JPH0262516B2 - - Google Patents
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- JPH0262516B2 JPH0262516B2 JP61153793A JP15379386A JPH0262516B2 JP H0262516 B2 JPH0262516 B2 JP H0262516B2 JP 61153793 A JP61153793 A JP 61153793A JP 15379386 A JP15379386 A JP 15379386A JP H0262516 B2 JPH0262516 B2 JP H0262516B2
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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、マイクロ波を利用して、セラミツク
ス同士を接合する装置に関するものである。
ス同士を接合する装置に関するものである。
フアインセラミツクスは高温構造材料として、
耐熱性、耐食性に優れた特性を持つており、航空
用材料、自動車用材料、電子材料など幅広い分野
で開発が続けられている。しかしながら、セラミ
ツクスの加工性は非常に悪く、そのことが実用化
を阻害している一因ともなつている。その１つの
解決法として、接合により小部品の成型材を複雑
形状にしていく技術を開発することが、セラミツ
クスを高温材料として実用化するために必要にな
つてきている。
耐熱性、耐食性に優れた特性を持つており、航空
用材料、自動車用材料、電子材料など幅広い分野
で開発が続けられている。しかしながら、セラミ
ツクスの加工性は非常に悪く、そのことが実用化
を阻害している一因ともなつている。その１つの
解決法として、接合により小部品の成型材を複雑
形状にしていく技術を開発することが、セラミツ
クスを高温材料として実用化するために必要にな
つてきている。
従来、セラミツクスの接合方法として、接着剤
やろう剤を用いる方法がある。しかしながら、こ
れらの方法は複雑な工程を必要とし、高温での接
着強度が不十分である。また、固相拡散を利用し
たホツトプレスやHIP（ホツトアイソスタテイツ
クプレス）などを用いてセラミツクス同士を直接
加工して接合する方法もある。これらの方法は高
温で高い接合強度が得られるものの装置が大掛か
りで、全体加熱のため効率が悪く生産性に欠けて
いる。
やろう剤を用いる方法がある。しかしながら、こ
れらの方法は複雑な工程を必要とし、高温での接
着強度が不十分である。また、固相拡散を利用し
たホツトプレスやHIP（ホツトアイソスタテイツ
クプレス）などを用いてセラミツクス同士を直接
加工して接合する方法もある。これらの方法は高
温で高い接合強度が得られるものの装置が大掛か
りで、全体加熱のため効率が悪く生産性に欠けて
いる。
一方、接合部付近を局部的に加熱して接合する
方法としてレーザや電子ビームを使用した方法が
ある。しかしながら、レーザによる方法は外部か
ら加熱、溶融して接合するため内部強度が弱く、
接合面の形状が変形しやすい。また酸化物系のセ
ラセツクスしか接合することができない。また微
細な温度制御が困難なため接合面に急激な温度差
による熱クラツクが生じ、この熱クラツクを防止
するために他の方法で予熱する必要がある。ま
た、熱クラツクが防止できても接合部には気泡の
残留や結晶粒の粗大化という問題が生じ、信頼性
に欠いている。
方法としてレーザや電子ビームを使用した方法が
ある。しかしながら、レーザによる方法は外部か
ら加熱、溶融して接合するため内部強度が弱く、
接合面の形状が変形しやすい。また酸化物系のセ
ラセツクスしか接合することができない。また微
細な温度制御が困難なため接合面に急激な温度差
による熱クラツクが生じ、この熱クラツクを防止
するために他の方法で予熱する必要がある。ま
た、熱クラツクが防止できても接合部には気泡の
残留や結晶粒の粗大化という問題が生じ、信頼性
に欠いている。
また、電子ビームによる方法は、金属には多く
使われているものの、絶縁材料であるセラミツク
スを電子ビームで接合するには困難である。ま
た、接合ができたとしてもレーザと同様に熱クラ
ツク、気泡の残留などの問題があり、信頼性に欠
ける。
使われているものの、絶縁材料であるセラミツク
スを電子ビームで接合するには困難である。ま
た、接合ができたとしてもレーザと同様に熱クラ
ツク、気泡の残留などの問題があり、信頼性に欠
ける。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、セラミツクスに熱クラツク
等の悪影響を与えることなく、高強度にセラミツ
クス同士を接合することができる装置を提供する
ことを目的とするものである。
めになされたもので、セラミツクスに熱クラツク
等の悪影響を与えることなく、高強度にセラミツ
クス同士を接合することができる装置を提供する
ことを目的とするものである。
本発明のセラミツクスの接合装置は、被接合物
であるセラミツクスを配置して誘電加熱により接
合するための空胴共振器と、該空胴共振器にマイ
クロ波を入射するためのマイクロ波発生手段と、
上記空胴共振器内に配置したセラミツクスを加圧
するための加圧手段と、上記セラミツクスの接合
面の温度が最大になり、接合面からセラミツクス
の両端部に向かうに従い温度が低下する加熱温度
分布になるように制御するための温度制御手段と
から成ることを特徴とするものである。
であるセラミツクスを配置して誘電加熱により接
合するための空胴共振器と、該空胴共振器にマイ
クロ波を入射するためのマイクロ波発生手段と、
上記空胴共振器内に配置したセラミツクスを加圧
するための加圧手段と、上記セラミツクスの接合
面の温度が最大になり、接合面からセラミツクス
の両端部に向かうに従い温度が低下する加熱温度
分布になるように制御するための温度制御手段と
から成ることを特徴とするものである。
本発明においては、セラミツクスの接合面の温
度が最大になり、該接合面から両端部に向かうに
従い温度が低下する加熱温度分布になるように制
御しながらセラミツクスを接合するものである。
度が最大になり、該接合面から両端部に向かうに
従い温度が低下する加熱温度分布になるように制
御しながらセラミツクスを接合するものである。
ここで、本発明装置の基本構成を第１図に基づ
いて説明する。なお、第１図は本発明を説明する
ためのブロツク図である。
いて説明する。なお、第１図は本発明を説明する
ためのブロツク図である。
本発明の接合装置は、マイクロ波発生手段
と、空胴共振器と、加圧手段と、温度制御手
段とから成る。
と、空胴共振器と、加圧手段と、温度制御手
段とから成る。
マイクロ波発生手段より発生したマイクロ波
は空胴共振器に入射され、空胴共振器内に配
置されたセラミツクス２０を誘電加熱する。この
とき、セラミツクス試料２０の両端部２０２の一
方または双方を加圧手段により加圧しておく。
更に、温度制御手段によりセラミツクス２０の
接合面２０１の温度が最大で、該接合面２０１か
ら両端部２０２に向かうに従い温度が低下する温
度分布になるように制御する。これにより、セラ
ミツクス２０の接合面２０１のみを効率よく加熱
し、接合する。
は空胴共振器に入射され、空胴共振器内に配
置されたセラミツクス２０を誘電加熱する。この
とき、セラミツクス試料２０の両端部２０２の一
方または双方を加圧手段により加圧しておく。
更に、温度制御手段によりセラミツクス２０の
接合面２０１の温度が最大で、該接合面２０１か
ら両端部２０２に向かうに従い温度が低下する温
度分布になるように制御する。これにより、セラ
ミツクス２０の接合面２０１のみを効率よく加熱
し、接合する。
本発明のセラミツクスの接合装置は、以下のよ
うな作用を有する。
うな作用を有する。
本発明では、マイクロ波を用いてセラミツクス
は誘電加熱するため、セラミツクスを内部より均
一に加熱する。すなわち、セラミツクスの接合面
の各部位を内部より均一に加熱するので、接合面
全体を一様に加熱することができる。従つて、従
来のレーザが電子ビームのような外部からの加熱
によつて外周部を接合する場合に比べて、接合面
全体を一様に、かつ均質に接合することができ
る。
は誘電加熱するため、セラミツクスを内部より均
一に加熱する。すなわち、セラミツクスの接合面
の各部位を内部より均一に加熱するので、接合面
全体を一様に加熱することができる。従つて、従
来のレーザが電子ビームのような外部からの加熱
によつて外周部を接合する場合に比べて、接合面
全体を一様に、かつ均質に接合することができ
る。
一方、セラミツクスの場合、室温での誘電損率
（εrhanδ）は非常に小さいが、温度増加と共にそ
の誘電損率急激に増加する、いわゆるランナウエ
イ現象を呈する。
（εrhanδ）は非常に小さいが、温度増加と共にそ
の誘電損率急激に増加する、いわゆるランナウエ
イ現象を呈する。
すなわち、一般にセラミツクスはεrtanδが小さ
く、誘電加熱がしにくい材料とされてきたが、本
発明者らは第２図に示すように室温でεrtanδが小
さなセラミツクスでも高温で急激にεrtanδが大き
くなることを見出した。なお、第２図はセラミツ
クスを加熱した際の温度変化に対するセラミツク
スの誘電損率の変化を示す線図である。
く、誘電加熱がしにくい材料とされてきたが、本
発明者らは第２図に示すように室温でεrtanδが小
さなセラミツクスでも高温で急激にεrtanδが大き
くなることを見出した。なお、第２図はセラミツ
クスを加熱した際の温度変化に対するセラミツク
スの誘電損率の変化を示す線図である。
また、一般にマイクロ波を利用した誘電加熱で
試料に蓄えられる誘電損率エネルギーＰは、 Ｐ＝１／２ε0εrtanδωE2〔Ｗ／m3〕 ……… （但し、ε0は真空誘電率、εrtanδは試料の誘電損
率（εr：比誘電率、tanδ：誘電正接）、ωは角周
波数、Ｅは電界強度である。） で表され、εrtanδが大きい方が試料は誘電加熱さ
れやすくなる。
試料に蓄えられる誘電損率エネルギーＰは、 Ｐ＝１／２ε0εrtanδωE2〔Ｗ／m3〕 ……… （但し、ε0は真空誘電率、εrtanδは試料の誘電損
率（εr：比誘電率、tanδ：誘電正接）、ωは角周
波数、Ｅは電界強度である。） で表され、εrtanδが大きい方が試料は誘電加熱さ
れやすくなる。
従つて、セラミツクスをマイクロ波により加熱
する場合、室温でのεrtanδは非常に小さいが、温
度上昇と共にランナウエイ現象によりεrtanδが急
激に増加するため、誘電加熱されやすくなり、セ
ラミツクスの温度が急激に上昇する。また、一般
にセラミツクスは金属に比べて熱伝導率が小さい
（熱伝導率λ＜0.1cal／cm・sec・℃）。
する場合、室温でのεrtanδは非常に小さいが、温
度上昇と共にランナウエイ現象によりεrtanδが急
激に増加するため、誘電加熱されやすくなり、セ
ラミツクスの温度が急激に上昇する。また、一般
にセラミツクスは金属に比べて熱伝導率が小さい
（熱伝導率λ＜0.1cal／cm・sec・℃）。
本発明は、上記ランナウエイ現象とセラミツク
スの熱伝導率が小さいことを利用して、セラミツ
クスの接合面の温度が最大で、該接合面から両端
部に向かうに従い温度が急激に低下する温度分布
を形成させることにある。この温度分布を有効に
利用して、セラミツクスを効率的かつ強固に接合
するものである。すなわち、第３図に示すよう
に、加熱前には、セラミツクス全体にわたつて均
一な温度であつたもの（曲線ａ）が、本発明では
曲線ｂのように接合面の温度が高く、接合面から
両端部に向かうに従い温度が低下する温度分布を
形成する。更に、接合面の温度がある臨界温度を
越えるとランナウエイ現象により接合面の温度が
急激に高くなり、かつセラミツクスは熱伝導率が
小さいので接合面から両端部に向かうに従い温度
が急激に低下する温度分布（曲線ｃ）を有効に形
成する。従つて、接合面のみを急激に、かつ局部
的に加熱するため、セラミツクスを効率よく加熱
することができる。なお、第３図は接合面を中心
としたセラミツクス試料長手方向の温度分布を示
す図である。
スの熱伝導率が小さいことを利用して、セラミツ
クスの接合面の温度が最大で、該接合面から両端
部に向かうに従い温度が急激に低下する温度分布
を形成させることにある。この温度分布を有効に
利用して、セラミツクスを効率的かつ強固に接合
するものである。すなわち、第３図に示すよう
に、加熱前には、セラミツクス全体にわたつて均
一な温度であつたもの（曲線ａ）が、本発明では
曲線ｂのように接合面の温度が高く、接合面から
両端部に向かうに従い温度が低下する温度分布を
形成する。更に、接合面の温度がある臨界温度を
越えるとランナウエイ現象により接合面の温度が
急激に高くなり、かつセラミツクスは熱伝導率が
小さいので接合面から両端部に向かうに従い温度
が急激に低下する温度分布（曲線ｃ）を有効に形
成する。従つて、接合面のみを急激に、かつ局部
的に加熱するため、セラミツクスを効率よく加熱
することができる。なお、第３図は接合面を中心
としたセラミツクス試料長手方向の温度分布を示
す図である。
本発明の装置は、マイクロ波加熱によりセラミ
ツクスの接合面を一様に加熱するとともにセラミ
ツクスの接合面の温度が最大で、該接合面から両
端部に向かうに従い温度が急激に低下する温度分
布を形成することが可能である。従つて、局部的
にセラミツクスの接合面の各部位のみを一様に、
かつ急激に加熱して接合する。すなわち、セラミ
ツクスを効率よく、かつ強固に接合することがで
きる。
ツクスの接合面を一様に加熱するとともにセラミ
ツクスの接合面の温度が最大で、該接合面から両
端部に向かうに従い温度が急激に低下する温度分
布を形成することが可能である。従つて、局部的
にセラミツクスの接合面の各部位のみを一様に、
かつ急激に加熱して接合する。すなわち、セラミ
ツクスを効率よく、かつ強固に接合することがで
きる。
また、本発明の装置では、接合面のみを局部加
熱するため、接合面以外の母材組織の熱による劣
化を防止でき、しかもマイクロ波電力を接合面に
集中させるため高密度で高能率な接合ができる。
熱するため、接合面以外の母材組織の熱による劣
化を防止でき、しかもマイクロ波電力を接合面に
集中させるため高密度で高能率な接合ができる。
また、焼結助剤のεrtanδの大きな成分を優先的
に誘電加熱するため接合温度を低くすることがで
き、接合面の組織を劣化させることなく良好な接
合が行なえる。
に誘電加熱するため接合温度を低くすることがで
き、接合面の組織を劣化させることなく良好な接
合が行なえる。
このように、従来法による接合の場合よりも低
温で接合でき、しかも急速加熱かつ微細な温度制
御が可能なため、接合面には気泡の発生や結晶粒
の粗大化といつた問題を生じることはない。
温で接合でき、しかも急速加熱かつ微細な温度制
御が可能なため、接合面には気泡の発生や結晶粒
の粗大化といつた問題を生じることはない。
さらに、接合面の内部から均一に加熱するた
め、熱クラツクが生じにくく接合面全体を一様に
かつ高強度に接合でき、試料形状を変化させるこ
となく予熱や後加工が不要な極めて良好な接合が
行なえる。
め、熱クラツクが生じにくく接合面全体を一様に
かつ高強度に接合でき、試料形状を変化させるこ
となく予熱や後加工が不要な極めて良好な接合が
行なえる。
本発明のセラミツクスの接合装置は、実施する
に当たり、次のような態様を採り得る。
に当たり、次のような態様を採り得る。
まず、本発明の第１の能様としては、第４図に
示すように上記温度制御手段が、セラミツクス
２０の軸方向に垂直に電界を生じさせるとともに
上記接合面２０２の電界強度が最大となるように
形成する誘電加熱手段より成るものである。な
お、第４図は本第１実施態様装置の空胴共振器と
温度制御手段とを示す原理図である。図中、マイ
クロ波は図面の前面から背面に向かつて入射され
ており、曲線ｄはマイクロ波による電界分布を示
し、矢印は電界の方向と強度を示す（以下の第
６，１７，１８，１９及び２０図においても同
様）。
示すように上記温度制御手段が、セラミツクス
２０の軸方向に垂直に電界を生じさせるとともに
上記接合面２０２の電界強度が最大となるように
形成する誘電加熱手段より成るものである。な
お、第４図は本第１実施態様装置の空胴共振器と
温度制御手段とを示す原理図である。図中、マイ
クロ波は図面の前面から背面に向かつて入射され
ており、曲線ｄはマイクロ波による電界分布を示
し、矢印は電界の方向と強度を示す（以下の第
６，１７，１８，１９及び２０図においても同
様）。
本能様は、棒状、円筒状等の軸方向を有するセ
ラミツクス試料について適用され、セラミツクス
２０の接合面２０１の電界強度が斎大となる電界
を生じさせることにより、接合面２０１を優先的
に誘電加熱し、かつセラミツクス２０の熱伝導率
が小さいことから、第５図に示すように、接合面
２０１の温度が最大で、両端部２０２に向かうに
従い温度が急激に低下する温度分布を形成する。
これにより、セラミツクス２０の接合面２０１を
局部的に加熱する。なお、第５図は第４図のセラ
ミツクス２０の軸方向の温度分布を示す図であ
る。
ラミツクス試料について適用され、セラミツクス
２０の接合面２０１の電界強度が斎大となる電界
を生じさせることにより、接合面２０１を優先的
に誘電加熱し、かつセラミツクス２０の熱伝導率
が小さいことから、第５図に示すように、接合面
２０１の温度が最大で、両端部２０２に向かうに
従い温度が急激に低下する温度分布を形成する。
これにより、セラミツクス２０の接合面２０１を
局部的に加熱する。なお、第５図は第４図のセラ
ミツクス２０の軸方向の温度分布を示す図であ
る。
なお、より信頼性の高い接合強度を得るために
は、セラミツクスの接合面を研摩仕上げ等により
平坦にして突き合わせた際に間隙が生じないよう
にするのがよい。
は、セラミツクスの接合面を研摩仕上げ等により
平坦にして突き合わせた際に間隙が生じないよう
にするのがよい。
本発明の第２の態様としては、第６図に示すよ
うに上記温度制御手段が、セラミツクス２０の
接合面２０１に平行に方向に電界を生じさせると
ともに上記接合面２０１の電界効果が最大となる
ように形成する誘電加熱手段より成るものであ
る。なお、第６図は本第２実施態様装置の空胴共
振器と温度制御手段とを示す原理図である。
うに上記温度制御手段が、セラミツクス２０の
接合面２０１に平行に方向に電界を生じさせると
ともに上記接合面２０１の電界効果が最大となる
ように形成する誘電加熱手段より成るものであ
る。なお、第６図は本第２実施態様装置の空胴共
振器と温度制御手段とを示す原理図である。
本態様は、棒状、円筒状等の軸方向を有するセ
ラミツクス試料以外にも球形等種々の形状のセラ
ミツクス試料に適用する。
ラミツクス試料以外にも球形等種々の形状のセラ
ミツクス試料に適用する。
本態様においては、セラミツクス２０の接合面
２０１の電界強度が最大となる上述した電界を生
じさせることにより、前記第１態様と同様に、接
合面２０１を優先的に誘電加熱し、かつセラミツ
クス２０の熱伝導率が小さいことから、第７図に
示すように接合面２０１の温度が最大で、両端部
２０２に向かうに従い温度が急激に低下する温度
分布を形成する。これにより、接合面２０１を局
部的に加熱する。なお、第７図は第６図のセラミ
ツクス２０の接合面２０１に垂直な方向の温度分
布を示す図である。
２０１の電界強度が最大となる上述した電界を生
じさせることにより、前記第１態様と同様に、接
合面２０１を優先的に誘電加熱し、かつセラミツ
クス２０の熱伝導率が小さいことから、第７図に
示すように接合面２０１の温度が最大で、両端部
２０２に向かうに従い温度が急激に低下する温度
分布を形成する。これにより、接合面２０１を局
部的に加熱する。なお、第７図は第６図のセラミ
ツクス２０の接合面２０１に垂直な方向の温度分
布を示す図である。
また、前記第１態様と同様に、セラミツクスの
接合面を平坦にして突き合わせた際に間隙が生じ
ないようにするのがよい。
接合面を平坦にして突き合わせた際に間隙が生じ
ないようにするのがよい。
本第１及び第２態様とも、セラミツクスの接合
面の効界強度が最大となるように形成しており、
第１態様においては、軸方向を有するセラミツク
スの軸方向を基準にして、一方第２態様において
は、セラミツクスの接合面を基準にして電界を生
じさせようとするものである。
面の効界強度が最大となるように形成しており、
第１態様においては、軸方向を有するセラミツク
スの軸方向を基準にして、一方第２態様において
は、セラミツクスの接合面を基準にして電界を生
じさせようとするものである。
本発明の第３の態様としては、上記温度制御手
段がセラミツクスにマイクロ波を照射することに
より該セラミツクスを誘電加熱する誘電加熱手段
と、セラミツクスの接合面の温度が両端部の温度
よりも高くなる温度差を生じさせる温度差形成手
段より成るものである。
段がセラミツクスにマイクロ波を照射することに
より該セラミツクスを誘電加熱する誘電加熱手段
と、セラミツクスの接合面の温度が両端部の温度
よりも高くなる温度差を生じさせる温度差形成手
段より成るものである。
本態様においては、誘電加熱手段によりセラミ
ツクスを加熱するとともに、しかも温度差形成手
段によりセラミツクスの接合面の温度がその両端
部の温度よりも高くなるように温度差を生じさせ
るために、結果として接合面を優先的に誘電加熱
し、かつセラミツクスの熱伝導率が小さいことか
ら両端部に向かうに従い温度が急激に低下する温
度分布を形成する。
ツクスを加熱するとともに、しかも温度差形成手
段によりセラミツクスの接合面の温度がその両端
部の温度よりも高くなるように温度差を生じさせ
るために、結果として接合面を優先的に誘電加熱
し、かつセラミツクスの熱伝導率が小さいことか
ら両端部に向かうに従い温度が急激に低下する温
度分布を形成する。
なお、上述の第１及び第２態様は、空胴共振器
内における誘電加熱による電界分布のみによりセ
ラミツクスの接合面の温度が最大で、両端部に向
かうに従い温度が低下する温度分布を形成するも
のである。しかし、マイクロ波照射による誘電加
熱が上記温度分布を形成し得ない単なる加熱であ
る場合、または必ずしも上記必要な温度分布を十
分形成し得ない場合には、本態様により温度分布
を形成することができる。例えば、第１８図に示
す例は、セラミツクスの軸方向に平行に電界を生
じさせると軸方向の温度がほぼ同様となり、上記
温度分布は形成されない。従つて、本態様の温度
差形成手段により必要な温度差を形成するもので
ある。
内における誘電加熱による電界分布のみによりセ
ラミツクスの接合面の温度が最大で、両端部に向
かうに従い温度が低下する温度分布を形成するも
のである。しかし、マイクロ波照射による誘電加
熱が上記温度分布を形成し得ない単なる加熱であ
る場合、または必ずしも上記必要な温度分布を十
分形成し得ない場合には、本態様により温度分布
を形成することができる。例えば、第１８図に示
す例は、セラミツクスの軸方向に平行に電界を生
じさせると軸方向の温度がほぼ同様となり、上記
温度分布は形成されない。従つて、本態様の温度
差形成手段により必要な温度差を形成するもので
ある。
上記セラミツクスの接合面と両端部との間に温
度差を生じさせる温度差形成手段として、次の態
様がある。
度差を生じさせる温度差形成手段として、次の態
様がある。
本発明の第４の態様としては、第８図に示すよ
うに、上記温度差形成手段が、該セラミツクス２
０の両端部２０２を冷却する手段より成るもので
ある。なお、第８図は本第４実施態様装置の空胴
共振器と温度制御手段とを示す原理図である。
うに、上記温度差形成手段が、該セラミツクス２
０の両端部２０２を冷却する手段より成るもので
ある。なお、第８図は本第４実施態様装置の空胴
共振器と温度制御手段とを示す原理図である。
本態様においては、セラミツクス２０の両端部
２０２を冷却することによりセラミツクス２０の
接合面２０１における温度が周囲に比べて高くな
り、そのため接合面２０１の誘電損率が周囲に比
べて大きくなり、接合面２０１が優先的に加熱さ
れる。その結果、第９図に示すように接合面２０
１の温度が最大で、両端部２０２に向かうに従い
温度が急激に低下する温度分布を形成し、接合面
２０１を局部的に加熱する。なお、第９図は第８
図のセラミツクス２０の接合面２０１を中心とし
たセラミツクス試料２０長手方向の温度分布を示
す図である。
２０２を冷却することによりセラミツクス２０の
接合面２０１における温度が周囲に比べて高くな
り、そのため接合面２０１の誘電損率が周囲に比
べて大きくなり、接合面２０１が優先的に加熱さ
れる。その結果、第９図に示すように接合面２０
１の温度が最大で、両端部２０２に向かうに従い
温度が急激に低下する温度分布を形成し、接合面
２０１を局部的に加熱する。なお、第９図は第８
図のセラミツクス２０の接合面２０１を中心とし
たセラミツクス試料２０長手方向の温度分布を示
す図である。
なお、前記第１態様と同様に、セラミツクスの
接合面を平坦にして突き合わせた際に間隙が生じ
ないようにするのがよい。
接合面を平坦にして突き合わせた際に間隙が生じ
ないようにするのがよい。
セラミツクスの両端部を冷却する手段として
は、水冷、空冷等いかなるものでもよい。例え
ば、水冷の場合、空胴共振器外に熱伝導率の大き
い金属材料をセラミツクスの端部あるいはチヤツ
ク部にパイプ状に巻きつけ、空冷の場合はエアー
ノズル等を用いノズル先端をセラミツクス試料端
面に近づけて強制冷却する方法がある。さらに、
セラミツクスの熱伝導率が非常に小さな場合（λ
＜0.01cal／cm・sec・℃）にはセラミツクスの両
端を空胴共振器の外に出して空冷してもよい。
は、水冷、空冷等いかなるものでもよい。例え
ば、水冷の場合、空胴共振器外に熱伝導率の大き
い金属材料をセラミツクスの端部あるいはチヤツ
ク部にパイプ状に巻きつけ、空冷の場合はエアー
ノズル等を用いノズル先端をセラミツクス試料端
面に近づけて強制冷却する方法がある。さらに、
セラミツクスの熱伝導率が非常に小さな場合（λ
＜0.01cal／cm・sec・℃）にはセラミツクスの両
端を空胴共振器の外に出して空冷してもよい。
本発明の第５の態様としては、第１０図に示す
ように、上記温度差形成手段が、セラミツクス２
０の接合面に介在させて誘電損率が上記セラミツ
クス２０よりも大きい材料の介在物２０３によつ
て構成されるものである。なお、第１０図は本第
５実施態様装置の空胴共振器と温度制御手段とを
示す原理図である。
ように、上記温度差形成手段が、セラミツクス２
０の接合面に介在させて誘電損率が上記セラミツ
クス２０よりも大きい材料の介在物２０３によつ
て構成されるものである。なお、第１０図は本第
５実施態様装置の空胴共振器と温度制御手段とを
示す原理図である。
本態様においては、被接合セラミツクス２０よ
りも、接合面２０１に介在させた材料（介在物）
２０３の誘電損率が大きいため、この介在物２０
３の方がマイクロ波による誘電加熱がされやす
い。そのため介在物２０３の温度が優先添に上昇
し、第１１図に示すように、介在物２０３が急激
に加熱される。従つて、それをはさむ接合面２０
１の温度が最大となり、両端部２０２に向かうに
従い温度が急激に低下する温度分布を形成し、接
合面２０１を局部的に加熱する。なお、第１１図
は第１０図のセラミツクス２０の接合面２０１を
中心としたセラミツクス試料２０長手方向の温度
分布を示す図である。
りも、接合面２０１に介在させた材料（介在物）
２０３の誘電損率が大きいため、この介在物２０
３の方がマイクロ波による誘電加熱がされやす
い。そのため介在物２０３の温度が優先添に上昇
し、第１１図に示すように、介在物２０３が急激
に加熱される。従つて、それをはさむ接合面２０
１の温度が最大となり、両端部２０２に向かうに
従い温度が急激に低下する温度分布を形成し、接
合面２０１を局部的に加熱する。なお、第１１図
は第１０図のセラミツクス２０の接合面２０１を
中心としたセラミツクス試料２０長手方向の温度
分布を示す図である。
また、本態様では、介在物２０３を優先的に加
熱するため、セラミツクス２０の熱伝導率の大小
に無関係に接合が行なえる。また、セラミツクス
を直接に接合するのではないため、接合面の形状
に制限はなく、加圧力も本第１実施態様より小さ
くてよい。また、介在材料２０３は、被接合セラ
ミツクス２０より誘電損率が大きいものであれ
ば、いかなるものでもよいが、耐熱性の面よりセ
ラミツクスが望ましい。またセラミツクスの場
合、その主成分は被接合セラミツクス２０と同じ
成分であつても異なる成分であつてもよい。しか
し、更に高強度な接合を行うためには、被接合セ
ラミツクス２０と主成分が同じで、被接合セラミ
ツクス２０よりも誘電損率（εrtanδ）が0.005以
上大きく、被接合セラミツクス２０とのぬれ性が
良く、耐熱性の高いセラミツクスを用いるのがよ
い。また、介在材料２０３は粉末状でよく、板状
にして接合面に挟んでもよい。セラミツクスの場
合、すでに焼結されたものを板状にして用いても
よい。
熱するため、セラミツクス２０の熱伝導率の大小
に無関係に接合が行なえる。また、セラミツクス
を直接に接合するのではないため、接合面の形状
に制限はなく、加圧力も本第１実施態様より小さ
くてよい。また、介在材料２０３は、被接合セラ
ミツクス２０より誘電損率が大きいものであれ
ば、いかなるものでもよいが、耐熱性の面よりセ
ラミツクスが望ましい。またセラミツクスの場
合、その主成分は被接合セラミツクス２０と同じ
成分であつても異なる成分であつてもよい。しか
し、更に高強度な接合を行うためには、被接合セ
ラミツクス２０と主成分が同じで、被接合セラミ
ツクス２０よりも誘電損率（εrtanδ）が0.005以
上大きく、被接合セラミツクス２０とのぬれ性が
良く、耐熱性の高いセラミツクスを用いるのがよ
い。また、介在材料２０３は粉末状でよく、板状
にして接合面に挟んでもよい。セラミツクスの場
合、すでに焼結されたものを板状にして用いても
よい。
本発明の第６の態様としては、第１２図に示す
ように、上記温度差形成手段が、誘電損率が接合
しようとするセラミツクス２０よりも小さな材料
から成る保持部材５により空胴共振器内におい
て上記セラミツクス２０を保持する保持手段より
成るものである。なお、第１２図は、本第６実施
態様装置の空胴共振器と温度制御手段とを示す原
理図である。
ように、上記温度差形成手段が、誘電損率が接合
しようとするセラミツクス２０よりも小さな材料
から成る保持部材５により空胴共振器内におい
て上記セラミツクス２０を保持する保持手段より
成るものである。なお、第１２図は、本第６実施
態様装置の空胴共振器と温度制御手段とを示す原
理図である。
本態様においては、誘電損率が大きな被接合セ
ラミツクス２０の端部で保持する保持部材５に被
接合セラミツクス２０よりも誘電損率が小さい材
料を使用しているため、該保持部材用材料５は被
接合セラミツクス２０よりもマイクロ波による誘
電加熱がされにくい。そのため、上記保持部材５
と接する被接合セラミツクス２０の端部２０２の
温度は接合面２０１よりも急激に低下する。従つ
て、第１３図に示すように、接合しようとするセ
ラミツクスの接合面２０１の温度が最大となり、
保持部材の両端部２０２に向かうに従い温度が急
激に低下する温度分布を形成し、セラミツクスの
接合面２０１を局部的に加熱する。なお、第１３
図は第１２図のセラミツクス２０の接合面２０１
を中心としたセラミツクス試料２０長手方向の温
度分布を示す図である。なお、本態様では、上記
保持部材５と被接合セラミツクス２０との接触す
る部分を空胴共振器内に位置させて誘電加熱す
る必要がある。
ラミツクス２０の端部で保持する保持部材５に被
接合セラミツクス２０よりも誘電損率が小さい材
料を使用しているため、該保持部材用材料５は被
接合セラミツクス２０よりもマイクロ波による誘
電加熱がされにくい。そのため、上記保持部材５
と接する被接合セラミツクス２０の端部２０２の
温度は接合面２０１よりも急激に低下する。従つ
て、第１３図に示すように、接合しようとするセ
ラミツクスの接合面２０１の温度が最大となり、
保持部材の両端部２０２に向かうに従い温度が急
激に低下する温度分布を形成し、セラミツクスの
接合面２０１を局部的に加熱する。なお、第１３
図は第１２図のセラミツクス２０の接合面２０１
を中心としたセラミツクス試料２０長手方向の温
度分布を示す図である。なお、本態様では、上記
保持部材５と被接合セラミツクス２０との接触す
る部分を空胴共振器内に位置させて誘電加熱す
る必要がある。
また、保持部材用材料５としては、被接合セラ
ミツクス２０よりも誘電損率が小さいものであれ
ば、いかなるものでもよいが、耐熱性の面からセ
ラミツクスが望ましい。またセラミツクスの場
合、その主成分は、被接合セラミツクス２０と同
じ成分であつても異なる成分であつてもよい。ま
た被接合セラミツクス２０よりも誘電損率（εr
tanδ）が0.005以上小さく耐熱性の高いものを用
いるのがよい。
ミツクス２０よりも誘電損率が小さいものであれ
ば、いかなるものでもよいが、耐熱性の面からセ
ラミツクスが望ましい。またセラミツクスの場
合、その主成分は、被接合セラミツクス２０と同
じ成分であつても異なる成分であつてもよい。ま
た被接合セラミツクス２０よりも誘電損率（εr
tanδ）が0.005以上小さく耐熱性の高いものを用
いるのがよい。
本第３ないし第６実施態様においては、マイク
ロ波の照射による誘電加熱のみでは、前記必要な
温度分布が形成されない場合を例示して説明した
が、第１あるいは第２実施態様と組み合わせて、
誘電加熱手段によりセラミツクスの軸方向に垂直
に、あるいは接合面に平行に電界を生じさせると
ともに接合面の電界強度が最大となるように必要
な温度分布を形成する電界分布を形成するととも
に、温度差形成手段により接合面における温度勾
配を一層急激にして理想的な特性にすることも可
能であり、それにより、より効率よくセラミツク
スを接合することができる。
ロ波の照射による誘電加熱のみでは、前記必要な
温度分布が形成されない場合を例示して説明した
が、第１あるいは第２実施態様と組み合わせて、
誘電加熱手段によりセラミツクスの軸方向に垂直
に、あるいは接合面に平行に電界を生じさせると
ともに接合面の電界強度が最大となるように必要
な温度分布を形成する電界分布を形成するととも
に、温度差形成手段により接合面における温度勾
配を一層急激にして理想的な特性にすることも可
能であり、それにより、より効率よくセラミツク
スを接合することができる。
更に、セラミツクスの熱伝導率が大きい場合、
本第１あるいは第２実施態様と本第４実施態様と
を併用することにより、一層接合面のみを局部的
に加熱して接合することができる。すなわち、電
界強度が接合面で最大となるようにするとともに
セラミツクスの両端部を冷却することにより、熱
伝導率の大きなセラミツクスでも接合面の温度が
最大で両端部に向かうに従い温度が急激に低下す
る温度分布を形成し、接合部を局部的に加熱して
高強度な接合が行なえる。
本第１あるいは第２実施態様と本第４実施態様と
を併用することにより、一層接合面のみを局部的
に加熱して接合することができる。すなわち、電
界強度が接合面で最大となるようにするとともに
セラミツクスの両端部を冷却することにより、熱
伝導率の大きなセラミツクスでも接合面の温度が
最大で両端部に向かうに従い温度が急激に低下す
る温度分布を形成し、接合部を局部的に加熱して
高強度な接合が行なえる。
本第１、２、４、６実施態様のように直接接合
の場合はセラミツクス中の焼結助剤等の成分の方
がセラミツクス主成分よりも誘電損率が大きく、
あるいは本第５実施態様のように介在物を介在さ
せる場合の方が被接合セラミツクスよりも誘電損
率が大きいため、焼結助剤あるいは介在物が優先
的に加熱されて接合が行われる。このため、接合
温度を低くすることができ、接合部の組織を劣化
させることなく良好な接合が行なえる。
の場合はセラミツクス中の焼結助剤等の成分の方
がセラミツクス主成分よりも誘電損率が大きく、
あるいは本第５実施態様のように介在物を介在さ
せる場合の方が被接合セラミツクスよりも誘電損
率が大きいため、焼結助剤あるいは介在物が優先
的に加熱されて接合が行われる。このため、接合
温度を低くすることができ、接合部の組織を劣化
させることなく良好な接合が行なえる。
また、本第１あるいは第２実施態様の接合面の
電界強度を最大にする態様において、第１４図に
示すようにセラミツクス２０の接合面２０１がＶ
字形の特殊な場合、電界方向がセラミツクスの軸
方向に垂直で、接合面の中心面（図中のｅ面）の
電界強度が最大となるようにすることにより効率
よく接合することができる。また、第１５図のよ
うに接合面２０１の段差形状の場合には、接合面
の中間の面２０１１の電界強度が最大となるよう
にするのがよい。第１５図において、第１４図と
同様に図中のｅ面の電界強度が最大となるように
してもよい。なお、第１４及び１５図ともセラミ
ツクスの側面図である。
電界強度を最大にする態様において、第１４図に
示すようにセラミツクス２０の接合面２０１がＶ
字形の特殊な場合、電界方向がセラミツクスの軸
方向に垂直で、接合面の中心面（図中のｅ面）の
電界強度が最大となるようにすることにより効率
よく接合することができる。また、第１５図のよ
うに接合面２０１の段差形状の場合には、接合面
の中間の面２０１１の電界強度が最大となるよう
にするのがよい。第１５図において、第１４図と
同様に図中のｅ面の電界強度が最大となるように
してもよい。なお、第１４及び１５図ともセラミ
ツクスの側面図である。
以下、本発明の実施例を説明する。
第１実施例
本第１実施例では、温度制御手段が、セラミツ
クスの軸方向に直角な面に形成した接合面に平行
な方向に電界を生じさせる（セラミツクスの軸方
向に電界を分布させる）とともに上記接合面の電
界強度が最大となるように形成する誘電加熱手段
より成る装置の例を示す。第１６図に本第１実施
例装置のブロツク図を、また第１７図に第１６図
の空胴共振器の−に沿う断面図を示す。
クスの軸方向に直角な面に形成した接合面に平行
な方向に電界を生じさせる（セラミツクスの軸方
向に電界を分布させる）とともに上記接合面の電
界強度が最大となるように形成する誘電加熱手段
より成る装置の例を示す。第１６図に本第１実施
例装置のブロツク図を、また第１７図に第１６図
の空胴共振器の−に沿う断面図を示す。
本第１実施例の装置は、マイクロ波を発生させ
るためのマイクロ波発生手段と、試料を加熱・
接合するための空胴共振器と、試料を加圧する
ための加圧手段と、温度制御手段と、試料温
度と空胴共振器の共振状態を検出するための検
出手段６と、空胴共振器の共振状態を調整する
ための共振調整手段７と、試料温度を調整するた
めの温度調整手段８とから成る。
るためのマイクロ波発生手段と、試料を加熱・
接合するための空胴共振器と、試料を加圧する
ための加圧手段と、温度制御手段と、試料温
度と空胴共振器の共振状態を検出するための検
出手段６と、空胴共振器の共振状態を調整する
ための共振調整手段７と、試料温度を調整するた
めの温度調整手段８とから成る。
マイクロ波発生手段は、周波数６Hz帯のマイ
クロ波発振器１１と最大3KWまで増幅多能なク
ライストロン増幅器１２と、空胴共振器からの
反射電力を吸収し、反射電力から増幅器１２を保
護するアイソレータ１３とから成る。これらは、
同軸ケーブル１０１及び導波管１００により連結
されてなる。
クロ波発振器１１と最大3KWまで増幅多能なク
ライストロン増幅器１２と、空胴共振器からの
反射電力を吸収し、反射電力から増幅器１２を保
護するアイソレータ１３とから成る。これらは、
同軸ケーブル１０１及び導波管１００により連結
されてなる。
空胴共振器は、共振モードがTE103で、断面
が20×40mm、長さ約96mmの直方体空胴共振器であ
り、結合度を調整するためのマイクロ波導入用の
可変アイリス（結合窓）２１と、共振周波数を調
整するためのプランジヤ（可変短絡板）２２と、
セラミツクス試料を挿入するための試料挿入口２
３と温度検出窓２４とから成る。上記可変アイリ
ス２１は高さが20mmで、幅が最大４０mmまで左右
対称に変化するものである。空胴共振器の内面
は約2μｍに研摩後銀メツキしてあり、無負荷Ｑ
を10000以上に高めて試料に蓄えられる誘電損率
のエネルギー効率を良くしてある。そのため、室
温で誘電損率の小さいセラミツクスでも容易に誘
電加熱を行うことができる。、また空胴共振器
の外部は水冷して空胴共振器が加熱されるのを
防止している。
が20×40mm、長さ約96mmの直方体空胴共振器であ
り、結合度を調整するためのマイクロ波導入用の
可変アイリス（結合窓）２１と、共振周波数を調
整するためのプランジヤ（可変短絡板）２２と、
セラミツクス試料を挿入するための試料挿入口２
３と温度検出窓２４とから成る。上記可変アイリ
ス２１は高さが20mmで、幅が最大４０mmまで左右
対称に変化するものである。空胴共振器の内面
は約2μｍに研摩後銀メツキしてあり、無負荷Ｑ
を10000以上に高めて試料に蓄えられる誘電損率
のエネルギー効率を良くしてある。そのため、室
温で誘電損率の小さいセラミツクスでも容易に誘
電加熱を行うことができる。、また空胴共振器
の外部は水冷して空胴共振器が加熱されるのを
防止している。
加圧手段はセラミツクス試料20の両端を保持
する左右痴称の同心のとれたチヤツク３１と、チ
ヤツク３１を最大20MPaまで加圧できるエアシ
リンダ３２と、チヤツク３１を加圧しながら移動
させ移動台３３とから成る。
する左右痴称の同心のとれたチヤツク３１と、チ
ヤツク３１を最大20MPaまで加圧できるエアシ
リンダ３２と、チヤツク３１を加圧しながら移動
させ移動台３３とから成る。
温度制御手段は、上記加圧手段により両端
が加圧され、空胴共振器内に配置されたセラミ
ツクス２０の接合面２０１に平行な方向に電界を
生じさせる（Ｅ面を接合面２０１に垂直になるよ
うにする）とともに接合面２０１の電界強度が最
大となるように形成するものである。
が加圧され、空胴共振器内に配置されたセラミ
ツクス２０の接合面２０１に平行な方向に電界を
生じさせる（Ｅ面を接合面２０１に垂直になるよ
うにする）とともに接合面２０１の電界強度が最
大となるように形成するものである。
なお、空胴共振器におけるＥ面とは、第１７図
に示すように空胴共振器の広い方の面である。
に示すように空胴共振器の広い方の面である。
検出手段６は、試料温度を検出するための放射
温度計６１と、空胴共振器の入射反射電力を検
出するための方向性結合器６２と、入射反射電力
を低周波信号に変換するための検波器６３とから
成る。
温度計６１と、空胴共振器の入射反射電力を検
出するための方向性結合器６２と、入射反射電力
を低周波信号に変換するための検波器６３とから
成る。
共振調整手段７は、検波器６３からの信号を検
出するための検波信号モニター回路７１と、可変
アイリス２１の開口面積を変化させるためのパル
スモータ７２１と、検波信号モニター回路７１か
らの信号により動作してパルス信号を出力して上
記パルスモータ７２１を駆動させるためのアイリ
スモータ駆動回路７３と、プランジヤ２２を駆動
させるためのパルスモータ７２２と、検波信号モ
ニター回路７１からの信号より動作してパルス信
号を出力して上記パルスモータ７２２を駆動させ
るためのプランジヤモータ駆動回路７４とから成
る。
出するための検波信号モニター回路７１と、可変
アイリス２１の開口面積を変化させるためのパル
スモータ７２１と、検波信号モニター回路７１か
らの信号により動作してパルス信号を出力して上
記パルスモータ７２１を駆動させるためのアイリ
スモータ駆動回路７３と、プランジヤ２２を駆動
させるためのパルスモータ７２２と、検波信号モ
ニター回路７１からの信号より動作してパルス信
号を出力して上記パルスモータ７２２を駆動させ
るためのプランジヤモータ駆動回路７４とから成
る。
温度調整手段８は放射温度計６１からの信号を
検出するための温度信号モニター回路８１と、温
度信号モニター回路８１からの信号に基づきマイ
クロ波の出力を調整するための信号を出す出力設
定回路８２と、出力設定回路８２からの信号によ
り動作としてマイクロ波出力を調整するための出
力調整器８３とからなる。
検出するための温度信号モニター回路８１と、温
度信号モニター回路８１からの信号に基づきマイ
クロ波の出力を調整するための信号を出す出力設
定回路８２と、出力設定回路８２からの信号によ
り動作としてマイクロ波出力を調整するための出
力調整器８３とからなる。
上記構成よりなる本第１実施例装置は以下のよ
うな作用を有する。
うな作用を有する。
マイクロ波発振器１１より発生したマイクロ波
電力は、出力調整器８３で調整され、増幅器１２
へ送られる。このマイクロ波出力の制御は増幅器
１２の増幅量を一定にし、出力調整器８３の調整
量を制御することにより行われる。空胴共振器
における入射電力と反射電力の一部は、方向性結
合器９２で分離され、さらに各検波器６３により
入射電力と反射電力に比例した低周波信号に変換
され、検波信号モニター回路７１へ送られる。さ
らに、検波信号モニター回路７１で一定レベルに
変換された信号はアイリスモータ駆動回路７３お
よびプランジヤモータ駆動回路７４へ送られる。
この２種のモータ駆動回路で変換されたアイリス
制御信号およびプランジヤ制御信号により、２種
のパルスモータ７２１，７２２はそれぞれ可変ア
イリス２１とプランジヤ２２とを駆動させる。
電力は、出力調整器８３で調整され、増幅器１２
へ送られる。このマイクロ波出力の制御は増幅器
１２の増幅量を一定にし、出力調整器８３の調整
量を制御することにより行われる。空胴共振器
における入射電力と反射電力の一部は、方向性結
合器９２で分離され、さらに各検波器６３により
入射電力と反射電力に比例した低周波信号に変換
され、検波信号モニター回路７１へ送られる。さ
らに、検波信号モニター回路７１で一定レベルに
変換された信号はアイリスモータ駆動回路７３お
よびプランジヤモータ駆動回路７４へ送られる。
この２種のモータ駆動回路で変換されたアイリス
制御信号およびプランジヤ制御信号により、２種
のパルスモータ７２１，７２２はそれぞれ可変ア
イリス２１とプランジヤ２２とを駆動させる。
また、空胴共振器内のセラミツクス２０の接
合面２０１の温度は温度検出窓２４から放射温度
計６１で測定され、その測定温度の信号は温度信
号モニター回路８１へ送られる。さらに、温度信
号モニター回路８１で一定レベルに変換された信
号はマイクロ波の出力を調整する出力設定回路８
２へ送られ、出力設定回路８２によりマイクロ波
出力制御信号に変換された後、出力調整器８３に
送られ、マイクロ波出力を制御する。
合面２０１の温度は温度検出窓２４から放射温度
計６１で測定され、その測定温度の信号は温度信
号モニター回路８１へ送られる。さらに、温度信
号モニター回路８１で一定レベルに変換された信
号はマイクロ波の出力を調整する出力設定回路８
２へ送られ、出力設定回路８２によりマイクロ波
出力制御信号に変換された後、出力調整器８３に
送られ、マイクロ波出力を制御する。
ここで、空胴共振器を共振状態にするには、
方向性結合器６２で検出した反射率（反射電力／
入射電力）が最小になるようにプランジヤ２２お
よび可変アイリス２１を駆動させることにより行
われる。
方向性結合器６２で検出した反射率（反射電力／
入射電力）が最小になるようにプランジヤ２２お
よび可変アイリス２１を駆動させることにより行
われる。
また、接合面２０１の加熱速度の制御は、予め
設定された加熱速度に対して加熱中に変化する試
料の熱損失と誘電損率（εrtanδ）と空胴共振器
の反射率に応じたマイクロ波出力を計算し、さら
に放射温度計６１から測定した実際の加熱速度と
設定加熱速度を比較し、比較した値に応じマイク
ロ波出力を微細制御することにより行われる。
設定された加熱速度に対して加熱中に変化する試
料の熱損失と誘電損率（εrtanδ）と空胴共振器
の反射率に応じたマイクロ波出力を計算し、さら
に放射温度計６１から測定した実際の加熱速度と
設定加熱速度を比較し、比較した値に応じマイク
ロ波出力を微細制御することにより行われる。
上記の装置を用いることにより、セラミツクス
の加熱・接合中に変化する空胴共振器が常時共
振し、かつ結合度を１の状態あるいはそれに近い
状態にする。この結果、加熱中に急激に変化する
εrtanδの影響を受けることなく任意の加熱速度で
加熱でき、所望の接合温度で接合が行なえる。
の加熱・接合中に変化する空胴共振器が常時共
振し、かつ結合度を１の状態あるいはそれに近い
状態にする。この結果、加熱中に急激に変化する
εrtanδの影響を受けることなく任意の加熱速度で
加熱でき、所望の接合温度で接合が行なえる。
また、温度制御手段により、セラミツクス試
料２０の接合面２０１の電界効果が最大となるよ
うにしているため、該接合面２０１を優先的に誘
電加熱し、かつセラミツクス試料20の熱伝導率が
小さいことから、接合面２０１の温度が最大で試
料の両端部２０２に向かうに従い温度が急激に低
下する温度分布を形成する。そのため、接合面２
０１を局部的に接合することができる。なお、本
第１実施例は本発明の第２実施態様に属する。
料２０の接合面２０１の電界効果が最大となるよ
うにしているため、該接合面２０１を優先的に誘
電加熱し、かつセラミツクス試料20の熱伝導率が
小さいことから、接合面２０１の温度が最大で試
料の両端部２０２に向かうに従い温度が急激に低
下する温度分布を形成する。そのため、接合面２
０１を局部的に接合することができる。なお、本
第１実施例は本発明の第２実施態様に属する。
本第１実施例装置を用いて、直径３mm×長さ
100mmの純度92％のアルミナ試料（室温でのεr
tanδ＝0.01、λ＝0.04cal／cm・sec・℃）同士を
以下のように接合した。
100mmの純度92％のアルミナ試料（室温でのεr
tanδ＝0.01、λ＝0.04cal／cm・sec・℃）同士を
以下のように接合した。
第１７図に示すように、両端部が加圧され、空
胴共振器内に配置されたセラミツクス２０の接
合面２０１に平行な方向に電界が生じさせて（Ｅ
面を接合面２０１に垂直になるようにして）、か
つ接合面２０１の電界強度が最大となるようにし
た。なお、空胴共振器の共振モードはTE103と
した。
胴共振器内に配置されたセラミツクス２０の接
合面２０１に平行な方向に電界が生じさせて（Ｅ
面を接合面２０１に垂直になるようにして）、か
つ接合面２０１の電界強度が最大となるようにし
た。なお、空胴共振器の共振モードはTE103と
した。
また、試料の接合面は間隙が生じないように平
坦にし、約1μｍに研摩仕上げ後、両端を1.5MPa
で加圧した。また、温度は接合面の表面の温度を
検出した。
坦にし、約1μｍに研摩仕上げ後、両端を1.5MPa
で加圧した。また、温度は接合面の表面の温度を
検出した。
加熱は大気中、室温から行い、約40℃／secの
加熱速度で接合面２０１の温度が約1550℃に達す
るまで急速に加熱し、３分間この温度に保持した
後、約−15℃／secの速度で徐冷して接合した。
加熱速度で接合面２０１の温度が約1550℃に達す
るまで急速に加熱し、３分間この温度に保持した
後、約−15℃／secの速度で徐冷して接合した。
その結果、500℃付近までの低温の場合電界分
布の作用によりアルミナ試料の温度は接合面を中
心に幅の広い分布をしていたが、接合面の温度が
700℃付近になると接合面のεrtanδが急激に大き
くなり、ランナウエイ現象により約1000℃以上で
は接合面が急速に加熱され、かつアルミナ試料の
熱伝導率が小さいことから、局部的な接合が行わ
れた。接合温度が約1550℃の場合、接合面から５
mm離れたところで約700℃になつており、接合面
のみが局部的に加熱されていた。そのときの接合
面にはレーザなどで見られるような結晶粒の粗大
化や気泡の発生、さらには熱クラツクが全くな
く、母材と同じ一様かつ均質な組織であり、接合
面は境界が識別できず、試料形状の変化も見られ
なかつた。
布の作用によりアルミナ試料の温度は接合面を中
心に幅の広い分布をしていたが、接合面の温度が
700℃付近になると接合面のεrtanδが急激に大き
くなり、ランナウエイ現象により約1000℃以上で
は接合面が急速に加熱され、かつアルミナ試料の
熱伝導率が小さいことから、局部的な接合が行わ
れた。接合温度が約1550℃の場合、接合面から５
mm離れたところで約700℃になつており、接合面
のみが局部的に加熱されていた。そのときの接合
面にはレーザなどで見られるような結晶粒の粗大
化や気泡の発生、さらには熱クラツクが全くな
く、母材と同じ一様かつ均質な組織であり、接合
面は境界が識別できず、試料形状の変化も見られ
なかつた。
接合したセラミツクスについて、４点曲げ試験
を行つた結果、母材と同一の強度が得られた。ま
た、試料の接合面の電界強度が最大とならないよ
うにした場合は、接合面よりも母材の方が高温に
なるため母材の組織が劣化し満足のいく接合強度
は得られず、また接合できない場合もあつた。
を行つた結果、母材と同一の強度が得られた。ま
た、試料の接合面の電界強度が最大とならないよ
うにした場合は、接合面よりも母材の方が高温に
なるため母材の組織が劣化し満足のいく接合強度
は得られず、また接合できない場合もあつた。
また、本第１実施例で用いたマイクロ波出力は
最大60Wであり、試料を全体に加熱した時に比べ
１／５以下の出力で十分であつた。
最大60Wであり、試料を全体に加熱した時に比べ
１／５以下の出力で十分であつた。
第２実施例
本第２実施例では、温度制御手段が、セラミツ
クスにマイクロ波を照射することにより該セラミ
ツクスを誘電加熱する誘電加熱手段と、セラミツ
クスの両端部を冷却する温度差形成手段とから成
る装置の例を示す。すなわち、本第２実施例の装
置は、第１６図に示す第１実施例装置の空胴共振
器内において第１８図に示すようにセラミツク
ス２０の接合面２０１に垂直な方向に電界を生じ
させる（Ｅ面を接合面２０１に平行になるように
する）とともにその接合面２０１から離れた両端
部２０２の表面に銅パイプ４１を取り付けて冷却
する温度制御手段を設け、その他は第１実施例と
同様な装置である。本第２実施例は本発明の第４
実施態様に属する。
クスにマイクロ波を照射することにより該セラミ
ツクスを誘電加熱する誘電加熱手段と、セラミツ
クスの両端部を冷却する温度差形成手段とから成
る装置の例を示す。すなわち、本第２実施例の装
置は、第１６図に示す第１実施例装置の空胴共振
器内において第１８図に示すようにセラミツク
ス２０の接合面２０１に垂直な方向に電界を生じ
させる（Ｅ面を接合面２０１に平行になるように
する）とともにその接合面２０１から離れた両端
部２０２の表面に銅パイプ４１を取り付けて冷却
する温度制御手段を設け、その他は第１実施例と
同様な装置である。本第２実施例は本発明の第４
実施態様に属する。
上記銅パイプ４１は断面が高さ５mm×幅３mm
で、これを水冷した。これによりセラミツクス試
料２０の両端部２０２を強制的に冷却することに
よつて、試料２０の接合面２０１の温度が周囲に
比べて高くなり、そのため、接合面２０１の誘電
損率が周囲よりも大きくなり、接合面２０１を優
先的に誘電加熱させて局部的に接合することがで
きる。
で、これを水冷した。これによりセラミツクス試
料２０の両端部２０２を強制的に冷却することに
よつて、試料２０の接合面２０１の温度が周囲に
比べて高くなり、そのため、接合面２０１の誘電
損率が周囲よりも大きくなり、接合面２０１を優
先的に誘電加熱させて局部的に接合することがで
きる。
本第２実施例の装置を用いて第１実施例と同様
なアルミナ試料を接合した。なお、試料の接合面
の形状、加圧力、接合温度、接合時間等の条件も
第１実施例と同様である。
なアルミナ試料を接合した。なお、試料の接合面
の形状、加圧力、接合温度、接合時間等の条件も
第１実施例と同様である。
その結果、第１実施例と同様に約1000℃以上で
は、ランナウエイ効果により接合面が急速に加熱
され、かつアルミナ試料の熱伝導率が小さいこと
から、局部的な接合が行われた。その時の接合面
は母材と同じ一様かつ均質な組織であり、接合面
の境界は識別できなかつた。
は、ランナウエイ効果により接合面が急速に加熱
され、かつアルミナ試料の熱伝導率が小さいこと
から、局部的な接合が行われた。その時の接合面
は母材と同じ一様かつ均質な組織であり、接合面
の境界は識別できなかつた。
なお、接合したアルミナ試料について４点曲げ
試験を行つた結果、母材と同一の強度が得られ
た。
試験を行つた結果、母材と同一の強度が得られ
た。
また、炭化ケイ素等の熱伝導率の大さなセラミ
ツクス試料（λ＞0.1cal／cm・sec・℃）を接合
する場合は、本実施例と第１実施例を併用するこ
とにより、接合面を局部的に加熱して接合するこ
とができる。
ツクス試料（λ＞0.1cal／cm・sec・℃）を接合
する場合は、本実施例と第１実施例を併用するこ
とにより、接合面を局部的に加熱して接合するこ
とができる。
本実施例は試料端面を水冷却した場合について
説明したが、試料のチヤツク部を冷却してもよ
く、試料の種類によつては空胴共振器の外に出た
試料部分を空冷またはエアーノズルなどによる強
制空冷を行つてもよい。
説明したが、試料のチヤツク部を冷却してもよ
く、試料の種類によつては空胴共振器の外に出た
試料部分を空冷またはエアーノズルなどによる強
制空冷を行つてもよい。
第３実施例
本第３実施例では、温度制御手段が、被接合セ
ラミツクスにマイクロ波を照射することにより該
被接合セラミツクスを誘電加熱する誘電加熱手段
と、被接合セラミツクスの接合面に介在させた誘
電損率が上記被接合セラミツクスよりも大きい材
料の介在物によつて構成される温度差形成手段と
から成る装置の例を示す。むあわち、本第３実施
例の装置は、第１６図に示す第１実施例装置の空
胴共振器において第１９図に示すようにセラミ
ツクス試料２０の接合面２０１に垂直な方向に電
界を生じさせる（Ｅ面を接合面２０１に平行にな
るようにする）とともに該セラミツクス試料20の
接合面２０１にインサート材として被接合セラミ
ツクス２０よりも誘電損率が大きいセラミツクス
２０３が介在する温度制御手段を設け、その他は
第１実施例と同様な装置である。
ラミツクスにマイクロ波を照射することにより該
被接合セラミツクスを誘電加熱する誘電加熱手段
と、被接合セラミツクスの接合面に介在させた誘
電損率が上記被接合セラミツクスよりも大きい材
料の介在物によつて構成される温度差形成手段と
から成る装置の例を示す。むあわち、本第３実施
例の装置は、第１６図に示す第１実施例装置の空
胴共振器において第１９図に示すようにセラミ
ツクス試料２０の接合面２０１に垂直な方向に電
界を生じさせる（Ｅ面を接合面２０１に平行にな
るようにする）とともに該セラミツクス試料20の
接合面２０１にインサート材として被接合セラミ
ツクス２０よりも誘電損率が大きいセラミツクス
２０３が介在する温度制御手段を設け、その他は
第１実施例と同様な装置である。
上記インサート材２０３の方が被接合セラミツ
クス２０よりも誘電損率が大きいため優先的に誘
電加熱されて、該インサート材２０３と接する接
合面２０１の温度が最大になり、流端部２０２に
向かうに従い温度が急激に低下する温度分布を形
成する。なお、本第３実施例は本発明の第５実施
態様に属する。
クス２０よりも誘電損率が大きいため優先的に誘
電加熱されて、該インサート材２０３と接する接
合面２０１の温度が最大になり、流端部２０２に
向かうに従い温度が急激に低下する温度分布を形
成する。なお、本第３実施例は本発明の第５実施
態様に属する。
本第３実施例の装置を用いて直径３mm×長さ
100mmの純度99％のアルミナ試料（室温でのεr
tanδ＝0.001、λ＝0.06cal／cm・sec・℃）同士を
接合した。なお、上記インサート材２０３として
は、上記アルミナ試料よりもεrtanδの大きな厚さ
0.5mmのアルミナ薄板（室温でのεrtanδ＝0.01）を
用い、A12O3を主成分とし、CaO1.5、Mg、O0.8
％、SiO27％含んだものである。また、アルミナ
試料の接合面の形状は、第１実施例と同様であ
る。
100mmの純度99％のアルミナ試料（室温でのεr
tanδ＝0.001、λ＝0.06cal／cm・sec・℃）同士を
接合した。なお、上記インサート材２０３として
は、上記アルミナ試料よりもεrtanδの大きな厚さ
0.5mmのアルミナ薄板（室温でのεrtanδ＝0.01）を
用い、A12O3を主成分とし、CaO1.5、Mg、O0.8
％、SiO27％含んだものである。また、アルミナ
試料の接合面の形状は、第１実施例と同様であ
る。
加熱は、アルミナ試料の両端を0.5MPaで加圧
し、大気中、室温から行い、約40℃／secの加熱
速度で接合面２０１の温度が約1550℃に達するま
で急速に加熱し、３分間にこの温度に保持した
後、約−15℃／secの速度で徐劣して接合した。
し、大気中、室温から行い、約40℃／secの加熱
速度で接合面２０１の温度が約1550℃に達するま
で急速に加熱し、３分間にこの温度に保持した
後、約−15℃／secの速度で徐劣して接合した。
その結果、インサート材２０３が選択的に加熱
されることによりアルミナ試料２０の接合面２０
１が局部的に加熱され、接合面２０１の形状を変
化させることなく良好な接合が行えた。その時の
接合面２０１には熱クラツクや気泡の発生は見ら
れなかつた。接合したセラミツクスについて４点
曲げ試験を行つた結果、母材の70％以上の強度が
得られた。
されることによりアルミナ試料２０の接合面２０
１が局部的に加熱され、接合面２０１の形状を変
化させることなく良好な接合が行えた。その時の
接合面２０１には熱クラツクや気泡の発生は見ら
れなかつた。接合したセラミツクスについて４点
曲げ試験を行つた結果、母材の70％以上の強度が
得られた。
本実施例は、直接には接合しにくい材料でも接
合することができ、また誘電損率の大きなインサ
ート材が優先的に加熱されるため本第１、第２実
施例より複雑な試料形状のセラミツクス同士の接
合ができる。
合することができ、また誘電損率の大きなインサ
ート材が優先的に加熱されるため本第１、第２実
施例より複雑な試料形状のセラミツクス同士の接
合ができる。
本実施例では、インサート材にアルミナ薄板を
用いたが、同様の成分を有したアルミナ粉末でも
よい。
用いたが、同様の成分を有したアルミナ粉末でも
よい。
第４実施例
本第４実施例では、温度制御手段が、被接合セ
ラミツクスにマイクロ波を照射することにより該
被接合セラミツクスを誘電加熱する誘電加熱手段
と、誘電損率が被接合セラミツクスよりも小さな
材料から成る保持部材により空胴共振器内におい
て被接合セラミツクスを保持する温度差形成手段
とから成る装置の例を示す。すなわち、本第４実
施例の装置は、第１６図に示す第１実施例装置の
空胴共振器において第２０図に示すように被接
合セラミツクス２０の接合面２０１に垂直な方向
に電界を生じさせる（Ｅ面に接合面２０１に平行
になるようにする）とともに該被接合セラミツク
ス２０よりも誘電損率が小さいセラミツクスから
成る保持部材５により上記被接合セラミツクス２
０の両端部を保持する温度制御手段を設け、その
他は第１実施例と同様な装置である。なお保持部
材５は、上記被接合セラミツクス２０と接触する
部分が空胴共振器内に配置された形に位置する。
ラミツクスにマイクロ波を照射することにより該
被接合セラミツクスを誘電加熱する誘電加熱手段
と、誘電損率が被接合セラミツクスよりも小さな
材料から成る保持部材により空胴共振器内におい
て被接合セラミツクスを保持する温度差形成手段
とから成る装置の例を示す。すなわち、本第４実
施例の装置は、第１６図に示す第１実施例装置の
空胴共振器において第２０図に示すように被接
合セラミツクス２０の接合面２０１に垂直な方向
に電界を生じさせる（Ｅ面に接合面２０１に平行
になるようにする）とともに該被接合セラミツク
ス２０よりも誘電損率が小さいセラミツクスから
成る保持部材５により上記被接合セラミツクス２
０の両端部を保持する温度制御手段を設け、その
他は第１実施例と同様な装置である。なお保持部
材５は、上記被接合セラミツクス２０と接触する
部分が空胴共振器内に配置された形に位置する。
上記保持部材５は、誘電損率が被接合セラミツ
クス２０より小さいためマイクロ波による誘電加
熱がされにくく、逆に該保持部材５から離れた被
接合セラミツクス２０の接合面２０１が誘電加熱
されやすくなる。従つて、上記接合面２０１の温
度が最大になり、保持部材５と接する両端部２０
２に向かうに従い温度が急激に低下する温度分布
を形成する。なお、本第４実施例は本発明の第６
実施態様に属する。
クス２０より小さいためマイクロ波による誘電加
熱がされにくく、逆に該保持部材５から離れた被
接合セラミツクス２０の接合面２０１が誘電加熱
されやすくなる。従つて、上記接合面２０１の温
度が最大になり、保持部材５と接する両端部２０
２に向かうに従い温度が急激に低下する温度分布
を形成する。なお、本第４実施例は本発明の第６
実施態様に属する。
本第４実施例の装置を用いて第１実施例と同様
なアルミナ試料を接合した。なお、保持部材には
φ3mmのサフアイア棒（室温でのεrtanδ＜0.0001）
を用い、更に該サフアイア棒をチヤツクで固定し
た。またアルミナ試料とサフアイア棒はゴム系接
着剤で仮止めした。またアルミナ試料の接合面の
形状、加圧力、接合温度、接合時間等の条件は第
１実施例と同様である。
なアルミナ試料を接合した。なお、保持部材には
φ3mmのサフアイア棒（室温でのεrtanδ＜0.0001）
を用い、更に該サフアイア棒をチヤツクで固定し
た。またアルミナ試料とサフアイア棒はゴム系接
着剤で仮止めした。またアルミナ試料の接合面の
形状、加圧力、接合温度、接合時間等の条件は第
１実施例と同様である。
その結果、アルミナ試料の接合面のみが急速に
加熱され、接合面の形状を変化させることなく母
材と同じ組織の接合面を有した良好な接合が行え
た。また、試料とサフアイア棒の仮止めに用いた
ゴム系接着剤は加熱中蒸発し、試料接合後、試料
とサフアイア棒は簡単に取り外せた。接合したセ
ラミツクスについてせん断強度を測定した結果、
母材と同一の強度が得られた。
加熱され、接合面の形状を変化させることなく母
材と同じ組織の接合面を有した良好な接合が行え
た。また、試料とサフアイア棒の仮止めに用いた
ゴム系接着剤は加熱中蒸発し、試料接合後、試料
とサフアイア棒は簡単に取り外せた。接合したセ
ラミツクスについてせん断強度を測定した結果、
母材と同一の強度が得られた。
本実施例は、セラミツクス試料の寸法が小さい
場合でも接合することができ、セラミツクスの寸
法が小さくεrtanδが小さい場合には接合界面にεr
tanδの大きなインサート材を介在させることによ
り第３実施例と同様な接合を行うことができる。
場合でも接合することができ、セラミツクスの寸
法が小さくεrtanδが小さい場合には接合界面にεr
tanδの大きなインサート材を介在させることによ
り第３実施例と同様な接合を行うことができる。
第５実施例
本第５実施例では、窒化ケイ素を窒素ガス雰囲
気中で接合した例を示す。本第５実施例の装置
は、第１６図に示す第１実施例装置の空胴共振器
が、第２１図に示すようにその手前に気密導波
管２５が取り付けられ、該気密導波管２５から窒
素ガスが導入され、空胴共振器内を通つて試料
挿入口２３より流出するように構成され、その他
は第１実施例と同様な装置である。すなわち、両
端が加圧され、空胴共振器内に配置されたセラ
ミツクス試料20の接合面２０１に平行な方向に電
界を生じさせる（Ｅ面を接合面２０１に垂直にな
るようにする）とともに接合面２０１の電界強度
が最大となるように形成され、更に空胴共振器
内は、窒素ガス雰囲気になつている。なお、空胴
共振器の接続箇所には気密ガスケツトをはさ
み、空気の流入を防止した。本第５実施例は本発
明の第２実施態様に属する。
気中で接合した例を示す。本第５実施例の装置
は、第１６図に示す第１実施例装置の空胴共振器
が、第２１図に示すようにその手前に気密導波
管２５が取り付けられ、該気密導波管２５から窒
素ガスが導入され、空胴共振器内を通つて試料
挿入口２３より流出するように構成され、その他
は第１実施例と同様な装置である。すなわち、両
端が加圧され、空胴共振器内に配置されたセラ
ミツクス試料20の接合面２０１に平行な方向に電
界を生じさせる（Ｅ面を接合面２０１に垂直にな
るようにする）とともに接合面２０１の電界強度
が最大となるように形成され、更に空胴共振器
内は、窒素ガス雰囲気になつている。なお、空胴
共振器の接続箇所には気密ガスケツトをはさ
み、空気の流入を防止した。本第５実施例は本発
明の第２実施態様に属する。
上記セラミツクスとして直径３mm×長さ100mm
の窒化ケイ素（室温でのεrtanδ＝0.005、λ＝
0.4cal／cm・sec・℃））を用い、接合面の形状は
第１実施例と同様である。加熱は窒化ケイ素試料
の両端を6MPaで加圧し、窒素ガス雰囲気中、室
温から行い、約40℃／secの加熱速度で接合面２
０１の温度が約1500℃に達するまで急速に加熱
し、10分間この温度に保持した後、約−15℃／
secの速度で徐冷して接合した。その結果、第１
実施例と同様に、接合面のみを局部的に加熱で
き、接合面の形状を変化させることなく、母材と
同じ組織の接合面を有した良好な接合が行えた。
また、接合したセラミツクスについて４点曲げ試
験を行つた結果、母材の60％以上の強度が得られ
た。
の窒化ケイ素（室温でのεrtanδ＝0.005、λ＝
0.4cal／cm・sec・℃））を用い、接合面の形状は
第１実施例と同様である。加熱は窒化ケイ素試料
の両端を6MPaで加圧し、窒素ガス雰囲気中、室
温から行い、約40℃／secの加熱速度で接合面２
０１の温度が約1500℃に達するまで急速に加熱
し、10分間この温度に保持した後、約−15℃／
secの速度で徐冷して接合した。その結果、第１
実施例と同様に、接合面のみを局部的に加熱で
き、接合面の形状を変化させることなく、母材と
同じ組織の接合面を有した良好な接合が行えた。
また、接合したセラミツクスについて４点曲げ試
験を行つた結果、母材の60％以上の強度が得られ
た。
第６実施例
第１実施例装置を用いて、第２２図ないし第２
６図に示すように第１実施例と同様なアルミナ焼
結体（純度92％）の異形材の接合を行つた。な
お、加圧力、接合温度、接合時間等の条件は第１
実施例と同様である。
６図に示すように第１実施例と同様なアルミナ焼
結体（純度92％）の異形材の接合を行つた。な
お、加圧力、接合温度、接合時間等の条件は第１
実施例と同様である。
第２２図に示すように外径８mm×内径６mmのパ
イプ試料２０４同士を接合した。
イプ試料２０４同士を接合した。
また、第２３図に示すように上記パイプ試料２
０４に板厚３mmの円板試料２０５を接合した。こ
の場合円板試料２０５の保持にはφ3mmのサフア
イアを用いた。
０４に板厚３mmの円板試料２０５を接合した。こ
の場合円板試料２０５の保持にはφ3mmのサフア
イアを用いた。
また、第２４図に示すように上記パイプ試料２
０４内に直径６mmの棒試料２０６を５mm挿入し
て、挿入面を接合した。
０４内に直径６mmの棒試料２０６を５mm挿入し
て、挿入面を接合した。
また、第２５図に示すように直径３mmの丸棒試
料２０７と直径６mmの丸棒試料２０８同士を接合
した。
料２０７と直径６mmの丸棒試料２０８同士を接合
した。
また、第２６図に示すように断面が４mm×６mm
の角状試料２０９同士を接合した。
の角状試料２０９同士を接合した。
また、第２７図に示すようにφ5mmの丸棒試料
であり、接合面が断面図においてＶ字形（Ｖ字形
の角度90゜）を呈する試料を接合した。なお、第
２７図のｆ面に平行に電界を生じさせるとともに
ｆ面の電界強度が最大となるようにした。
であり、接合面が断面図においてＶ字形（Ｖ字形
の角度90゜）を呈する試料を接合した。なお、第
２７図のｆ面に平行に電界を生じさせるとともに
ｆ面の電界強度が最大となるようにした。
更に、第２８図に示すように５mm×５mmの角柱
状試料であり、接合面が段差形状を呈する試料を
接合した。なお、第２８図の中間の接合面２０１
１に平行に電界を生じさせるとともに接合面２０
１１の電界強度が最大となるようにした。
状試料であり、接合面が段差形状を呈する試料を
接合した。なお、第２８図の中間の接合面２０１
１に平行に電界を生じさせるとともに接合面２０
１１の電界強度が最大となるようにした。
その結果、いずれも母材と同様な接合強度が得
られた。
られた。
第７実施例
第１実施例装置を用いて、第１実施例と同様な
アルミナ焼結体（純度92％）の棒状試料と、該ア
ルミナ試料と同様な大きさで純度が99％のアルミ
ナ焼結体（室温でのεrtanδ＝0.001）とを接合し
た。また第１実施例と同様なアルミナ試料と、該
アルミナ試料と同様な大きさの窒化ケイ素焼結体
（室温でのεrtanδ＝0.005）との接合も行つた。な
お、アルミナ試料の接合面の形状、加圧力、接合
温度、接合時間等の条件は第１実施例と同様であ
り、また窒化ケイ素焼結体との接合の場合には、
第５実施例と同様に空胴共振器内を窒素ガス雰囲
気とした。
アルミナ焼結体（純度92％）の棒状試料と、該ア
ルミナ試料と同様な大きさで純度が99％のアルミ
ナ焼結体（室温でのεrtanδ＝0.001）とを接合し
た。また第１実施例と同様なアルミナ試料と、該
アルミナ試料と同様な大きさの窒化ケイ素焼結体
（室温でのεrtanδ＝0.005）との接合も行つた。な
お、アルミナ試料の接合面の形状、加圧力、接合
温度、接合時間等の条件は第１実施例と同様であ
り、また窒化ケイ素焼結体との接合の場合には、
第５実施例と同様に空胴共振器内を窒素ガス雰囲
気とした。
その結果、いずれも純度92％のアルミナ母材の
70％以上の接合強度が得られた。
70％以上の接合強度が得られた。
以上、第１ないし第４実施例はアルミナ丸棒試
料同志の接合について、第５実施例は窒化ケイ素
丸棒試料同士の接合について、第６、第７実施例
は異形材および異種材の接合について説明した
が、本発明はジルコニア、ムライト、炭化ケイ素
などのセラミツクスについても同様な効果がある
のはいうまでもない。
料同志の接合について、第５実施例は窒化ケイ素
丸棒試料同士の接合について、第６、第７実施例
は異形材および異種材の接合について説明した
が、本発明はジルコニア、ムライト、炭化ケイ素
などのセラミツクスについても同様な効果がある
のはいうまでもない。
第１図は本発明を説明するためのブロツク図、
第２図はセラミツクス試料温度と誘電損率との関
係を示す線図、第３図はセラミツクスの温度分布
を示す線図、第４図及び第５図は本発明の第１実
施態様を示すための図であり、第４図は空胴共振
器と温度制御手段とを示す原理図、第５図はセラ
ミツクスの温度分布を示す線図、第６図及び第７
図は本発明の第２実施態様を示すための図であ
り、第６図は空胴共振器と温度制御手段とを示す
原理図、第７図はセラミツクスの温度分布を示す
線図、第８図及び第９図は本発明の第４実施態様
を示すための図であり、第８図は空胴共振器と温
度制御手段とを示す原理図、第９図はセラミツク
スの温度分布を示す線図、第１０図及び第１１図
は本発明の第５実施態様を示すための図であり、
第１０図は空胴共振器と温度制御手段とを示す原
理図、第１１図はセラミツクスの温度分布を示す
線図、第１２図及び第１３図は本発明の第６実施
態様を示すための図であり、第１２図は空胴共振
器と温度制御手段とを示す原理図、第１３図はセ
ラミツクスの温度分布を示す線図、第１４図及び
第１５図はセラミツクスの接合形態を示す側面
図、第１６図及び第１７図は第１実施例を説明す
るための図であり、第１６図はブロツク図、第１
７図は第１６図の−に沿う断面図、第１
８図は第２実施例装置の空胴共振器の断面図、第
１９図は第３実施例装置の空胴共振器の断面図、
第２０図は第４実施例装置の空胴共振器の断面
図、第２１図は第５実施例装置の空胴共振器の断
面図、第２２図ないし第２８図は第６実施例にお
けるセラミツクス試料の接合形態を示す図であ
る。 ……マイクロ波発生手段、……空胴共振
器、……加圧手段、……温度制御手段、５…
…保持部材、６……検出手段、７……共振調整手
段、８……温度調整手段、２０……セラミツクス
試料。
第２図はセラミツクス試料温度と誘電損率との関
係を示す線図、第３図はセラミツクスの温度分布
を示す線図、第４図及び第５図は本発明の第１実
施態様を示すための図であり、第４図は空胴共振
器と温度制御手段とを示す原理図、第５図はセラ
ミツクスの温度分布を示す線図、第６図及び第７
図は本発明の第２実施態様を示すための図であ
り、第６図は空胴共振器と温度制御手段とを示す
原理図、第７図はセラミツクスの温度分布を示す
線図、第８図及び第９図は本発明の第４実施態様
を示すための図であり、第８図は空胴共振器と温
度制御手段とを示す原理図、第９図はセラミツク
スの温度分布を示す線図、第１０図及び第１１図
は本発明の第５実施態様を示すための図であり、
第１０図は空胴共振器と温度制御手段とを示す原
理図、第１１図はセラミツクスの温度分布を示す
線図、第１２図及び第１３図は本発明の第６実施
態様を示すための図であり、第１２図は空胴共振
器と温度制御手段とを示す原理図、第１３図はセ
ラミツクスの温度分布を示す線図、第１４図及び
第１５図はセラミツクスの接合形態を示す側面
図、第１６図及び第１７図は第１実施例を説明す
るための図であり、第１６図はブロツク図、第１
７図は第１６図の−に沿う断面図、第１
８図は第２実施例装置の空胴共振器の断面図、第
１９図は第３実施例装置の空胴共振器の断面図、
第２０図は第４実施例装置の空胴共振器の断面
図、第２１図は第５実施例装置の空胴共振器の断
面図、第２２図ないし第２８図は第６実施例にお
けるセラミツクス試料の接合形態を示す図であ
る。 ……マイクロ波発生手段、……空胴共振
器、……加圧手段、……温度制御手段、５…
…保持部材、６……検出手段、７……共振調整手
段、８……温度調整手段、２０……セラミツクス
試料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被接合物であるセラミツクスを配置して誘電
加熱により接合するための空胴共振器と、該空胴
共振器にマイクロ波を入射するためのマイクロ波
発生手段と、上記空胴共振器内に配置したセラミ
ツクスの接合面を加圧するための加圧手段と、上
記セラミツクスの接合面の温度が最大になり、接
合面からセラミツクスの両端部に向かうに従い温
度が低下する加熱温度分布になるように制御する
ための温度制御手段とから成ることを特徴とする
セラミツクスの接合装置。 ２ 上記温度制御手段は、セラミツクスの軸方向
に垂直に電界を生じさせるとともに上記接合面の
電界強度が最大となるように形成する誘電加熱手
段から成る特許請求の範囲第１項記載のセラミツ
クスの接合装置。 ３ 上記温度制御手段は、セラミツクスの接合面
に平行な方向に電界を生じさせるとともに上記接
合面の電界強度が最大となるように形成する誘電
加熱手段から成る特許請求の範囲第１項記載のセ
ラミツクスの接合装置。 ４ 上記温度制御手段は、セラミツクスにマイク
ロ波を照射することにより、該セラミツクスを誘
電加熱する誘電加熱手段と、セラミツクスの接合
面の温度が両端部の温度よりも高くなる温度差を
生じさせる温度差形成手段から成る特許請求の範
囲第１項記載のセラミツクスの接合装置。 ５ 上記温度差形成手段は、セラミツクスの両端
部を冷却する冷却手段から成る特許請求の範囲第
４項記載のセラミツクスの接合装置。 ６ 上記温度差形成手段は、セラミツクスの接合
面に介在させた誘電損率が上記セラミツクスより
も大きい材料の介在物によつて構成される特許請
求の範囲第４項記載のセラミツクスの接合装置。 ７ 上記温度差形成手段は、誘電損率が接合しよ
うとするセラミツクスよりも小さな材料から成る
保持部材により空胴共振器内において上記セラミ
ツクスを保持する保持手段から成る特許請求の範
囲第４項記載のセラミツクスの接合装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61153793A JPS6311580A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | セラミツクスの接合装置 |
| US07/064,541 US4772770A (en) | 1986-06-30 | 1987-06-22 | Apparatus for joining ceramics by microwave |
| EP87109251A EP0251256B1 (en) | 1986-06-30 | 1987-06-26 | Apparatus for joining ceramics by microwave |
| DE8787109251T DE3761818D1 (de) | 1986-06-30 | 1987-06-26 | Vorrichtung fuer das verbinden von keramik mittels mikrowellen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61153793A JPS6311580A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | セラミツクスの接合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311580A JPS6311580A (ja) | 1988-01-19 |
| JPH0262516B2 true JPH0262516B2 (ja) | 1990-12-25 |
Family
ID=15570254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61153793A Granted JPS6311580A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | セラミツクスの接合装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4772770A (ja) |
| EP (1) | EP0251256B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6311580A (ja) |
| DE (1) | DE3761818D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05142540A (ja) * | 1991-11-18 | 1993-06-11 | Alps Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
| WO2007114208A1 (ja) | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tokuyama Corporation | 窒化アルミニウム焼結体の接合方法および窒化アルミニウム接合体 |
| WO2007116742A1 (ja) | 2006-03-29 | 2007-10-18 | Tokuyama Corporation | セラミックスの接合方法およびセラミックス接合体 |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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