JPH046673B2 - - Google Patents
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-
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-
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-
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-
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-
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-
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-
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は金属部材、特に鋼材との結合に好適す
る接合面を有するセラミツクス焼結体の製造方法
に関する。
る接合面を有するセラミツクス焼結体の製造方法
に関する。
（従来の技術とその課題）
従来より、セラミツクス焼結体を金属部材に接
合させる方法としては、セラミツクス焼結体表面
にモリブデン粉末とマンガン粉末とを主成分とし
有機バインダでペースト状にしたモリブデン−マ
ンガンペーストを塗布し、還元雰囲気中で焼成し
てメタライズした後、ニツケルめつきを施し、ろ
う付けして接合する方法が一般的である。
合させる方法としては、セラミツクス焼結体表面
にモリブデン粉末とマンガン粉末とを主成分とし
有機バインダでペースト状にしたモリブデン−マ
ンガンペーストを塗布し、還元雰囲気中で焼成し
てメタライズした後、ニツケルめつきを施し、ろ
う付けして接合する方法が一般的である。
この方法はセラミツクス体がアルミナ等の酸化
物系の場合は有効であるが、窒化ケイ素等の非酸
化物系の場合は接合が不充分であり、特に金属部
材が鋼材の場合は低温ではほとんど直接接合しな
いばかりか、鋼材が接合時の加熱により大幅に劣
化するという問題があつた。
物系の場合は有効であるが、窒化ケイ素等の非酸
化物系の場合は接合が不充分であり、特に金属部
材が鋼材の場合は低温ではほとんど直接接合しな
いばかりか、鋼材が接合時の加熱により大幅に劣
化するという問題があつた。
また特開昭57−160984号公報には、窒化物と炭
化物の混合物を用いて窒化ケイ素焼結体の表面に
金属化表面を形成する方法が開示されているが、
この方法は上記窒化物と炭化物の混合物をシリカ
含有フリツトのような易溶融性物質とともに焼付
ける方法であつて、この易溶融性物質の存在によ
り鋼材との接合強度が低下するおそれがある。
化物の混合物を用いて窒化ケイ素焼結体の表面に
金属化表面を形成する方法が開示されているが、
この方法は上記窒化物と炭化物の混合物をシリカ
含有フリツトのような易溶融性物質とともに焼付
ける方法であつて、この易溶融性物質の存在によ
り鋼材との接合強度が低下するおそれがある。
ところで、窒化ケイ素等の非酸化物系セラミツ
クス焼結体は耐摩耗性や高温特性に優れているの
で、自動車部品やガスタービン部品としての用途
が考えられており、そのためにも金属、特に鋼材
との接合技術の確立が強く望まれている。
クス焼結体は耐摩耗性や高温特性に優れているの
で、自動車部品やガスタービン部品としての用途
が考えられており、そのためにも金属、特に鋼材
との接合技術の確立が強く望まれている。
本発明はこのような点に対処してなされたもの
で、金属部材特に鋼材等との接合に好適する金属
部材に対する接合面を有するセラミツクス焼結体
の製造方法を提供することを目的とする。
で、金属部材特に鋼材等との接合に好適する金属
部材に対する接合面を有するセラミツクス焼結体
の製造方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわち本発明の方法は、脱脂体または仮焼体
のセラミツクス体表面に、セラミツクス体の焼結
温度以上の融点または昇華温度をもつ金属の塩の
溶液を付着させ、その後、焼成して金属化層を形
成することを特徴としており、これによつて金属
部材に対する接合面を有するセラミツクス焼結体
を製造する方法である。
のセラミツクス体表面に、セラミツクス体の焼結
温度以上の融点または昇華温度をもつ金属の塩の
溶液を付着させ、その後、焼成して金属化層を形
成することを特徴としており、これによつて金属
部材に対する接合面を有するセラミツクス焼結体
を製造する方法である。
本発明において用いられる金属の塩としては、
周期律表の、、、、族のうち、セラミ
ツクス体の焼結温度以上の融点または昇華温度を
もつ金属を用い、これら金属を含む硝酸塩、亜硝
酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩、ケ
イ酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、塩化物、弗化
物、塩素酸塩、アンモニウム塩、蓚酸塩、水酸化
物、水素化物、ヨウ化物、臭化物およびアルコキ
シド等が例示される。これら金属の塩は、単体ま
たは混合して使用することができる。上記金属と
しては、具体的にはTi、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、
Cr、Mo、Ｗ等が好適している。
周期律表の、、、、族のうち、セラミ
ツクス体の焼結温度以上の融点または昇華温度を
もつ金属を用い、これら金属を含む硝酸塩、亜硝
酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩、ケ
イ酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、塩化物、弗化
物、塩素酸塩、アンモニウム塩、蓚酸塩、水酸化
物、水素化物、ヨウ化物、臭化物およびアルコキ
シド等が例示される。これら金属の塩は、単体ま
たは混合して使用することができる。上記金属と
しては、具体的にはTi、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、
Cr、Mo、Ｗ等が好適している。
そして、これらの金属の塩は、水や有機系溶剤
等に溶解して溶液として用いられる。
等に溶解して溶液として用いられる。
本発明に使用するセラミツクス体としては、ア
ルミナ等の酸化物系セラミツクス体、窒化ケイ
素、炭化ケイ素、サイアロン等の非酸化物系セラ
ミツクス体が例示される。そしてこれらのセラミ
ツクス体のうち、表面に比較的大きな孔を有する
ポーラスな状態のセラミツクス体が使用できる。
これらセラミツクス体の具体的な形態としては、
セラミツクス粉末にたとえば焼結助剤や有機系バ
インダを添加混合して成形した成形体に脱脂処理
を施した脱脂体、あるいは成形体もしくは脱脂体
に仮焼処理を施した焼結の完了していない仮焼体
である。
ルミナ等の酸化物系セラミツクス体、窒化ケイ
素、炭化ケイ素、サイアロン等の非酸化物系セラ
ミツクス体が例示される。そしてこれらのセラミ
ツクス体のうち、表面に比較的大きな孔を有する
ポーラスな状態のセラミツクス体が使用できる。
これらセラミツクス体の具体的な形態としては、
セラミツクス粉末にたとえば焼結助剤や有機系バ
インダを添加混合して成形した成形体に脱脂処理
を施した脱脂体、あるいは成形体もしくは脱脂体
に仮焼処理を施した焼結の完了していない仮焼体
である。
次に、本発明方法の各工程について説明する。
まず、上述したようなセラミツクス体の表面
に、上記金属の塩の溶液を付着させる。金属の塩
の溶液の付着方法としては、溶液をセラミツクス
体表面に塗布したり、あるいはセラミツクス体を
溶液中に浸漬することによつて容易に行うことが
でき、この際セラミツクス体表面がポーラスな状
態になつているので、ある程度セラミツクス体内
に金属の塩の溶液を浸透させることができる。
に、上記金属の塩の溶液を付着させる。金属の塩
の溶液の付着方法としては、溶液をセラミツクス
体表面に塗布したり、あるいはセラミツクス体を
溶液中に浸漬することによつて容易に行うことが
でき、この際セラミツクス体表面がポーラスな状
態になつているので、ある程度セラミツクス体内
に金属の塩の溶液を浸透させることができる。
次に、このようにして金属の塩の溶液を付着さ
せたセラミツクス体を非酸化性雰囲気中で加熱
し、金属の塩中の金属を焼結させるとともにセラ
ミツクス体の構成元素と反応させ、セラミツクス
体の構成元素と上記金属との反応生成物を含む金
属化層を形成し、かつセラミツクス体を焼結させ
る。
せたセラミツクス体を非酸化性雰囲気中で加熱
し、金属の塩中の金属を焼結させるとともにセラ
ミツクス体の構成元素と反応させ、セラミツクス
体の構成元素と上記金属との反応生成物を含む金
属化層を形成し、かつセラミツクス体を焼結させ
る。
これによつて、セラミツクス焼結体の表面にセ
ラミツクス焼結体と強固に結合した金属化層が得
られる。
ラミツクス焼結体と強固に結合した金属化層が得
られる。
（作用）
セラミツクス体の焼結温度以上の融点または昇
華温度をもつ金属の塩を溶液として使用すること
によつて、セラミツクス体表面への金属の塩の被
着が容易になるとともに、均一に被着させること
が可能となり、均質な金属化層が得られる。
華温度をもつ金属の塩を溶液として使用すること
によつて、セラミツクス体表面への金属の塩の被
着が容易になるとともに、均一に被着させること
が可能となり、均質な金属化層が得られる。
また、金属の塩を使用することによつて被着さ
せた金属の塩が焼成時にイオン状態となり、この
金属イオンのセラミツクス体表面への攻撃力によ
つて、金属とセラミツクス体の構成物質との反応
が起こる。従つて、焼結後に得られる金属化層
は、例えばセラミツクス体としてケイ素を含有す
るものを用い、金属塩としてMoの塩を用いれば
モリブデンシリサイドのような化合物を、また
Tiの塩を用いればチタンシリサイドのような化
合物を含有するものとなる。さらに、金属の塩の
溶液を脱脂体または仮焼体のセラミツクス体表面
に付着させることによつて、この溶液が焼成工程
前にセラミツクス体内にある程度浸透し、これら
セラミツクス体の構成元素との反応をさらに促進
する。
せた金属の塩が焼成時にイオン状態となり、この
金属イオンのセラミツクス体表面への攻撃力によ
つて、金属とセラミツクス体の構成物質との反応
が起こる。従つて、焼結後に得られる金属化層
は、例えばセラミツクス体としてケイ素を含有す
るものを用い、金属塩としてMoの塩を用いれば
モリブデンシリサイドのような化合物を、また
Tiの塩を用いればチタンシリサイドのような化
合物を含有するものとなる。さらに、金属の塩の
溶液を脱脂体または仮焼体のセラミツクス体表面
に付着させることによつて、この溶液が焼成工程
前にセラミツクス体内にある程度浸透し、これら
セラミツクス体の構成元素との反応をさらに促進
する。
そして、セラミツクス体内にある程度浸透した
金属の塩とセラミツクス体の構成物質との反応に
より、セラミツクス焼結体に強固に結合した金属
化層が得られるとともに、この金属化層中に含ま
れる反応生成物はセラミツクス焼結体と金属部材
との中間的な熱膨脹率を有していることから、鋼
材等との接合に対する信頼性および接合強度の高
い金属化層が得られる。
金属の塩とセラミツクス体の構成物質との反応に
より、セラミツクス焼結体に強固に結合した金属
化層が得られるとともに、この金属化層中に含ま
れる反応生成物はセラミツクス焼結体と金属部材
との中間的な熱膨脹率を有していることから、鋼
材等との接合に対する信頼性および接合強度の高
い金属化層が得られる。
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例
窒化ケイ素粉末に焼結助剤として、５重量％の
酸化イツトリウムと４重量％の酸化アルミニウ
ム、３重量％の窒化アルミニウムおよび1.5重量
％の酸化チタンを添加混合した粉末に有機バイン
ダを添加混合し、金型を使用して成形体を得た。
酸化イツトリウムと４重量％の酸化アルミニウ
ム、３重量％の窒化アルミニウムおよび1.5重量
％の酸化チタンを添加混合した粉末に有機バイン
ダを添加混合し、金型を使用して成形体を得た。
この成形体に脱脂及び仮焼処理を行ない、次い
でこの窒化ケイ素系仮焼体をリンモリブデン酸水
溶液中に15秒間浸漬した後、窒素雰囲気中で1700
℃〜1800℃で焼成して表面に金属化層を形成し
た。
でこの窒化ケイ素系仮焼体をリンモリブデン酸水
溶液中に15秒間浸漬した後、窒素雰囲気中で1700
℃〜1800℃で焼成して表面に金属化層を形成し
た。
このようにして得られたセラミツクス焼結体の
金属化層と鉄材（SS41）の両方に電解めつき法
によりニツケルを被覆し、フオーミングガス中で
約700℃で焼付けた後、両者の間に銀ろうを挾み、
ろう材の溶ける温度で加熱して両者の接合を行な
つた。接合強度は400Kg／cm2と良好な値が得られ
た。
金属化層と鉄材（SS41）の両方に電解めつき法
によりニツケルを被覆し、フオーミングガス中で
約700℃で焼付けた後、両者の間に銀ろうを挾み、
ろう材の溶ける温度で加熱して両者の接合を行な
つた。接合強度は400Kg／cm2と良好な値が得られ
た。
［発明の効果］
以上説明したように本発明方法によれば、脱脂
体または仮焼体のポーラスな状態のセラミツクス
体表面に金属の塩の溶液を付着させているので、
均質でかつ強固な金属化層が形成され、金属部
材、特に接合の困難な鋼材等に接合させる場合で
も強固な接合体が得られる。
体または仮焼体のポーラスな状態のセラミツクス
体表面に金属の塩の溶液を付着させているので、
均質でかつ強固な金属化層が形成され、金属部
材、特に接合の困難な鋼材等に接合させる場合で
も強固な接合体が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 脱脂体または仮焼体のセラミツクス体表面
に、セラミツクス体の焼結温度以上の融点または
昇華温度をもつ金属の塩の溶液を付着させ、その
後、焼成して金属化層を形成することを特徴とす
る金属部材に対する接合面を有するセラミツクス
焼結体の製造方法。 ２ セラミツクス体は、窒化ケイ素系セラミツク
ス体である特許請求の範囲第１項記載の金属部材
に対する接合面を有するセラミツクス焼結体の製
造方法。 ３ 金属の塩は、周期律表の、、、、
族から選ばれた一種または二種以上の金属を含む
硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ホウ酸
塩、炭酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、
塩化物、弗化物、塩素酸塩、アンモニウム塩、蓚
酸塩、水酸化物、水素化物、ヨウ化物、臭化物お
よびアルコキシドから選ばれた一種または二種以
上である特許請求の範囲第１項または第２項記載
の金属部材に対する接合面を有するセラミツクス
焼結体の製造方法。 ４ 金属の塩の溶液の付着は、塗布または浸漬に
より行われる特許請求の範囲第１項ないし第３項
のいずれか１項記載の金属部材に対する接合面を
有するセラミツクス焼結体の製造方法。 ５ 焼成は非酸化性雰囲気中で行われる特許請求
の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の
金属部材に対する接合面を有するセラミツクス焼
結体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053420A JPS59182283A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 導電性セラミツクス焼結体の製造方法 |
| US06/593,304 US4626451A (en) | 1983-03-29 | 1984-03-26 | Method of manufacturing sintered ceramic body |
| DE8484103430T DE3464235D1 (en) | 1983-03-29 | 1984-03-28 | Method of manufacturing sintered ceramic body |
| EP84103430A EP0122522B1 (en) | 1983-03-29 | 1984-03-28 | Method of manufacturing sintered ceramic body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053420A JPS59182283A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 導電性セラミツクス焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59182283A JPS59182283A (ja) | 1984-10-17 |
| JPH046673B2 true JPH046673B2 (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=12942347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58053420A Granted JPS59182283A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 導電性セラミツクス焼結体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4626451A (ja) |
| EP (1) | EP0122522B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59182283A (ja) |
| DE (1) | DE3464235D1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59203784A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-17 | 株式会社東芝 | 非酸化物系セラミックス焼結体のモリブデンシリサイド被膜の形成方法 |
| US4704338A (en) * | 1985-05-20 | 1987-11-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Steel bonded dense silicon nitride compositions and method for their fabrication |
| US4703884A (en) * | 1985-05-20 | 1987-11-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Steel bonded dense silicon nitride compositions and method for their fabrication |
| JPS6265991A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-25 | 株式会社東芝 | 高熱伝導性セラミツクス基板 |
| DE3630066C1 (de) * | 1986-09-04 | 1988-02-04 | Heraeus Gmbh W C | Verfahren zur Herstellung von gesinterten metallisierten Aluminiumnitrid-Keramikkoerpern |
| DE3633406A1 (de) * | 1986-10-01 | 1988-04-14 | Farkasch Bernhard Dipl Min | Verfahren zur herstellung geformter teile aus keramischen materialien und keramisch-metallischen verbundmaterialien |
| US4704250A (en) * | 1986-11-04 | 1987-11-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for making boron carbide cermets |
| EP0277020B1 (en) * | 1987-01-30 | 1995-04-19 | Director-General of the Agency of Industrial Science and Technology | Method of preparing a superconductive material |
| JP2620364B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1997-06-11 | 本田技研工業株式会社 | セラミックス焼結体の製造方法 |
| EP0429670B1 (en) * | 1989-06-16 | 1994-06-08 | Nitto Denko Corporation | Method of producing fired pattern |
| JP2632218B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1997-07-23 | 本田技研工業株式会社 | セラミック焼結体の製造方法 |
| JPH07504150A (ja) * | 1991-09-12 | 1995-05-11 | ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー | 共焼上げ多層基材の製造方法 |
| US5468427A (en) * | 1993-09-27 | 1995-11-21 | Alfred University | Process for making ultra-fine ceramic particles |
| US5523065A (en) * | 1993-09-27 | 1996-06-04 | Alfred University | Process for making ultra-fine barium titanate particles |
| DE4443398C2 (de) * | 1994-12-07 | 2001-10-11 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Metallisierung |
| DE19623587A1 (de) * | 1996-06-13 | 1997-12-18 | Dlr Deutsche Forschungsanstalt | Keramische Verdampfermaterialien |
| US5923945A (en) * | 1996-11-13 | 1999-07-13 | The Dow Chemical Company | Method of preparing coated nitride powder and the coated powder produced thereby |
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