JPH0426568A - 金属―セラミックス接合体 - Google Patents

金属―セラミックス接合体

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JPH0426568A
JPH0426568A JP12824590A JP12824590A JPH0426568A JP H0426568 A JPH0426568 A JP H0426568A JP 12824590 A JP12824590 A JP 12824590A JP 12824590 A JP12824590 A JP 12824590A JP H0426568 A JPH0426568 A JP H0426568A
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孝宏 山川
Osamu Hanaoka
修 花岡
Nobuyuki Minami
信之 南
Hideto Yoshida
秀人 吉田
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Nihon Cement Co Ltd
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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、高温・酸化性雰囲気下においても使用可能な
金属−セラミ・ツクス接合体に関する。
(従来の技術) 従来の金属−セラミックス接合体は、例えば車載用ター
ボチャージを例にとると、セラミックス製のターボチャ
ージャーロータと金属製の回転軸とを応力Mffit層
をはさんでチタン入り銀ろう等で接合したものに代表さ
れる。
一般に、セラミックスは、熱膨張率が低く、金属は高い
のか讐通であるが、700〜1000’C程度でろう付
けし、室温まで冷却する際に、この膨張率の差によって
セラミックス側に強い引張り残留応力か生ずることが知
られている8通常、この残留応力による接合体の強度低
下を防止するために、低膨張率の金属であるタングステ
ン(W)、モリブデン(Mo)笠と軟質金属である銅(
C1,J )やニラゲル(Ni)等を層状に組合わせな
応力緩衝層を金属とセラミックスの間に入れることが行
われている。
(発明が解決しようとする課M) しかし、タングステンやモリブデンは大気中400〜5
00℃を超えるような環境において酸化され、その酸化
が内部まで進行することが知られている。したかって、
これらの金属材料を応力Mi衝層の一部分として用いて
いる金属−セラミックス接合体は、高温、かつ酸化雰囲
気下では使用できないという問題があった。
このような問題にかんがみ、本発明はタングステンやモ
リブデン等の酸化され易い金属材料を応力緩衝層の一部
として用いた場合にも、高温、かつ酸化性雰囲気下での
使用に耐え得る金属セラミックス接合体の提供を目的と
してなされたものである。
(課題を解決するための手段) 発明者らは、高温、かつ酸化性雰囲気下での使用に耐え
るタングテン及び/またはモリブデンを応力緩衝層の一
部分として用いている金属−セラミックス接合体を開発
すべく研究をすすめ、以下に述べるような発明を完成す
るに至った。
即ち本発明の特徴は、セラミックス材料と、これに接合
する金属材料との間にタングステン(W)及び/又はモ
リブデン(Mo)等の金属材料を含む低膨張率金属層と
、銅(Cu)もしくはニッケル(N i )等の金属材
料を含む軟質金属層とからなる応力緩衝層を介在させて
なる金属−セラミ、γクス接合体において、前記応力緩
衝層の各金属層の内、少なくともタングステン(W)及
び/又はモリブデン(Mo)を含む金属層の露出面が酸
素を通しにくい耐酸化性被膜で被覆されていることにあ
る。
タングステン(W)及び/まなはモリブデン(Mo)を
応力緩衝層の一部分として用いている金属−セラミック
ス接合体は従来のもので良く、この応力Mil1層の露
出部分か酸素を通しにくい耐熱性被膜で被覆されている
ことが本発明の主たる特徴である。
酸素を通し、にくい耐熱性被膜は、接合体の使用温度に
おいて下地の酸化を抑制できるものであればよく、例え
ば1000℃程度の温度においては、SiC,Si s
N< 、A120s = 5L02等のセラミックス系
及びPi Rh等の貴金属系を用いることかできる。6
00℃程度の使用温度の場合、前記材質以外にNi、A
u−Pd、Crを用いることも可能となる。
被膜の形成方法は慣用の方法か用いられ、金属め場合は
メツキが最も一般的であるか、その他にし気相化学反応
析出法(CVD)、気相物理析出法(PVD)、溶射等
を用いてら形成できる。セラミ・・!クスの場合もCV
D、溶射により効果的な被膜が得られる。また、被膜の
厚さは厚い程効果的であるか、被膜材質、形成方法〈被
膜の緻密度)等のファクターを考慮し、適宜、好ましい
厚さとなす0例えば電解メツキによりNiを被覆した場
合は4μm程度以上あれば充分であるか、溶射によるN
i被膜の場合には10μm程度以上あったほうが良い。
また、被覆の時期については、接合完了後に行ってもよ
いし、接合前にW及び/またはMoに被覆後−ろう付は
等により接合しても良い。
(実施例) 実施例1 3x4x18間のステンレス316棒1と、3X4X1
8瀾のS I 3 N <棒2とを、第1図、第2図に
示すように厚さ05面のNi板3.W板4を応力緩衝層
5として挾み、ろう材6,6.6にてろう付けした。な
お、ろう材6はAgC+」Tiろう材(日中貴金属社製
活性ろう材)を用い、1xlO−’Torrの真空中9
00″C×5分で行った。接合後、ステンレス棒端にt
 [iをつけてワット浴にてNiメツキを金属表面に4
μmつけた。
これを大気中600℃で500時間保持後、室温にて抗
折試験を行なったところ、11に+r/m”の強度であ
った。
比較例1 実施例1と同じ接合体をメツキなしで製造し、同じ試験
を行ったところ、0 、6kx 、/ fl”であった
実施例2 3x4x18nnのステンレス316棒1と、3X4X
18mのサイアロン棒(物日本セラチック社製)とを、
厚さ0.5面のNi板及びMO板及びW板を応力緩衝層
として挾んでろう付けしな。なお、ろう材は厚さ50μ
mのNi箔の両面に厚さ10μmのTi箔をはりっけ、
金属ロールで圧着したものを用い、lXl0−’Tor
rの真空中、1200℃X10分ろう付けを行った。
接合後、接合部分にCVDを用いてSiCを約10μm
被覆した。
これを大気中1000℃で500時間保持後、室温にて
抗折試験を行ったところ、8 、3kg、/ wr2の
強度であった。
比較例2 実線例2と同じ接合体をSiCを被覆しないで大気中1
000℃で500時間保持しなところ、緩衝層のW、M
oの部分が酸化して粉末化しており、抗折試験は不可能
な状態であった。
(発明の効果) 上述したように本発明においては、応力緩衝層の各金属
の内、少なくともタングステン及び/又はモリブデンを
含む金属層を酸素を通しにくい耐酸化性被膜で被覆した
ことにより、金属−セラミックス接合体の使用が従来使
用できなかった高温、かつ酸化雰囲気の粂件下において
も可能になった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実線例の接合前の斜視図、第2図は接
合後の状態の斜視図である。 1・・・・・・ステンしスジ16棒、2・・・・・・5
iiN43・・・・・・Ni板、4・・・・・・W板、
5・・・・・・#!衝層、6・・・・・・ろう材。 榛、 特許出願人  日本セメント株式会社 代 理 人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. セラミックス材料と、これに接合する金属材料との間に
    タングステン(W)及び/又はモリブデン(Mo)等の
    金属材料を含む低膨張率金属層と、銅(Cu)もしくは
    ニッケル(Ni)等の金属材料を含む軟質金属層とから
    なる応力緩衝層を介在させてなる金属−セラミックス接
    合体において、前記応力緩衝層の各金属層の内、少なく
    ともタングステン(W)及び/又はモリブデン(Mo)
    を含む金属層の露出面が酸素を通しにくい耐酸化性被膜
    で被覆されていることを特徴としてなる金属−セラミッ
    クス接合体。
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