JPH05148054A - セラミツクスと金属との接合構造 - Google Patents
セラミツクスと金属との接合構造Info
- Publication number
- JPH05148054A JPH05148054A JP14012492A JP14012492A JPH05148054A JP H05148054 A JPH05148054 A JP H05148054A JP 14012492 A JP14012492 A JP 14012492A JP 14012492 A JP14012492 A JP 14012492A JP H05148054 A JPH05148054 A JP H05148054A
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- JP
- Japan
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- metal
- ceramics
- low
- brazing
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミツクスと金属を強固に接合する
【構成】 セラミツクスと金属との間に低膨張金属一種
以上及び低ヤング率金属一種以上を緩衝層として介在さ
せてろう付け接合するものにおいて、緩衝層が接合面の
最長幅の０．０４〜０．４倍の厚みを有し、前記低ヤン
グ率金属を少なくとも２層以上とし、前記低膨張金属の
熱膨張係数が接合すべきセラミツクスのそれの１．７倍
以下であることを特徴とするセラミツクスと金属との接
合構造。
以上及び低ヤング率金属一種以上を緩衝層として介在さ
せてろう付け接合するものにおいて、緩衝層が接合面の
最長幅の０．０４〜０．４倍の厚みを有し、前記低ヤン
グ率金属を少なくとも２層以上とし、前記低膨張金属の
熱膨張係数が接合すべきセラミツクスのそれの１．７倍
以下であることを特徴とするセラミツクスと金属との接
合構造。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミツクスと金属を強
固に接合する分野で好適に利用されるものである。
固に接合する分野で好適に利用されるものである。
【０００２】
【従来技術】セラミツクスと金属との接合は通常ろう付
けによって行われるが、セラミツクスと金属とは熱膨張
係数が大きく異なるため、その大きな膨張差によって接
合近傍には相当の歪みが残存することになる。この歪み
によってもろいセラミツクスに破壊がおこる。
けによって行われるが、セラミツクスと金属とは熱膨張
係数が大きく異なるため、その大きな膨張差によって接
合近傍には相当の歪みが残存することになる。この歪み
によってもろいセラミツクスに破壊がおこる。
【０００３】これを防止するため熱膨張係数がセラミツ
クスのそれに近いＷ，Ｍｏ等の低膨張金属を接合すべき
セラミツクスと金属との間に緩衝層として介在させて接
合したり、これら低膨張金属をＣｕで挟んでなるクラッ
ド材を緩衝層として介在させて接合する手段（実開昭５
９−１６０５３３号考案「セラミツクと金属の接合構
造」）が提案されている。
クスのそれに近いＷ，Ｍｏ等の低膨張金属を接合すべき
セラミツクスと金属との間に緩衝層として介在させて接
合したり、これら低膨張金属をＣｕで挟んでなるクラッ
ド材を緩衝層として介在させて接合する手段（実開昭５
９−１６０５３３号考案「セラミツクと金属の接合構
造」）が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち前者は接合材として使用する銀ろうのぬれ
性を良くするため接合面にＮｉ鍍金が施されているとこ
ろ、鍍金の接着部の劣化により剥離するおそれがあり、
品質的に不安定要素を内在している。
来技術のうち前者は接合材として使用する銀ろうのぬれ
性を良くするため接合面にＮｉ鍍金が施されているとこ
ろ、鍍金の接着部の劣化により剥離するおそれがあり、
品質的に不安定要素を内在している。
【０００５】また後者はクラッド材を形成し得る金属の
組み合わせが限られるほか、クラッド材そのものの接合
強度の不足により、接合構造の使用条件が限定される難
点を有している。
組み合わせが限られるほか、クラッド材そのものの接合
強度の不足により、接合構造の使用条件が限定される難
点を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
問題点を解決するもので、その手段は、セラミツクスと
金属との間に低膨張金属一種以上及び低ヤング率金属一
種以上を緩衝層として介在させてろう付け接合するもの
において、緩衝層が接合面の最長幅の０．０４〜０．４
倍の厚みを有し、前記低ヤング率金属を少なくとも２層
以上とし、前記低膨張金属の熱膨張係数が接合すべきセ
ラミツクスのそれの１．７倍以下であることを特徴とす
るセラミツクスと金属との接合構造である。
問題点を解決するもので、その手段は、セラミツクスと
金属との間に低膨張金属一種以上及び低ヤング率金属一
種以上を緩衝層として介在させてろう付け接合するもの
において、緩衝層が接合面の最長幅の０．０４〜０．４
倍の厚みを有し、前記低ヤング率金属を少なくとも２層
以上とし、前記低膨張金属の熱膨張係数が接合すべきセ
ラミツクスのそれの１．７倍以下であることを特徴とす
るセラミツクスと金属との接合構造である。
【０００７】低膨張金属としては、Ｗ−Ｎｉ系合金，Ｗ
−Ｃｕ系合金，Ｗ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金，Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ
系合金，Ｗ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金等のＷを主成分と
する金属又はＭｏを主成分とする金属が良好である。低
ヤング率材料としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｆｅ−Ｎｉ
４２％合金，ＫＯＶＡＲ，ＳＵＳ４０３等が良好であ
る。
−Ｃｕ系合金，Ｗ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金，Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ
系合金，Ｗ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金等のＷを主成分と
する金属又はＭｏを主成分とする金属が良好である。低
ヤング率材料としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｆｅ−Ｎｉ
４２％合金，ＫＯＶＡＲ，ＳＵＳ４０３等が良好であ
る。
【０００８】緩衝層は低膨張金属一種以上と低ヤング率
金属一種以上との二層以上よりなる複合層であるが、層
全体の厚みが接合面の最長幅の０．０４倍に満たないと
接合強度に乏しく、０．４倍を越えても効果の向上は期
待できないうえ、使用時の衝撃により緩衝層が変形する
可能性が高くなる。低膨張金属の熱膨張係数は接合すべ
きセラミツクスのそれの１．７倍以下であるのが望まし
い。本発明は、セラミツクス、上記緩衝層及び金属のす
べてを同時にろう付け接合したものである。
金属一種以上との二層以上よりなる複合層であるが、層
全体の厚みが接合面の最長幅の０．０４倍に満たないと
接合強度に乏しく、０．４倍を越えても効果の向上は期
待できないうえ、使用時の衝撃により緩衝層が変形する
可能性が高くなる。低膨張金属の熱膨張係数は接合すべ
きセラミツクスのそれの１．７倍以下であるのが望まし
い。本発明は、セラミツクス、上記緩衝層及び金属のす
べてを同時にろう付け接合したものである。
【０００９】
【作用】低膨張金属一種以上と低ヤング率金属一種以上
との二種以上の緩衝層が接合部の歪を緩和しその緩衝層
の厚みを上記範囲に限定してろう付け接合したことか
ら、接合強度の高いものとなる。
との二種以上の緩衝層が接合部の歪を緩和しその緩衝層
の厚みを上記範囲に限定してろう付け接合したことか
ら、接合強度の高いものとなる。
【００１０】
【実施例】表１に示すセラミツクス、表２または表３に
示す緩衝材、表４に示すろう材及びＪＩＳ規格ＳＵＳ６
３０の析出硬化型ステンレス鋼を準備し、これらを表５
または表６に示す組み合わせで図１に示すように配置し
た。
示す緩衝材、表４に示すろう材及びＪＩＳ規格ＳＵＳ６
３０の析出硬化型ステンレス鋼を準備し、これらを表５
または表６に示す組み合わせで図１に示すように配置し
た。
【００１１】図１中、１〜５は緩衝材、６〜１１はろう
材、１２はセラミツクス、１３は析出硬化型ステンレス
鋼を示し、いずれも直径１５ｍｍの円盤ないし円柱形状
である。
材、１２はセラミツクス、１３は析出硬化型ステンレス
鋼を示し、いずれも直径１５ｍｍの円盤ないし円柱形状
である。
【００１２】上記配置後、１０-6Ｔｏｒｒの真空中温度
９３０〜９８０℃で加熱することにより接合し、Ｉ−Ｚ
ＯＤ衝撃値を測定した結果を表５及び表６に併記する。
ここで、Ｉ−ＺＯＤ衝撃値は、図２に示す如く、析出硬
化型ステンレス鋼１３を固定し、セラミツクス１２の接
合面から１０〔ｍｍ〕の点Ｐを打点として行った。
９３０〜９８０℃で加熱することにより接合し、Ｉ−Ｚ
ＯＤ衝撃値を測定した結果を表５及び表６に併記する。
ここで、Ｉ−ＺＯＤ衝撃値は、図２に示す如く、析出硬
化型ステンレス鋼１３を固定し、セラミツクス１２の接
合面から１０〔ｍｍ〕の点Ｐを打点として行った。
【００１３】なお、表５及び表６中のセラミツクスの欄
において、ＳＮ１、ＳＮ２及びアルミナは、それぞれＳ
ｉ3Ｎ4焼結体(1)、Ｓｉ3Ｎ4焼結体(2)及びＡｌ2Ｏ3焼結
体を示す。また、緩衝層の欄において、Ｄ／Ｌは、接合
面の最長幅に対する厚みの比を示す。
において、ＳＮ１、ＳＮ２及びアルミナは、それぞれＳ
ｉ3Ｎ4焼結体(1)、Ｓｉ3Ｎ4焼結体(2)及びＡｌ2Ｏ3焼結
体を示す。また、緩衝層の欄において、Ｄ／Ｌは、接合
面の最長幅に対する厚みの比を示す。
【００１４】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】 表５及び表６からわかるように本発明接合構造３〜１
１，１３，１４及び２１〜２６は、いずれも衝撃値が９
〔ｋｇ・ｃｍ〕以上となったが、本発明範囲外の接合構
造１，２，１２，１５，１６，１９及び２０は衝撃値が
９〔ｋｇ・ｃｍ〕未満と低く、また同じく範囲外の接合
構造１７及び１８は衝撃値測定時に緩衝材が変形してし
まった。
１，１３，１４及び２１〜２６は、いずれも衝撃値が９
〔ｋｇ・ｃｍ〕以上となったが、本発明範囲外の接合構
造１，２，１２，１５，１６，１９及び２０は衝撃値が
９〔ｋｇ・ｃｍ〕未満と低く、また同じく範囲外の接合
構造１７及び１８は衝撃値測定時に緩衝材が変形してし
まった。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、極めて接合強度の高い
接合構造となり、内燃機関の吸排気弁等、各種エンジン
部品に適用可能となる。
接合構造となり、内燃機関の吸排気弁等、各種エンジン
部品に適用可能となる。
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係るセラミツクスと金属と
の接合構造の模式図である。
の接合構造の模式図である。
【図２】Ｉ−ＺＯＤ衝撃値測定方法を説明するための側
面図である。
面図である。
１〜５・・・緩衝層、６〜１１・・・ろう材、１２・・
・セラミツクス、１３・・・析出硬化型ステンレス鋼
・セラミツクス、１３・・・析出硬化型ステンレス鋼
Claims (1)
- 【請求項１】セラミツクスと金属との間に低膨張金属一
種以上及び低ヤング率金属一種以上を緩衝層として介在
させてろう付け接合するものにおいて、緩衝層が接合面
の最長幅の０．０４〜０．４倍の厚みを有し、前記低ヤ
ング率金属を少なくとも２層以上とし、前記低膨張金属
の熱膨張係数が接合すべきセラミツクスのそれの１．７
倍以下であることを特徴とするセラミツクスと金属との
接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14012492A JPH05148054A (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14012492A JPH05148054A (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24737984A Division JPS61127674A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148054A true JPH05148054A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=15261461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14012492A Pending JPH05148054A (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05148054A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127674A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミツクスと金属との接合構造 |
-
1992
- 1992-05-01 JP JP14012492A patent/JPH05148054A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127674A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミツクスと金属との接合構造 |
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