JPH0274574A - ろう接続方法 - Google Patents
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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、熱分解グラファイトからなる部材と金属部材
とをろうで接続する方法に関する。
とをろうで接続する方法に関する。
グラファイトは高い耐熱性、良好な熱伝導性及び粉末化
率が少ないなどの特性から、特に断熱材として優れてい
る。またグラファイトは極く僅かな機械的強度及び僅少
な延性を有するに過ぎないことから、特殊な用途に対す
るあらゆる要件に適応させるためには金属との複合材料
として特殊な使用分野にのみ供される。
率が少ないなどの特性から、特に断熱材として優れてい
る。またグラファイトは極く僅かな機械的強度及び僅少
な延性を有するに過ぎないことから、特殊な用途に対す
るあらゆる要件に適応させるためには金属との複合材料
として特殊な使用分野にのみ供される。
この目的で、多結晶質グラファイトを例えば銅、インコ
ネル、モリブデン又はTZMのようなモリブデン合金な
どの適当な金属材料とろう付けすることは公知である。
ネル、モリブデン又はTZMのようなモリブデン合金な
どの適当な金属材料とろう付けすることは公知である。
この場合適当なろうとしては例えばAg5Cu、Ni、
Pd、Ti、Zr、Cr元素と銅及びチタン成分との合
金が挙げられる。
Pd、Ti、Zr、Cr元素と銅及びチタン成分との合
金が挙げられる。
ろう付けは真空中でそれぞれろうの組成に応じて850
℃〜1900℃の温度で行う、この種の複合材料は例え
ば核融合炉での“第1壁”の構造部材又はダイバータ−
(Divertor)及びリミッタ−(LiIlt t
er)の製造に際してを用であることが実証されている
。
℃〜1900℃の温度で行う、この種の複合材料は例え
ば核融合炉での“第1壁”の構造部材又はダイバータ−
(Divertor)及びリミッタ−(LiIlt t
er)の製造に際してを用であることが実証されている
。
耐熱性、熱伝導性及び低粉末化率に関して多結晶質グラ
ファイトに比べて遥かに優れた特性を存するグラファイ
ト材料はいわゆる熱分解グラファイトである。
ファイトに比べて遥かに優れた特性を存するグラファイ
ト材料はいわゆる熱分解グラファイトである。
熱分解グラファイトは気相から析出させることにより製
造される。その際原子層又は結晶層が配向する。熱分解
グラファイトのこのような成層は等方性特性を有する多
結晶質グラファイトとは異なる異方性特性をもたらす、
焼きなまし又は加圧下における焼きなましのような特殊
な後処理法により個々の特性において僅かな差異を有す
る種々の品質を得ることができる。
造される。その際原子層又は結晶層が配向する。熱分解
グラファイトのこのような成層は等方性特性を有する多
結晶質グラファイトとは異なる異方性特性をもたらす、
焼きなまし又は加圧下における焼きなましのような特殊
な後処理法により個々の特性において僅かな差異を有す
る種々の品質を得ることができる。
従って熱分解グラファイトは多結晶質グラファイトに比
べて著しく改良された熱伝導性をその層に対して平行方
向に有する。同時にこの方向での機械的強度は極めて高
くまた熱膨張率は僅かである。
べて著しく改良された熱伝導性をその層に対して平行方
向に有する。同時にこの方向での機械的強度は極めて高
くまた熱膨張率は僅かである。
これに対して成層に対して垂直な方向では熱伝導性及び
機械的強度は極く僅かであり、これに反して熱膨張率は
極めて高い。
機械的強度は極く僅かであり、これに反して熱膨張率は
極めて高い。
これらの特殊な性質により熱分解グラファイトと、一般
に等方性特性を有する金属とをろう付けすることは困難
である。
に等方性特性を有する金属とをろう付けすることは困難
である。
多結晶質グラファイトと金属とのろう付けで有効な方法
は、熱分解グラファイトと金属とを十分に接続するのに
は適していない、特にこのろう付は法を用いた場合、熱
分解グラファイトには成層に対して平行方向並びに垂直
方向にも拡がる許容し得ない亀裂が生じる。
は、熱分解グラファイトと金属とを十分に接続するのに
は適していない、特にこのろう付は法を用いた場合、熱
分解グラファイトには成層に対して平行方向並びに垂直
方向にも拡がる許容し得ない亀裂が生じる。
〔発明が解決しようとする課題]
従って本発明の課題は、得られたろう接続がすべての熟
的及び機械的要件を満たしまた熱分解グラファイトに亀
裂を生じないようにした、熱分解グラファイトと金属と
をろう接続する方法を徒供することにある。
的及び機械的要件を満たしまた熱分解グラファイトに亀
裂を生じないようにした、熱分解グラファイトと金属と
をろう接続する方法を徒供することにある。
この課題は本発明によれば、熱分解グラファイトからな
る接続すべき部材と金属とを直接にではなく、炭素繊維
補強グラファイトからなる部材を中間に配置して互いに
ろう付けし、その際熱分解グラファイトと炭素繊維補強
グラファイトとを、熱分解グラファイトの層が炭素繊維
補強グラフディトの炭素繊維の主配向面に対してほぼ平
行になるように互いに配置することによって解決される
。
る接続すべき部材と金属とを直接にではなく、炭素繊維
補強グラファイトからなる部材を中間に配置して互いに
ろう付けし、その際熱分解グラファイトと炭素繊維補強
グラファイトとを、熱分解グラファイトの層が炭素繊維
補強グラフディトの炭素繊維の主配向面に対してほぼ平
行になるように互いに配置することによって解決される
。
炭素繊維補強グラファイトでは、そのグラファイト繊維
は通常側々の層内に不規則に存在し、また各層は上下に
ほぼ層を成して配置されており、その結果極く僅かに相
互結合されているにすぎない、この繊維間に多くの公知
方法の1つにより炭素を導入し、繊維と固定する。この
種の材料は他の多くのグラファイト材料に比べて高い熱
伝導性、高い機械的強度及び良好な耐真空性を有する。
は通常側々の層内に不規則に存在し、また各層は上下に
ほぼ層を成して配置されており、その結果極く僅かに相
互結合されているにすぎない、この繊維間に多くの公知
方法の1つにより炭素を導入し、繊維と固定する。この
種の材料は他の多くのグラファイト材料に比べて高い熱
伝導性、高い機械的強度及び良好な耐真空性を有する。
炭素繊維補強グラファイトは熱分解グラファイトと同様
に異方性特性を存する物質であり、グラファイト中の炭
素繊維を一定に配向することにより特殊な特性に関して
優先方向を得ることができる8熱分解グラファイト及び
炭素繊維補強グラファイトを本発明におけるように配列
した場合、良好な熱伝導性及び同時にまた僅かな熱膨張
率に関して両物質の優先方向を同調させることができる
。
に異方性特性を存する物質であり、グラファイト中の炭
素繊維を一定に配向することにより特殊な特性に関して
優先方向を得ることができる8熱分解グラファイト及び
炭素繊維補強グラファイトを本発明におけるように配列
した場合、良好な熱伝導性及び同時にまた僅かな熱膨張
率に関して両物質の優先方向を同調させることができる
。
炭素繊維補強グラファイトからなる構成部材の厚みは、
複合部材内の温度勾配に起因する機械的応力が炭素繊維
補強グラファイトに亀裂をもたらさない程度にする必要
がある。必要な厚みはろう付は面の大きさに関係する。
複合部材内の温度勾配に起因する機械的応力が炭素繊維
補強グラファイトに亀裂をもたらさない程度にする必要
がある。必要な厚みはろう付は面の大きさに関係する。
特に有利な方法ではろう付けすべき部材を、それぞれ1
170重量%、銅27重量%及びチタ重量重景%の合金
からなるろう箔を中間に配置して互いに重ね合わせ、真
空下に約850℃の温度で互いにろう付けする。
170重量%、銅27重量%及びチタ重量重景%の合金
からなるろう箔を中間に配置して互いに重ね合わせ、真
空下に約850℃の温度で互いにろう付けする。
本発明を1実施例に基づき以下に詳述する。
ろう付は試料を製造するために、寸法75×50×5腫
の熱分解グラファイトからなる3つの部材をそれぞれ0
.25 mの間隔で炭素繊維補強グラファイトからなる
部材を中間に配置して寸法15X50X15mのTZM
からなる部材と互いにろう付けした。その際熱分解グラ
ファイトからなる構造部材を、TZMからなる構造部材
の熱伝導方向が可能な限り大きくなるように、すなわち
その成層がろう付は面に対して垂直方向に生しるように
配置する。炭素繊維補強グラファイトとしてはカルボー
ネ・ロレイン(Carbone Lorraine)社
の[ランダムリー・デイストリビューテッド・クォリテ
ィ(randomly distributed qu
ality) と呼ばれる特殊な品種を使用した。特
に存効であるこの品種ではまず特別に配向することなく
配置されている短い炭素繊維をプレス加工し、CVD法
(chemical vapour depositi
on)により純粋な炭素を含浸させる。この炭素繊維の
プレス加工により繊維に特定の配向がもたらされ、その
結果炭素繊維の主配向面はこの特殊な炭素繊維補強グラ
ファイトではプレス方向に対して垂直になる。
の熱分解グラファイトからなる3つの部材をそれぞれ0
.25 mの間隔で炭素繊維補強グラファイトからなる
部材を中間に配置して寸法15X50X15mのTZM
からなる部材と互いにろう付けした。その際熱分解グラ
ファイトからなる構造部材を、TZMからなる構造部材
の熱伝導方向が可能な限り大きくなるように、すなわち
その成層がろう付は面に対して垂直方向に生しるように
配置する。炭素繊維補強グラファイトとしてはカルボー
ネ・ロレイン(Carbone Lorraine)社
の[ランダムリー・デイストリビューテッド・クォリテ
ィ(randomly distributed qu
ality) と呼ばれる特殊な品種を使用した。特
に存効であるこの品種ではまず特別に配向することなく
配置されている短い炭素繊維をプレス加工し、CVD法
(chemical vapour depositi
on)により純粋な炭素を含浸させる。この炭素繊維の
プレス加工により繊維に特定の配向がもたらされ、その
結果炭素繊維の主配向面はこの特殊な炭素繊維補強グラ
ファイトではプレス方向に対して垂直になる。
ろう付けのためTZMからなる部材にAg70重量%、
Cu27重量%及びTi3重景重量組成の厚み0.1閣
のろう箔をかぶせた。その上に厚さ10+nの“ランダ
ムリー・デイストリビューテンド・クォリティ°゛品種
の炭素繊維補強グラファイトからなる部材を、炭素繊維
の主配向面が熱分解グラファイトからなる部材の成層に
対して平行になるようにかぶせた。更にその上にAg7
0重量%、Cu27重景%重量Ti3重量%の組成の厚
み0.1 vmのろう箔をかぶせた。最後に熱分解グラ
ファイトからなる部材をかぶせた。この配列物を高真空
炉に装入した。炉を10−’mバールの真空にし、引続
き860 ’Cで30分間加熱した。5分間この温度を
保持した後、この炉を真空下に2時間冷却した。
Cu27重量%及びTi3重景重量組成の厚み0.1閣
のろう箔をかぶせた。その上に厚さ10+nの“ランダ
ムリー・デイストリビューテンド・クォリティ°゛品種
の炭素繊維補強グラファイトからなる部材を、炭素繊維
の主配向面が熱分解グラファイトからなる部材の成層に
対して平行になるようにかぶせた。更にその上にAg7
0重量%、Cu27重景%重量Ti3重量%の組成の厚
み0.1 vmのろう箔をかぶせた。最後に熱分解グラ
ファイトからなる部材をかぶせた。この配列物を高真空
炉に装入した。炉を10−’mバールの真空にし、引続
き860 ’Cで30分間加熱した。5分間この温度を
保持した後、この炉を真空下に2時間冷却した。
試料は申し分のないろう接続を示し、グラファイト中の
亀裂は走査電子顕微鏡でも認められなかった。
亀裂は走査電子顕微鏡でも認められなかった。
更に評価するため試料を10−1〜10弓パスカルの真
空中で連続する10サイクルで3分以内で200℃から
700℃にほぼ均一に加熱し、更に17分以内に再び2
00℃に冷却した。
空中で連続する10サイクルで3分以内で200℃から
700℃にほぼ均一に加熱し、更に17分以内に再び2
00℃に冷却した。
その後この試料を新たに走査電子顕微鏡で検査した。ろ
う接続自体にもまた境を接する材料範囲にもいかなる暇
疵又は亀裂は発見できなかった。
う接続自体にもまた境を接する材料範囲にもいかなる暇
疵又は亀裂は発見できなかった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)熱分解グラファイトからなる部材と金属部材とをろ
うで接続する方法において、両部材を直接にではなく、
炭素繊維補強グラファイトからなる部材を中間に配置し
て互いにろう付けし、その際熱分解グラファイトと炭素
繊維補強グラファイトとを、熱分解グラファイトの層が
炭素繊維補強グラファイトの炭素繊維の主配向面に対し
てほぼ平行になるように互いに配置することを特徴とす
るろう接続方法。 2)ろう付けすべき各部材をそれぞれ、銀70重量%、
銅27重量%及びチタン3重量%の合金からなるろう箔
を中間に配置して互いに重ね合わせ、真空下に約850
℃の温度でろう付けすることを特徴とする請求項1記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT0193788A AT389832B (de) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | Loetverbindung |
AT1937/88 | 1988-08-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0274574A true JPH0274574A (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=3524252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1192469A Pending JPH0274574A (ja) | 1988-08-01 | 1989-07-25 | ろう接続方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4990402A (ja) |
EP (1) | EP0353820B1 (ja) |
JP (1) | JPH0274574A (ja) |
AT (1) | AT389832B (ja) |
DE (1) | DE58900451D1 (ja) |
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JP2012521954A (ja) * | 2009-03-28 | 2012-09-20 | エスゲーエル カーボン ソシエタス ヨーロピア | グラファイトとキャリア金属の接合部の製造法、並びに複合部材 |
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FR2729322B1 (fr) * | 1995-01-17 | 1997-04-18 | Aerospatiale | Procede de scellement par brasage d'elements a base de carbone et assemblages ainsi obtenus |
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-
1988
- 1988-08-01 AT AT0193788A patent/AT389832B/de not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-07-25 JP JP1192469A patent/JPH0274574A/ja active Pending
- 1989-07-27 DE DE8989201980T patent/DE58900451D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-27 EP EP19890201980 patent/EP0353820B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-31 US US07/387,708 patent/US4990402A/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
EP0353820A1 (de) | 1990-02-07 |
US4990402A (en) | 1991-02-05 |
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DE58900451D1 (de) | 1991-12-19 |
ATA193788A (de) | 1989-07-15 |
AT389832B (de) | 1990-02-12 |
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