JPH035381A - セラミックス素材用の接着剤 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミックス素材間の接着に使用するセラミッ
クス素材用の接着剤に関する。

［従来の技術］ 従来、セラミックス素材同志を互いに接着して十分な接
着強度を保持する接着剤はなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、セラミックス素材同志を互いに接着し
て十分な接着強度を保持することができるセラミックス
素材用の接着剤を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用コ上記課題を解決
するために、本発明の接着剤は、互いに接着されるセラ
ミックス素材と同一の組成を有する粉末と、その粉末を
分散させる分散剤と、分散された粉末を相互に結合させ
るバインダーとを含み、加熱によって前記粉末を焼結さ
せることとした。即ち、前記接着剤を二つのセラミック
ス素材の間に介在させた後、加熱することによってセラ
ミックス素材間で前記接着剤を焼結させ、二つのセラミ
ックス素材を互いに接着するものである。

以下に、本発明におけるセラミックス素材用の接着剤に
ついて詳述する。

本接着剤に使用するセラミックス粉末は、被着材として
互いに接着されるセラミックス素材と同一の組成を有す
るものである。接着剤と被着材との間でセラミックスの
組成が異なると、接着強度が低下し、あるいは接着がで
きない。セラミックス粉末としては、β型炭化珪素粉末
、α型炭化珪素粉末、窒化珪素粉末、窒化アルミニウム
粉末、ジルコニア粉末、アルミナ粉末、ムライト粉末等
があげられる。

セラミックス粉末の粒径は、被着材としてのセラミック
ス素材を構成する粒子の粒径と同等若しくはよりＲ４１
なものが好ましい、セラミックス粉末の粒径がセラミッ
クス素材を構成する粒子の粒径よりも粗大になると、焼
結させた場合に、接着剤のセラミックス粒子と被着材の
セラミックス粒子との結晶粒界において十分な結合が形
成されず、接着強度が低下する。また、セラミックス粉
末の平均粒径範囲は０．１〜０．５μｍがよく、好まし
くは、０．１５〜０．３０μｍである。平均粒径が０．
１μｍ未満では焼結時にセラミックス粉末が異常に粒成
長して結晶が粗大化し、接着強度が低下する。一方、０
．５μｍを超えると一般にセラミックス素材を構成する
粒子の粒径よりら粗大となり、接着強度が低下する。

前記分散剤としては、α−テルピネオール、テトラヒド
ロフラン、ベンゼン等の有機溶剤があげられる。この分
散剤の配合割合は、前記セラミックス粉末１００重量部
に対し、３０〜４０重量部、好ましくは３２〜３６重量
部の範囲である。配合割合が３０重量部未満ではセラミ
ックス粉末の分散が困難となり、接着剤の調製に支障を
来す、また、４０重量部を超えると接着剤としての粘度
が低くなり、作業性が低下する。

前記バインダーとしては、エチルセルロース粉末、ヒド
ロキシエチルセルロース粉末、カルボキシメチルセルロ
ース粉末、ポリビニルブチラール粉末等があげられる。

前記分散剤によって分散されたセラミックス粉末中にこ
のバインダーを配合することにより、接着剤として適当
な粘度が得られるため、被着材に対する塗布時の付着性
かよくなり、接着剤としての取扱強度が付与される。こ
のバインダーの配合割合は、前記セラミックス粉末１０
０重量部に対し０．５〜５重量部、好ましくは１〜２重
量部の範囲である。配合割合が０゜５重量部未満では接
着剤として必要な取扱強度が得られず、５重量部を超え
ると接着剤の粘度が高くなり、作業性が低下する。

接着剤は、前記セラミックス粉末、分散剤及びバインダ
ーを所定量配合し、真空脱気しながら混練することによ
り調製される。

一方、被着材としてのセラミックス素材については、そ
の接着面に研磨等を施して、面粗度が最大高さ（Ｒｍａ
ｘ）で２０’−１００μｍ、好ましくは５０μｍ前後と
なるように処理することが好ましい、Ｒｍａｘが２０μ
ｍ０μｍ未満着剤のアンカー効果が小さくなって接着強
度が低下し、Ｒｍａｘが１００μｍを超えると、接着面
積が小さくなって効果が得られない。

前記接着剤の使用に際しては、接着剤を互いに接着する
セラミックス素材の接着面に塗布し、双方の接着面を接
合させた後、この接合体を加熱乾燥して接着剤に含有さ
れている分散剤を揮散させる。乾燥温度は８０〜２００
℃がよく、好ましくは１００〜１３０℃であり、乾燥時
間は１〜６時間である。乾燥時間の短縮を図るあまり、
乾燥温度が２００℃を超えると接着部分にクラ・ｙり等
が生じ、再被着材の接合状態を保持することができない
、また、乾燥温度が８０°Ｃ未満であったり、乾燥時間
が１時間未満であると、分散剤が十分に揮散しない。

そして、上述のように接着剤で接合したセラミックス素
材を常圧下で加熱焼成することにより、セラミックス粉
末は被着体としてのセラミックス素材と一体的に焼結さ
れて、双方のセラミックス素材は強固に接着される。素
材が炭化珪素の場合、焼成温度は１７００〜１９００℃
であり、焼成時間は１〜３時間である。焼成温度が１７
００°Ｃ未満ではセラミックス粉末の焼結が不十分とな
り、高い接着強度が得られず、１９００℃を超えると、
被着体としてのセラミックス素材自体か変形するおそれ
が生じる。また、焼成時間が１時間未満ではセラミック
ス粉末の焼結が不十分となり、高い接着強度が得られず
、３時間を超えると作業能率が低下する。また、常温か
ら焼成温度までの昇温速度、及び焼成温度から常温まで
の降温速度は３〜ｂ ／ｍｉｎである。昇温及び降温速度が１５’Ｃ／ｍｉｎ
を超えると、接着部分にクラック等が発生し易くなり接
着の目的を達し得す、３°Ｃ／ｍｉｎ未満では作業能率
が低下する。

［実施例］ 以下に、本発明を具体化した一実施例について説明する
。

（接着剤の調製） 平均粒径が０．２μｍのβ型炭化珪素粉末１００重量部
に対し、α−テルピネオールを３３重量部、及びエチル
セルロース粉末１重量部を配合し、真空脱気しながらボ
ールミル中で２０分間混練してペースト状の接着剤を得
た。

（被着体の処理） 第１図に示すように、被着体として、中央部に円形状の
孔１ａが透設された平板状の炭化珪素焼結素材１、及び
その孔１ａに嵌合可能な棒状の炭化珪素焼結素材２を用
いた。そして、炭化珪素焼結素材１の孔１ａの内周面と
、炭化珪素焼結素材２の先端部外周面とにペーパーで研
磨処理を施し、各面の面粗度をＲｍａｘで５０μｍとし
た。

（接着作業） 前記処理を施した炭化珪素焼結素材１の孔１ａの内周面
と、炭化珪素焼結素材２の先端部外周面とにそれぞれ前
記接着剤３を塗布し、第１図に示すように、炭化珪素焼
結素材１の孔１ａに炭化珪素焼結素材２の先端部を嵌合
した後、これを１゜ＯｏＣで４時間乾燥した。そして、
この接合体を焼成温度まで５°Ｃ／ｍｉｎで昇温し、焼
成温度１７００℃で１時間加熱焼成した後、常温まで５
°Ｃ／ｍｉｎで降温しな、このようにして、両次化珪素
焼結素材１．２は極めて強固に接着される。

本実施例の接着剤によれば、従来、接着が不可能であっ
た炭化珪素焼結素材同志を接着することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、セラミックス素材
同志を互いに接着して十分な接着強度を保持することが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した一実施例において炭化珪素
焼結素材の接着状態を示す断面図である。 １．２・・・セラミックス素材としての炭化珪素焼結素
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　互いに接着されるセラミックス素材（１、２）と同
   一の組成を有する粉末と、その粉末を分散させる分散剤
   と、分散された粉末を相互に結合させるバインダーとを
   含み、加熱によって前記粉末を焼結させることを特徴と
   するセラミックス素材用の接着剤。 ２　前記粉末は前記セラミックス素材（１、２）を構成
   する粒子と同等若しくは微細な粒径を有することを特徴
   とする請求項１に記載のセラミックス素材用の接着剤。 ３　前記粉末１００重量部に対し、３０〜４０重量部の
   分散剤及び０．５〜５重量部のバインダーが配合されて
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミッ
   クス素材用の接着剤。