率金属の薄板をロー接し、該低熱
膨脹率金属の薄板に、これより大きな形状を有す
る低弾性率金属の薄板をロー接し、該低弾性率金
属の薄板を介して他の金属部材に一部非接合部分
を残して接合したSiC焼結体と金属部材の接合構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19786483A JPH0234910B2 (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Sicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19786483A JPH0234910B2 (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Sicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6090877A JPS6090877A (ja) | 1985-05-22 |
| JPH0234910B2 true JPH0234910B2 (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=16381598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19786483A Expired - Lifetime JPH0234910B2 (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Sicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozo |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0234910B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60127271A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | 株式会社日立製作所 | 非酸化物系セラミックスと鋼との接合方法 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP19786483A patent/JPH0234910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6090877A (ja) | 1985-05-22 |
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