JPH0458433B2 - - Google Patents
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- JPH0458433B2 JPH0458433B2 JP10049388A JP10049388A JPH0458433B2 JP H0458433 B2 JPH0458433 B2 JP H0458433B2 JP 10049388 A JP10049388 A JP 10049388A JP 10049388 A JP10049388 A JP 10049388A JP H0458433 B2 JPH0458433 B2 JP H0458433B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はガスタービン、電磁流体発電デイーゼ
ル内燃機関、ガソリンエンジン、又はガスバーナ
ーカン等の高圧ガス流の通路等に使用される金属
構造部材に耐熱性、断熱性及び耐摩耗性等を賦与
するためのセラミツク部材との結合体及びその結
合方法に関するものである。
ル内燃機関、ガソリンエンジン、又はガスバーナ
ーカン等の高圧ガス流の通路等に使用される金属
構造部材に耐熱性、断熱性及び耐摩耗性等を賦与
するためのセラミツク部材との結合体及びその結
合方法に関するものである。
［従来の技術］
従来、この種の結合体としては、例えばデイー
ゼル内燃機関のシリンダーライナー等として高温
焼結されたZrO2セラミツクやプラズマ・コーテ
ング等が試用され、一方、ピストン頂部にあつて
FCやセラミツクの嵌合、かしめ、或いはボルト
締め等によるものが提案されている。
ゼル内燃機関のシリンダーライナー等として高温
焼結されたZrO2セラミツクやプラズマ・コーテ
ング等が試用され、一方、ピストン頂部にあつて
FCやセラミツクの嵌合、かしめ、或いはボルト
締め等によるものが提案されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、このような従来の技術において
は高温焼結による前記前者にあつては製品コスト
を極めて高価となし、一方、前記後者によるFC
やセラミツクの嵌合、かしめ、或いはボルト締め
等によるものでは、作動に亀裂、剥離等の損傷を
招いて信頼性に乏ぼしい等の問題があり、いずれ
も未だ実用に供し得ない現状にある。
は高温焼結による前記前者にあつては製品コスト
を極めて高価となし、一方、前記後者によるFC
やセラミツクの嵌合、かしめ、或いはボルト締め
等によるものでは、作動に亀裂、剥離等の損傷を
招いて信頼性に乏ぼしい等の問題があり、いずれ
も未だ実用に供し得ない現状にある。
本発明は従来の上記問題を極めて効果的に解決
するため、耐熱性、断熱性及び耐摩耗性にすぐれ
たセラミツク部材と熱膨張差の比較的大きい金属
部材との接合にあつて、両部材間にクロム化合物
により繊維を強化した弾力性及び可撓性を有する
金属質の繊維構造からなる中間層を介在せしめ、
その一方側を可溶性クロム化合物の濃溶液からな
る接合剤により相互に接合して比較的低温で熱処
理すると共に、他方側を金属鑞付け、溶接或いは
鋳込み融着等により接合して一体結合せしめて構
成することにより、非常に広範な材質の選択がで
きるセラミツク部材と金属部材との結合体を安価
に提供することを目的とするものである。
するため、耐熱性、断熱性及び耐摩耗性にすぐれ
たセラミツク部材と熱膨張差の比較的大きい金属
部材との接合にあつて、両部材間にクロム化合物
により繊維を強化した弾力性及び可撓性を有する
金属質の繊維構造からなる中間層を介在せしめ、
その一方側を可溶性クロム化合物の濃溶液からな
る接合剤により相互に接合して比較的低温で熱処
理すると共に、他方側を金属鑞付け、溶接或いは
鋳込み融着等により接合して一体結合せしめて構
成することにより、非常に広範な材質の選択がで
きるセラミツク部材と金属部材との結合体を安価
に提供することを目的とするものである。
［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、金属部材と
セラミツク部材との間に、予めクロム化合物によ
り強化された弾力性及び可撓性を有する金属質の
繊維構造からなるフエルト部材を敷設介在せし
め、かつ金属部材とフエルト部材との接合面を金
属鑞付け、或いはスポツト溶接、又は鋳込み融着
により結合すると共に、一方、セラミツク部材と
フエルト部材との接合面をクロム化合物によつて
相互に一体化結合せしめて構成した金属部材とセ
ラミツク部材との結合体、及び予め可溶性クロム
化合物の濃溶液に浸漬して表面に、その濃溶液の
被覆層を有する弾力性及び可撓性を有する金属質
の繊維構造からなるフエルト部材を熱処理して繊
維の強化処理を行わしめ、しかる後に、その一方
側の金属部材と接合面を金属鑞付け、或いはスポ
ツト溶接、又は鋳込み融着により結合せしめると
共に、その他方側とセラミツク部材との接合面
を、これら少なくともその一方に施した可溶性ク
ロム化合物の濃溶液の単味、又は金属酸化物の１
種、若くはこれら１種以上を含有する可溶性クロ
ム化合物の濃溶液を塗布し、その後、熱処理する
ことによりこれら濃溶液のCr2O3への変換による
硬化層を介して相互に一体結合せしめてなる金属
部材とセラミツク部材との結合方法を要旨とする
ものである。
セラミツク部材との間に、予めクロム化合物によ
り強化された弾力性及び可撓性を有する金属質の
繊維構造からなるフエルト部材を敷設介在せし
め、かつ金属部材とフエルト部材との接合面を金
属鑞付け、或いはスポツト溶接、又は鋳込み融着
により結合すると共に、一方、セラミツク部材と
フエルト部材との接合面をクロム化合物によつて
相互に一体化結合せしめて構成した金属部材とセ
ラミツク部材との結合体、及び予め可溶性クロム
化合物の濃溶液に浸漬して表面に、その濃溶液の
被覆層を有する弾力性及び可撓性を有する金属質
の繊維構造からなるフエルト部材を熱処理して繊
維の強化処理を行わしめ、しかる後に、その一方
側の金属部材と接合面を金属鑞付け、或いはスポ
ツト溶接、又は鋳込み融着により結合せしめると
共に、その他方側とセラミツク部材との接合面
を、これら少なくともその一方に施した可溶性ク
ロム化合物の濃溶液の単味、又は金属酸化物の１
種、若くはこれら１種以上を含有する可溶性クロ
ム化合物の濃溶液を塗布し、その後、熱処理する
ことによりこれら濃溶液のCr2O3への変換による
硬化層を介して相互に一体結合せしめてなる金属
部材とセラミツク部材との結合方法を要旨とする
ものである。
［作用］
本発明はこのように構成されているため、製造
された結合体は中間層として弾力性及び可撓性を
有する金属質の繊維構造からなるフエルト部材を
介在することにより、セラミツク部材と金属部材
との熱膨張差に制限されることがなく、各材質を
広範囲の自由度をもつて選択することが可能とな
り、ガスタービン、電磁流体発電、デイーゼル内
燃機関、ガソリンエンジン及び高温ガスバーナー
等の高温ガス流路壁、ライナー、ピストン等の断
熱、耐熱、耐摩耗性構造部材に試用して大きな効
果をあげることができるのである。
された結合体は中間層として弾力性及び可撓性を
有する金属質の繊維構造からなるフエルト部材を
介在することにより、セラミツク部材と金属部材
との熱膨張差に制限されることがなく、各材質を
広範囲の自由度をもつて選択することが可能とな
り、ガスタービン、電磁流体発電、デイーゼル内
燃機関、ガソリンエンジン及び高温ガスバーナー
等の高温ガス流路壁、ライナー、ピストン等の断
熱、耐熱、耐摩耗性構造部材に試用して大きな効
果をあげることができるのである。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
れば、第１図は本発明の金属部材とセラミツク部
材との結合方法によつて製造された結合体の断面
図であつて、図示するようにセラミツク部材１と
金属部材２との間に、クロム化合物の処理により
強化された弾力性及び可撓性を有する金属質の繊
維構造からなるフエルト部材３を介在せしめ、セ
ラミツク部材１とフエルト部材３との接合面に接
合剤４としてクロム化合物溶液、又は少量の金属
酸化物を含有するクロム化合物の溶液を塗布して
部材を重ね合せ、好ましくは460℃以上の温度に
おいて熱処理し、クロム化合物のCr2O3への変換
によりセラミツク部材１と金属質の繊維構造フエ
ルト部材３とを前記クロム化合物系による接合剤
４によつて接合すると共に、その一方側の前記フ
エルト部材３と金属部材２との接合を金属鑞付
け、スポツト溶接、又は鋳込み融着接合５してな
るものである。なお、本発明において用いられる
セラミツク部材１の材質は耐熱性、断熱性、耐摩
耗性、熱衝撃抵抗性及び靭性等、特に重要な性能
により選定すべきであるが、例えば通常Al2O3、
3Al3O3・2SiO2（ムライト）、2MgO・2Al2O3・
5SiO2（コージライト）、MgAl2O4（スピネル）、
2MgO・SiO2（ホルステライト）1ZrO2、ZrO2・
SiO2（ジルコン）、Ca（Sr）ZrO3、MgO・ZrO2、
MgO及びガラスセラミツクス等の酸化物、SiC及
びSi3N4等の１種又は１種以上の複合系を用い、
特に熱膨張係数に制限されるものではない。
れば、第１図は本発明の金属部材とセラミツク部
材との結合方法によつて製造された結合体の断面
図であつて、図示するようにセラミツク部材１と
金属部材２との間に、クロム化合物の処理により
強化された弾力性及び可撓性を有する金属質の繊
維構造からなるフエルト部材３を介在せしめ、セ
ラミツク部材１とフエルト部材３との接合面に接
合剤４としてクロム化合物溶液、又は少量の金属
酸化物を含有するクロム化合物の溶液を塗布して
部材を重ね合せ、好ましくは460℃以上の温度に
おいて熱処理し、クロム化合物のCr2O3への変換
によりセラミツク部材１と金属質の繊維構造フエ
ルト部材３とを前記クロム化合物系による接合剤
４によつて接合すると共に、その一方側の前記フ
エルト部材３と金属部材２との接合を金属鑞付
け、スポツト溶接、又は鋳込み融着接合５してな
るものである。なお、本発明において用いられる
セラミツク部材１の材質は耐熱性、断熱性、耐摩
耗性、熱衝撃抵抗性及び靭性等、特に重要な性能
により選定すべきであるが、例えば通常Al2O3、
3Al3O3・2SiO2（ムライト）、2MgO・2Al2O3・
5SiO2（コージライト）、MgAl2O4（スピネル）、
2MgO・SiO2（ホルステライト）1ZrO2、ZrO2・
SiO2（ジルコン）、Ca（Sr）ZrO3、MgO・ZrO2、
MgO及びガラスセラミツクス等の酸化物、SiC及
びSi3N4等の１種又は１種以上の複合系を用い、
特に熱膨張係数に制限されるものではない。
これらセラミツク部材１は、原料粉末の成形
体、又はその仮焼体を可溶性クロム化合物の濃水
溶液、例えばH2CrO4、ZnCrO4＋H2CrO4及び
MgCrO4＋H2CrO4等を含有し、且つ熱処理によ
り結合・硬化してセラミツクを強化したもの及び
高温焼結体を用いる。また、熱衝撃抵抗性や耐熱
性を高めるため、材質にもよるが、一般に気孔率
10〜18％であること、又中間層としての金属質の
前記フエルト部材３との接合面は、接合剤４との
接触面積が大となるように粗面化されていること
が好ましい。
体、又はその仮焼体を可溶性クロム化合物の濃水
溶液、例えばH2CrO4、ZnCrO4＋H2CrO4及び
MgCrO4＋H2CrO4等を含有し、且つ熱処理によ
り結合・硬化してセラミツクを強化したもの及び
高温焼結体を用いる。また、熱衝撃抵抗性や耐熱
性を高めるため、材質にもよるが、一般に気孔率
10〜18％であること、又中間層としての金属質の
前記フエルト部材３との接合面は、接合剤４との
接触面積が大となるように粗面化されていること
が好ましい。
次に金属部材２は、設備、機器の構造部材とし
て一般に使用される鉄系合金及び非鉄系合金、例
えば炭素鋼、ステンレス鋼、ニツケル鋼、クロム
鋼、ニツケル・クロム合金、インコネル、ハステ
ロイ、アルミニウム合金、銅係合金等を用い、そ
の材質は接合品のセラミツク部材１の表面温度、
金属部材２の温度、使用箇所の熱流速や各部材の
熱伝導率等の熱的条件及び構造物の構成等により
選定されるべきものであり一定しない。しかし金
属部材２が炭素鋼、アルミニウム合金及び銅系合
金等であり、これらと金属質の繊維構造フエルト
部材３とを接合するに際しては、クロム化合物系
接合剤４を用いてより良好な接合を得るのに関連
して、金属部材２側の接合面に予めニツケル、又
はクロム鍍金を施すことが好ましく、又アルミニ
ウム合金ではこの鍍金の代りに陽極酸化被膜を施
しても好結果が得られる。
て一般に使用される鉄系合金及び非鉄系合金、例
えば炭素鋼、ステンレス鋼、ニツケル鋼、クロム
鋼、ニツケル・クロム合金、インコネル、ハステ
ロイ、アルミニウム合金、銅係合金等を用い、そ
の材質は接合品のセラミツク部材１の表面温度、
金属部材２の温度、使用箇所の熱流速や各部材の
熱伝導率等の熱的条件及び構造物の構成等により
選定されるべきものであり一定しない。しかし金
属部材２が炭素鋼、アルミニウム合金及び銅系合
金等であり、これらと金属質の繊維構造フエルト
部材３とを接合するに際しては、クロム化合物系
接合剤４を用いてより良好な接合を得るのに関連
して、金属部材２側の接合面に予めニツケル、又
はクロム鍍金を施すことが好ましく、又アルミニ
ウム合金ではこの鍍金の代りに陽極酸化被膜を施
しても好結果が得られる。
また、セラミツク部材１と金属部材２との間に
介在せしめる前記フエルト部材３は、両部材１，
２熱膨張差による熱歪を緩和するために敷設され
る中間層であり、金属質の繊維構造からなるフエ
ルトであつて、例えばステンレス・スチール繊
維、ニツケル・クロム繊維、インコネル繊維、ハ
ステロイ繊維、アルミナ繊維等で、フイラメント
直径５〜200μｍから加工されたフエルト、マツ
ト、ウエブであり、弾力性、可撓性及び線径等に
よりフエルトのカサ密度は一定しないが、通常20
〜70％を有するものを可溶性クロム化合物の濃水
溶液に浸漬して繊維を被覆し、余分に付着した液
を遠心分離機を用いて除去した後、好まくは460
℃以上の温度において加熱処理を行う。この溶液
への浸漬及び熱処理を２〜４回、反復繰り返して
行うことにより繊維が交叉・接触している箇所に
おいてこの点に付着した溶液の加熱によるCr2O3
への変換に伴う化学結合により硬化し、繊維の強
化が行われる。
介在せしめる前記フエルト部材３は、両部材１，
２熱膨張差による熱歪を緩和するために敷設され
る中間層であり、金属質の繊維構造からなるフエ
ルトであつて、例えばステンレス・スチール繊
維、ニツケル・クロム繊維、インコネル繊維、ハ
ステロイ繊維、アルミナ繊維等で、フイラメント
直径５〜200μｍから加工されたフエルト、マツ
ト、ウエブであり、弾力性、可撓性及び線径等に
よりフエルトのカサ密度は一定しないが、通常20
〜70％を有するものを可溶性クロム化合物の濃水
溶液に浸漬して繊維を被覆し、余分に付着した液
を遠心分離機を用いて除去した後、好まくは460
℃以上の温度において加熱処理を行う。この溶液
への浸漬及び熱処理を２〜４回、反復繰り返して
行うことにより繊維が交叉・接触している箇所に
おいてこの点に付着した溶液の加熱によるCr2O3
への変換に伴う化学結合により硬化し、繊維の強
化が行われる。
更に接合剤４としての可溶性クロム化合物の濃溶
液はZnO又はMgO及びこの両者をH2CrO4の濃水
溶液に溶解したものを用い、ZnO又はMgO及び
MgO＋ZnO等の溶解させる量はH2CrO4中の
CrO31モルに対し、0.15〜0.5モルの割合とし、水
溶液の比重は1.2〜1.5が適当である。しかし、中
間層とするフエルト部材３が金属質繊維であり、
一方側での金属部材２との接合において通常の金
属鑞付け、又はスポツト溶接等に際し、フエルト
部材３の接合面が上記の繊維強化処理により
Cr2O3が結合していると鑞付け、溶接が困難とな
る。従つてCr2O3膜が結合しないような処置が必
要であり、このため繊維の強化処理前に予め接合
面の繊維の有機物のコーテイングを施しておくこ
とにより、この塗膜がフエルト強化の熱処理時に
分解・消失し、Cr2O3の付着物が剥落するように
する。有機物としてはニトロセルローズやポリス
チレンが適当である。なお、後記のクロム化合物
系接合剤４を用いる場合及び接合工程手順として
金属部材２と前記フエルト部材３との接合を第１
工程として接合し、その後で繊維強化処理を行う
場合には上記の有機物によるコーテングは不要で
ある。
液はZnO又はMgO及びこの両者をH2CrO4の濃水
溶液に溶解したものを用い、ZnO又はMgO及び
MgO＋ZnO等の溶解させる量はH2CrO4中の
CrO31モルに対し、0.15〜0.5モルの割合とし、水
溶液の比重は1.2〜1.5が適当である。しかし、中
間層とするフエルト部材３が金属質繊維であり、
一方側での金属部材２との接合において通常の金
属鑞付け、又はスポツト溶接等に際し、フエルト
部材３の接合面が上記の繊維強化処理により
Cr2O3が結合していると鑞付け、溶接が困難とな
る。従つてCr2O3膜が結合しないような処置が必
要であり、このため繊維の強化処理前に予め接合
面の繊維の有機物のコーテイングを施しておくこ
とにより、この塗膜がフエルト強化の熱処理時に
分解・消失し、Cr2O3の付着物が剥落するように
する。有機物としてはニトロセルローズやポリス
チレンが適当である。なお、後記のクロム化合物
系接合剤４を用いる場合及び接合工程手順として
金属部材２と前記フエルト部材３との接合を第１
工程として接合し、その後で繊維強化処理を行う
場合には上記の有機物によるコーテングは不要で
ある。
また、各部材の接合剤４の調製には可溶性クロ
ム化合物の濃水溶液、又はこの溶液ZrO2、TiO2、
SiO2、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、MgAl2O4等の金
属酸化物の44μｍ以下、好ましくは20μｍ以下の
微粉末の１種又は１種以上を少量、好ましくは濃
液に対し合量で４〜10重量％添加し、ボールミル
を用い粉砕、混合した水スラリーを調製する。可
溶性クロム化合物の濃水溶液としては、ZnO又は
MgO及びこれらの混合物を少量、例えばクロム
酸溶液中のCrO31モルに対し0.15〜0.5モルの酸化
物を溶解せしめ比重1.65〜1.7に調製したもので
ある。
ム化合物の濃水溶液、又はこの溶液ZrO2、TiO2、
SiO2、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、MgAl2O4等の金
属酸化物の44μｍ以下、好ましくは20μｍ以下の
微粉末の１種又は１種以上を少量、好ましくは濃
液に対し合量で４〜10重量％添加し、ボールミル
を用い粉砕、混合した水スラリーを調製する。可
溶性クロム化合物の濃水溶液としては、ZnO又は
MgO及びこれらの混合物を少量、例えばクロム
酸溶液中のCrO31モルに対し0.15〜0.5モルの酸化
物を溶解せしめ比重1.65〜1.7に調製したもので
ある。
次に、結合体の製造工程について述べる。
クロム化合物系接合剤４を用いて他方側での接
合を行う工程において（勿論、中間層とする金属
質の繊維構造フエルト部材３はクロム化合物によ
り予め強化されている）、相互に接合すべき面の
少なくとも何ずれか一方の面、好ましくは相対す
る両面に可溶性クロム化合物の濃水溶液又は少量
の酸化物粉末を含有したクロム化合物のスラリー
からなる接合剤を塗布し、次でこの各部材を重ね
合せ、好ましくは460℃以上で、3.5℃／minの速
度で温度をあげ熱処理を行う。熱処理温度及び雰
囲気は各部材の材質により一定しないが、例えば
金属質繊維構造フエルトが銅合金基体にあつては
400℃以上の温度は不活性又は還元性雰囲気にお
いて、又アルミニウム合金基体であるときは450
〜500℃を最高処理温度にすることが適当である。
また、一方側での金属部材２との鑞付け、スポツ
ト溶接又は金属部材２を鋳造により接合するに際
しては、先ず最初にフエルト部材３の接合を有機
物によりコーテイングしておき、これをクロム化
合物処理して繊維強化処理を行う。その後に金属
部材２を鑞付け、溶接又は鋳込み接合し、最後の
工程にあつてこの接合体とセラミツク部材１とを
クロム化合物系接合剤４の塗布、熱処理により結
合体の製造が完了しする。しかし、この製造は工
数が多く、且つ比較的繁雑であるので、第１工程
において金属質のフエルト部材３と金属部材２と
を鑞付け、溶接又は鋳込み接合５せしめ、次で第
２工程として繊維の強化処理を行い、第３工程に
おいてこの接合体とセラミツク部材１とをクロム
化合物系接合剤４を用いてセラミツク部材１と金
属部材２との接合体とする手順が好ましい。
合を行う工程において（勿論、中間層とする金属
質の繊維構造フエルト部材３はクロム化合物によ
り予め強化されている）、相互に接合すべき面の
少なくとも何ずれか一方の面、好ましくは相対す
る両面に可溶性クロム化合物の濃水溶液又は少量
の酸化物粉末を含有したクロム化合物のスラリー
からなる接合剤を塗布し、次でこの各部材を重ね
合せ、好ましくは460℃以上で、3.5℃／minの速
度で温度をあげ熱処理を行う。熱処理温度及び雰
囲気は各部材の材質により一定しないが、例えば
金属質繊維構造フエルトが銅合金基体にあつては
400℃以上の温度は不活性又は還元性雰囲気にお
いて、又アルミニウム合金基体であるときは450
〜500℃を最高処理温度にすることが適当である。
また、一方側での金属部材２との鑞付け、スポツ
ト溶接又は金属部材２を鋳造により接合するに際
しては、先ず最初にフエルト部材３の接合を有機
物によりコーテイングしておき、これをクロム化
合物処理して繊維強化処理を行う。その後に金属
部材２を鑞付け、溶接又は鋳込み接合し、最後の
工程にあつてこの接合体とセラミツク部材１とを
クロム化合物系接合剤４の塗布、熱処理により結
合体の製造が完了しする。しかし、この製造は工
数が多く、且つ比較的繁雑であるので、第１工程
において金属質のフエルト部材３と金属部材２と
を鑞付け、溶接又は鋳込み接合５せしめ、次で第
２工程として繊維の強化処理を行い、第３工程に
おいてこの接合体とセラミツク部材１とをクロム
化合物系接合剤４を用いてセラミツク部材１と金
属部材２との接合体とする手順が好ましい。
実施例
(1) セラミツク部材
Al2O3（低ソーダ市販品、α型）
40μｍ以下粉末95重量％ MgO 10μｍ以下粉末３重量％ SiO2 5μｍ以下粉末２重量％ の配合物をアルミナ質ボールミルを用いて24hr
混式粉砕・混合し、乾燥後、２％のPVA溶液
を少量加えて粉末をよく濕めらせ、800Kg／cm2
加圧成形した。これを電気炉を用いて1470℃に
おいて1hr焼成し、直径47mm、厚さ５mmの円板
の焼結体を調製した。このアルミナ焼結体の見
掛気孔率は10.4％であつた。
40μｍ以下粉末95重量％ MgO 10μｍ以下粉末３重量％ SiO2 5μｍ以下粉末２重量％ の配合物をアルミナ質ボールミルを用いて24hr
混式粉砕・混合し、乾燥後、２％のPVA溶液
を少量加えて粉末をよく濕めらせ、800Kg／cm2
加圧成形した。これを電気炉を用いて1470℃に
おいて1hr焼成し、直径47mm、厚さ５mmの円板
の焼結体を調製した。このアルミナ焼結体の見
掛気孔率は10.4％であつた。
(2) 繊維構造部材（中間層）
フイラメント直径100μｍのCr18％−Ni8％の
ステンレス鋼から作られた市販のフエルトは50
×50mm2、厚さ５mm、カサ密度約33％である。こ
の片面に金属部材を鑞付けする必要から、先ず
ニトロセルローズのエチルアセテート溶液をフ
エルトの片面に塗布して接合すべき製品の繊維
をコーテングした後、クロム化合物濃水溶液を
用いて浸漬し、次で遠心分離・熱処理を３回反
復繰り返し操作して繊維の強化を行つた。但
し、熱処理の雰囲気制御は行わなかつた。な
お、上記のニトロセルローズ溶液の被覆はクロ
ム化合物溶液への浸漬前に行うことにより、被
覆部分へのCr2O3の結合は見られなかつた。
ステンレス鋼から作られた市販のフエルトは50
×50mm2、厚さ５mm、カサ密度約33％である。こ
の片面に金属部材を鑞付けする必要から、先ず
ニトロセルローズのエチルアセテート溶液をフ
エルトの片面に塗布して接合すべき製品の繊維
をコーテングした後、クロム化合物濃水溶液を
用いて浸漬し、次で遠心分離・熱処理を３回反
復繰り返し操作して繊維の強化を行つた。但
し、熱処理の雰囲気制御は行わなかつた。な
お、上記のニトロセルローズ溶液の被覆はクロ
ム化合物溶液への浸漬前に行うことにより、被
覆部分へのCr2O3の結合は見られなかつた。
(3) 金属部材
無酸銅50×50mm2、厚さ10mmの角形ブロツクを
用いた。
用いた。
(4) 接合剤の調製
CrO3100grを溶解したH2CrO4濃水溶液に
ZnO18grを溶解し、これに粒径10μｍ以下の
Cr2O3の微粉末を液の約５重量％加え、アルミ
ナ質ボールミルを用いて24hr粉砕・混合し、ス
ラリーを調製した。
ZnO18grを溶解し、これに粒径10μｍ以下の
Cr2O3の微粉末を液の約５重量％加え、アルミ
ナ質ボールミルを用いて24hr粉砕・混合し、ス
ラリーを調製した。
(5) 接合手順
先ず前記３記載の銅基体上に鑞付け用フラツ
クスを塗布した銀鑞BAg−１の薄板を敷設し、
その上に前記２記載のステンレス鋼フエルトの
所定の面を重ね合せ、電気炉内にセツトし、還
元性雰囲気中750℃において鑞付けした。次で
この接合物のフエルト外面及びセラミツク部材
の接合面に前記４記載の接合剤をよく塗布し、
この両面をセラミツク部材側を下にして重ね合
せ、3.5℃／minの速度で温度を高め、350℃以
上は還元雰囲気中、570℃で40min保持し、セ
ラミツク部材と金属部材の結合体を製造した。
そしてこの製品について、500℃で1hrの加熱と
常温で1hr冷却の10サイクルにおよぶ急熱急冷
試験を行つた結果、セラミツク部材の亀裂及び
剥離等の異常は認められなかつた。また、エポ
キシ系接合剤の接合により引張り接合強度を測
定し、380Kg／cm2以上（エポキシ樹脂接合面で
剥離）の値を示した。
クスを塗布した銀鑞BAg−１の薄板を敷設し、
その上に前記２記載のステンレス鋼フエルトの
所定の面を重ね合せ、電気炉内にセツトし、還
元性雰囲気中750℃において鑞付けした。次で
この接合物のフエルト外面及びセラミツク部材
の接合面に前記４記載の接合剤をよく塗布し、
この両面をセラミツク部材側を下にして重ね合
せ、3.5℃／minの速度で温度を高め、350℃以
上は還元雰囲気中、570℃で40min保持し、セ
ラミツク部材と金属部材の結合体を製造した。
そしてこの製品について、500℃で1hrの加熱と
常温で1hr冷却の10サイクルにおよぶ急熱急冷
試験を行つた結果、セラミツク部材の亀裂及び
剥離等の異常は認められなかつた。また、エポ
キシ系接合剤の接合により引張り接合強度を測
定し、380Kg／cm2以上（エポキシ樹脂接合面で
剥離）の値を示した。
［発明の効果］
以上説明したように本発明による金属部材とセ
ラミツク部材との結合体及びその結合方法は、中
間層として弾力性及び可撓性を有する金属質の繊
維構造からなるフエルト部材３を敷設介在して相
互に前記接合してなるため、セラミツク部材１と
金属部材２との熱膨張差に制限されることがなく
各材質を広範囲に選択することができ、高温にさ
らされる金属構造部材の耐熱性、断熱性及び耐摩
耗性の賦与に極めて有用な部材が提供でき、製造
コストも低廉であるため工業的製造方法として有
用である。
ラミツク部材との結合体及びその結合方法は、中
間層として弾力性及び可撓性を有する金属質の繊
維構造からなるフエルト部材３を敷設介在して相
互に前記接合してなるため、セラミツク部材１と
金属部材２との熱膨張差に制限されることがなく
各材質を広範囲に選択することができ、高温にさ
らされる金属構造部材の耐熱性、断熱性及び耐摩
耗性の賦与に極めて有用な部材が提供でき、製造
コストも低廉であるため工業的製造方法として有
用である。
第１図は本発明の一実施例に係る金属部材とセ
ラミツク部材との結合方法によつて製造された結
合体の断面図である。 １……セラミツク部材、２……金属部材、３…
…金属質からなる繊維構造フエルト部材（中間
層）、４……接合剤、５……金属鑞付け、スポツ
ト溶接又は鋳込み融着接合。
ラミツク部材との結合方法によつて製造された結
合体の断面図である。 １……セラミツク部材、２……金属部材、３…
…金属質からなる繊維構造フエルト部材（中間
層）、４……接合剤、５……金属鑞付け、スポツ
ト溶接又は鋳込み融着接合。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属部材とセラミツク部材との間に、予めク
ロム化合物により強化された弾力性及び可撓性を
有する金属質の繊維構造からなるフエルト部材を
敷設介在せしめ、かつ金属部材とフエルト部材と
の接合面を金属鑞付け、或いはスポツト溶接、又
は鋳込み融着により結合すると共に、一方、セラ
ミツク部材とフエルト部材との接合面をクロム化
合物によつて相互に一体結合せしめたことを特徴
とする金属部材とセラミツク部材との結合体。 ２ 予め可溶性クロム化合物の濃溶液に浸漬して
表面に、その濃溶液の被覆層を有する弾力性及び
可撓性を有する金属質の繊維構造からなるフエル
ト部材を、熱処理して繊維の強化処理を行わし
め、しかる後に、その一方側の金属部材との接合
面を金属鑞付け、或いはスポツト溶接、又は鋳込
み融着により結合せしめると共に、その他方側と
セラミツク部材との接合面を、これら少なくとも
その一方に施した可溶性クロム化合物の濃溶液の
単味、又は金属酸化物の１種、若くはこれら１種
以上を含有する可溶性クロム化合物の濃溶液を塗
布し、その後、熱処理することによりこれら濃溶
液のCr2O3への変換による硬化層を介して相互に
一体係合せしめてなることを特徴とする金属部材
とセラミツク部材との係合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049388A JPS6445781A (en) | 1988-04-23 | 1988-04-23 | Conjugate of metallic member with ceramic member and method for bonding thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049388A JPS6445781A (en) | 1988-04-23 | 1988-04-23 | Conjugate of metallic member with ceramic member and method for bonding thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6445781A JPS6445781A (en) | 1989-02-20 |
| JPH0458433B2 true JPH0458433B2 (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=14275456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10049388A Granted JPS6445781A (en) | 1988-04-23 | 1988-04-23 | Conjugate of metallic member with ceramic member and method for bonding thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6445781A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5477155B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2014-04-23 | 三菱マテリアル株式会社 | セラミックス材と金属材との接合体および接合方法 |
-
1988
- 1988-04-23 JP JP10049388A patent/JPS6445781A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6445781A (en) | 1989-02-20 |
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