JPH04154679A - セラミックスの接合法 - Google Patents
セラミックスの接合法Info
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- JPH04154679A JPH04154679A JP27589090A JP27589090A JPH04154679A JP H04154679 A JPH04154679 A JP H04154679A JP 27589090 A JP27589090 A JP 27589090A JP 27589090 A JP27589090 A JP 27589090A JP H04154679 A JPH04154679 A JP H04154679A
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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】
ックスと金属との接合法に係わる。
従来セラミックスの接合は金属表面のぬれ性を向上させ
るためにメタライズを施している。
るためにメタライズを施している。
そのメタライズ法は、第３図に示すように主にＭｎ−Ｍ
ｏ 法が使用されている。Ｍｎ−Ｍｏ法とは微粉末状
のモリブデンとマンガンを混合しく通常８０ Ｍｏ−Ｍ
ｏ−２Ｏこれに有機バインダを加えてペイント状にする
。これを、あらかじめ表面清浄処理したセラミックス材
表面に塗布し乾燥する。これらの処理を行った後、加湿
水素、または加湿フォーミングガス（市／ Ｎｍ）の雰
囲気中で、１３００〜１５００℃に加熱し、この表面に
ろうの流れをよくするためにニッケルめっきがほどこさ
れているという方法である。このメタライズをセラミッ
クス表面に施した後、ろう付により接合されている。
ｏ 法が使用されている。Ｍｎ−Ｍｏ法とは微粉末状
のモリブデンとマンガンを混合しく通常８０ Ｍｏ−Ｍ
ｏ−２Ｏこれに有機バインダを加えてペイント状にする
。これを、あらかじめ表面清浄処理したセラミックス材
表面に塗布し乾燥する。これらの処理を行った後、加湿
水素、または加湿フォーミングガス（市／ Ｎｍ）の雰
囲気中で、１３００〜１５００℃に加熱し、この表面に
ろうの流れをよくするためにニッケルめっきがほどこさ
れているという方法である。このメタライズをセラミッ
クス表面に施した後、ろう付により接合されている。
また、Ｔｉ等を含んだ特別のロー材を用いて接合する方
法（活性金属法）も行われている。
法（活性金属法）も行われている。
従来のメタライズ法では以下の欠点がある。
（１）メタライズを施す工程が複雑で手間がかがる。
（２）アルミナ等のセラミックスで純度が高くなった場
合使用できない。（メタライズはアルミナ内の不純物と
酸化物を作り接合するので純度の高いものは使用できな
い。） また、活性金属法ではぬれ性に課題があり２強度的にも
低いものしか得られないという欠点がある。このため２
本発明はメタライズ法が不要で純度の高いセラミックス
にまで適用でき強度と 的に高い継手が得るため、セラミックス表面に活性な高
融点金属（チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ等
）を金属のイオン注入機により注入しろう付けによりセ
ラミックス同志、またはセラミックスと金属とを接合す
る方法を提供することを目的とする。
合使用できない。（メタライズはアルミナ内の不純物と
酸化物を作り接合するので純度の高いものは使用できな
い。） また、活性金属法ではぬれ性に課題があり２強度的にも
低いものしか得られないという欠点がある。このため２
本発明はメタライズ法が不要で純度の高いセラミックス
にまで適用でき強度と 的に高い継手が得るため、セラミックス表面に活性な高
融点金属（チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ等
）を金属のイオン注入機により注入しろう付けによりセ
ラミックス同志、またはセラミックスと金属とを接合す
る方法を提供することを目的とする。
このため９本発明のセラミックスの接合法ではセラミッ
クス表面に活性な高融点金属（チタン、ジルコニウム、
タンタル、ニオブ等）を金属のイオン注入機により注入
することにより。
クス表面に活性な高融点金属（チタン、ジルコニウム、
タンタル、ニオブ等）を金属のイオン注入機により注入
することにより。
メタライズ処理を行わずセラミックス同志、またはセラ
ミックスと金属とをろう付けすることを特徴とする。
ミックスと金属とをろう付けすることを特徴とする。
上記の手段を採ることにより、セラミックス表面にろう
付は容易な金属イオンを注入し金属層を作る。その金属
層によりろう材とのぬれ性を向上させる。またその金属
層が活性金属法に４おける添加金属（チタン等）と同様
の挙動をしてろう付は時界面での接合性を高めろう付は
強度を従来法に比較して向上させることができる。
付は容易な金属イオンを注入し金属層を作る。その金属
層によりろう材とのぬれ性を向上させる。またその金属
層が活性金属法に４おける添加金属（チタン等）と同様
の挙動をしてろう付は時界面での接合性を高めろう付は
強度を従来法に比較して向上させることができる。
更にセラミックスと金属を接合した場合セラミックス側
の強度を上昇させる作用がある。
の強度を上昇させる作用がある。
またイオン注入法適用の大きな特徴の１つとして表面か
ら深さ方向の濃度分布は、注入イオン電流、注入時間及
び加速電圧によって制御でき精度、再現性共に良好であ
ることである。
ら深さ方向の濃度分布は、注入イオン電流、注入時間及
び加速電圧によって制御でき精度、再現性共に良好であ
ることである。
以下１図面により本発明のセラミックスの接合法につい
て説明すると、第１図は本発明の方法の一実施例として
のイオン注入方法を示す図である。同図に示す如くセラ
ミックス１表面にイオン源から発生させた金属イオンを
適正なエネルギーまで加速し注入することにより表面近
傍に金属の層（イオン注入層）を生成させる。
て説明すると、第１図は本発明の方法の一実施例として
のイオン注入方法を示す図である。同図に示す如くセラ
ミックス１表面にイオン源から発生させた金属イオンを
適正なエネルギーまで加速し注入することにより表面近
傍に金属の層（イオン注入層）を生成させる。
第２図に示すようにその注入された面にろう材２をおき
同様に注入されたセラミックス１または金属３を合わせ
加熱することによりろう付けを行った。
同様に注入されたセラミックス１または金属３を合わせ
加熱することによりろう付けを行った。
例えば第１図において、セラミックス１として高純度ア
ルミナ（９９，７％）を金属イオンとして高融点金属の
チタンを用い、その表面に注入エネルギー４０〜１００
ＫｅＶ 、注入密度５×１０″′イオン／ｄで注入後
チタン板とろう付したテストピースのせん断試験結果を
第１表に示した。
ルミナ（９９，７％）を金属イオンとして高融点金属の
チタンを用い、その表面に注入エネルギー４０〜１００
ＫｅＶ 、注入密度５×１０″′イオン／ｄで注入後
チタン板とろう付したテストピースのせん断試験結果を
第１表に示した。
その結果未注入材に比べて約３〜４倍のせん断強度の上
昇が得られた。また未注入材のせん断位置の大部分がセ
ラミックス部破断ておるのに対しイオン注入材はろう材
とチタン板側界面破断が多く、イオン注入はセラミック
ス母材の強度上昇にも寄与していることがわかる。
昇が得られた。また未注入材のせん断位置の大部分がセ
ラミックス部破断ておるのに対しイオン注入材はろう材
とチタン板側界面破断が多く、イオン注入はセラミック
ス母材の強度上昇にも寄与していることがわかる。
この理由としてイオン注入による圧縮残留応力の存在、
及びろう何時の高温加熱による欠陥の回復及び再結晶が
影響しているものと考える。
及びろう何時の高温加熱による欠陥の回復及び再結晶が
影響しているものと考える。
即ちイオン注入は注入表面層の体積を膨張させるが、こ
の体積変化は基板によって拘束されるため表面層に圧縮
残留応力が存在する。この圧縮残留応力は曲げ強度や靭
性向上をもたらす。
の体積変化は基板によって拘束されるため表面層に圧縮
残留応力が存在する。この圧縮残留応力は曲げ強度や靭
性向上をもたらす。
一方イオン注入したセラミックスを高温環視下に置くと
欠陥の回復あるいは非晶質相の再結晶化がおき、同時に
注入原子と基板との反応が起こり表面層は新たな構造を
示すといわれている。
欠陥の回復あるいは非晶質相の再結晶化がおき、同時に
注入原子と基板との反応が起こり表面層は新たな構造を
示すといわれている。
イオン注入後の熱処理による表面構造の変化はサファイ
アにおいて詳しく調べられており欠陥の回復や再結晶化
は〜８００℃で起きるといわれている。今回のろう何時
熱履歴（均熱条件ニア５０℃×３０分、ろう付条件二８
１０℃×５分）がこの欠陥の回復や再結晶化に作用して
いるものと思われる。更に表面層にはチタンまたは酸化
物が析出し析出物と基板との熱膨張差により新たな残留
応力が発生するため同様に曲げ強度や靭性の向上に寄与
しているものと思われる。またイオンとして注入する高
融点金属としては上記のチタンのほかジルコニウム、タ
ンタル、ニオブ等を用いても良い。
アにおいて詳しく調べられており欠陥の回復や再結晶化
は〜８００℃で起きるといわれている。今回のろう何時
熱履歴（均熱条件ニア５０℃×３０分、ろう付条件二８
１０℃×５分）がこの欠陥の回復や再結晶化に作用して
いるものと思われる。更に表面層にはチタンまたは酸化
物が析出し析出物と基板との熱膨張差により新たな残留
応力が発生するため同様に曲げ強度や靭性の向上に寄与
しているものと思われる。またイオンとして注入する高
融点金属としては上記のチタンのほかジルコニウム、タ
ンタル、ニオブ等を用いても良い。
第１表 アルミナ（イオン注入）−チタン板ろう付材の
せん断強さ 〔発明の効果〕 ・活性な金属イオンを注入することによりメタ 。
せん断強さ 〔発明の効果〕 ・活性な金属イオンを注入することによりメタ 。
ライズすることなしにろう付けすることができる。
・金属イオンがろう付は界面に働き従来法に比較して強
度の高いろう付けができる。
度の高いろう付けができる。
第１図は１本発明の第１実施例に係るイオン注入方法を
示す図、第２図は本発明による接合方法の一実施例とし
て流れ図である。第３図は従来のセラミックス接合法を
示す流れ図である。 １・・・セラミックス、２・・・ろう材、３・・・金属
。 第 １０ イオン３１人 ３うイ寸 第２図才Ｅ分方５大３Ｊ１鼠図
示す図、第２図は本発明による接合方法の一実施例とし
て流れ図である。第３図は従来のセラミックス接合法を
示す流れ図である。 １・・・セラミックス、２・・・ろう材、３・・・金属
。 第 １０ イオン３１人 ３うイ寸 第２図才Ｅ分方５大３Ｊ１鼠図
Claims (1)
- セラミックスの表面に、活性な高融点金属をイオン注入
することにより、メタライズ処理を行わずセラミックス
同志、またはセラミックスと金属を接合する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27589090A JPH04154679A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | セラミックスの接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27589090A JPH04154679A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | セラミックスの接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154679A true JPH04154679A (ja) | 1992-05-27 |
Family
ID=17561866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27589090A Pending JPH04154679A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | セラミックスの接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04154679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6869007B2 (en) * | 2001-01-26 | 2005-03-22 | Lucent Technologies Inc. | Oxidation-resistant reactive solders and brazes |
| DE102014004974A1 (de) | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Fanuc Corporation | Motorsteuerung mit Stromausfallmaßnahmen |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP27589090A patent/JPH04154679A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6869007B2 (en) * | 2001-01-26 | 2005-03-22 | Lucent Technologies Inc. | Oxidation-resistant reactive solders and brazes |
| DE102014004974A1 (de) | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Fanuc Corporation | Motorsteuerung mit Stromausfallmaßnahmen |
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