JPH06128049A - 酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法 - Google Patents
酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法Info
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- Laminated Bodies (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 「活性金属接合法」を用いて酸化物セラミッ
クス（アルミナ、ジルコニア等）と金属（コバ−ル、４
２アロイ等）との接合体を製造する方法を提供するこ
と。 【構成】 ＡｇとＣｕの共晶組成からなる層間に4〜9重
量％のＺｒ箔を介する三層構造のロウを用いて接合する
こと。 【効果】 ＡｇとＣｕに活性金属であるＺｒ箔を特定範
囲内で介在する三層構造のロウを使用することにより、
実用強度を満たす酸化物セラミックスと金属との接合体
が得られる。そして、本発明によりエンジン冷却用ラジ
エ−タ等の高温構造部品に使用できる接合体を提供する
ことができる。
クス（アルミナ、ジルコニア等）と金属（コバ−ル、４
２アロイ等）との接合体を製造する方法を提供するこ
と。 【構成】 ＡｇとＣｕの共晶組成からなる層間に4〜9重
量％のＺｒ箔を介する三層構造のロウを用いて接合する
こと。 【効果】 ＡｇとＣｕに活性金属であるＺｒ箔を特定範
囲内で介在する三層構造のロウを使用することにより、
実用強度を満たす酸化物セラミックスと金属との接合体
が得られる。そして、本発明によりエンジン冷却用ラジ
エ−タ等の高温構造部品に使用できる接合体を提供する
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物セラミックスと
金属との接合体の製造方法に関し、詳細には、活性金属
接合法を用いたアルミナやジルコニア等の酸化物セラミ
ックスとコバ−ルや４２アロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金と
の接合体の製造方法に関する。
金属との接合体の製造方法に関し、詳細には、活性金属
接合法を用いたアルミナやジルコニア等の酸化物セラミ
ックスとコバ−ルや４２アロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金と
の接合体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミナ、ジルコニアなどの酸化物セラ
ミックスとコバ−ル、４２アロイなどのＦｅ−Ｎｉ系合
金とを接合する方法として、高融点金属法と呼ばれる方
法が従来より知られている。この従来法は、まず接合用
セラミックスにＭｏ−Ｍｎ又はＮｉ−Ｗからなる層を形
成し、その後該セラミックスと金属とをロウ付けする方
法であり、このロウ付けに使用されているロウは、Ａｇ
とＣｕやＮｉとＡｕ又はそれぞれの成分からなってい
る。
ミックスとコバ−ル、４２アロイなどのＦｅ−Ｎｉ系合
金とを接合する方法として、高融点金属法と呼ばれる方
法が従来より知られている。この従来法は、まず接合用
セラミックスにＭｏ−Ｍｎ又はＮｉ−Ｗからなる層を形
成し、その後該セラミックスと金属とをロウ付けする方
法であり、このロウ付けに使用されているロウは、Ａｇ
とＣｕやＮｉとＡｕ又はそれぞれの成分からなってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来法では製造工程が長く、製品の歩留まりが低下する上
に、さらに製造原価が高くなるという問題点を有してい
る。また、最近、従来より使用されているＡｇとＣｕの
共晶組成のロウの中にＴｉ等の活性金属を含むロウ（例
えば田中貴金属社製TKC−710：71ｗｔ％Ａｇ−27ｗｔ％
Ｃｕ−2ｗｔ％ Ｔｉ）が出現している。
来法では製造工程が長く、製品の歩留まりが低下する上
に、さらに製造原価が高くなるという問題点を有してい
る。また、最近、従来より使用されているＡｇとＣｕの
共晶組成のロウの中にＴｉ等の活性金属を含むロウ（例
えば田中貴金属社製TKC−710：71ｗｔ％Ａｇ−27ｗｔ％
Ｃｕ−2ｗｔ％ Ｔｉ）が出現している。
【０００４】しかしながら、上記活性金属を含むロウ
は、非酸化物セラミックスに対して良好なヌレ性を示す
が、酸化物セラミックスに対してはヌレにくく、接合構
造物に必要な強度が得られない欠点を有している。そこ
で、酸化物セラミックスに対するヌレ性が良好なロウで
あって、高強度が得られる接合体の出現が要望されてい
る。即ち、エンジン冷却用ラジエ−タのような高温構造
部品に使用し得る酸化物セラミックス（アルミナやジル
コニア等）とＦｅ−Ｎｉ系合金（例えばコバ−ルや４２
アロイ等）との接合体の接合技術が今日強く要望されて
いる。
は、非酸化物セラミックスに対して良好なヌレ性を示す
が、酸化物セラミックスに対してはヌレにくく、接合構
造物に必要な強度が得られない欠点を有している。そこ
で、酸化物セラミックスに対するヌレ性が良好なロウで
あって、高強度が得られる接合体の出現が要望されてい
る。即ち、エンジン冷却用ラジエ−タのような高温構造
部品に使用し得る酸化物セラミックス（アルミナやジル
コニア等）とＦｅ−Ｎｉ系合金（例えばコバ−ルや４２
アロイ等）との接合体の接合技術が今日強く要望されて
いる。
【０００５】本発明は、上記要望に沿う酸化物セラミッ
クスと金属との接合体の製造方法を提供することを目的
とする。特に本発明は、酸化物セラミックスに対するヌ
レ性が良好なロウを使用し、高接合強度の接合体を得る
酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法を提供
することを目的とし、具体的には、エンジン冷却用のラ
ジエ−タのような高温構造部品に使用できる酸化物セラ
ミックス（例えばアルミナ、ジルコニア等）と金属（例
えばコバ−ル、４２アロイ等）の接合体の製造方法を提
供することを目的とする。
クスと金属との接合体の製造方法を提供することを目的
とする。特に本発明は、酸化物セラミックスに対するヌ
レ性が良好なロウを使用し、高接合強度の接合体を得る
酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法を提供
することを目的とし、具体的には、エンジン冷却用のラ
ジエ−タのような高温構造部品に使用できる酸化物セラ
ミックス（例えばアルミナ、ジルコニア等）と金属（例
えばコバ−ル、４２アロイ等）の接合体の製造方法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、共晶組成のＡ
ｇ−Ｃｕの層間に活性金属であるＺｒ箔を特定範囲内で
介在する三層構造からなるロウを使用することを特徴と
し、これによって前記目的とする接合体を提供するもの
である。
ｇ−Ｃｕの層間に活性金属であるＺｒ箔を特定範囲内で
介在する三層構造からなるロウを使用することを特徴と
し、これによって前記目的とする接合体を提供するもの
である。
【０００７】即ち、本発明は、「接合用セラミックスと
金属とをＡｇとＣｕの共晶組成からなる層間に4〜9重量
％のＺｒ箔を介する三層構造からなるロウを用いて接合
することを特徴とする酸化物セラミックスと金属との接
合体の製造方法。」を要旨とする。
金属とをＡｇとＣｕの共晶組成からなる層間に4〜9重量
％のＺｒ箔を介する三層構造からなるロウを用いて接合
することを特徴とする酸化物セラミックスと金属との接
合体の製造方法。」を要旨とする。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明すると、本発明
者等は、アルミナやジルコニア等の酸化物セラミックス
とコバ−ルや42アロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金とを接合す
るため、具体的には72ｗｔ％Ａｇ−28ｗｔ％Ｃｕ（JIS
BAg−8）からなるロウの中間に全体として4〜9ｗｔ％に
なるように調整した活性金属であるＺｒ箔を挿入し、こ
の三層構造からなるロウを用いて接合すれば、高い接合
強度が得られることを見出し、本発明を完成したもので
ある。
者等は、アルミナやジルコニア等の酸化物セラミックス
とコバ−ルや42アロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金とを接合す
るため、具体的には72ｗｔ％Ａｇ−28ｗｔ％Ｃｕ（JIS
BAg−8）からなるロウの中間に全体として4〜9ｗｔ％に
なるように調整した活性金属であるＺｒ箔を挿入し、こ
の三層構造からなるロウを用いて接合すれば、高い接合
強度が得られることを見出し、本発明を完成したもので
ある。
【０００９】
【作用】アルミナやジルコニアなどの酸化物セラミック
スとコバ−ルや42アロイなどのＦｅ−Ｎｉ系合金を市販
の活性金属ロウ（71ｗｔ％Ａｇ−27ｗｔ％Ｃｕ−2ｗｔ
％Ｔｉ）で接合すると、活性金属であるＴｉ成分が少な
いためコバ−ルや42アロイにロウ成分が流れてしまい、
接合することができない。そこで、本発明では、ロウに
活性金属であるＺｒを中間層として挿入し、三層構造と
することにより、このＺｒ成分がコバ−ルや42アロイ等
のＦｅ−Ｎｉ系合金にロウが流れ取られてしまうのを防
止するようにしたものであり、その結果、活性金属であ
るＺｒ成分を酸化物セラミックスに十分ヌレさせ、強固
な接合体を得ることができるものである。
スとコバ−ルや42アロイなどのＦｅ−Ｎｉ系合金を市販
の活性金属ロウ（71ｗｔ％Ａｇ−27ｗｔ％Ｃｕ−2ｗｔ
％Ｔｉ）で接合すると、活性金属であるＴｉ成分が少な
いためコバ−ルや42アロイにロウ成分が流れてしまい、
接合することができない。そこで、本発明では、ロウに
活性金属であるＺｒを中間層として挿入し、三層構造と
することにより、このＺｒ成分がコバ−ルや42アロイ等
のＦｅ−Ｎｉ系合金にロウが流れ取られてしまうのを防
止するようにしたものであり、その結果、活性金属であ
るＺｒ成分を酸化物セラミックスに十分ヌレさせ、強固
な接合体を得ることができるものである。
【００１０】本発明において、活性金属であるＺｒ量が
4ｗｔ％未満の場合には、その効果が現れず、所望の接
合強度のものを得ることができず（後記表１中のNo.1、
6、11、16参照）、一方、9ｗｔ％を越える場合、この多
量のＺｒのためにロウが脆くなり、同じく接合強度が低
下するので好ましくない（後記表１中のNo.4、9、14、1
9参照）。従って、本発明では、4〜9ｗｔ％のＺｒ量が
好ましく、より好ましくは5〜8ｗｔ％である。
4ｗｔ％未満の場合には、その効果が現れず、所望の接
合強度のものを得ることができず（後記表１中のNo.1、
6、11、16参照）、一方、9ｗｔ％を越える場合、この多
量のＺｒのためにロウが脆くなり、同じく接合強度が低
下するので好ましくない（後記表１中のNo.4、9、14、1
9参照）。従って、本発明では、4〜9ｗｔ％のＺｒ量が
好ましく、より好ましくは5〜8ｗｔ％である。
【００１１】また、本発明において、ロウの組成が同じ
であっても、三層構造でなく合金にしたものでは、接合
強度が低下するので好ましくない（後記表１中のNo.5、
10、15、20参照）。従って、本発明では、活性金属であ
るＺｒ成分をＺｒ箔としてＡｇとＣｕの共晶組成からな
る層間に介在させる三層構造のロウを用いることによっ
て、初めて所望の作用効果が生じるものである。
であっても、三層構造でなく合金にしたものでは、接合
強度が低下するので好ましくない（後記表１中のNo.5、
10、15、20参照）。従って、本発明では、活性金属であ
るＺｒ成分をＺｒ箔としてＡｇとＣｕの共晶組成からな
る層間に介在させる三層構造のロウを用いることによっ
て、初めて所望の作用効果が生じるものである。
【００１２】本発明において、ＡｇとＣｕの配合量は、
特に限定するものではないが、前記した市販品と同様、
72ｗｔ％程度のＡｇと28ｗｔ％程度のＣｕからなるもの
が好ましい。また、接合用酸化物セラミックス及び金属
としては、同じく限定するものではないが、エンジン冷
却用ラジエ−タ等の高温構造品に対する用途を意図し
て、アルミナやジルコニア等及びコバ−ルや42アロイ等
のＦｅ−Ｎｉ系合金を使用するのが好ましい。
特に限定するものではないが、前記した市販品と同様、
72ｗｔ％程度のＡｇと28ｗｔ％程度のＣｕからなるもの
が好ましい。また、接合用酸化物セラミックス及び金属
としては、同じく限定するものではないが、エンジン冷
却用ラジエ−タ等の高温構造品に対する用途を意図し
て、アルミナやジルコニア等及びコバ−ルや42アロイ等
のＦｅ−Ｎｉ系合金を使用するのが好ましい。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。
本発明をより詳細に説明する。
【００１４】接合用セラミックスとして、3×4×20ｍｍ
のアルミナ又はジルコニア（いずれも日本セラテックス
社製）を用い、また、接合用金属として、3×4×20ｍｍ
のコバ−ル又は４２アロイ（いずれも住友特殊金属社
製）を使用した。この両者を3×4ｍｍの幅で100μｍの
厚みを持つBAg−8ロウ（72ｗｔ％Ａｇ−28ｗｔ％Ｃｕ）
の間に5〜8ｗｔ％になるように厚みを調整したＺｒ箔を
挟んだ三層構造のロウで接合した。
のアルミナ又はジルコニア（いずれも日本セラテックス
社製）を用い、また、接合用金属として、3×4×20ｍｍ
のコバ−ル又は４２アロイ（いずれも住友特殊金属社
製）を使用した。この両者を3×4ｍｍの幅で100μｍの
厚みを持つBAg−8ロウ（72ｗｔ％Ａｇ−28ｗｔ％Ｃｕ）
の間に5〜8ｗｔ％になるように厚みを調整したＺｒ箔を
挟んだ三層構造のロウで接合した。
【００１５】その接合は、真空中（10-5Torr以下）で85
0℃、15分間加熱し、3×4×40ｍｍの接合体を得た。冷
却後、該接合体の接合強度を室温（22℃）でJIS R 1601
に基づく４点曲げ試験法で求めた。表１に各条件に調整
されたロウを用いて接合した接合体の接合強度を示す。
0℃、15分間加熱し、3×4×40ｍｍの接合体を得た。冷
却後、該接合体の接合強度を室温（22℃）でJIS R 1601
に基づく４点曲げ試験法で求めた。表１に各条件に調整
されたロウを用いて接合した接合体の接合強度を示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１の結果より、本発明に規定する4〜9ｗ
ｔ％の範囲内に調整した活性金属であるＺｒ箔を介在さ
せた三層構造のロウを用いて接合したアルミナ、ジルコ
ニアのセラミックスとコバ−ル、４２アロイの金属の接
合体は、その接合強度が73〜86MPaと高いことが確認さ
れた。これに対して、本発明の規定範囲外では接合強度
が低く、さらに規定範囲内であっても、ロウの構造が合
金としたものでは、同じく接合強度が低いことが理解で
きる。
ｔ％の範囲内に調整した活性金属であるＺｒ箔を介在さ
せた三層構造のロウを用いて接合したアルミナ、ジルコ
ニアのセラミックスとコバ−ル、４２アロイの金属の接
合体は、その接合強度が73〜86MPaと高いことが確認さ
れた。これに対して、本発明の規定範囲外では接合強度
が低く、さらに規定範囲内であっても、ロウの構造が合
金としたものでは、同じく接合強度が低いことが理解で
きる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、Ａｇと
Ｃｕに活性金属であるＺｒ箔を特定範囲内で介在する三
層構造のロウを使用することにより、実用強度を満たす
酸化物セラミックスと金属との接合体が得られる効果が
生じる。そして、本発明によりエンジン冷却用ラジエ−
タ等の高温構造部品に使用できる接合体を提供すること
ができる。
Ｃｕに活性金属であるＺｒ箔を特定範囲内で介在する三
層構造のロウを使用することにより、実用強度を満たす
酸化物セラミックスと金属との接合体が得られる効果が
生じる。そして、本発明によりエンジン冷却用ラジエ−
タ等の高温構造部品に使用できる接合体を提供すること
ができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 接合用セラミックスと金属とをＡｇとＣ
ｕの共晶組成からなる層間に4〜9重量％のＺｒ箔を介す
る三層構造からなるロウを用いて接合することを特徴と
する酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法。 - 【請求項２】 接合用セラミックスがアルミナ、ジルコ
ニアなどの酸化物セラミックスであることを特徴とする
請求項１に記載の酸化物セラミックスと金属との接合体
の製造方法。 - 【請求項３】 接合用金属がコバ−ル、４２アロイなど
のＦｅ−Ｎｉ系合金であることを特徴とする請求項１に
記載の酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30302292A JPH06128049A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30302292A JPH06128049A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128049A true JPH06128049A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17915996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30302292A Pending JPH06128049A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 酸化物セラミックスと金属との接合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128049A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113909608A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-01-11 | 浙江亚通焊材有限公司 | 一种钎焊连接AlN陶瓷与Cu的方法 |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP30302292A patent/JPH06128049A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113909608A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-01-11 | 浙江亚通焊材有限公司 | 一种钎焊连接AlN陶瓷与Cu的方法 |
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