JPH0772336B2 - 金属層を有するセラミックス基体およびその製造方法 - Google Patents
金属層を有するセラミックス基体およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属層を有するセラミックス基体とその製造方
法およびその製造方法に関し、詳しくはアルミナを含む
セラミックスとモリブデン等の金属間において接合のた
めに高温処理を必要とせず、かつ接合強度に優れた金属
層を有するセラミックス基体およびその製造方法に関す
る。
法およびその製造方法に関し、詳しくはアルミナを含む
セラミックスとモリブデン等の金属間において接合のた
めに高温処理を必要とせず、かつ接合強度に優れた金属
層を有するセラミックス基体およびその製造方法に関す
る。
［従来の技術］ 従来よりセラミックスと金属との接合する方法のなか
で、比較的高い接合強度の得られる方法としてテレフン
ケン法が知られている。この方法は、通常モリブデンと
マンガンを粉末に有機バインダーを加えて混合して得ら
れるペーストをアルミナ等のセラミックス上に塗布し、
加湿水素または加湿フォーミングガス中で1300〜1700℃
で熱処理し、セラミックス上に金属層を形成する方法で
ある。
で、比較的高い接合強度の得られる方法としてテレフン
ケン法が知られている。この方法は、通常モリブデンと
マンガンを粉末に有機バインダーを加えて混合して得ら
れるペーストをアルミナ等のセラミックス上に塗布し、
加湿水素または加湿フォーミングガス中で1300〜1700℃
で熱処理し、セラミックス上に金属層を形成する方法で
ある。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記したテレフンケン法では、充分な接合
力を得るために、高温での熱処理が不可欠である。その
ため周辺材料に対する悪影響は避けがたく、さらにプロ
セス上も不都合を生じることが多い。
力を得るために、高温での熱処理が不可欠である。その
ため周辺材料に対する悪影響は避けがたく、さらにプロ
セス上も不都合を生じることが多い。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、接合時
に高温での熱処理を施す必要がなく、かつ接合力に優れ
ている金属層を有するセラミックス基体およびその製造
方法を提供するものである。
に高温での熱処理を施す必要がなく、かつ接合力に優れ
ている金属層を有するセラミックス基体およびその製造
方法を提供するものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、以下に示す発想に基づいてなされたものであ
る。
る。
（１）アルミナとモリブデンとの接合強度は、モリブデ
ン層の強度により制限される。テレフンケン法では、粉
末状のモリブデンを用いるために、アルミナとモリブデ
ンとの接合層は通常10〜20μｍの厚さとなり、かつその
構造は多孔質である。したがって本発明では、まずこの
モリブデン層をち密でかつ薄くすることによりかかる欠
点を克服せんとした。
ン層の強度により制限される。テレフンケン法では、粉
末状のモリブデンを用いるために、アルミナとモリブデ
ンとの接合層は通常10〜20μｍの厚さとなり、かつその
構造は多孔質である。したがって本発明では、まずこの
モリブデン層をち密でかつ薄くすることによりかかる欠
点を克服せんとした。
（２）アルミナとモリブデン層との結合は、アルミナと
モリブデンとの界面での反応性が律速段階であり、これ
らは高温の熱処理を要する。そこで本発明では、モリブ
デンに比べアルミナとの反応性に富みかつアルミニウム
との間で三元複合酸化物を形成しやすい材料を添加する
ことで低温での反応を促進させる方法を案出した。
モリブデンとの界面での反応性が律速段階であり、これ
らは高温の熱処理を要する。そこで本発明では、モリブ
デンに比べアルミナとの反応性に富みかつアルミニウム
との間で三元複合酸化物を形成しやすい材料を添加する
ことで低温での反応を促進させる方法を案出した。
すなわち第１の発明である金属層を有するセラミックス
基体は、アルミナまたはアルミナを含むセラミックスか
らなるセラミックス基体と、該セラミックス基体上に形
成された少なくともモリブデンを含む金属層とからなる
ものであって、前記セラミックス基体および金属層は、
チタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１種または
２種以上とアルミニウムとの酸化物で形成された結合層
を介して接合されていることを特徴とする。
基体は、アルミナまたはアルミナを含むセラミックスか
らなるセラミックス基体と、該セラミックス基体上に形
成された少なくともモリブデンを含む金属層とからなる
ものであって、前記セラミックス基体および金属層は、
チタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１種または
２種以上とアルミニウムとの酸化物で形成された結合層
を介して接合されていることを特徴とする。
基体を構成するセラミックスは、アルミナだけでもまた
窒化珪素等他のセラミックスを必要に応じて混合したも
のを用いてもよい。
窒化珪素等他のセラミックスを必要に応じて混合したも
のを用いてもよい。
金属層は少なくともモリブデンを含んでいるもので、他
の金属であるチタン、ジルコニウムおよびニオブのうち
の１種または２種以上とモリブデンとの合金として構成
してもよい。金属層の厚さは0.1〜20μｍであることが
望ましい。下限を0.1μｍとしたのは、それ以下の時に
は層を均一に形成することが困難で層が不連続となるこ
とがあり、その後のろう付け作業時等にろう材料が直接
結合層との間で反応を起こして密着性を低下させること
があるという理由による。また上限を20μｍとしたの
は、それ以上の厚さとなると内部応力の影響をうけて層
が剥離する可能性があるからである。
の金属であるチタン、ジルコニウムおよびニオブのうち
の１種または２種以上とモリブデンとの合金として構成
してもよい。金属層の厚さは0.1〜20μｍであることが
望ましい。下限を0.1μｍとしたのは、それ以下の時に
は層を均一に形成することが困難で層が不連続となるこ
とがあり、その後のろう付け作業時等にろう材料が直接
結合層との間で反応を起こして密着性を低下させること
があるという理由による。また上限を20μｍとしたの
は、それ以上の厚さとなると内部応力の影響をうけて層
が剥離する可能性があるからである。
本発明の金属層を有するセラミックス基体の最大の特徴
は、セラミックス基体と金属層との間に結合層を設けた
ことにある。結合層は、チタン、ジルコニウムおよびニ
オブのうちの１種または２種以上とアルミニウムとから
なる酸化物で形成されている。結合層の厚さは、0.005
〜0.5μｍであることが望ましい。下限を0.005μｍ以下
としたのは、それ以下では層が不均一となりピンホール
等の欠陥を生じてしまうという理由による。また上限を
0.5μｍとしたのは、それ以上になると層自身が内部応
力等の影響を受けて剥離する場合があるからである。
は、セラミックス基体と金属層との間に結合層を設けた
ことにある。結合層は、チタン、ジルコニウムおよびニ
オブのうちの１種または２種以上とアルミニウムとから
なる酸化物で形成されている。結合層の厚さは、0.005
〜0.5μｍであることが望ましい。下限を0.005μｍ以下
としたのは、それ以下では層が不均一となりピンホール
等の欠陥を生じてしまうという理由による。また上限を
0.5μｍとしたのは、それ以上になると層自身が内部応
力等の影響を受けて剥離する場合があるからである。
第２および第３の発明は、上記した金属層を有するセラ
ミックス基体の製造方法に関するものである。
ミックス基体の製造方法に関するものである。
第２の発明の金属層を有するセラミックス基体の製造方
法は、アルミナまたはアルミナを含むセラミックスから
なるセラミックス基体上にチタン、ジルコニウムおよび
ニオブのうちの１種または２種以上からなる中間層を形
成する中間層形成工程と、前記中間層上にモリブデンま
たはチタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１種ま
たは２種以上とモリブデンとの合金よりなる金属層を形
成する金属層形成工程と、前記中間層形成工程および金
属層形成工程により得られた積層体を熱処理し前記アル
ミナと前記中間層とを反応させてアルミニウムを含む酸
化物から形成された結合層を形成する結合層形成工程と
よりなることを特徴とする。
法は、アルミナまたはアルミナを含むセラミックスから
なるセラミックス基体上にチタン、ジルコニウムおよび
ニオブのうちの１種または２種以上からなる中間層を形
成する中間層形成工程と、前記中間層上にモリブデンま
たはチタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１種ま
たは２種以上とモリブデンとの合金よりなる金属層を形
成する金属層形成工程と、前記中間層形成工程および金
属層形成工程により得られた積層体を熱処理し前記アル
ミナと前記中間層とを反応させてアルミニウムを含む酸
化物から形成された結合層を形成する結合層形成工程と
よりなることを特徴とする。
前記第２の発明の製造方法は、中間層形成工程、金属層
形成工程、結合層形成工程の３つの工程により構成され
ている。
形成工程、結合層形成工程の３つの工程により構成され
ている。
中間層形成工程では、前述したアルミナを含むセラミッ
クス基体上にチタン、ジルコニウムおよびニオブのうち
の１種または２種以上からなる薄膜状の中間層を形成す
る。形成手段としては、真空蒸着、スパッタリング、イ
オンプレーティング等の物理的手段や湿式メッキ、プラ
ズマCVD、アルコキシド法等の化学的手段など一般に知
られている方法を利用することができる。
クス基体上にチタン、ジルコニウムおよびニオブのうち
の１種または２種以上からなる薄膜状の中間層を形成す
る。形成手段としては、真空蒸着、スパッタリング、イ
オンプレーティング等の物理的手段や湿式メッキ、プラ
ズマCVD、アルコキシド法等の化学的手段など一般に知
られている方法を利用することができる。
金属層形成工程では中間層上に金属層を形成する。金属
層は前述したようにモリブデンだけで構成することもで
きるが、チタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１
種または２種以上とモリブデンとの合金としてもよい。
形成手段としては、中間層の形成と同様で一般に知られ
ている物理的手段（PVD）や化学的手段（CVD）を利用す
ることができる。
層は前述したようにモリブデンだけで構成することもで
きるが、チタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１
種または２種以上とモリブデンとの合金としてもよい。
形成手段としては、中間層の形成と同様で一般に知られ
ている物理的手段（PVD）や化学的手段（CVD）を利用す
ることができる。
結合層形成工程では、セラミックス基体と中間層と金属
層よりなる積層体に熱処理を施し、セラミックス基体中
のアルミナと中間層とを反応させてアルミニウムを含む
酸化物（Al−Ｘ−Ｏ（X:Ti、Zr、Nb）から形成された結
合層を形成する。熱処理温度としては、800℃以上であ
れば充分な結合力を得ることができる。
層よりなる積層体に熱処理を施し、セラミックス基体中
のアルミナと中間層とを反応させてアルミニウムを含む
酸化物（Al−Ｘ−Ｏ（X:Ti、Zr、Nb）から形成された結
合層を形成する。熱処理温度としては、800℃以上であ
れば充分な結合力を得ることができる。
第３の発明の金属層を有するセラミックス基体の製造方
法は、アルミナまたはアルミナを含むセラミックスから
なるセラミックス基体上にチタン、ジルコニウムおよび
ニオブのうちの１種または２種以上とモリブデンとの合
金層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、前
記形成された積層体を熱処理して前記アルミナと前記合
金層中のチタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１
種または２種以上の元素とを反応させて前記セラミック
ス基体と合金層との界面にアルミニウムを含む酸化物か
ら形成された結合層を形成する結合層形成工程とよりな
ることを特徴とする。
法は、アルミナまたはアルミナを含むセラミックスから
なるセラミックス基体上にチタン、ジルコニウムおよび
ニオブのうちの１種または２種以上とモリブデンとの合
金層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、前
記形成された積層体を熱処理して前記アルミナと前記合
金層中のチタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１
種または２種以上の元素とを反応させて前記セラミック
ス基体と合金層との界面にアルミニウムを含む酸化物か
ら形成された結合層を形成する結合層形成工程とよりな
ることを特徴とする。
前記第３の発明の製造方法は、積層体形成工程と結合層
形成工程とから構成されている。
形成工程とから構成されている。
積層体形成工程では、前述したアルミナを含むセラミッ
クス基体上にチタン、ジルコニウムおよびニオブのうち
の１種または２種以上とモリブデンとの合金層を形成す
る。形成手段としては、前記第２の発明と同様で一般に
知られている物理的手段や化学的手段を利用することが
できる。
クス基体上にチタン、ジルコニウムおよびニオブのうち
の１種または２種以上とモリブデンとの合金層を形成す
る。形成手段としては、前記第２の発明と同様で一般に
知られている物理的手段や化学的手段を利用することが
できる。
結合層形成工程では、積層体形成工程で形成された積層
体に熱処理を施し、セラミックス基体中のアルミナと合
金層中のチタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１
種または２種以上の元素とを反応させて、セラミックス
基体と合金層との界面にアルミニウムを含む酸化物（Al
−Ｘ−Ｏ（X:Ti、Zr、Nb）から形成された結合層を形成
する。熱処理温度としては、800℃以上であれば充分な
結合力を得ることができる。
体に熱処理を施し、セラミックス基体中のアルミナと合
金層中のチタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１
種または２種以上の元素とを反応させて、セラミックス
基体と合金層との界面にアルミニウムを含む酸化物（Al
−Ｘ−Ｏ（X:Ti、Zr、Nb）から形成された結合層を形成
する。熱処理温度としては、800℃以上であれば充分な
結合力を得ることができる。
本発明の金属層を有するセラミックス基体では、セラミ
ックス基体と金属層とは、アルミニウムとチタン、ジル
コニウム、ニオブ等の酸化物から形成された結合層を介
して接合されている。
ックス基体と金属層とは、アルミニウムとチタン、ジル
コニウム、ニオブ等の酸化物から形成された結合層を介
して接合されている。
結合層は、前記第２の発明のようにセラミックス基体上
にあらかじめ中間層としてチタン、ジルコニウム、ニオ
ブ等の薄膜を設けるか、あるいは前記第３の発明のよう
にモリブデンにチタン、ジルコニウム、ニオブ等を添加
した合金層を直接セラミックス基体上に形成した後、そ
れらに熱処理を施すことでセラミックス基体中のアルミ
ニウムとチタン、ジルコニウムおよびニオブ等とを反応
させて得られた酸化物から形成する。
にあらかじめ中間層としてチタン、ジルコニウム、ニオ
ブ等の薄膜を設けるか、あるいは前記第３の発明のよう
にモリブデンにチタン、ジルコニウム、ニオブ等を添加
した合金層を直接セラミックス基体上に形成した後、そ
れらに熱処理を施すことでセラミックス基体中のアルミ
ニウムとチタン、ジルコニウムおよびニオブ等とを反応
させて得られた酸化物から形成する。
［実施例］ 以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
（第１実施例） セラミックス基体としてアルミナ基板を、金属層として
はモリブデンとチタンとの合金層を用いた。
はモリブデンとチタンとの合金層を用いた。
まずアルミナ基板表面を研磨し、洗浄・乾燥後スパッタ
リング装置内に配置し、５×10-6torrまで真空排気し
た。そしてアルゴンガスを装置内に５×10-3torrまで導
入し、アルミナ基板上に13.56MHzの高周波電力を印加
し、プラズマを発生させ100Wの投入電力でスパッタエッ
チングを行った。引続き真空状態を破ることなくモリブ
デンターゲットおよびチタンターゲットに対し直流電圧
を印加しそれぞれプラズマを発生させ、モリブデンター
ゲットには100Wの電力を、チタンターゲットには60Wの
電力を投入しモリブデン−チタンからなる合金層を形成
し、アルミナ基板と合金層との積層体を得た。次いで得
られた積層体を大気中に取り出し、800℃にて１時間熱
処理を施した。これにより、本発明の金属層を有するセ
ラミックス基体を製造した。
リング装置内に配置し、５×10-6torrまで真空排気し
た。そしてアルゴンガスを装置内に５×10-3torrまで導
入し、アルミナ基板上に13.56MHzの高周波電力を印加
し、プラズマを発生させ100Wの投入電力でスパッタエッ
チングを行った。引続き真空状態を破ることなくモリブ
デンターゲットおよびチタンターゲットに対し直流電圧
を印加しそれぞれプラズマを発生させ、モリブデンター
ゲットには100Wの電力を、チタンターゲットには60Wの
電力を投入しモリブデン−チタンからなる合金層を形成
し、アルミナ基板と合金層との積層体を得た。次いで得
られた積層体を大気中に取り出し、800℃にて１時間熱
処理を施した。これにより、本発明の金属層を有するセ
ラミックス基体を製造した。
次に、この金属層を有するセラミックス基体についてオ
ージェ電子分析により深さ方向の分析を行い、その結果
アルミナ基板と合金層との界面に（Al−Ti−Ｏからなる
酸化物で形成された結合層が約0.06μｍ、Mo−Tiからな
る合金で形成された合金層が約0.7μｍが形成され、ア
ルミナ基板と合金層が接合されていることを確認した。
ージェ電子分析により深さ方向の分析を行い、その結果
アルミナ基板と合金層との界面に（Al−Ti−Ｏからなる
酸化物で形成された結合層が約0.06μｍ、Mo−Tiからな
る合金で形成された合金層が約0.7μｍが形成され、ア
ルミナ基板と合金層が接合されていることを確認した。
次に本実施例で製造した金属層を有するセラミックス基
体について引張り試験を行い接合力について評価した。
なお引張り試験は、合金層上に3mmφのコバール棒を800
℃にてろう付け（Agろう）したものを引張り、耐強度を
求めた。それによると耐強度12.5（kg/mm2）という結果
が得られ後述する比較例に比べて極めて優れているとの
評価が得られた。上記の結果を表に示す。
体について引張り試験を行い接合力について評価した。
なお引張り試験は、合金層上に3mmφのコバール棒を800
℃にてろう付け（Agろう）したものを引張り、耐強度を
求めた。それによると耐強度12.5（kg/mm2）という結果
が得られ後述する比較例に比べて極めて優れているとの
評価が得られた。上記の結果を表に示す。
（第２実施例） セラミックス基体としてアルミナ基板を用い、その表面
処理については第１実施例と同様に行った。つぎにアル
ミナ基板上にスパッタリング法によりチタン薄膜を形成
し、つづいて真空状態を破ることなくスパッタリング法
によりモリブデン薄膜を形成して、アルミナ基板−チタ
ン薄膜−モリブデン薄膜からなる積層体を得た。次いで
得られた積層体を大気中に取り出し、800℃にて１時間
熱処理を施した。これにより、本発明の金属層を有する
セラミックス基体を製造した。
処理については第１実施例と同様に行った。つぎにアル
ミナ基板上にスパッタリング法によりチタン薄膜を形成
し、つづいて真空状態を破ることなくスパッタリング法
によりモリブデン薄膜を形成して、アルミナ基板−チタ
ン薄膜−モリブデン薄膜からなる積層体を得た。次いで
得られた積層体を大気中に取り出し、800℃にて１時間
熱処理を施した。これにより、本発明の金属層を有する
セラミックス基体を製造した。
次に、この金属層を有するセラミックス基体についてオ
ージェ電子分析により深さ方向の分析を行い、その結果
Al−Ti−Ｏからなる酸化物から形成された結合層が約0.
06μｍ、モリブデン層が約0.7μｍ形成されていること
を確認した。さらにこのアルミナ基板と結合層、結合層
と金属層との境界はいずれも相互拡散反応により連続的
になっていることも認められ、アルミナ基体とモリブデ
ン層との接合体が形成されていることが確認された。
ージェ電子分析により深さ方向の分析を行い、その結果
Al−Ti−Ｏからなる酸化物から形成された結合層が約0.
06μｍ、モリブデン層が約0.7μｍ形成されていること
を確認した。さらにこのアルミナ基板と結合層、結合層
と金属層との境界はいずれも相互拡散反応により連続的
になっていることも認められ、アルミナ基体とモリブデ
ン層との接合体が形成されていることが確認された。
本実施例で製造したセラミックス基体についても第１実
施例と同様に引張り試験を行い接合力について評価し
た。それによると耐強度10.0（kg/mm2）という結果が得
られ、第１実施例と同様に優れた評価が得られた。上記
の結果を表に示す。
施例と同様に引張り試験を行い接合力について評価し
た。それによると耐強度10.0（kg/mm2）という結果が得
られ、第１実施例と同様に優れた評価が得られた。上記
の結果を表に示す。
（第３〜第15実施例） 第３〜第15実施例として、セラミックス基体の構成、金
属層の構成および熱処理温度等の条件を種々変えて本発
明の金属層を有するセラミックス基体を形成した。得ら
れた金属層を有するセラミックス基体についてオージェ
電子分析および引張り試験を行いそれぞれを評価した。
その結果をあわせて表に示す。
属層の構成および熱処理温度等の条件を種々変えて本発
明の金属層を有するセラミックス基体を形成した。得ら
れた金属層を有するセラミックス基体についてオージェ
電子分析および引張り試験を行いそれぞれを評価した。
その結果をあわせて表に示す。
（比較例１） アルミナ基板上に約10μｍのモリブデン層をスパッタリ
ング法により形成した後、800℃にて１時間熱処理を施
して接合体を得た。得られた接合体に対してオージェ電
子分析を行い、結果としてMo−Al−Ｏからなる酸化物で
形成された約0.5μｍの結合層が形成されていることを
確認した。得られた接合体について実施例と同様に引張
り試験を行ったところ、耐強度は５（kg/mm2）であっ
た。
ング法により形成した後、800℃にて１時間熱処理を施
して接合体を得た。得られた接合体に対してオージェ電
子分析を行い、結果としてMo−Al−Ｏからなる酸化物で
形成された約0.5μｍの結合層が形成されていることを
確認した。得られた接合体について実施例と同様に引張
り試験を行ったところ、耐強度は５（kg/mm2）であっ
た。
（比較例２） セラミックス基体としてアルミナと40mol％の窒化珪素
からなる基板を用いた以外は比較例１と同様の方法で接
合体を形成した。得られた接合体ついて引張り試験を行
ったところ、耐強度は４（kg/mm2）であった。
からなる基板を用いた以外は比較例１と同様の方法で接
合体を形成した。得られた接合体ついて引張り試験を行
ったところ、耐強度は４（kg/mm2）であった。
表に示されるように、本発明による金属層を有するセラ
ミックス基体には、セラミックス基体と金属層との間に
それぞれチタン、ジルコニウム、ニオブのうちの１種ま
たは２種以上とアルミニウムとの酸化物から形成された
結合層が形成されている。かかる結合層はセラミックス
基体中のアルミニウムと金属層との間に中間層としてに
あらかじめ存在していたチタン、ジルコニウム、ニオブ
との反応による複合酸化物として形成されるか、または
熱処理過程で合金中のチタン、ジルコニウム、ニオブ等
がセラミックス基体との界面に拡散移動しアルミニウム
との反応による複合酸化物として形成されている。これ
はチタン、ジルコニウム、ニオブ等の元素が酸素との反
応性に富みかつアルミニウムとの間で800℃程度の低温
で複合酸化物を形成するためである。オージェ電子分析
による深さ方向分析によれば、セラミックス基体−結合
層、結合層−金属層との界面がいずれも連続的になって
いることが認められている。したがってこれらの接合体
は低温で処理されているにもかかわらずいずれも優れた
結合力を有している。
ミックス基体には、セラミックス基体と金属層との間に
それぞれチタン、ジルコニウム、ニオブのうちの１種ま
たは２種以上とアルミニウムとの酸化物から形成された
結合層が形成されている。かかる結合層はセラミックス
基体中のアルミニウムと金属層との間に中間層としてに
あらかじめ存在していたチタン、ジルコニウム、ニオブ
との反応による複合酸化物として形成されるか、または
熱処理過程で合金中のチタン、ジルコニウム、ニオブ等
がセラミックス基体との界面に拡散移動しアルミニウム
との反応による複合酸化物として形成されている。これ
はチタン、ジルコニウム、ニオブ等の元素が酸素との反
応性に富みかつアルミニウムとの間で800℃程度の低温
で複合酸化物を形成するためである。オージェ電子分析
による深さ方向分析によれば、セラミックス基体−結合
層、結合層−金属層との界面がいずれも連続的になって
いることが認められている。したがってこれらの接合体
は低温で処理されているにもかかわらずいずれも優れた
結合力を有している。
［発明の効果］ 以上のように、本発明によればセラミックス基体と金属
層との間に複合酸化物から形成された結合層を設けるこ
とで、熱処理を低温で行うにもかかわらず極めて優れた
結合力を有する金属層を有するセラミックス基体を得る
ことができる。したがって簡単な工程で金属層を有する
セラミックス基体を形成し、周辺材料に温度等の悪影響
をあたえることなく信頼性の高いセラミックス材料とし
てさまざまな機械部品に利用することが可能となる。
層との間に複合酸化物から形成された結合層を設けるこ
とで、熱処理を低温で行うにもかかわらず極めて優れた
結合力を有する金属層を有するセラミックス基体を得る
ことができる。したがって簡単な工程で金属層を有する
セラミックス基体を形成し、周辺材料に温度等の悪影響
をあたえることなく信頼性の高いセラミックス材料とし
てさまざまな機械部品に利用することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山寺 秀哉 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 青木 啓二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 服部 正 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−127857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−78167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−61377（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】アルミナまたはアルミナを含むセラミック
スからなるセラミックス基体と、該セラミックス基体上
に形成された少なくともモリブデンを含む金属層とから
なる金属層を有するセラミックス基体において、 前記セラミックス基体および金属層は、チタン、ジルコ
ニウムおよびニオブのうちの１種または２種以上とアル
ミニウムとの酸化物で形成された結合層を介して接合さ
れていることを特徴とする金属層を有するセラミックス
基体。 - 【請求項２】前記金属層はチタン、ジルコニウムおよび
ニオブのうちの１種または２種以上とモリブデンとの合
金からなる特許請求の範囲第１項記載の金属層を有する
セラミックス基体。 - 【請求項３】前記結合層の厚さは0.005〜0.5μｍである
特許請求の範囲第１項記載の金属層を有するセラミック
ス基体。 - 【請求項４】前記金属層の厚さは0.1〜20μｍである特
許請求の範囲第１項および第２項記載の金属層を有する
セラミックス基体。 - 【請求項５】アルミナまたはアルミナを含むセラミック
スからなるセラミックス基体上にチタン、ジルコニウ
ム、ニオブのうちの１種または２種以上からなる中間層
を形成する中間層形成工程と、 前記中間層上にモリブデンまたはチタン、ジルコニウム
およびニオブのうちの１種または２種以上とモリブデン
との合金よりなる金属層を形成する金属層形成工程と、 前記中間層形成工程および金属層形成工程により得られ
た積層体を熱処理し前記アルミナと前記中間層とを反応
させてアルミニウムを含む酸化物からなる結合層を形成
する結合層形成工程とよりなることを特徴とする金属層
を有するセラミックス基体の製造方法。 - 【請求項６】アルミナまたはアルミナを含むセラミック
スからなるセラミックス基体上にチタン、ジルコニウム
およびニオブのうちの１種または２種以上とモリブデン
との合金層を形成して積層体を形成する積層体形成工程
と、 前記形成された積層体を熱処理して前記アルミナと合金
層中のチタン、ジルコニウムおよびニオブのうちの１種
または２種以上の元素とを反応させて前記セラミックス
基体と前記合金層との界面にアルミニウムを含む酸化物
からなる結合層を形成する結合層形成工程とよりなるこ
とを特徴とする金属層を有するセラミックス基体の製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29582387A JPH0772336B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 金属層を有するセラミックス基体およびその製造方法 |
| US07/274,481 US5008149A (en) | 1987-11-24 | 1988-11-22 | Ceramic substrate having a metallic layer thereon and a process for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29582387A JPH0772336B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 金属層を有するセラミックス基体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01136961A JPH01136961A (ja) | 1989-05-30 |
| JPH0772336B2 true JPH0772336B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=17825634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29582387A Expired - Lifetime JPH0772336B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 金属層を有するセラミックス基体およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5008149A (ja) |
| JP (1) | JPH0772336B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03107451A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-07 | Sumitomo Cement Co Ltd | 導電性金属膜形成方法 |
| US5277937A (en) * | 1992-06-03 | 1994-01-11 | Corning Incorporated | Method for controlling the conductance of a heated cellular substrate |
| US5519191A (en) * | 1992-10-30 | 1996-05-21 | Corning Incorporated | Fluid heater utilizing laminar heating element having conductive layer bonded to flexible ceramic foil substrate |
| JP2851501B2 (ja) * | 1992-12-25 | 1999-01-27 | シャープ株式会社 | チタン薄膜の形成方法 |
| CN100503891C (zh) * | 2001-09-19 | 2009-06-24 | 西铁城控股株式会社 | 软质金属及其制造方法以及表的外装部件及其制造方法 |
| US6617037B2 (en) * | 2001-12-19 | 2003-09-09 | United Technologies Corporation | Silicon based substrate with a CTE compatible layer on the substrate |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4556389A (en) * | 1981-12-31 | 1985-12-03 | Four Brain Company Ltd. | Method and compositions for bonding metals and ceramics with which to make prosthetic teeth |
| JPS58176182A (ja) * | 1982-04-10 | 1983-10-15 | 日本特殊陶業株式会社 | 金属・セラミツクス接合体 |
| US4629662A (en) * | 1984-11-19 | 1986-12-16 | International Business Machines Corporation | Bonding metal to ceramic like materials |
| JPS63103886A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-09 | 日本碍子株式会社 | メタライズペ−ストならびにそれを使用してなるセラミツクスのメタライズ法 |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP29582387A patent/JPH0772336B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-11-22 US US07/274,481 patent/US5008149A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5008149A (en) | 1991-04-16 |
| JPH01136961A (ja) | 1989-05-30 |
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