JPH035387A - セラミック体への金属層の被着方法 - Google Patents
セラミック体への金属層の被着方法Info
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- JPH035387A JPH035387A JP14018789A JP14018789A JPH035387A JP H035387 A JPH035387 A JP H035387A JP 14018789 A JP14018789 A JP 14018789A JP 14018789 A JP14018789 A JP 14018789A JP H035387 A JPH035387 A JP H035387A
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Landscapes
- 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）
本発明はセラミック体の外表面に金属層を被着させる方
法の改良に関するものである。
法の改良に関するものである。
（従来技術）
従来、セラミック体の外表面に金属層を被着させる方法
としてはＭｏ−Ｍｎ法が一般的に使用されている。
としてはＭｏ−Ｍｎ法が一般的に使用されている。
このＭｏ−Ｍｎ法は、生もしくは焼結セラミック体の外
表面に、タングステン（Ｗ）、モリブデン−マンガン（
Ｍｏ−Ｍｎ）等の高融点金属から成る金属粉末に有機バ
インダー及び溶剤を添加し、ぺ一又ト状となした金属ペ
ーストをスクリーン印刷により塗布し、次にこれを還元
雰囲気中で焼成し、高融点金属とセラミック体とを焼結
一体化させることによって金属層をセラミック体の外表
面に被着させるものである。
表面に、タングステン（Ｗ）、モリブデン−マンガン（
Ｍｏ−Ｍｎ）等の高融点金属から成る金属粉末に有機バ
インダー及び溶剤を添加し、ぺ一又ト状となした金属ペ
ーストをスクリーン印刷により塗布し、次にこれを還元
雰囲気中で焼成し、高融点金属とセラミック体とを焼結
一体化させることによって金属層をセラミック体の外表
面に被着させるものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかし乍ら、この従来のＭｏ−Ｍｎ法によればセラミッ
ク体の外表面に金属層を被着させる際、予め金属ペース
トを準備しておかなければならず、該金属ペーストは高
融点金属をスクリーン印刷機のメツシュを通過する程度
の粒径となるように微粉砕するとともに有機バインダー
及び溶剤を添加し、ペースト状となすことによって作製
され、金属ペーストの作製に多大な時間と手間を要する
という欠点を有する。
ク体の外表面に金属層を被着させる際、予め金属ペース
トを準備しておかなければならず、該金属ペーストは高
融点金属をスクリーン印刷機のメツシュを通過する程度
の粒径となるように微粉砕するとともに有機バインダー
及び溶剤を添加し、ペースト状となすことによって作製
され、金属ペーストの作製に多大な時間と手間を要する
という欠点を有する。
また前記金属ペーストはスクリーン印刷によりセラミッ
ク体表面に塗布されるが、該スクリーン印刷による金属
ペーストの塗布はその厚みに大きなバラツキを有するも
のであり、その結果、セラミック体表面に均一厚みの金
属層を被着させることができないという欠点も有してい
た。
ク体表面に塗布されるが、該スクリーン印刷による金属
ペーストの塗布はその厚みに大きなバラツキを有するも
のであり、その結果、セラミック体表面に均一厚みの金
属層を被着させることができないという欠点も有してい
た。
更には前記タングステン（−）、モリブデン−マンガン
（Ｍｏ−Ｍｎ）等の高融点金属を使用した金属層はアル
ミナＣＡｌ２Ｏ２）に代表される酸化物系セラミック体
にしか被着せず、炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化珪素（Ｓｉ
Ｊ４）に代表される炭化物系、窒化物系セラミック体に
は被着しないことから金属層を被着させることが可能な
セラミンク体は酸化物系のものに限られ、セラミック体
側の材質に大きな制約を受けるという欠点も有していた
。
（Ｍｏ−Ｍｎ）等の高融点金属を使用した金属層はアル
ミナＣＡｌ２Ｏ２）に代表される酸化物系セラミック体
にしか被着せず、炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化珪素（Ｓｉ
Ｊ４）に代表される炭化物系、窒化物系セラミック体に
は被着しないことから金属層を被着させることが可能な
セラミンク体は酸化物系のものに限られ、セラミック体
側の材質に大きな制約を受けるという欠点も有していた
。
（発明の目的）
本発明者は上記欠点に鑑み種々の実験の結果、チタンと
ニッケルの共晶物は酸化物系、炭化物系及び窒化物系の
すべてのセラミック体に対して活性があり、強固に接合
することを知見した。
ニッケルの共晶物は酸化物系、炭化物系及び窒化物系の
すべてのセラミック体に対して活性があり、強固に接合
することを知見した。
本発明は上記知見に基づき、酸化物系、炭化物系及び窒
化物系のすべてのセラミック体に金属層を均一厚みに、
かつ強固に被着させることができる方法を提供すること
をその目的とするものである。
化物系のすべてのセラミック体に金属層を均一厚みに、
かつ強固に被着させることができる方法を提供すること
をその目的とするものである。
本発明は、セラミック体の表面に金属部材を接合して成
る部品、例えば複数個の金属端子がロウ付けされてなる
電池や真空端子等において端子をロウ付けするための下
地金属層の形成に好適に使用される。
る部品、例えば複数個の金属端子がロウ付けされてなる
電池や真空端子等において端子をロウ付けするための下
地金属層の形成に好適に使用される。
（課題を解決するための手段）
本発明のセラミック体への金属層の被着方法はセラミッ
ク体上に、チタンを５００乃至１００００人の厚さに、
ニッケルを１０００Å以上の厚さに順次、層着させ、次
いでこれを真空中、９５０℃以上の温度で焼成し、チタ
ンとニッケルの共晶物を生成させるとともに該共晶物を
セラミック体と反応させ、これによってセラミック体に
チタン−ニッケルの共晶物を含有する金属層を被着させ
ることを特徴とするものである。
ク体上に、チタンを５００乃至１００００人の厚さに、
ニッケルを１０００Å以上の厚さに順次、層着させ、次
いでこれを真空中、９５０℃以上の温度で焼成し、チタ
ンとニッケルの共晶物を生成させるとともに該共晶物を
セラミック体と反応させ、これによってセラミック体に
チタン−ニッケルの共晶物を含有する金属層を被着させ
ることを特徴とするものである。
本発明のセラミック体への金属層の被着方法においては
、セラミック体上に層着されるチタンの厚さが５００Å
以下、あるいはニッケルの厚さが１０００Å以下である
場合はチタンとニッケルの共晶物の絶対量が不足し、金
属層をセラミック体に強固に被着できなくなり、またチ
タンが１００００人を越える場合は、チタンとニッケル
の共晶物が過剰に生成され、この共晶物とセラミック体
との熱膨張の差に起因して発生する応力により金属層と
セラミック体との接着強度が弱くなることからセラミッ
ク体上に層着されるチタンはその厚みが５００〜１００
００人の範囲に、またニッケルは１０００Å以上の範囲
に特定される。
、セラミック体上に層着されるチタンの厚さが５００Å
以下、あるいはニッケルの厚さが１０００Å以下である
場合はチタンとニッケルの共晶物の絶対量が不足し、金
属層をセラミック体に強固に被着できなくなり、またチ
タンが１００００人を越える場合は、チタンとニッケル
の共晶物が過剰に生成され、この共晶物とセラミック体
との熱膨張の差に起因して発生する応力により金属層と
セラミック体との接着強度が弱くなることからセラミッ
ク体上に層着されるチタンはその厚みが５００〜１００
００人の範囲に、またニッケルは１０００Å以上の範囲
に特定される。
前記セラミック体上に層着されるチタン及びニッケルは
従来周知の蒸着法やスパッタリング法或いは無電解メツ
キ法等の薄膜形成技術によりセラミック体表面に層着さ
れる。
従来周知の蒸着法やスパッタリング法或いは無電解メツ
キ法等の薄膜形成技術によりセラミック体表面に層着さ
れる。
尚、前記セラミック体上に層着されるチタン及びニッケ
ルは蒸着等の薄膜形成技術により層着されることから金
属を微粉砕するとともに有機バインダー及び溶剤を添加
し金属ペーストを作製する必要が一切不要で、その層着
の作業性が極めて良く、同時にチタン及びニッケルの層
はその層厚が全体に亘って均一となり、その結果、セラ
ミック体上に被着させる金属層の厚みも全体に亘って均
一厚みとなすことができる。
ルは蒸着等の薄膜形成技術により層着されることから金
属を微粉砕するとともに有機バインダー及び溶剤を添加
し金属ペーストを作製する必要が一切不要で、その層着
の作業性が極めて良く、同時にチタン及びニッケルの層
はその層厚が全体に亘って均一となり、その結果、セラ
ミック体上に被着させる金属層の厚みも全体に亘って均
一厚みとなすことができる。
また、前記セラミック体上に層着したチタン及びニッケ
ルは９５０℃以下の温度では共晶物を生成しにくく、セ
ラミック体に対する活性も弱くなることからセラミンク
体表面に金属層を接合強度を大として被着させるにはセ
ラミック体上に層着させたチタン及びニッケルを９５０
℃以上の温度に加熱し、チタン−ニッケルの共晶物を多
く生成させる必要がある。
ルは９５０℃以下の温度では共晶物を生成しにくく、セ
ラミック体に対する活性も弱くなることからセラミンク
体表面に金属層を接合強度を大として被着させるにはセ
ラミック体上に層着させたチタン及びニッケルを９５０
℃以上の温度に加熱し、チタン−ニッケルの共晶物を多
く生成させる必要がある。
更に、チタンとニッケル加熱し、両者の共晶物を生成さ
せる場合、その加熱を大気中で行うとチタンが酸化ある
いは窒化され、ニッケルと共晶物を作らなくなるととも
にセラミック体に対する活性もなくなることからセラミ
ック体に金属層を接合強度を大として被着させるために
はチタンが酸化あるいは窒化しないような真空中とする
必要がある。
せる場合、その加熱を大気中で行うとチタンが酸化ある
いは窒化され、ニッケルと共晶物を作らなくなるととも
にセラミック体に対する活性もなくなることからセラミ
ック体に金属層を接合強度を大として被着させるために
はチタンが酸化あるいは窒化しないような真空中とする
必要がある。
（実施例）
次に本発明を実施例に基づき説明する。
まず、アルミナセラミック体（Ａｌ２Ｏ：ｌ ） 、炭
化珪素セラミック体（ＳｉＣ） 、窒化珪素セラミック
体（Ｓｔ：＋Ｎ４）を準備し、次ぎにこれら各セラミッ
ク体の表面に第１表に示すような厚みのチタン及びニッ
ケルを順次、蒸着により層着する。次にこれを９５０〜
１２００℃の温度で焼成し、チタン−ニッケルの共晶物
を生成させるとともに該生成物をセラミック体と反応さ
せてチタン−ニッケルの共晶物を含有する金属層を被着
させる。そして次ぎに前記金属層の表面にニッケルを３
μｍの厚みにメツキ方法により層着させるとともにその
表面に直径５ｍ ｍ ％長さ２０ｍｍのコバール（Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｃｏ合金）からなる円柱体を銀ロウを介してロ
ウ付けし、しかる後、前記コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金）からなる円柱体を垂直方向に引っ張り、金属層が
セラミック体から剥がれた際の引っ張り強度を調べると
ともに金属層の単位面積当たりの接合強度を算出した。
化珪素セラミック体（ＳｉＣ） 、窒化珪素セラミック
体（Ｓｔ：＋Ｎ４）を準備し、次ぎにこれら各セラミッ
ク体の表面に第１表に示すような厚みのチタン及びニッ
ケルを順次、蒸着により層着する。次にこれを９５０〜
１２００℃の温度で焼成し、チタン−ニッケルの共晶物
を生成させるとともに該生成物をセラミック体と反応さ
せてチタン−ニッケルの共晶物を含有する金属層を被着
させる。そして次ぎに前記金属層の表面にニッケルを３
μｍの厚みにメツキ方法により層着させるとともにその
表面に直径５ｍ ｍ ％長さ２０ｍｍのコバール（Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｃｏ合金）からなる円柱体を銀ロウを介してロ
ウ付けし、しかる後、前記コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金）からなる円柱体を垂直方向に引っ張り、金属層が
セラミック体から剥がれた際の引っ張り強度を調べると
ともに金属層の単位面積当たりの接合強度を算出した。
尚、試料番号２４乃至２６ は本発明品と比較するた
めの比較試料であり、従来一般に使用されているモリブ
デン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）をＭｏ−Ｍｎ法で被着さ
せたものである。
めの比較試料であり、従来一般に使用されているモリブ
デン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）をＭｏ−Ｍｎ法で被着さ
せたものである。
上記の結果を第１表に示す。
（以下、余白）
（発明の効果）
上記実験結果からも判るように従来のＭｏ−Ｍｎ法によ
る金属層はアルミナセラミック体（ＡＩＺＯ：ｌ ）に
は被着するものの炭化珪素セラミック体（ＳｉＣ）及び
窒化珪素セラミック体（Ｓｉ：＋Ｎａ）には−切被着し
ない。これに対し、本発明の方法によれば金属層はアル
ミナセラミック体（Ａｌ□０３）、炭化珪素セラミック
体（ＳｉＣ）及び窒化珪素セラミック体（Ｓｉ３Ｎ４）
のいずれのセラミック体にも接合強度が６゜８Ｋｇ／ｍ
ｍ２以上の強度で被着させることが可能となり、金属層
を被着するセラミック体に大きな制約を受けることはな
い。
る金属層はアルミナセラミック体（ＡＩＺＯ：ｌ ）に
は被着するものの炭化珪素セラミック体（ＳｉＣ）及び
窒化珪素セラミック体（Ｓｉ：＋Ｎａ）には−切被着し
ない。これに対し、本発明の方法によれば金属層はアル
ミナセラミック体（Ａｌ□０３）、炭化珪素セラミック
体（ＳｉＣ）及び窒化珪素セラミック体（Ｓｉ３Ｎ４）
のいずれのセラミック体にも接合強度が６゜８Ｋｇ／ｍ
ｍ２以上の強度で被着させることが可能となり、金属層
を被着するセラミック体に大きな制約を受けることはな
い。
また本発明の方法によればセラミック体上にチタンとニ
ッケルを層着させるとともに両者を加熱焼成し、チタン
−ニッケルの共晶物を生成することによって金属層をセ
ラミック体に被着させるものであり、前記セラミック体
上に層着されるチタン及びニッケルは蒸着等の薄膜形成
技術により層着されることから金属を微粉砕するととも
に有機バインダー及び溶剤を添加し金属ペーストを作製
する必要は一切なく、その層着の作業性が極めて良い。
ッケルを層着させるとともに両者を加熱焼成し、チタン
−ニッケルの共晶物を生成することによって金属層をセ
ラミック体に被着させるものであり、前記セラミック体
上に層着されるチタン及びニッケルは蒸着等の薄膜形成
技術により層着されることから金属を微粉砕するととも
に有機バインダー及び溶剤を添加し金属ペーストを作製
する必要は一切なく、その層着の作業性が極めて良い。
また同時にチタン及びニッケルの層はその層厚が体に亘
って均一となり、その結果、セラミック体上に被着され
る金属層の厚みも全体に亘って均一厚みとなすことが可
能となる。
って均一となり、その結果、セラミック体上に被着され
る金属層の厚みも全体に亘って均一厚みとなすことが可
能となる。
従って、本発明のセラミック体への金属層の被着方法は
セラミック体の表面に金属部材を接合して成る部品、例
えば複数個の金属端子がロウ付けされてなる電池や真空
端子等において端子をロウ付けするための下地金属層の
形成に極めて有用である。
セラミック体の表面に金属部材を接合して成る部品、例
えば複数個の金属端子がロウ付けされてなる電池や真空
端子等において端子をロウ付けするための下地金属層の
形成に極めて有用である。
Claims (1)
- セラミック体上に、チタンを５００乃至１００００Åの
厚さに、ニッケルを１０００Å以上の厚さに順次、層着
させ、次いでこれを真空中、９５０℃以上の温度で焼成
し、チタンとニッケルの共晶物を生成させるとともに該
共晶物をセラミック体と反応させ、これによってセラミ
ック体にチタン−ニッケルの共晶物を含有する金属層を
被着させることを特徴とするセラミック体への金属層の
被着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14018789A JP2742602B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | セラミック体への金属層の被着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14018789A JP2742602B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | セラミック体への金属層の被着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035387A true JPH035387A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2742602B2 JP2742602B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=15262931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14018789A Expired - Fee Related JP2742602B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | セラミック体への金属層の被着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742602B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114874024A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-08-09 | 衡阳凯新特种材料科技有限公司 | 一种复合材料、复合材料的制造方法及活塞 |
| CN115141906A (zh) * | 2021-03-28 | 2022-10-04 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种转炉冶炼用的长寿命氧枪喷头 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP14018789A patent/JP2742602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115141906A (zh) * | 2021-03-28 | 2022-10-04 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种转炉冶炼用的长寿命氧枪喷头 |
| CN114874024A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-08-09 | 衡阳凯新特种材料科技有限公司 | 一种复合材料、复合材料的制造方法及活塞 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2742602B2 (ja) | 1998-04-22 |
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