JPH0517247A - セラミツクと金属部材との接合方法 - Google Patents
セラミツクと金属部材との接合方法Info
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- JPH0517247A JPH0517247A JP18921791A JP18921791A JPH0517247A JP H0517247 A JPH0517247 A JP H0517247A JP 18921791 A JP18921791 A JP 18921791A JP 18921791 A JP18921791 A JP 18921791A JP H0517247 A JPH0517247 A JP H0517247A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックと金属部材とを確実に接合するこ
とができる接合方法を提供すること。 【構成】 セラミック４と接合される金属部材５の表面
に予め接合材６を接着しておき、この接合材６の表面と
セラミック４との間で加圧接合を行う。接合は接合材６
の固相線未満の温度で行われる。
とができる接合方法を提供すること。 【構成】 セラミック４と接合される金属部材５の表面
に予め接合材６を接着しておき、この接合材６の表面と
セラミック４との間で加圧接合を行う。接合は接合材６
の固相線未満の温度で行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばナトリウム−硫
黄電池におけるアルミナ製の絶縁部材と、アルミニウム
製の金属部材との接合等に利用されるセラミックと金属
部材との接合方法に関するものである。
黄電池におけるアルミナ製の絶縁部材と、アルミニウム
製の金属部材との接合等に利用されるセラミックと金属
部材との接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のようなセラミックと金属部材との
接合方法としては、ブレージングシートと呼ばれる積層
された接合材を用いる方法が知られている（特公平2-49
267 号公報参照）。この方法は図３に示すように、Alま
たはAl合金からなる芯板１の両側をAl-Si 合金の表皮材
２でサンドイッチ状に挟んだ接合材３を用い、これをセ
ラミック（アルミナ）４と金属部材（アルミニウム合
金）５との間に挿入し、Al-Si 合金からなる表皮材２の
固相線以上の温度に加熱しつつ加圧して溶着させる方法
である。
接合方法としては、ブレージングシートと呼ばれる積層
された接合材を用いる方法が知られている（特公平2-49
267 号公報参照）。この方法は図３に示すように、Alま
たはAl合金からなる芯板１の両側をAl-Si 合金の表皮材
２でサンドイッチ状に挟んだ接合材３を用い、これをセ
ラミック（アルミナ）４と金属部材（アルミニウム合
金）５との間に挿入し、Al-Si 合金からなる表皮材２の
固相線以上の温度に加熱しつつ加圧して溶着させる方法
である。
【０００３】ところがこの方法においては、接合時に表
皮材２が溶融するので接合部の寸法精度が出しにくいう
え、接合材３と金属部材５との間の接合は比較的確実に
行われるものの、接合材３とセラミック４との接合が不
十分となり、例えば溶融ナトリウムの浸食テストを行う
と接合材３とセラミック４との接合界面に深くナトリウ
ムイオンが侵入するという問題があった。
皮材２が溶融するので接合部の寸法精度が出しにくいう
え、接合材３と金属部材５との間の接合は比較的確実に
行われるものの、接合材３とセラミック４との接合が不
十分となり、例えば溶融ナトリウムの浸食テストを行う
と接合材３とセラミック４との接合界面に深くナトリウ
ムイオンが侵入するという問題があった。
【０００４】そこで本発明者は接合時の温度を表皮材２
の固相線未満として加圧接合することによって上記の欠
点を解決しようとする実験を繰り返したが、この場合に
は接合材３と金属部材５との間の冶金的接合が不十分と
なり、溶融ナトリウムによる浸食を受け易くなるという
別の問題を生じた。このような溶融ナトリウムの浸食テ
ストの結果は一般的に図４のようになり、接合温度を接
合材３の固相線より高くすると接合材３とセラミック４
との接合界面におけるナトリウムイオンの侵入距離が大
となり、逆に接合温度を接合材３の固相線より低くする
と接合材３と金属部材５との接合界面におけるナトリウ
ムイオンの侵入距離が大となることが判明した。
の固相線未満として加圧接合することによって上記の欠
点を解決しようとする実験を繰り返したが、この場合に
は接合材３と金属部材５との間の冶金的接合が不十分と
なり、溶融ナトリウムによる浸食を受け易くなるという
別の問題を生じた。このような溶融ナトリウムの浸食テ
ストの結果は一般的に図４のようになり、接合温度を接
合材３の固相線より高くすると接合材３とセラミック４
との接合界面におけるナトリウムイオンの侵入距離が大
となり、逆に接合温度を接合材３の固相線より低くする
と接合材３と金属部材５との接合界面におけるナトリウ
ムイオンの侵入距離が大となることが判明した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解消し、セラミックと金属部材とを確実に接
合することができるセラミックと金属部材との接合方法
を提供するために完成されたものである。
の問題点を解消し、セラミックと金属部材とを確実に接
合することができるセラミックと金属部材との接合方法
を提供するために完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、セラミックと接合される金属部
材の表面に予め接合材を接着しておき、この接合材の表
面でセラミックとの接合を行うことを特徴とするもので
ある。またこのときの接合を、接合材の固相線未満の温
度において行うことが好ましい。
めになされた本発明は、セラミックと接合される金属部
材の表面に予め接合材を接着しておき、この接合材の表
面でセラミックとの接合を行うことを特徴とするもので
ある。またこのときの接合を、接合材の固相線未満の温
度において行うことが好ましい。
【０００７】図１に示すように、本発明ではアルミニウ
ムのような金属部材５の表面に予め接合材６を圧延等の
方法により接着しておく。金属部材５がAlまたはAl合金
である場合には、接合性を考慮して接合材６としてはMg
を含有するAl合金が用いられる。またより詳細には、接
合材６としてAl-Si-Mg系合金またはAl-Mg 系合金を用い
ることが好ましい。このような接合材６は金属部材５の
表面に熱間圧延及び冷間圧延によって冶金的に確実に接
着することができる。なお図２に示すように、接合材６
の金属部材５側に純粋なAl７を配置しておくこともでき
る。
ムのような金属部材５の表面に予め接合材６を圧延等の
方法により接着しておく。金属部材５がAlまたはAl合金
である場合には、接合性を考慮して接合材６としてはMg
を含有するAl合金が用いられる。またより詳細には、接
合材６としてAl-Si-Mg系合金またはAl-Mg 系合金を用い
ることが好ましい。このような接合材６は金属部材５の
表面に熱間圧延及び冷間圧延によって冶金的に確実に接
着することができる。なお図２に示すように、接合材６
の金属部材５側に純粋なAl７を配置しておくこともでき
る。
【０００８】次にこの接合材６とセラミック４との間で
接合を行わせる。接合は接合材６の固相線〜固相線−10
℃程度の温度において加圧接合する方法で行われる。加
圧力は例えば６Kg/mm2である。このような条件で接合を
行うことにより、図４に示すように接合材６とセラミッ
ク４との間はナトリウムイオンの侵入の少ない、完全な
状態で接合されることとなる。
接合を行わせる。接合は接合材６の固相線〜固相線−10
℃程度の温度において加圧接合する方法で行われる。加
圧力は例えば６Kg/mm2である。このような条件で接合を
行うことにより、図４に示すように接合材６とセラミッ
ク４との間はナトリウムイオンの侵入の少ない、完全な
状態で接合されることとなる。
【０００９】このように、本発明では金属部材５と接合
材６との接合は圧延等の方法により冶金的に確実に行わ
れ、また接合材６とセラミック４との間の接合もナトリ
ウムイオンの侵入の少ない、完全な状態で行われる。従
って本発明の接合方法によれば、金属部材５とセラミッ
ク４との接合部のナトリウムに対する耐久性を向上させ
ることができる。また本発明の接合方法によれば、従来
のように接合部分にブレージングシートのような接合材
を挟む必要がなく、部品点数の削減によるコストダウン
を図ることができるうえ、寸法精度の点でも優れたもの
となる。次に本発明の実施例を示す。
材６との接合は圧延等の方法により冶金的に確実に行わ
れ、また接合材６とセラミック４との間の接合もナトリ
ウムイオンの侵入の少ない、完全な状態で行われる。従
って本発明の接合方法によれば、金属部材５とセラミッ
ク４との接合部のナトリウムに対する耐久性を向上させ
ることができる。また本発明の接合方法によれば、従来
のように接合部分にブレージングシートのような接合材
を挟む必要がなく、部品点数の削減によるコストダウン
を図ることができるうえ、寸法精度の点でも優れたもの
となる。次に本発明の実施例を示す。
【００１０】
実施例１
Al-Mn 系合金(A3003) からなる金属部材の表面に、Al-S
i-Mg系合金 (Al-10Si-1.5Mg)からなる接合材を圧延によ
り予め接着した。これをアルミナの表面に密着させ、真
空中で555 ℃に加熱しつつ６Kg/mm2の圧力で接合した。
この接合試験片を430 ℃の溶融ナトリウム中に6000時間
浸漬したうえ、10個ずつ引張試験機にセットして剥離試
験を行った。この結果、接合材と金属部材との間及び接
合材とアルミナとの間における剥離数はいずれもゼロで
あり、金属部材自体の破壊により剥離試験が終了した。 比較例１ これに対して、実施例１と同一の金属部材とアルミナと
を従来の３層のブレージングシートを用いて同一条件で
接合し、同一条件で試験したところ、10個中の１個に接
合材と金属部材との間における部分的な剥離が生じた。
i-Mg系合金 (Al-10Si-1.5Mg)からなる接合材を圧延によ
り予め接着した。これをアルミナの表面に密着させ、真
空中で555 ℃に加熱しつつ６Kg/mm2の圧力で接合した。
この接合試験片を430 ℃の溶融ナトリウム中に6000時間
浸漬したうえ、10個ずつ引張試験機にセットして剥離試
験を行った。この結果、接合材と金属部材との間及び接
合材とアルミナとの間における剥離数はいずれもゼロで
あり、金属部材自体の破壊により剥離試験が終了した。 比較例１ これに対して、実施例１と同一の金属部材とアルミナと
を従来の３層のブレージングシートを用いて同一条件で
接合し、同一条件で試験したところ、10個中の１個に接
合材と金属部材との間における部分的な剥離が生じた。
【００１１】実施例２
Al-Mn 系合金(A3003) からなる金属部材の表面に、図２
に示したように純粋なAlとAl-Si-Mg系合金 (Al-10Si-1.
5Mg)とを積層した接合材を純Alを金属部材側として圧延
により予め接着しておき、これをアルミナの表面に対し
て密着させ、真空中で555 ℃×６Kg/mm2の加圧接合を行
った。この接合試験片を実施例１と同様に430 ℃の溶融
ナトリウム中に6000時間浸漬したうえで10個ずつ引張試
験機で剥離試験を行ったところ、接合材と金属部材との
間及び接合材とアルミナとの間における剥離数はいずれ
もゼロであった。 比較例２ これに対して上記と同一の金属部材とアルミナとを単層
のAl-Si-Mg系合金からなる接合材を用いて実施例２と同
一条件で接合し、同一条件で試験したところ、10個中の
２個に接合材と金属部材との間における部分的な剥離が
生じた。
に示したように純粋なAlとAl-Si-Mg系合金 (Al-10Si-1.
5Mg)とを積層した接合材を純Alを金属部材側として圧延
により予め接着しておき、これをアルミナの表面に対し
て密着させ、真空中で555 ℃×６Kg/mm2の加圧接合を行
った。この接合試験片を実施例１と同様に430 ℃の溶融
ナトリウム中に6000時間浸漬したうえで10個ずつ引張試
験機で剥離試験を行ったところ、接合材と金属部材との
間及び接合材とアルミナとの間における剥離数はいずれ
もゼロであった。 比較例２ これに対して上記と同一の金属部材とアルミナとを単層
のAl-Si-Mg系合金からなる接合材を用いて実施例２と同
一条件で接合し、同一条件で試験したところ、10個中の
２個に接合材と金属部材との間における部分的な剥離が
生じた。
【００１２】実施例３
Al-Mn 系合金(A3003) からなる金属部材の表面に、Al-S
i-Mg系合金 (Al-10Si-1.5Mg)からなる接合材を圧延によ
り予め接着し、これを窒化珪素の表面に密着させ、真空
中で555 ℃に加熱しつつ６Kg/mm2の圧力で接合した。こ
の接合試験片について実施例１、２と同様の剥離試験を
行ったところ、接合材と金属部材との間及び接合材とア
ルミナとの間における剥離数はいずれもゼロであった。 比較例３ これに対して上記と同一の金属部材とアルミナとを３層
のブレージングシートを用いて同一条件で接合し、同一
条件で試験したところ、10個中の３個に接合材と金属部
材との間における部分的な剥離が生じた。
i-Mg系合金 (Al-10Si-1.5Mg)からなる接合材を圧延によ
り予め接着し、これを窒化珪素の表面に密着させ、真空
中で555 ℃に加熱しつつ６Kg/mm2の圧力で接合した。こ
の接合試験片について実施例１、２と同様の剥離試験を
行ったところ、接合材と金属部材との間及び接合材とア
ルミナとの間における剥離数はいずれもゼロであった。 比較例３ これに対して上記と同一の金属部材とアルミナとを３層
のブレージングシートを用いて同一条件で接合し、同一
条件で試験したところ、10個中の３個に接合材と金属部
材との間における部分的な剥離が生じた。
【００１３】
【発明の効果】以上の実施例のデータからも明らかなよ
うに、本発明の接合方法によればセラミックと金属部材
とを確実に接合することができ、溶融ナトリウムに対す
る耐久性に優れた接合を行わせることができるので、特
にナトリウム−硫黄電池におけるアルミナ製の絶縁部材
とアルミニウム製の金属部材との接合に好適なものであ
る。よって本発明は従来の問題点を解消したセラミック
と金属部材との接合方法として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大きいものである。
うに、本発明の接合方法によればセラミックと金属部材
とを確実に接合することができ、溶融ナトリウムに対す
る耐久性に優れた接合を行わせることができるので、特
にナトリウム−硫黄電池におけるアルミナ製の絶縁部材
とアルミニウム製の金属部材との接合に好適なものであ
る。よって本発明は従来の問題点を解消したセラミック
と金属部材との接合方法として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大きいものである。
【図１】本発明の接合方法を説明する断面図である。
【図２】本発明の接合方法を説明する断面図である。
【図３】従来の接合方法を説明する断面図である。
【図４】接合時の温度と接合部のNa浸食距離との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
４ セラミック
５ 金属部材
６ 接合材
Claims (6)
- 【請求項１】 セラミックと接合される金属部材の表面
に予め接合材を接着しておき、この接合材の表面でセラ
ミックとの接合を行うことを特徴とするセラミックと金
属部材との接合方法。 - 【請求項２】 接合材がMgを含有するAl合金、セラミッ
クがアルミナ、金属部材がAl合金である請求項１記載の
セラミックと金属部材との接合方法。 - 【請求項３】 接合材として用いられるMgを含有するAl
合金が、Al-Si-Mg系合金またはAl-Mg 系合金である請求
項２記載のセラミックと金属部材との接合方法。 - 【請求項４】 接合材がその金属部材側にAlを配置した
ものである請求項１記載のセラミックと金属部材との接
合方法。 - 【請求項５】 金属部材と接合材との接合を圧延により
行う請求項１記載のセラミックと金属部材との接合方
法。 - 【請求項６】 セラミックとの接合を、接合材の固相線
未満の温度に昇温された状態における加圧によって行う
請求項１記載のセラミックと金属部材との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189217A JP2567160B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | ナトリウム−硫黄電池のアルミナ製の絶縁部材と金属部材との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189217A JP2567160B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | ナトリウム−硫黄電池のアルミナ製の絶縁部材と金属部材との接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517247A true JPH0517247A (ja) | 1993-01-26 |
| JP2567160B2 JP2567160B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=16237526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189217A Expired - Fee Related JP2567160B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | ナトリウム−硫黄電池のアルミナ製の絶縁部材と金属部材との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567160B2 (ja) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125673A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-26 | 新明和工業株式会社 | 拡散接合方法 |
| JPS58135180A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-11 | 新明和工業株式会社 | 拡散接合方法 |
| JPS58135783A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-12 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 拡散接合方法 |
| JPS58217683A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-17 | Showa Denko Kk | 電解槽 |
| JPS58217682A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-17 | アライド・コ−ポレ−シヨン | 使用済みレーヨン紡糸浴から誘導されるアルカリ金属硫酸塩有価物を変換するための電気透析水スプリット法 |
| JPS6434600A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-06 | Shinko Electric Ind Co | Manufacture of metal cap with brazing filler metal frame |
| JPH0249267A (ja) * | 1988-08-10 | 1990-02-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 音声信号の早聞再生方法 |
| JPH0362670A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-18 | Canon Inc | 画像通信装置 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP3189217A patent/JP2567160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125673A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-26 | 新明和工業株式会社 | 拡散接合方法 |
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| JPS58217682A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-17 | アライド・コ−ポレ−シヨン | 使用済みレーヨン紡糸浴から誘導されるアルカリ金属硫酸塩有価物を変換するための電気透析水スプリット法 |
| JPS58217683A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-17 | Showa Denko Kk | 電解槽 |
| JPS6434600A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-06 | Shinko Electric Ind Co | Manufacture of metal cap with brazing filler metal frame |
| JPH0249267A (ja) * | 1988-08-10 | 1990-02-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 音声信号の早聞再生方法 |
| JPH0362670A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-18 | Canon Inc | 画像通信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2567160B2 (ja) | 1996-12-25 |
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