JPH0380160A - 活性ろう材用熱膨張低減剤 - 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、セラミックス焼結体相互、あるいはセラミッ
クス焼結体と金属体とを活性ろう材を用いて接合する際
、その熱膨張率を低下させるために使用する材料に関す
る。

［従来の技術］ 従来、セラミックス焼結体（以下、「焼結体」という）
の他の焼結体または金属体とを接合する場合、活性ろう
刊が用いられる。

その活性ろう月は、Ａｇ−Ｃｕ系、Ｎ１−Ｐ系、Ｎｉ−
Ｃｕ系、Ａｕ−３ｎ系等の共晶合金と、焼結体との濡れ
を良くするために、Ｔｉ、Ｔａ。

Ｚｒ、Ｎｂなどの活性金属とを適宜に組合せたものであ
る。

その活性ろう利には、粉末のものとクラッドのものとが
知られている。すなわち、前者には共晶合金の粉末と活
性金属の粉末との混合物、その混合物を一旦融解し、冷
却し、粉砕したもの（箔にして使用する場合もある）、
あるいは下達するクラッドを切削して粉末状としたもの
が、後者には共晶合金箔と活性金属箔とをサンドウィッ
チにし、圧延し、厚さ５０〜２００μｍ程度にしたもの
がある。

活性ろう伺による接合方法について例を挙げると、・粉
末のものはその泥漿物を接合面に塗布し、クラッドのも
のは接合面で挾持したのち、加熱して融解し、冷却する
ことによって結合させるという方法である。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしなから、従来の活性ろう月を用いる接合方法では
、次の様な欠点かある。すなわち、焼結体の熱膨張率（
３〜９　Ｘ　１０−６／ＩＯと活性ろうのそれ（１５〜
１９　ｘ　１０−６／ＩＯとの間に著しい差があるため
、冷却過程で、焼結体の接合界面付近に引張応力が生じ
、冷却後にはそれが残留応力として作用する。そのため
、本来焼結体が具備している前記界面付近の強度を低下
させ、粘果的に接合部の引張強度低下の原因となった。

つまり従来法で、一方において接合という１」的を達成
しながら、他方において接合に裁づく引張強度の低下を
まねいていた。

［問題点を角ｑ決するための手段］ 本発明者らは、前記従来広の欠点が生しる原因が、焼結
体と活性ろうの熱膨張率の差が大き過ぎる点にあること
に鑑み、その差をできるたけ小さくする方法について研
究した結果、活性ろう伺の融点より高く、かっ焼結体の
熱膨張率に近い特性をも゛する物質を活性ろう利と組合
せて使用することにより、上記欠点を大幅に改良できる
ことを知見して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、モリブデン粉末、タングス
テン粉末およびセラミックス粉末の中からなるセラミッ
クス焼結体を接合するための活性ろう材用熱膨張低減剤
を提供するにある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用するモリブデンおよびタングステンの各粉
末は、市販のものが利用できる。それらの熱膨張率はモ
リブデンが５　Ｘ　１０−６／に、タングステンが４Ｘ
１０−６／にである。セラミックス粉末は、慣用の製法
で合成された粉末、あるいは、その合成粉末を焼成して
得られた焼結体の粉砕物、何れも採用できる。セラミッ
クス粉末は酸化物であるか、非酸化物であるかは問わな
い。たとえば、ムライト（熱膨張率３×１Ｏ−６７Ｋ、
以下数字のみを示す）アルミナ（８Ｘ　］、　］０−６
／Ｋ　、ジルコニア（９Ｘ　］、　］０−６／Ｋ　、サ
イアロン（３×１０−’／Ｉ（）、炭化けい素（３Ｘ　
］、　］０−６／Ｋなどが挙げられる。

上記熱膨張低減剤（以下、単に「低減剤」という）は、
］種で用いてもよく、２種以上、たとえばモリブデン粉
末とセラミックス粉末、あるいは酸化物セラミックス粉
末と非酸化物セラミックス粉末のように組合せて用いる
こともてきる。

低減剤の細かさは、平均粒径２０μｍ以下程度のものが
奸ましく、１０μｍ以下がより好ましい。

具体的に、低減剤の使用態様を述べる。低減剤は粉末の
まま、あるいは泥漿にして用いられる。

その低減剤を焼結体の接合予定面に、散布あるいは塗布
し、その上に粉末活性ろう伺を散布あるいは泥漿にして
散布する。次いで他方の接合体か金属体ならば、前記活
性ろう材の上に直接載置し、焼結体ならば、再び低減剤
を前述の要領で散布あるいは塗布したのち、その焼結体
を裁置すればよい。以上のように低減剤と活性ろう材を
個別に散布あるいは塗布しても、加熱により活性ろう拐
が融解したさい、融解液は低減剤の空隙に侵入し、それ
を容易に内包する（第１図）。なお、適当量のわ）末低
減剤を予め粉末活性ろう材と混合するようにしても同効
果である。

以上は、活性ろう利が粉末の場合であるが、それがクラ
ッドである場合も、同様の要領で実施できる。

低減剤の使用にあたり重要なことは、焼結体の接合異面
に接する活性ろうの熱膨張率をできるだけ焼結体のそれ
に近づけることである。そのためには、ｌ占性ろう材か
融角！ｒ状態にあるとき、第１図に摸式的に示したよう
に、焼結体界面付近での低減剤の濃度を高くすることが
望ましく、そうすることによって、焼結体の残留応力は
小さくなり、つまりは接合部の引張り強度を向上させる
。

もとより、焼結体界面付近の前記濃度が適当にされてい
れば、低減剤が融解活性ろう全体に分散されていても何
らさしつかえない。

接合するにあたり、どの低減剤を選択し、使用量をいか
にするかは、焼結体相互の接合なのか、焼結体と金属体
との接合なのか、さらには焼結体と活性ろうの熱膨張率
の差の大きさ、あるいは低滅相の使用態＋羨（散布する
のか、混合するのか）なとを勘案して適宜にきめなけれ
ばならない。なお、低減剤の月質と焼結体のそれとは、
必ずしも一致させる必要はない。

以上説明したように、焼結体、低減剤、活仕ろう伺およ
び焼結体（または、金属体）をセットした後は、慣用の
加無機でもって、所要の温度に加貼し、活性ろう利を融
’ＡＩ？させたのち冷却すれば、接合部の引張強度の著
しく関い接合体が得られる。

以下発明を実施例に基づいて説明する。

［実施例］ 実施例１〜５、比較例〕 本発明の熱膨張低減剤を用いて、第１図に示すようなセ
ラミックス焼結体の接合体をつくり、９張強度試験を行
なった。

１０　Ｘ　１．　ＯＸ　３　ｍｍの大きさのザイアロン
タイル（日本セラチック社製ｒＡＳＡ−ＣＯ５Ｊ　）に
、禎１表に示す各種の熱膨張低減剤の泥漿を塗布し、乾
燥後、その上に組成がＡｇ７０％、Ｃｕ２８％、Ｔｉ２
％の活性ろう材（国中貴金属社製、「セラミックス用活
性ろう伺」）の箔（直径３．０×厚さ０．１ｍｍ）をの
せ、さらに直径３　ｍｍのＦｅ−ＮｉＣｏ合金棒（住友
特殊金属社製、「・ＫＶ−２Ｊ　）を、垂直に載置し真
空中、９００℃、１０分間加熱後、冷却して接合し、そ
れぞれの供試体を得た。

各供試体について、引張試験を行ない、得た結果を第１
表に併記した。

第１表 ［発明の効果〕 本発明は特定物質の熱膨張率に着眼し、その特性をセラ
ミックス焼結体のろう付は番こ応用し、もって引張強度
の改良のために開発された熱膨張率低減剤に係り、それ
を用いなＬ）従来法に比し、接合部の引張強度を大幅に
改良できる特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様であり、触角￥活性ろう
中に熱膨張低減剤が分散した接合部の拡大１折面図であ
る。 １・・・セラミックス焼結体、２・−・金属ｆ本、３・
−・活性ろう、４・−熱膨張低減剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）モリブデン粉末、タングステン粉末およびセラミッ
   クス粉末の中から選ばれた１種または２種以上の混合物
   からなる活性ろう材用熱膨張低減剤。 ２）セラミックス粉末がムライト、アルミナ、ジルコニ
   ア、サイアロンおよび炭化けい素である特許請求の範囲
   第１項記載の活性ろう材用熱膨張低減剤。