JPH04198068A - セラミックと金属体の接合体 - 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と金属体とをろう付けして成るセラ
ミックと金属体の接合体に関する。

（従来の技Ｉり セラミックと金属体の接合体として第６図に示すような
セラミック１０と金属体１２を用いて枠体状に形成した
ものがある。この製品は枠体のコーナ部に金属体１２を
配置し、セラミック１０と金属体１２とをセラミック１
０表面に形成したニッケルめっきなどを施したメタライ
ズ層を介して銀ろうなどによりろう付けして一体化して
いる。

このような製品は、たとえば、セラミックの一体ものと
して大型な製品を製造することが技術上困難であるよう
な場合に、小型のセラミックを組み合わせることによっ
て大型の製品をつくる際などに用いられる６ （発明が解決しようとする課題） 上記のようなセラミックと金属体をろう付けして一体化
する製品では、セラミックと金属体の熱膨張係数が相違
することによって製造時にセラミックにクラックがはい
る場合がある。すなわち、セラミックと金属体とをろう
付けするためこれらを組み立てて加熱するが、セラミッ
クと金属体との熱膨張係数が異なることから、ろう付け
後に常温まで冷却する際にセラミックと金属体の接合部
分に応力が生じ、これがセラミックにクラックを生じさ
せる原因となる。たとえば、金属体に鋼材を用い、セラ
ミックにアルミナセラミックを用いた場合は、鋼材の熱
膨張係数はアルミナセラミックの熱膨張係数の２倍程度
でかなりの差がある。

金属体１２とセラミック１０との間で生じた応力は、金
属体１２とセラミック１０との接合面のうちセラミック
のコーナー部に集中しやすく、第５図に示すようにセラ
ミック１０のコーナー部にクラックが発生することが多
い。

大型の製品を製造する場合にはとくに応力集中が大きく
あられれてクラックが発生しやすくなる。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、セラミックにクラッ
クを発生させずに金属体と接合できるセラミックと金属
体の接合体を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、セラミックと金属体とをろう付けして成るセ
ラミックと金属体との接合体において、前記セラミック
と金属体とをろう付けする際にセラミックと金属体のろ
う付け面でセラミックに作用する応力がセラミックに対
して集中する部位をろう付け面で除外してろう付けした
ことを特徴とする。

また、前記セラミックとろう付けする金属体で、セラミ
ックのコーナー部に対向する金属体の面を切り欠いたこ
とを特徴とする。

（作用） セラミックと金属体とのろう付け面でセラミックに作用
する応力が集中する部位を除外してろう付けすることに
よってセラミックに作用する応力集中が緩和され、セラ
ミックにクラックを生じさせずにろう付けできる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明に係るセラミックと金属体の接合体の一
実施例を示す説明図である。実施例の接合体は第５図に
示すように矩形の枠体状に形成したもので、四隅のコー
ナー部に金属体１２を配置し、金属体１２とセラミック
１ｏとをろう付けしたものである。第１図は説明のため
にこの接合体のひとつのコーナー部を示している。

実施例の金属体１２は無酸素鋼を用いて略ブロック状に
形成したもので、ブロックの一つの稜を斜めに切り欠い
た形状に作製している。セラミック１０はアルミナセラ
ミック環で金属体１２とほぼ同厚で長方形状に形成して
いる。

セラミック１０．１０は金属体１２の前記稜部分を切り
欠いた切欠部１２ａを挟んで隣り合った面にそれぞれろ
う付けする。

金属体１２とセラミック１０，１０とをろう付けする場
合は、セラミック１０．１０の接合面に形成したメタラ
イズ層（図示せず）を介して、銀ろうなどのろう材を金
属体１２との間に挟み込んで組み立てた状態で加熱して
溶着する。金属体１２に上記のように切欠部１２ａを設
けたことにより、セラミック１０．１０の向かい合った
内側のコーナー部１０ａ近傍部分は金属体１２と溶着さ
れず、ろう付け範囲はセラミック１０．１０の端面上で
中間位置から外側までの範囲となる。金属体１２の切欠
部１２ａでは図のようにメニスカス状にろう材１４が付
着する。

本実施例の無酸素鋼の熱膨張係数は１８．８Ｘ１０−“
７℃、アルミナセラミックの熱膨張係数は６．７×１０
−”／”Ｃで大きく異なっているが、上記のように切欠
部１２ａを設けた金属体１２を用いてセラミック１０．
１０をろう付けしたところ、セラミック１０．１０には
まったくクラックを生じさせずに好適にろう付けするこ
とができた。

これは、セラミック１０．１０と金属体１２とをろう付
けした際にもっとも応力集中が大きくあられれるセラミ
ック１０．１０の内側のコーナー部１０ａ近傍を金属体
１２からフリーにすることによって金属体１２とセラミ
ック１０との間の応力集中を緩和し、これによってクラ
ック発生を抑えることができたものと考えられる。

第２図は、セラミック１０．１ｏの内側のコーナー部に
加えて、金属体１２との接合面におけるセラミック１０
．１０の外側のコーナ部近傍の応力集中を緩和するため
に行った他の実施例を示す。

この実施例ではセラミック１ｏ、１ｏの外側のコーナー
部近傍とろう付けされる金属体１２の稜部分を斜めに切
り欠いて切欠部１２ｂ、１２ｂを形成している。

切欠部１２ｂ、１２ｂを金属体１２に設けることにより
、セラミック１０．１０の外側のコーナー部近傍が金属
体１２にじかにろう付けされずにフリー状態となり、セ
ラミック１０．１ｏの外側のコーナー部付近の応力集中
を緩和して、セラミック１０．１０のクラック発生をさ
らに抑えることができる。

第３図は金属体１２とセラミック１ｏとをろう付けする
さらに他の実施例を示す。この実施例では、セラミック
１０．１０の内側のコーナ部とセラミック１０．１０の
外側のコーナー部とを金属体１２のコーナー部を切り欠
いてセラミック１０．１０とのろう付け面から除外する
と共に、金属体１２のろう付け部１２ｃの近傍に貫通溝
１６を設けてろう付けの際に生じる応力をろう付け部１
２Ｃで吸収できるようにしたものである。この場合は金
属体１２とセラミック１０．１０との間の応力集中がさ
らに緩和できてセラミック１０．１０にクラックが発生
することをさらに抑制することができる。

以上、セラミックと金属体とをろう付けする際の応力集
中を抑制することによってセラミックにクラックを発生
させずに接合する方法について説明したが、本接合体の
形成方法は熱膨張係数の異なる金属体とセラミック体と
の接合体を製造する際に適宜利用することができるもの
で、接合方法も上記例のようにＬ形に接合するものの他
に、第４図に示すようにセラミック１０と金属体１２と
を直列に接合した場合等も同様に有効である。第４図に
示す例では金属体１２のコーナーの稜部分を切り欠いて
セラミック１０と金属体１２とをろう付けした際にセラ
ミック１０のコーナー部に応力が集中しないようにして
いる。

このように、セラミックと金属体との接合にあたっては
、セラミック体で応力集中が発生しやすい個所で金属体
がじかに接合しないようにし、セラミック体をフリー状
態にして応力を緩和するようにするのがよい。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係るセラミックと金属体の接合体によれば、上
述したように、セラミックと金属の熱膨張係数の相違に
よってセラミックに作用する応力集中が効果的に緩和で
き、セラミックにクラックを発生させることなくセラミ
ックと金属との接合体を得ることができるという著効を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はそれぞれ本発明に係るセラミックと金
属体との接合体の実施例を示す説明図、第５図はセラミ
ックと金属体の従来例でのクラック発生の様子を示す説
明図、第６図はセラミックと金属体の従来例の全体を示
す説明図である。 １０・・・セラミック、　　１０ａ・・・内側のコーナ
ー部、　１２・・・金属体、　１２ａ、１２ｂ・・・切
欠部、　　１４・・・ろう材、　　１６・・・貫通溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックと金属体とをろう付けして成るセラミッ
   クと金属体との接合体において、前記セラミックと金属
   体とをろう付けする際にセラミックと金属体のろう付け
   面でセラミックに作用する応力がセラミックに対して集
   中する部位をろう付け面で除外してろう付けしたことを
   特徴とするセラミックと金属体の接合体。 ２、セラミックとろう付けする金属体で、セラミックの
   コーナー部に対向する金属体の面を切り欠いたことを特
   徴とする請求項１記載のセラミックと金属体の接合体。