JPH0450180A - 窒化物系セラミックスの接合方法 - Google Patents
窒化物系セラミックスの接合方法Info
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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、接合強度の優れた窒化物系セラミックスの接
合方法に関するものである ［従来の技術１ 従来、窒化物系セラミックスの接合は、Ｔｉ、 Ｚｒな
どの活性金属を含むろう材（Ａｇ−Ｃｕ系、Ｎｉ−Ｃｕ
系など）を用いて、真空中で該ろう材の融点以上に加熱
して行なわれていた。
合方法に関するものである ［従来の技術１ 従来、窒化物系セラミックスの接合は、Ｔｉ、 Ｚｒな
どの活性金属を含むろう材（Ａｇ−Ｃｕ系、Ｎｉ−Ｃｕ
系など）を用いて、真空中で該ろう材の融点以上に加熱
して行なわれていた。
この接合原理としては、窒化物系セラミックスと活性金
属が反応して濡れ性が向上するためであるといわれてい
る。
属が反応して濡れ性が向上するためであるといわれてい
る。
［発明が解決しようとする課題］
従来の方法は、他の接合方法と比べれば接合強度は高い
ものの、例えば素材強度が１００ｋｇ／ａｍ”の窒化ケ
イ素どうしを接合した場合、その接合強度は約４０ｋｇ
／ｍ■２で、素材強度の４０％程度のものしか得られず
、セラミックス素材の特徴を充分生かしきれなかった。
ものの、例えば素材強度が１００ｋｇ／ａｍ”の窒化ケ
イ素どうしを接合した場合、その接合強度は約４０ｋｇ
／ｍ■２で、素材強度の４０％程度のものしか得られず
、セラミックス素材の特徴を充分生かしきれなかった。
［課題を解決するための手段１
発明者らは、接合強度をセラミックス自体の素材強度に
近づけるべく研究を重ねた結果、窒化物系セラミックス
の接合面を予め窒素イオン注入処理することによって、
活性金属含有ろう材による接合強度を高めることに成功
し、本発明を完成した。
近づけるべく研究を重ねた結果、窒化物系セラミックス
の接合面を予め窒素イオン注入処理することによって、
活性金属含有ろう材による接合強度を高めることに成功
し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、窒化物系セラミックスを活性金属含
有ろう材を用いて接合するに際し、窒化物系セラミック
スの接合面に予め窒素をイオン注入しておくことを特徴
とする窒化物系セラミックスの接合方法である。
有ろう材を用いて接合するに際し、窒化物系セラミック
スの接合面に予め窒素をイオン注入しておくことを特徴
とする窒化物系セラミックスの接合方法である。
（窒化物系セラミックス）
本発明の接合方法は、５ｉｓＮ４． ＡＩＮの他、サイ
アロンなど、従来窒化物系セラミックスとして使用され
ているものに一般的に適用できる。
アロンなど、従来窒化物系セラミックスとして使用され
ているものに一般的に適用できる。
（イオン注入）
窒化物系セラミックスの接合面への窒素イオンの注入（
イオン打込み）は、従来、金属面への窒素注入などに用
いられるイオン注入装置が用いられる。
イオン打込み）は、従来、金属面への窒素注入などに用
いられるイオン注入装置が用いられる。
イオン注入量は、窒化物系セラミックスや焼結助剤の種
類などにより最適量が異なるため限定はできないが、１
５ｉ５むね１０”〜１０１８ｉｏｎ／ｃｍ”の範囲が好
ましい。イオン注入量が少なすぎると接着効果は減少し
、また、多すぎるとセラミックスが破壊され易くなる。
類などにより最適量が異なるため限定はできないが、１
５ｉ５むね１０”〜１０１８ｉｏｎ／ｃｍ”の範囲が好
ましい。イオン注入量が少なすぎると接着効果は減少し
、また、多すぎるとセラミックスが破壊され易くなる。
（ろう材及び接合方法）
接合に用いられるろう材は、窒化物系セラミックスの接
合に従来から使用されている活性金属含有ろう材で、
Ｔｉ−Ａｇ−ＣｕやＴｉ−Ｎｉ−Ｃｕなどの市販品が用
いられ、また、銀ろう箔とＴｉ箔を重ねるなど、従来公
知の接合材が用いられる。
合に従来から使用されている活性金属含有ろう材で、
Ｔｉ−Ａｇ−ＣｕやＴｉ−Ｎｉ−Ｃｕなどの市販品が用
いられ、また、銀ろう箔とＴｉ箔を重ねるなど、従来公
知の接合材が用いられる。
ろう付は、通常その活性ろう材の液相温度より５０〜１
００℃高い温度で数分〜数時間、 ｌＸｌ０−’Ｔｏｒ
ｒ以下の真空下又はＡｒやＨｅなとの不活性ガス雰囲気
内で加熱する。
００℃高い温度で数分〜数時間、 ｌＸｌ０−’Ｔｏｒ
ｒ以下の真空下又はＡｒやＨｅなとの不活性ガス雰囲気
内で加熱する。
［作用］
本発明における窒化物系セラミックスのろう付けにおけ
る接合面の窒素注入処理の効果について、その作用は必
ずしも明らかではないが、以下に述べるようなものであ
ろうと思われる。
る接合面の窒素注入処理の効果について、その作用は必
ずしも明らかではないが、以下に述べるようなものであ
ろうと思われる。
すなわち、例えば５１ａＮ４をＴｉ含有ろうを用いて接
合すると、 ５ｉａＮ４＋ ９Ｔ１→４ＴｉＮ＋ Ｓｔ
３Ｔ１６の反応が起こり、この反応により濡れ性が向
上して接合が行なわれることが知られている。
合すると、 ５ｉａＮ４＋ ９Ｔ１→４ＴｉＮ＋ Ｓｔ
３Ｔ１６の反応が起こり、この反応により濡れ性が向
上して接合が行なわれることが知られている。
ところが、上記式により生成する５ｉＪｉ５は低強度で
、かつ、脆いと言われており、多量に生成すると、接合
強度は低下してゆくと考えられる。
、かつ、脆いと言われており、多量に生成すると、接合
強度は低下してゆくと考えられる。
一方、本発明においては、Ｔ１は注入した窒素と優先的
に反応し、５ｉＪ４の分解に伴う５１３ＴＩＳの生成が
抑えられ、結果として５１３ＴＩＳによる接合強度の低
下が少なく、窒素注入を行わない場合に比べて接合強度
が向上するものと推定される。
に反応し、５ｉＪ４の分解に伴う５１３ＴＩＳの生成が
抑えられ、結果として５１３ＴＩＳによる接合強度の低
下が少なく、窒素注入を行わない場合に比べて接合強度
が向上するものと推定される。
〔実施例］
実施例
■日本セラフック社の５ｉｓＮ４、サイアロン及びＡＩ
Ｎを用い、４ｘ５Ｘ２０＋ａ■の試料を作製し、接合面
に６２ｋｅＶの粒子エネルギーで１０１６ｉｏｎ／ｃｍ
２の窒素を注入した。活性ろう材としてＴｉ−Ａｇ−Ｃ
ｕろう（日中貴金属社製）を用い、それぞれ同種セラミ
ックスどうしの接合を行った。
Ｎを用い、４ｘ５Ｘ２０＋ａ■の試料を作製し、接合面
に６２ｋｅＶの粒子エネルギーで１０１６ｉｏｎ／ｃｍ
２の窒素を注入した。活性ろう材としてＴｉ−Ａｇ−Ｃ
ｕろう（日中貴金属社製）を用い、それぞれ同種セラミ
ックスどうしの接合を行った。
得られた各接合体について、それぞれ接合面がまん中に
なるようにして３Ｘ４Ｘ４０ｓ■の形状に加工し、ＪＩ
Ｓ−Ｒ−１６旧に準じて曲げ試験を行った。結果を表−
１に示す 比較例 窒素を注入しなかった以外は実施例と同様に操作を行っ
た。結果を表−１に示す。
なるようにして３Ｘ４Ｘ４０ｓ■の形状に加工し、ＪＩ
Ｓ−Ｒ−１６旧に準じて曲げ試験を行った。結果を表−
１に示す 比較例 窒素を注入しなかった以外は実施例と同様に操作を行っ
た。結果を表−１に示す。
表−１
［発明の効果１
本発明により窒化物系セラミックス接合体の強度が向上
し、今まで接合強度が低いため利用できなかった部分に
も接合体として用いることが可能となった。
し、今まで接合強度が低いため利用できなかった部分に
も接合体として用いることが可能となった。
Claims (1)
- （１）窒化物系セラミックスを活性金属含有ろう材を用
いて接合するに際し、窒化物系セラミックスの接合面に
予め窒素をイオン注入しておくことを特徴とする窒化物
系セラミックスの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15547290A JP2943001B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 窒化物系セラミックスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15547290A JP2943001B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 窒化物系セラミックスの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0450180A true JPH0450180A (ja) | 1992-02-19 |
| JP2943001B2 JP2943001B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15606803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15547290A Expired - Lifetime JP2943001B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 窒化物系セラミックスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943001B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5542307A (en) * | 1993-08-10 | 1996-08-06 | Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. | Hydrostatic transmission |
| US6637294B2 (en) | 2000-09-18 | 2003-10-28 | Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd | Transmission for vehicle |
| US6869007B2 (en) * | 2001-01-26 | 2005-03-22 | Lucent Technologies Inc. | Oxidation-resistant reactive solders and brazes |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15547290A patent/JP2943001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5542307A (en) * | 1993-08-10 | 1996-08-06 | Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. | Hydrostatic transmission |
| US6637294B2 (en) | 2000-09-18 | 2003-10-28 | Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd | Transmission for vehicle |
| US6869007B2 (en) * | 2001-01-26 | 2005-03-22 | Lucent Technologies Inc. | Oxidation-resistant reactive solders and brazes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943001B2 (ja) | 1999-08-30 |
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