JPH0333071A - Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士の電気接合方法 - Google Patents
Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士の電気接合方法Info
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- JPH0333071A JPH0333071A JP16752289A JP16752289A JPH0333071A JP H0333071 A JPH0333071 A JP H0333071A JP 16752289 A JP16752289 A JP 16752289A JP 16752289 A JP16752289 A JP 16752289A JP H0333071 A JPH0333071 A JP H0333071A
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- Ceramic Products (AREA)
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、Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士の電気
接合方法に関するものである。
接合方法に関するものである。
〈従来の技術〉
Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士を接合する方法と
して、ｓｉｃ、ｃ、バインダーからなる接合剤を塗布し
てセラミックス部材を突合せ、加圧成形した後、突合せ
部に供給した金属ケイ素を高温に加熱し、溶融した金属
ケイ素により接合剤をケイ化して、セラミックス部材を
反応焼結接合する方法が提案されている。この方法は、
接合後の接合層組織が母材と類似の組織となり、セラミ
ックスの特徴を損わない良い接合方法であると考えられ
る。しかし、この接合方法は、セラミックス部材全体を
高温炉の中に入れ、ケイ素の融点以上（１４５０℃）ま
で加熱する全体加熱を行っており、セラミックス部材が
大型化すれば、それに伴い高温炉の設備が高価になり、
炉が大きくなれば、所定の温度まで加熱する時間及び冷
却時間も長くなり、ランニングコストも高価となる問題
があった。
して、ｓｉｃ、ｃ、バインダーからなる接合剤を塗布し
てセラミックス部材を突合せ、加圧成形した後、突合せ
部に供給した金属ケイ素を高温に加熱し、溶融した金属
ケイ素により接合剤をケイ化して、セラミックス部材を
反応焼結接合する方法が提案されている。この方法は、
接合後の接合層組織が母材と類似の組織となり、セラミ
ックスの特徴を損わない良い接合方法であると考えられ
る。しかし、この接合方法は、セラミックス部材全体を
高温炉の中に入れ、ケイ素の融点以上（１４５０℃）ま
で加熱する全体加熱を行っており、セラミックス部材が
大型化すれば、それに伴い高温炉の設備が高価になり、
炉が大きくなれば、所定の温度まで加熱する時間及び冷
却時間も長くなり、ランニングコストも高価となる問題
があった。
そこで、セラミックス部材の突合せ部のみを加熱する局
部加熱方式が望まれており、その方式の一つとして、特
開昭６１−３６１８０号公報に開示されているように、
セラミックス部材の突合せ部を境にして突合せ部近傍の
セラミックス部材にそれぞれ当接した電極間に電圧を印
加し、突合せ面に垂直方向の通電電流をセラミックス部
材及び接合剤に通電加熱して接合する方法が提案されて
いる。この接合方法は、接合剤が良導電性で突合せ面に
均一に密着させて塗布されている場合は、良好な接合が
期待できる。
部加熱方式が望まれており、その方式の一つとして、特
開昭６１−３６１８０号公報に開示されているように、
セラミックス部材の突合せ部を境にして突合せ部近傍の
セラミックス部材にそれぞれ当接した電極間に電圧を印
加し、突合せ面に垂直方向の通電電流をセラミックス部
材及び接合剤に通電加熱して接合する方法が提案されて
いる。この接合方法は、接合剤が良導電性で突合せ面に
均一に密着させて塗布されている場合は、良好な接合が
期待できる。
しかしながら、上記の反応焼結法で用いるＳｉＣ，Ｃ，
バインダーからなる接合剤は、常温では高抵抗であるた
めに、通常用いられる低電圧・大電流の一般的な電源で
は、通電できないという問題が起り得る。それを解決す
るためには、高電圧が印加できる大容量の電源を使用す
ればよいが、設備費が高価になり過ぎる問題が生じる。
バインダーからなる接合剤は、常温では高抵抗であるた
めに、通常用いられる低電圧・大電流の一般的な電源で
は、通電できないという問題が起り得る。それを解決す
るためには、高電圧が印加できる大容量の電源を使用す
ればよいが、設備費が高価になり過ぎる問題が生じる。
また、高電圧を印加して通電すると、接触抵抗のバラツ
キによる電流集中により、突合せ部が均一に加熱されな
いので、均一な接合が得られないだけでなく、セラミッ
クス部材にクラックなどが発生する虞れもあった。
キによる電流集中により、突合せ部が均一に加熱されな
いので、均一な接合が得られないだけでなく、セラミッ
クス部材にクラックなどが発生する虞れもあった。
く問題点を解決するための手段〉
上記の問題点を解決するために、本発明の請求項１にお
いては、Ｓｉ含有炭化ケイ素セセラミックス部材に少な
くともＳｉＣ，Ｃ，バインダーからなる接合剤を介在さ
せて突合せ、突合せ部の側面に当接した電極間に電圧を
印加し、突合せ面に平行方向の通ｉ！電流によりセラミ
ックス部材に通電加熱すると共に、セラミックス部材を
加熱する前または加熱した後に、突合せ部に供給した金
属ケイ素をその融点以上に加熱し、溶融した金属ケイ素
により接合剤をケイ化して、セラミックス部材を反応焼
結接合することを特徴としている。
いては、Ｓｉ含有炭化ケイ素セセラミックス部材に少な
くともＳｉＣ，Ｃ，バインダーからなる接合剤を介在さ
せて突合せ、突合せ部の側面に当接した電極間に電圧を
印加し、突合せ面に平行方向の通ｉ！電流によりセラミ
ックス部材に通電加熱すると共に、セラミックス部材を
加熱する前または加熱した後に、突合せ部に供給した金
属ケイ素をその融点以上に加熱し、溶融した金属ケイ素
により接合剤をケイ化して、セラミックス部材を反応焼
結接合することを特徴としている。
また請求項２においては、Ｓｉ含有炭化ケイ”素セラミ
ックス部材間に少なくともＳｉＣ，Ｃ，バインダーから
なる接合剤を介在させて突合せ、突合せ部の側面に当接
した第１の電極間に電圧を印加し、突合せ面に平行方向
の通電電流をセラミックス部材に通電加熱し、接合剤中
のバインダーを炭化させた後、第１の電極間への電圧印
加を中断させると同時に、突合せ部を境にして突合せ部
近傍のセラミックス部材にそれぞれ当接した第２の電極
間に電圧を印加し、突合せ面に垂直方向の通電電流によ
り前記セラミックス部材及び接合剤に通電加熱すると共
に、前記セラミックス部材を加熱する前または加熱した
後に、突合せ部に供給した金属ケイ素をその融点以上に
加熱し、溶融した金属ケイ素により接合剤をケイ化して
、セラミックス部材を反応焼結接合することを特徴とし
ている。
ックス部材間に少なくともＳｉＣ，Ｃ，バインダーから
なる接合剤を介在させて突合せ、突合せ部の側面に当接
した第１の電極間に電圧を印加し、突合せ面に平行方向
の通電電流をセラミックス部材に通電加熱し、接合剤中
のバインダーを炭化させた後、第１の電極間への電圧印
加を中断させると同時に、突合せ部を境にして突合せ部
近傍のセラミックス部材にそれぞれ当接した第２の電極
間に電圧を印加し、突合せ面に垂直方向の通電電流によ
り前記セラミックス部材及び接合剤に通電加熱すると共
に、前記セラミックス部材を加熱する前または加熱した
後に、突合せ部に供給した金属ケイ素をその融点以上に
加熱し、溶融した金属ケイ素により接合剤をケイ化して
、セラミックス部材を反応焼結接合することを特徴とし
ている。
く作用及び実施例〉
第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は、それぞれ本発明の第
１の接合方法を実施する装置の概略正面図及び横断面図
であって、パイプ状のセラミックス同士を横方向に配置
し、電流の向きを突合せ面と平行になるようにａｆｌｌ
て接合する場合を示している。まず、常温での抵抗率が
約１０−１Ω・伽のＳｌ含有炭化ケイ素セラミックス部
材１ａ、１ｂ（１０φ× ５φＸ５０＋ｍ）ノ突合せ面
に、ｓ ｔ ｃ。
１の接合方法を実施する装置の概略正面図及び横断面図
であって、パイプ状のセラミックス同士を横方向に配置
し、電流の向きを突合せ面と平行になるようにａｆｌｌ
て接合する場合を示している。まず、常温での抵抗率が
約１０−１Ω・伽のＳｌ含有炭化ケイ素セラミックス部
材１ａ、１ｂ（１０φ× ５φＸ５０＋ｍ）ノ突合せ面
に、ｓ ｔ ｃ。
Ｃ，バインダーからなるペースト状の接合剤２を塗布し
、これらを重ね合せた状態で、接合剤２をケイ化させる
ための粒状の金属ケイ素５をパイプ内の突合せ部に載置
するか、またはペースト状の金属ケイ素を突合せ部の外
周に塗布し、１００ｋｇ／ ｃｄの圧力を加えて固定し
た。バインダーとしては、フェノール樹脂、フラン樹脂
、セルロース。
、これらを重ね合せた状態で、接合剤２をケイ化させる
ための粒状の金属ケイ素５をパイプ内の突合せ部に載置
するか、またはペースト状の金属ケイ素を突合せ部の外
周に塗布し、１００ｋｇ／ ｃｄの圧力を加えて固定し
た。バインダーとしては、フェノール樹脂、フラン樹脂
、セルロース。
タールピッチなど高温において炭化し、カーボン源と々
り得るものを使用する。
り得るものを使用する。
つぎに、図示しないＸ源装置に接続され、かつ先端部が
内側に対してセラミックス部材の外周に沿った円弧状に
形成された１対のカーボン製電極３ａ、３ｂを、セラミ
ックス部材の突合せ部側面に対向配置させる。配置に際
しては、電極３ａ。
内側に対してセラミックス部材の外周に沿った円弧状に
形成された１対のカーボン製電極３ａ、３ｂを、セラミ
ックス部材の突合せ部側面に対向配置させる。配置に際
しては、電極３ａ。
３ｂの円弧状に形成した部分を突合せ部に向ける。
つづいて、電極３ａ、３ｂのセラミックス部材に向いた
面全体に、カーボンの導電性ペースト５を塗布し、電極
３ａ、３ｂを加圧しつつ、カーボンペーストの溶剤成分
を蒸発させて、電極３ａ。
面全体に、カーボンの導電性ペースト５を塗布し、電極
３ａ、３ｂを加圧しつつ、カーボンペーストの溶剤成分
を蒸発させて、電極３ａ。
３ｂをセラミックス部材の突合せ部側面に密着させる。
その後、接合雰囲気をＡｒガスとし、電極３ａ。
３ｂ間に電圧を印加して通！ｍ流を徐々に増加させ、約
１８０℃で１５分間保持してバインダーを硬化させた後
、１００℃／ｓｉｎの率で８００℃まで加熱し、約５分
間保持してバインダーを炭化させた。つづいて、１００
℃／ｉ１ｎで１５００℃まで加熱し、約２０分間保持し
て溶融した金属ケイ素により接合剤をケイ化きせた後、
電流を徐々に減少させ、約り０℃／−１ｎで室温まで冷
却し接合を完了した。接合部を顕微鏡で観察した結果、
良好な接合層が形成きれていた。また、接合強度は常温
曲げ試験で３０ｋｇ／ｍｓ２以上であった。
１８０℃で１５分間保持してバインダーを硬化させた後
、１００℃／ｓｉｎの率で８００℃まで加熱し、約５分
間保持してバインダーを炭化させた。つづいて、１００
℃／ｉ１ｎで１５００℃まで加熱し、約２０分間保持し
て溶融した金属ケイ素により接合剤をケイ化きせた後、
電流を徐々に減少させ、約り０℃／−１ｎで室温まで冷
却し接合を完了した。接合部を顕微鏡で観察した結果、
良好な接合層が形成きれていた。また、接合強度は常温
曲げ試験で３０ｋｇ／ｍｓ２以上であった。
第２図は本発明の第２の接合方法を実施する装置の概略
正面図であって、バイブ状のセラミックス同士を横方向
に配置し、電流の向きを突合せ面と平行及び垂直になる
ように通電して接合する場合を示している。まず、常温
での抵抗率が約１０−１Ω・備のＳｉ含有炭化ケイ素セ
セラミツクス部材ａ、１ｂ（１０φｘ５φＸ５０ｍ＋ｍ
）の突合せ面に、Ｓ Ｉ Ｃ、Ｃｐバインダーからなる
ペースト状の接合剤２を塗布し、これらを重ね合せた状
態で、金属ケイ素を第１の実施例た同様に供給し、１０
０ｋｇ ／ ｃｄの圧力を加えて固定した。
正面図であって、バイブ状のセラミックス同士を横方向
に配置し、電流の向きを突合せ面と平行及び垂直になる
ように通電して接合する場合を示している。まず、常温
での抵抗率が約１０−１Ω・備のＳｉ含有炭化ケイ素セ
セラミツクス部材ａ、１ｂ（１０φｘ５φＸ５０ｍ＋ｍ
）の突合せ面に、Ｓ Ｉ Ｃ、Ｃｐバインダーからなる
ペースト状の接合剤２を塗布し、これらを重ね合せた状
態で、金属ケイ素を第１の実施例た同様に供給し、１０
０ｋｇ ／ ｃｄの圧力を加えて固定した。
つぎに、第１の実施例と同様の形成された１対の第１の
電極３ａ、３ｂを、突合せ部側面に対向配置する。さら
に、リング状に形成され、かつ２分割される１対の第２
の電極４ａ、４ｂを、突合せ部を境にして突合せ部近傍
のセラミックス部材ｌａ、ｌｂに配置する。
電極３ａ、３ｂを、突合せ部側面に対向配置する。さら
に、リング状に形成され、かつ２分割される１対の第２
の電極４ａ、４ｂを、突合せ部を境にして突合せ部近傍
のセラミックス部材ｌａ、ｌｂに配置する。
つづいて、第１の電極３ａ、３ｂ及び第２の電極４ａ、
４ｂのセラミックス部材に向いた面全体に、カーボンの
導電性ペースト６を塗布し、電極３ａ、３ｂ、４ａ、４
ｂを加圧しツツ、カーボンペーストの溶剤成分を蒸発さ
せて、電極３ａ、３ｂを突合せ部に、また電極４ａ、４
ａをそれぞれセラミックス部材１ａ、ｌｂに密着き仕る
。
４ｂのセラミックス部材に向いた面全体に、カーボンの
導電性ペースト６を塗布し、電極３ａ、３ｂ、４ａ、４
ｂを加圧しツツ、カーボンペーストの溶剤成分を蒸発さ
せて、電極３ａ、３ｂを突合せ部に、また電極４ａ、４
ａをそれぞれセラミックス部材１ａ、ｌｂに密着き仕る
。
その後、接合雰囲気をＡｒガスとし、第１の電極３ａ、
３ｂ間に電圧を印加して、突合せ面と平行方向の通電電
流を徐々に増加させ、約１８０℃で１５分間保持してバ
インダーを硬化させた後、１００℃／ｍ１ｎの率で８０
０℃まで加熱し、約５分間保持してバインダーを炭化さ
せた。その後は、第１の電極３ａ、３ｂ間への電圧印加
を中断させると同時に、第２の電極４ａ、４ｂ間に電圧
を印加して、突合せ面と垂直方向の通電電流を徐々に増
加させ、つづいて１００℃／ｓｆｎで１５００℃まで加
熱し、約２０分間保持して溶融した金属ケイ素により接
合剤をケイ化きせた後、電流を徐々に減少させ、約り０
℃／ｌ１ｆｉｎで室温まで冷却し接合を完了した。接合
部を顕微鏡で観察した結果、良好な接合層が形成されて
いた。また、接合強度は常温曲げ試験で３０ｋｇ／ｍｇ
ｍ２以上であった。
３ｂ間に電圧を印加して、突合せ面と平行方向の通電電
流を徐々に増加させ、約１８０℃で１５分間保持してバ
インダーを硬化させた後、１００℃／ｍ１ｎの率で８０
０℃まで加熱し、約５分間保持してバインダーを炭化さ
せた。その後は、第１の電極３ａ、３ｂ間への電圧印加
を中断させると同時に、第２の電極４ａ、４ｂ間に電圧
を印加して、突合せ面と垂直方向の通電電流を徐々に増
加させ、つづいて１００℃／ｓｆｎで１５００℃まで加
熱し、約２０分間保持して溶融した金属ケイ素により接
合剤をケイ化きせた後、電流を徐々に減少させ、約り０
℃／ｌ１ｆｉｎで室温まで冷却し接合を完了した。接合
部を顕微鏡で観察した結果、良好な接合層が形成されて
いた。また、接合強度は常温曲げ試験で３０ｋｇ／ｍｇ
ｍ２以上であった。
なお、以上の実施例では、本発明の方法を実施する装置
に、セラミックス部材を固定した後、通電加熱によりバ
インダーを硬化させたが、別の加熱手段で硬化きぜた後
、上記の装置に固定してもよい。
に、セラミックス部材を固定した後、通電加熱によりバ
インダーを硬化させたが、別の加熱手段で硬化きぜた後
、上記の装置に固定してもよい。
また、ケイ化のための金属ケイ素を、加熱前に突合せ部
に供給したが、加熱後に例えば棒状の金属ケイ素を突合
せ部外面に接触させ、溶融させて供給してもよい。
に供給したが、加熱後に例えば棒状の金属ケイ素を突合
せ部外面に接触させ、溶融させて供給してもよい。
（発明の効果〉
以上のように、本発明によれば、セラミックス部材の突
合せ部を通電により局部加熱させることで、反応焼結接
合法が適用できるので、良好な接合が安価な設備及び低
ランニングコストで実現可能である。
合せ部を通電により局部加熱させることで、反応焼結接
合法が適用できるので、良好な接合が安価な設備及び低
ランニングコストで実現可能である。
第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は、それぞれ本発明の第
１の接合方法を実施する装置の概略正面図及び横断面図
である。 第２図は、本発明のｆｆ１２の接合方法を実施する装置
の概略正面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・セラミックス部材、２・・・接合剤、
３ａ、３ｂ−（第１の）電極、４ａ、４ｂ・・・第２の
電極、５・・・金属ケイ素。
１の接合方法を実施する装置の概略正面図及び横断面図
である。 第２図は、本発明のｆｆ１２の接合方法を実施する装置
の概略正面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・セラミックス部材、２・・・接合剤、
３ａ、３ｂ−（第１の）電極、４ａ、４ｂ・・・第２の
電極、５・・・金属ケイ素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス部材間に少なくと
もＳｉＣ、Ｃ、バインダーからなる接合剤を介在させて
突合せ、前記突合せ部の側面に当接した電極間に電圧を
印加し、前記突合せ面に平行方向の通電電流により前記
セラミックス部材に通電加熱すると共に、前記セラミッ
クス部材を加熱する前または加熱した後に、前記突合せ
部に供給した金属ケイ素をその融点以上に加熱し、溶融
した前記金属ケイ素により前記接合剤をケイ化して、反
応焼結接合するＳｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士の
電気接合方法。 ２、Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス部材間に少なくと
もＳｉＣ、Ｃ、バインダーからなる接合剤を介在させて
突合せ、前記突合せ部の側面に当接した第１の電極間に
電圧を印加し、前記突合せ面に平行方向の通電電流を前
記セラミックス部材に通電加熱し、前記接合剤中のバイ
ンダーを炭化させた後、前記第１の電極間への電圧印加
を中断させると同時に、前記突合せ部を境にして突合せ
部近傍の前記セラミックス部材にそれぞれ当接した第２
の電極間に電圧を印加し、前記突合せ面に垂直方向の通
電電流により前記セラミックス部材及び接合剤に通電加
熱すると共に、前記セラミックス部材を加熱する前また
は加熱した後に、前記突合せ部に供給した金属ケイ素を
その融点以上に加熱し、溶融した前記金属ケイ素により
前記接合剤をケイ化して、反応焼結接合するＳｉ含有炭
化ケイ素セラミックス同士の電気接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16752289A JP2773257B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士の電気接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16752289A JP2773257B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士の電気接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333071A true JPH0333071A (ja) | 1991-02-13 |
| JP2773257B2 JP2773257B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=15851258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16752289A Expired - Lifetime JP2773257B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Ｓｉ含有炭化ケイ素セラミックス同士の電気接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773257B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04123227U (ja) * | 1991-04-11 | 1992-11-06 | 株式会社ダイヘン | セラミツクスの電気接合用通電治具 |
| WO2014133068A1 (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 京セラ株式会社 | セラミック接合体および流路体 |
| WO2016031973A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | 京セラ株式会社 | セラミック接合体およびこれを備える熱交換器 |
-
1989
- 1989-06-28 JP JP16752289A patent/JP2773257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|
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