JPH0336786B2 - - Google Patents

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JPH0336786B2
JPH0336786B2 JP61026839A JP2683986A JPH0336786B2 JP H0336786 B2 JPH0336786 B2 JP H0336786B2 JP 61026839 A JP61026839 A JP 61026839A JP 2683986 A JP2683986 A JP 2683986A JP H0336786 B2 JPH0336786 B2 JP H0336786B2
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JP
Japan
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rod
ceramic
conductive
ceramic body
sealing
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JP61026839A
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English (en)
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JPS62187181A (ja
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Ichiro Wada
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/021Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、セラミツクス体に導電性棒体を内嵌
封着する方法に係り、特にセラミツクスの熱膨張
係数が導電性棒体の熱膨張係数より小さい場合の
内嵌封着方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
セラミツクス体への導電性棒体の内嵌封着の実
用例として、セラミツクス真空管におけるリード
の取出部、電気伝導度計におけるセラミツクス製
試料容器の壁を貫通した電極の封着、電磁流量計
におけるセラミツクス製測定管の壁を貫通した電
極の封着などがある。
しかして、この種の内嵌封着の従来技術は、セ
ラミツクスの熱膨張係数αが導電性棒体の熱膨張
係数βより大きい場合が一般的であつた。すなわ
ち、セラミツクスとしては、 マグネシア(MgO)……α=12×10-6 フオルステライト(2MgO・SiO2)……α=11
×10-6 などを用い、電極などの棒体としては、 白金(Pt)……β=8.9×10-6 が耐食性の点から多用されている。
上記の材料の組合せからなる導電性棒体のセラ
ミツクス体への内嵌封着方法を第6図a,b,
c,dを参照して説明する。第6図aに示すよう
にマグネシアで成形され未焼成のセラミツクス体
1(マグネシア微粉に一般的にはプラスチツクス
バインダを混ぜプレス成形したやわらかい物体)
に第6図bに示うように嵌合用穴2を明け、この
穴に第6図cに示すように白金製の棒体3を内関
して取付ける。これをセラミツクスの種類で決ま
る焼成温度(一般的には1000℃〜1500℃程度)で
焼成する。焼成時にセラミツクスが線収縮16%
(体収縮41%に相当)乃至線収縮26%(体収縮60
%に相当)内外収縮するので、焼成後の高温状態
で第6図dに示すようにセラミツクス体1aの嵌
合用穴2aと棒体3との隙間が無くなる。この状
態から温度を下げて常温状態にすると、α<βす
なわちα−β>0なる関係により、更にセラミツ
クス体1aは大きな締付力で棒体3を締付け、セ
ラミツクス体1aと棒体3間の気密封着が完成す
る。
しかしながら、前記のマグネシア、フオルステ
ライトに比べて耐食性が優れているセラミツクス
であるアルミナ(Al2O3)、スピネル(MgO・
Al2O3)では、熱膨張係数αが7.1〜7.3×10-6
白金の熱膨張係数β=8.9×10-6より小さい。こ
のため、アルミナと白金の組合せで上記従来方法
で内嵌封着を行なうと、焼成後常温状態にしたと
き、α<βすなわちβ−α>0なる関係により棒
体3と嵌合用穴2a内面との間に隙間が発生し気
密の確保ができないという問題があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、内嵌封着される導電性棒体の
熱膨張係数より導電性棒体を保持するセラミツク
ス体の熱膨張係数が小さい場合でも気密封着がで
きる導電性棒体のセラミツクス体への内嵌封着方
法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、熱膨張係数がαのセラミツクスから
なる物体に、α<βの関係にある熱膨張係数βを
持つ導電性材料で形成された棒体を内嵌封着する
場合、前記セラミツクスで形成された未焼成の物
体に嵌合用穴を明け、この嵌合用穴に内嵌する部
分にその部分からはみ出さない範囲で形成された
小径部を有する前記棒体を前記未焼成の物体の嵌
合用穴に内嵌取着し、この状態でこの物体を焼成
するようにしたもので、焼成時のセラミツクスの
線収縮によつて棒体に形成された小径部と嵌合用
穴内面との間の空間を充たすようにセラミツクス
が入り込む。そして、焼成後常温状態にしたとき
α<βすなわちβ−α>0になる関係により棒体
の方が多く縮み、小径部の両端の段部が入り込ん
だセラミツクスに当接して押圧するためこの間で
気密が確保され、気密封着が可能となるものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
本発明に係る導電性棒体のセラミツクス体への
内嵌封着方法の一実施例の工程を第1図a,b,
c,d,eに示す。第1図aに示すように、アル
ミナ(Al2O3、α=7.1〜7.3×10-6)で成形され
未焼成のセラミツクス体11に、第1図bに示す
ように、嵌合用穴12を明ける。白金(Pt、β
=8.9×10-6)の棒体13は、第1図cに示すよ
うに、嵌合用穴12に内嵌する部分の両端部を残
した中央部分が小径部14に形成され、小径部1
4の段部15は傾斜面になつている。この棒体1
3を第1図cに示すように、セラミツクス体11
の嵌合用穴12に内嵌して取付ける。この状態で
セラミツクス体11をアルミナの焼成温度で焼成
する。焼成時にセラミツクスが線収縮で16%〜26
%内外収縮し、第1図dに示すように、棒体13
の小径部14とセラミツクス体の11の嵌合用穴
12a内面との間の空間を充たすようにセラミツ
クスが入り込み、焼成後のセラミツクス体11a
と棒体13との間に隙間が無くなる。焼成完了後
温度を下げて常温状態にすると、α<βすなわち
β−α>0なる関係により棒体13の方が多く縮
むため、第1図eに示すように、棒体13の軸心
に平行な外面部分と嵌合用穴12a内面との間に
は隙間が発生するが、棒体13の小径部14の両
端の段部15が入り込んだセラミツクスの両端と
当接してそれ以上の収縮を阻止されるので、棒体
13の小径部14には引張応力が発生し、それに
より、段部15が入り込んだセラミツクスの両端
を押圧して気密が確保される。このように本発明
に係る導電性棒体のセラミツクス体への内嵌封着
方法によれば、従来不可能であつたα<βの場合
の気密嵌着が可能となる。
次に、本発明に係る内嵌封着方法の種々な実施
態様につき説明する。第2図は、電磁流量計のセ
ラミツクス製測定管16に白金製の電極17を気
密嵌着した例を示している。測定管16の材料は
アルミナを用い、したがつてα<βであり、電極
17には小径部を予め成形しておき、第1図a〜
eの方法によつて気密嵌着を可能にしている。
第3図a,bは内嵌封着される棒体の変形例を
示すもので、第3図aの棒体18は小径部19が
径を異ならした2つに分けられており、且つ大径
部20の外面は球面状に形成され、焼成後の冷却
過程で棒体18がβ−α>0によつて縮む場合に
セラミツクスに対して滑り易いようにしたもので
ある。第3図bの棒体21は小径部22が3つ形
成され、外側の小径部がそれぞれ棒体の端まで達
している形状である。そして中央の小径部に向い
た大径部23の外面は球面状をしていて第3図a
と同様の効果を奏する。
第4図aは、内嵌封着される電極として白金電
極の代りにセラミツクスに導電性物質例えば白金
粉を混入して焼成したサーメツト電極24であ
り、また第4図bは、セラミツクスの表面に導電
性物質例えば白金ペーストを塗布して焼成した導
電性のある電極25で、いずれも導電性は導電性
物質部24a,25aが担当し、内嵌封着時のセ
ラミツクス体との親和性はセラミツクス部24
b,25bが担当する。α<βの関係が成立し、
いづれかの電極にも小径部を予め形成して第1図
a〜eの方法で内嵌封着される。
第5図は、セラミツクス体例えばセラミツクス
管壁あるいはセラミツクス製容器壁を貫通するよ
うに内嵌封着される電極ではなく、セラミツクス
体26に埋込んで設けられる導電性埋込スタツド
27の例を示している。この場合、導電性埋込ス
タツド27を白金で作り、セラミツクス体26に
アルミナを用いればα<βの関係が成立し、導電
性埋込スタツド27の埋込み部分に小径部28を
予め形成しておき、第1図a〜eの方法で内嵌封
着される。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、熱膨張係
数がαのセラミツクスからなる物体に、α<βの
関係にある熱膨張係数を持つ導電性材料で形成さ
れた棒体を内嵌封着する場合、前記セラミツクス
で形成された未焼成の物体に嵌合用穴を明け、こ
の嵌合用穴に内嵌する部分にその部分からはみ出
さない範囲で形成された小径部を有する前記棒体
を前記未焼成の物体の嵌合用穴に内嵌封着し、こ
の状態でこの物体を焼成するという内嵌封着方法
を創成したので、焼成時にセラミツクスが線収縮
することによつて棒体に形成された小径部と嵌合
用穴内面との間の空間を充たすようにセラミツク
スが入り込み、焼成後常温状態にしたときα<β
すなわちβ−α>0なる関係により棒体の方が多
く縮み、小径部の両端の段部が入り込んだセラミ
ツクスの両端と当接してそれ以上の収縮を阻止さ
れるため、棒体の小径部には引張応力が発生し、
それにより段部が、入り込んだセラミツクスの両
端を押圧して気密が確保される。このようにし
て、従来不可能であつたα<βの場合の導電性棒
体のセラミツクス体への気密嵌着が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図a乃至eは本発明に係る導電性棒体のセ
ラミツクス体への内嵌封着方法の一実施例の一連
の工程を示す説明図、第2図は本発明の方法によ
り電極が気密嵌着された電磁流量計のセラミツク
ス製測定管を示す概略図、第3図a,bはそれぞ
れ内嵌封着される棒体の異なる変形例を示す外形
図、第4図aは内嵌封着される電極がサーメツト
電極の場合の説明図、第4図bは同じくセラミツ
クスの表面に導電性物質を塗布して焼成した導電
性のある電極の場合の説明図、第5図は本発明の
方法によつて内嵌封着されたセラミツクス体への
埋込スタツドの概略図、第6図a乃至dは導電性
棒体をセラミツクス体へ内嵌封着する従来方法の
一連の工程を示す説明図である。 11……未焼成のセラミツクス体、11a……
焼成後のセラミツクス体、12……嵌合用穴、1
3……棒体、14……小径部、15……段部、1
6……セラミツクス製測定管、17……白金製の
電極、26……セラミツクス体、27……導電性
埋込スタツド、28……小径部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 熱膨張係数がαのセラミツクスからなる物体
    に、α<βの関係にある熱膨張係数βを持つ導電
    性材料で形成された棒体を内嵌封着する場合、前
    記セラミツクスで成形され未焼成の物体に嵌合用
    穴を明け、この嵌合用穴に内嵌する部分にその部
    分からはみ出さない範囲で形成された小径部を有
    する前記棒体を前記未焼成の物体の嵌合用穴に内
    嵌取着し、この状態でこの物体を焼成することを
    特徴とする導電性棒体のセラミツクス体への内嵌
    封着方法。
JP61026839A 1986-02-12 1986-02-12 導電性棒体のセラミツクス体への内嵌封着方法 Granted JPS62187181A (ja)

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