【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明は、セラミツクスとセラミツクス、セラ
ミツクスと金属等を接合するのに適したセラミツ
クス用ろう材に関する。
（従来技術とその問題点）
従来、上述の如き材料の接合には、高融点金属
法、酸化物ソルダー法、活性金属法など知られて
いる。
高融点金属法は、セラミツクスの上にMo−
Mnを塗布焼成し、Niめつきを施してメタライズ
層を設けたもので、主としてAg−Cu共晶ろうで
接合する方法である。
酸化物ソルダー法は、酸化物の各種混合系をイ
ンサート材として用いる方法で、一般に低温では
空気中、高温では不活性、還元雰囲気または真空
中で加熱処理して接合する方法である。
活性金属法は、酸素に対して活性な高融点金属
（Ti、Zrなど）とセラミツクスとの界面での反応
を利用して接合する方法である。
これらの接合方法では、比較的低融点の合金を
作るNi、Cu、Agなどの金属に、Ti、Zr等を添
加したろう材が使用されているが、これらのろう
材は融点が900℃以下のものが多く、被接合物で
あるセラミツクスの使用可能温度に比較して低い
温度領域にある。一方高温領域中のろう材とし
て、Ti−Ｖ−Cr、Ti−Zr−Ta等があるが、その
融点は1500℃である。一般に高温用のろう材とし
てパラジウムろうがあるが、このパラジウムろう
をメタライズ層のある被ろう接物の接合に用いる
と、メタライズ層の上にNiめつきを施したNiが
Pdろうと固溶する為、ろう付管理が非常に難し
いと言う問題がある。
（発明の目的）
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、前
述の活性金属法を応用し、セラミツクスにメタラ
イズ層を設けなくとも接合できるセラミツクス用
ろう材を提供せんとするものである。
（発明の構成）
本発明のセラミツクス用ろう材は、Pd4.5〜
25.5wt％、Ti、Zrの少なくとも１種類を1.5〜
19wt％含有し、残部Agからなるものである。
本発明のセラミツクス用ろう材に於いて、
Pd4.5〜25.5wt％としたのは、融点が高くてろう
材の高温強度を高めることができると同時に、濡
れ性が非常に優れていて、セラミツクスにも多少
濡れる性質があるからで、4.5wt％未満では添加
の効果を期待できず、25.5wt％を超えてもそれ以
上濡れ性が向上せず、コストが高くなるだけであ
る。
Agは、濡れ性、溶融温度調節の役目と共にろ
う付後界面に働く膨張による緩和する役目を目的
としている。
Ti、Zrの内少なくとも１種類を1.5〜19wt％と
したのは、1.5wt％未満ではセラミツクスとの反
応にあづかるTi、Zr量が少なくて濡れ性が悪く、
ろう付継手の強度が劣り、19wt％を越えるとセ
ラミツクスとの反応にあづかる必要量より多くな
り、残存Ti、Zrによる脆い金属間化合物が増え、
継手強度が劣るからである。
このように本発明のセラミツクス用ろう材は、
Pd、Ag、Ti、Zrの持つ夫々の特性を組み合わせ
て得られたもので、セラミツクスとセラミツク
ス、セラミツクスと金属とのろう付に極めて優れ
た性能を発揮できるものである。
（実施例）
本発明によるセラミツクス用ろう材の実施例を
従来例と比較して説明する。
下記の表の左欄に示す実施例１〜８の成分組成
のセラミツクス用ろう材と、従来例１〜３の成分
組成のセラミツクス用ろう材とで、夫々中央欄に
示す被接合材（）、（）をろう付した処、夫々
右欄に示すような結果を得た。
上記の表で明らかなように実施例のセラミツク
ス用ろう材にてろう付したAl2O3セラミツクスの
ろう付継手は、従来例のセラミツクス用ろう材に
てろう付メタライズ層を有するAl2O3セラミツク
スのろう付継手に比べ、同等かそれ以上の剪断強
さを有し、メタライズ層を有しなくとも十分なろ
う付を行うことができたことが判る。
また、継手部の断面を観察した処、ろう材とセ
ラミツクスの界面にTiやZrとセラミツクスの反
応相が形成され、強固な接合状態となつていた。
さらに、ろう層中の中間部はAg−Pd層となり、
クツシヨンの役目をし、応力緩和の働きをし、良
好なろう付継手となつていた。
（発明の効果）
以上記載した通り本発明のセラミツクス用ろう
材は、Ti、Zrの活性な性質を利用してメタライ
ズ層の無いセラミツクスでも直接に接合でき、大
幅にろう付工程を短縮できると共に、Pd系ろう
材の優れた濡れ性、高温強度、Agによる界面で
の応力緩和性を応用できるので、極めて良好な
(Field of Industrial Application) The present invention relates to a brazing material for ceramics suitable for joining ceramics to ceramics, ceramics to metals, and the like. (Prior Art and its Problems) Conventionally, methods such as a high melting point metal method, an oxide solder method, and an active metal method are known for joining the above-mentioned materials. The refractory metal method uses Mo-
A metallized layer is provided by coating and firing Mn and plating with Ni, and is mainly joined using Ag-Cu eutectic solder. The oxide solder method is a method of using various mixed systems of oxides as insert materials, and is generally a method of bonding by heat treatment in air at low temperatures and in an inert, reducing atmosphere or vacuum at high temperatures. The active metal method is a bonding method that utilizes a reaction at the interface between a high-melting point metal (Ti, Zr, etc.) that is active against oxygen and ceramics. These joining methods use brazing fillers made by adding Ti, Zr, etc. to metals such as Ni, Cu, and Ag, which form alloys with relatively low melting points, but these brazing fillers have melting points below 900°C. In many cases, the temperature range is lower than the usable temperature of the ceramics to be bonded. On the other hand, there are Ti-V-Cr, Ti-Zr-Ta, etc. as brazing materials in the high temperature range, and their melting point is 1500°C. Generally, palladium solder is used as a brazing material for high temperatures, but when this palladium solder is used to join objects that have a metallized layer, Ni plating is applied on the metallized layer.
Since it forms a solid solution with the Pd solder, there is a problem in that brazing control is extremely difficult. (Object of the Invention) The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide a brazing filler metal for ceramics that can be bonded to ceramics without providing a metallized layer by applying the above-mentioned active metal method. (Structure of the Invention) The brazing filler metal for ceramics of the present invention has Pd4.5 to
25.5wt%, at least one of Ti and Zr from 1.5%
It contains 19wt%, with the balance consisting of Ag. In the brazing filler metal for ceramics of the present invention,
The reason for setting Pd to 4.5 to 25.5wt% is that it has a high melting point and can increase the high temperature strength of the brazing filler metal, and at the same time has very good wettability and has the property of being slightly wetted by ceramics. If it is less than 25.5 wt%, no effect can be expected, and if it exceeds 25.5 wt%, the wettability will not be improved any further and the cost will only increase. The purpose of Ag is to provide wettability and control the melting temperature, as well as to provide relaxation through expansion that acts on the interface after brazing. The reason why at least one of Ti and Zr is set at 1.5 to 19wt% is because if it is less than 1.5wt%, the amount of Ti and Zr that will react with ceramics will be small and wettability will be poor.
The strength of the brazed joint will be poor, and if the content exceeds 19wt%, it will be more than necessary to react with the ceramics, and brittle intermetallic compounds due to residual Ti and Zr will increase.
This is because the joint strength is inferior. In this way, the brazing filler metal for ceramics of the present invention is
It is obtained by combining the properties of Pd, Ag, Ti, and Zr, and can exhibit extremely excellent performance in brazing ceramics with ceramics and ceramics with metals. (Example) An example of a brazing filler metal for ceramics according to the present invention will be described in comparison with a conventional example. The ceramic brazing filler metals having the component compositions of Examples 1 to 8 shown in the left column of the table below and the ceramic brazing filler metals having the component compositions of Conventional Examples 1 to 3 are used as the joining materials () shown in the center column, respectively. When () was brazed, the results shown in the right column were obtained. As is clear from the table above, the Al 2 O 3 ceramic brazed joints brazed with the ceramic brazing filler metal of the example are Al 2 O 3 having a metallized layer brazed with the conventional ceramic brazing filler metal. It can be seen that the shear strength was equal to or higher than that of ceramic brazed joints, and sufficient brazing could be achieved even without a metallized layer. Furthermore, when observing the cross section of the joint, a reaction phase of Ti, Zr, and ceramics was formed at the interface between the brazing filler metal and ceramics, resulting in a strong joint.
Furthermore, the middle part of the wax layer becomes an Ag-Pd layer,
It acted as a cushion and stress reliever, making it a good brazed joint. (Effects of the Invention) As described above, the brazing filler metal for ceramics of the present invention can directly bond even ceramics without a metallized layer by utilizing the active properties of Ti and Zr, and can significantly shorten the brazing process. The excellent wettability, high-temperature strength, and stress relaxation properties of Ag at the interface can be applied to the Pd-based brazing filler metal, resulting in extremely good results.
【表】【table】
【表】
ろう付継手が得られるという効果がある。【table】
This has the effect of providing a brazed joint.