JPH0388782A - Ｃｒ↓３Ｃ↓２セラミックス―金属の接合体及びその接合法 - Google Patents
Ｃｒ↓３Ｃ↓２セラミックス―金属の接合体及びその接合法Info
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- JPH0388782A JPH0388782A JP22573089A JP22573089A JPH0388782A JP H0388782 A JPH0388782 A JP H0388782A JP 22573089 A JP22573089 A JP 22573089A JP 22573089 A JP22573089 A JP 22573089A JP H0388782 A JPH0388782 A JP H0388782A
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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３Ｃｒ３Ｃ□セラミックス−金属の接合体及び
その接合法に関するものである。
その接合法に関するものである。
［従来の技術］
一般に、ファインセラミックスは、耐熱性、耐摩耗性、
耐食性などにおいて、金属材料を遥かに凌ぐ特性を持っ
ていることから１例えば金属材料では制限されていた環
境にお番ブる活用や、金属材料では実現できなかった長
寿命化あるいは高性能化などに大きな期待が寄せられて
いる。
耐食性などにおいて、金属材料を遥かに凌ぐ特性を持っ
ていることから１例えば金属材料では制限されていた環
境にお番ブる活用や、金属材料では実現できなかった長
寿命化あるいは高性能化などに大きな期待が寄せられて
いる。
ところが、このような金属材料に対する長所を有する反
面、ファインセラミックスは、脆さ、難加工性等の短所
も持っているために、適用範囲が規制されているが、現
在では１例えばＡ１□Ｏ，セラミックス、Ｚｒ、Ｏ，セ
ラミックス、Ｓｉ、Ｎ、セラミックス、ＳｉＣセラミッ
クスあるいはＢ４Ｃセラミックス等と金属の接合が実際
に行なわれ。
面、ファインセラミックスは、脆さ、難加工性等の短所
も持っているために、適用範囲が規制されているが、現
在では１例えばＡ１□Ｏ，セラミックス、Ｚｒ、Ｏ，セ
ラミックス、Ｓｉ、Ｎ、セラミックス、ＳｉＣセラミッ
クスあるいはＢ４Ｃセラミックス等と金属の接合が実際
に行なわれ。
製品化されている。
従来、ファインセラミックスと金属との接合を行なう手
段としては、例えば ＊ロウ材は法 本固相拡散接合法 による２つの代表的な接合法があるが、いずれの方法に
おいても一長一短がある。
段としては、例えば ＊ロウ材は法 本固相拡散接合法 による２つの代表的な接合法があるが、いずれの方法に
おいても一長一短がある。
そして、上記した各々のファインセラミックス−金属の
接合技術を実現化するためには、例えば、（イ）接合用
インサート材の選択、及び開発（ロ）ファインセラミッ
クスと金属との熱膨張係数差によって、接合後の冷却過
程で発生する熱応力をどのように緩和するか（ハ）接合
体の強度評価及びその支配因子の解明 などの課題が挙げられる。
接合技術を実現化するためには、例えば、（イ）接合用
インサート材の選択、及び開発（ロ）ファインセラミッ
クスと金属との熱膨張係数差によって、接合後の冷却過
程で発生する熱応力をどのように緩和するか（ハ）接合
体の強度評価及びその支配因子の解明 などの課題が挙げられる。
すなわち、上記（イ）の課題は、ロウ材げによりファイ
ンセラミックスと金属を接合する場合。
ンセラミックスと金属を接合する場合。
最適なロウ材の選択を行なう必要があるが、ファインセ
ラミックスに対しての濡れ性や接合体の使用環境等を考
慮しなければならない。
ラミックスに対しての濡れ性や接合体の使用環境等を考
慮しなければならない。
また、上記（ロ）の課題は、ファインセラミックスと金
属との熱膨差による熱応力を解決する方法どして１両者
間に軟質金属を挿入し、この軟質金属の塑性変形により
吸収する方法が考えられるが、これにも接合体の接合条
件や使用環境等を考慮し選定する必要がある。
属との熱膨差による熱応力を解決する方法どして１両者
間に軟質金属を挿入し、この軟質金属の塑性変形により
吸収する方法が考えられるが、これにも接合体の接合条
件や使用環境等を考慮し選定する必要がある。
さらに、上記（ハ）の課題は、接合体が健全かつ強固に
接合しているか否かを判定し、その場合の支配因子を解
明しなければならないが、様々な因子が関与しているた
めに、解明が困難である。
接合しているか否かを判定し、その場合の支配因子を解
明しなければならないが、様々な因子が関与しているた
めに、解明が困難である。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記したように、従来においては、Ａ１
．Ｏｊセラミックス、ＺｒＯ，セラミックス、Ｓｉ、Ｎ
、セラミックス、Ｓ ｉＣセラミックスあるいはＢ３Ｃ
セラミックス等の接合に関する指針の解明がなされてい
るものの３Ｃｒ３Ｃｌセラミックスと金属との接合に関
しては、未だに明らかにされていない。
．Ｏｊセラミックス、ＺｒＯ，セラミックス、Ｓｉ、Ｎ
、セラミックス、Ｓ ｉＣセラミックスあるいはＢ３Ｃ
セラミックス等の接合に関する指針の解明がなされてい
るものの３Ｃｒ３Ｃｌセラミックスと金属との接合に関
しては、未だに明らかにされていない。
すなわち、このＣｒ３Ｃやセラミックスは、本室温強度
がＳｉＣとほぼ同等で、高温強度は、ｓｉｃ、ｓｉ□Ｎ
、とほぼ同等の特性をもっている 本高温下ですぐれた耐酸化性を示す 本熱膨張係数が１１．６Ｘｉ、Ｏす（”Ｃ−”）であり
、他のセラミックス（Ｓ ｉ Ｃ，Ｓ ｉ、−Ｎ、、Ａ
１□０３等）よりも大きく、金属部品と組合せて使用す
る場合有利となる といった特性を備えていることがら、高温下における幅
広い活用が期待されているが、前記したように、脆性等
の問題を解決するのに有効な金属との接合法が確立され
ていない現状にある。
がＳｉＣとほぼ同等で、高温強度は、ｓｉｃ、ｓｉ□Ｎ
、とほぼ同等の特性をもっている 本高温下ですぐれた耐酸化性を示す 本熱膨張係数が１１．６Ｘｉ、Ｏす（”Ｃ−”）であり
、他のセラミックス（Ｓ ｉ Ｃ，Ｓ ｉ、−Ｎ、、Ａ
１□０３等）よりも大きく、金属部品と組合せて使用す
る場合有利となる といった特性を備えていることがら、高温下における幅
広い活用が期待されているが、前記したように、脆性等
の問題を解決するのに有効な金属との接合法が確立され
ていない現状にある。
［発明の目的］
本発明は、上記の事情のもとになされたもので。
その目的とするところは、金属との接合が健全かつ強固
なＣｒ３Ｃ，セラミックス−金属の接合体及びその接合
法を提供することにある。
なＣｒ３Ｃ，セラミックス−金属の接合体及びその接合
法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記した目的を達成させるために１本発明は。
Ｃｒ３Ｃ，セラミックス部材と金属部材とを、前記Ｃｒ
３Ｃ，セラミックス部材及び金属部材よりも低ヤング率
・低耐力で、かつ接合温度よりも高融点の軟質な金属板
をＮｉロウ材で挾持した複合材からなる接合部材を間に
介して接合しでなる構成としたものであり、また、、
Ｃｒ’ ３ Ｃ２セラミックス部材と金属部材とを前記
接合部材を間に介して真空または不活性ガス雰囲気中に
て熱処理を施すことにより接合するにあたり、前記Ｎｉ
ロウ材の液相線よりも高い温度で熱処理を施してなるこ
とを特徴とするものである。
３Ｃ，セラミックス部材及び金属部材よりも低ヤング率
・低耐力で、かつ接合温度よりも高融点の軟質な金属板
をＮｉロウ材で挾持した複合材からなる接合部材を間に
介して接合しでなる構成としたものであり、また、、
Ｃｒ’ ３ Ｃ２セラミックス部材と金属部材とを前記
接合部材を間に介して真空または不活性ガス雰囲気中に
て熱処理を施すことにより接合するにあたり、前記Ｎｉ
ロウ材の液相線よりも高い温度で熱処理を施してなるこ
とを特徴とするものである。
そして、この場合、前記金属部材としてＣｏ合金、また
前ｇｍ合部材を形成する複合材の金属板としてＮｉまた
はＮｂ、さらに前記接合部材を形成する複合材のＮｉロ
ウ材としてＮ ｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｓ−Ｂのロウ
箔をそれぞれ用いることが好ましい。
前ｇｍ合部材を形成する複合材の金属板としてＮｉまた
はＮｂ、さらに前記接合部材を形成する複合材のＮｉロ
ウ材としてＮ ｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｓ−Ｂのロウ
箔をそれぞれ用いることが好ましい。
［作 用コ
以下、本発明の作用を図面を参照しながら詳細に説明す
る。
る。
第工図に示すように３Ｃｒ□Ｃ２セラミックス部材１と
金属部材２とを接合部材３を間に介して真空または不活
性ガスＷ囲気中に゛Ｃ熱処理を施すことにより接合する
にあたり、この接合部材３を、前記Ｃ：ｒ３Ｃ，セラミ
ックス部材工及び金属部材２よりも低ヤング率・低耐力
でかつ接合温度よりも高融点の軟質な金属板３１と、こ
の金属板３１の両接合面をサンドウィッチ状に挾持する
Ｎｉ口つ材３２．３２とからなる複合材で形成するとと
もに、このＮｉロウ材３２．３２の液相線よりも高い温
度で熱処理を施すことにより、第２図に示すような接合
Ｍ４を介してＣｒ３Ｃ□セラミックス部材１と金属部材
２とを接合してなるもので、この場合、前記金属板３１
が応力緩和部材として作用するようになっているもので
ある。
金属部材２とを接合部材３を間に介して真空または不活
性ガスＷ囲気中に゛Ｃ熱処理を施すことにより接合する
にあたり、この接合部材３を、前記Ｃ：ｒ３Ｃ，セラミ
ックス部材工及び金属部材２よりも低ヤング率・低耐力
でかつ接合温度よりも高融点の軟質な金属板３１と、こ
の金属板３１の両接合面をサンドウィッチ状に挾持する
Ｎｉ口つ材３２．３２とからなる複合材で形成するとと
もに、このＮｉロウ材３２．３２の液相線よりも高い温
度で熱処理を施すことにより、第２図に示すような接合
Ｍ４を介してＣｒ３Ｃ□セラミックス部材１と金属部材
２とを接合してなるもので、この場合、前記金属板３１
が応力緩和部材として作用するようになっているもので
ある。
すなわち３Ｃｔ３Ｃ２セラミックス部材１と金属部材２
との間に、応力緩和材としての金属板３工を介在せずに
Ｎｉロウ材３２のみを介在して接合を行なったところ、
Ｎｉロウ材３２がきわめて良好な濡れ性を示し、かつ強
固な接合界面を形成することが判明したが、このような
Ｎｉロウ材３２のみの介在による接合では３Ｃｒ３ Ｃ
２セラミックス部材１と金属部材２との間に熱応力が作
用し、接合後に３Ｃｒ３Ｃ，セラミックス部材ｌ中にク
ランクの発生が見られた。
との間に、応力緩和材としての金属板３工を介在せずに
Ｎｉロウ材３２のみを介在して接合を行なったところ、
Ｎｉロウ材３２がきわめて良好な濡れ性を示し、かつ強
固な接合界面を形成することが判明したが、このような
Ｎｉロウ材３２のみの介在による接合では３Ｃｒ３ Ｃ
２セラミックス部材１と金属部材２との間に熱応力が作
用し、接合後に３Ｃｒ３Ｃ，セラミックス部材ｌ中にク
ランクの発生が見られた。
このため、本発明においては３ＣｒユＣ２セラミックス
部材１と金属部材２との間に応力緩和材としての軟質な
金属Ｆｉ３１をＮｉロウ材３２．３２で挾持して介在す
ることにより接合処理を行ない、Ｃｒ３Ｃ２セラミック
ス部材１中にクラック等の欠陥のない健全な接合体を得
るものである。
部材１と金属部材２との間に応力緩和材としての軟質な
金属Ｆｉ３１をＮｉロウ材３２．３２で挾持して介在す
ることにより接合処理を行ない、Ｃｒ３Ｃ２セラミック
ス部材１中にクラック等の欠陥のない健全な接合体を得
るものである。
七ころで、前記接合部材３を形成する複合材の軟質な金
属板３１としては、例えば金属部材２がＣｏ合金である
場合３Ｃｏ合金よりも低ヤング率・低耐力で、かつＮｉ
ロウ材３２．３２よりも高融点であるＮｉまたはＮｂが
用いられる。
属板３１としては、例えば金属部材２がＣｏ合金である
場合３Ｃｏ合金よりも低ヤング率・低耐力で、かつＮｉ
ロウ材３２．３２よりも高融点であるＮｉまたはＮｂが
用いられる。
さらに、熱処理温度としては、Ｎｉロウ材３２゜３２の
液相ｍ温度以上であり３Ｃｒ５Ｇ、セラミックス部材１
とＮｉロウ材３２との間に結合が起こり得る、なるべく
低い温度を短い時間保持し、接合した場合に高強度が得
られる。
液相ｍ温度以上であり３Ｃｒ５Ｇ、セラミックス部材１
とＮｉロウ材３２との間に結合が起こり得る、なるべく
低い温度を短い時間保持し、接合した場合に高強度が得
られる。
なお、この場合の熱処理温度範囲は、Ｎｉロウ材の液相
線温度以上で、１０℃以下が望ましい。
線温度以上で、１０℃以下が望ましい。
［実施例−１コ
ＮｉＯつ材として、液相温度が１１６５℃であるＮｉ−
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｂの厚さ３０μｍロウ箔を用
い、このロウ箔でＮｉ板（厚さ１００〜６００μｍ）を
挟持して、所望形状のＣｒ５Ｇ。
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｂの厚さ３０μｍロウ箔を用
い、このロウ箔でＮｉ板（厚さ１００〜６００μｍ）を
挟持して、所望形状のＣｒ５Ｇ。
セラミックス（φ１５Ｘ２０ｒｒｔｍ）とＣｏ合金（φ
ｉ、２．６Ｘ６．３ｍｍ）との間に介在することにより
接合を行・なった際の接合体の剪断強度の結果を（表−
１）に示す。
ｉ、２．６Ｘ６．３ｍｍ）との間に介在することにより
接合を行・なった際の接合体の剪断強度の結果を（表−
１）に示す。
ユゑ二よと
なお、上記（表−２）は、Ｎｉ３Ｃｏ合金及びＣｒｊＣ
，セラミックスの機械的特性を示す。
，セラミックスの機械的特性を示す。
また、このときの接合体の熱処理は、雰囲気温度が１１
９０℃で４分間保持することにより行なった。
９０℃で４分間保持することにより行なった。
［実施例−２コ
同様に、応力緩和材としてのＮｂ板の使用以外は上記の
例と同条件で接合を行なった際の接合体の剪断強度の結
果を、（表−３）に示す。
例と同条件で接合を行なった際の接合体の剪断強度の結
果を、（表−３）に示す。
ユ立ニュと
なお、上記（表−４）は、Ｎｂの機械的特性を示す。
［実施例−３］
同様に、熱処理温度を１１７０℃とし、それ以外は上記
の実施例−２８同条件で接合を行なった際の接合体の剪
断強度の結果を（表−５）に示す。
の実施例−２８同条件で接合を行なった際の接合体の剪
断強度の結果を（表−５）に示す。
［実施例−４］
同様に、熱処理温度を１１７０℃とし、保持時間を２分
間として、上記の実施例−３と同条件で接合を行なった
際の接合体の剪断強度の結果を（表−６）１−示す６ ［発明の効果ｊ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば３Ｃｒ
３Ｃ，セラミックス部材と金属部材との間に、応力緩和
材としての軟質な金属板をＮｉロウ材で挾持して介在す
ることにより接合処理を行なうことから３Ｃｔ ３ Ｃ
１セラミックス部材中にクラック等の欠陥のない健全な
接合体を得ることができ、高温条件下で広範囲に使用可
能になるというすぐれた効果を奏するものである。
間として、上記の実施例−３と同条件で接合を行なった
際の接合体の剪断強度の結果を（表−６）１−示す６ ［発明の効果ｊ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば３Ｃｒ
３Ｃ，セラミックス部材と金属部材との間に、応力緩和
材としての軟質な金属板をＮｉロウ材で挾持して介在す
ることにより接合処理を行なうことから３Ｃｔ ３ Ｃ
１セラミックス部材中にクラック等の欠陥のない健全な
接合体を得ることができ、高温条件下で広範囲に使用可
能になるというすぐれた効果を奏するものである。
第１図は本発明に係るＣｒ３Ｃ，セラミックス−金属の
接合法の一実施例を示す要部概略的説明図。 第２図は同じく熱処理後の接合状態を示す要部概略的説
明図である６ １・・・Ｃｒ□Ｃ２セラミックス部材、２・・・金属部
材。 ３・・・接合部材、 ３１・・・軟質な金属板、 ３２．３２・・・Ｎｉロウ材。
接合法の一実施例を示す要部概略的説明図。 第２図は同じく熱処理後の接合状態を示す要部概略的説
明図である６ １・・・Ｃｒ□Ｃ２セラミックス部材、２・・・金属部
材。 ３・・・接合部材、 ３１・・・軟質な金属板、 ３２．３２・・・Ｎｉロウ材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｃｒ＿３Ｃ＿２セラミックス部材と金属部材とを、
前記Ｃｒ＿３Ｃ＿２セラミックス部材及び金属部材より
も低ヤング率・低耐力で、かつ接合温度よりも高融点の
軟質な金属板をＮｉロウ材で挾持した複合材からなる接
合部材を間に介して接合したことを特徴とするＣｒ＿３
Ｃ＿２セラミックス−金属の接合体。 ２、金属部材は、Ｃｏ合金からなることを特徴とする請
求項１記載のＣｒ＿３Ｃ＿２セラミックス−金属の接合
体。 ３、接合部材を形成する複合材の軟質な金属板は、Ｎｉ
またはＮｂからなることを特徴とする請求項１記載のＣ
ｒ＿３Ｃ＿２セラミックス−金属の接合体。 ４、接合部材を形成する複合材のＮｉロウ材は、Ｎｉ−
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｂのロウ箔からなることを特
徴とする請求項１記載のＣｒ＿３Ｃ＿２セラミックス−
金属の接合体。 ５、Ｃｒ＿３Ｃ＿２セラミックス部材と金属部材とを、
接合部材を間に介して真空または不活性ガス雰囲気中に
て熱処理を施すことにより接合するにあたり、この接合
部材を、前記Ｃｒ＿３Ｃ＿２セラミックス部材及び金属
部材よりも低ヤング率・低耐力で、かつ接合温度よりも
高融点の軟質な金属板をＮｉロウ材で挾持した複合材で
形成してなるとともに、このＮｉロウ材の液相線よりも
高い温度で熱処理を施してなることを特徴とするＣｒ＿
３Ｃ＿２セラミックス−金属の接合法。 ６、金属部材は、Ｃｏ合金からなることを特徴とする請
求項５記載のＣｒ＿３Ｃ＿２セラミックス−金属の接合
法。 ７、接合部材を形成する複合材の軟質な金属板は、Ｎｉ
またはＮｂからなることを特徴とする請求項５記載のＣ
ｒ＿３Ｃ＿２セラミックス−金属の接合法。 ８、接合部材を形成する複合材のＮｉロウ材は、Ｎｉ−
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｂのロウ箔からなることを特
徴とする請求項５記載のＣｒ＿３Ｃ＿２セラミックス−
金属の接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22573089A JPH0388782A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Ｃｒ↓３Ｃ↓２セラミックス―金属の接合体及びその接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22573089A JPH0388782A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Ｃｒ↓３Ｃ↓２セラミックス―金属の接合体及びその接合法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0388782A true JPH0388782A (ja) | 1991-04-15 |
| JPH0547514B2 JPH0547514B2 (ja) | 1993-07-16 |
Family
ID=16833926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22573089A Granted JPH0388782A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Ｃｒ↓３Ｃ↓２セラミックス―金属の接合体及びその接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0388782A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1691182A2 (en) | 2005-02-08 | 2006-08-16 | Jtekt Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP22573089A patent/JPH0388782A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1691182A2 (en) | 2005-02-08 | 2006-08-16 | Jtekt Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
| EP1691182B1 (en) * | 2005-02-08 | 2010-06-23 | Jtekt Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547514B2 (ja) | 1993-07-16 |
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