JPH08253372A - マイクロ波加熱によるジルコニア接合装置及び接合方法 - Google Patents
マイクロ波加熱によるジルコニア接合装置及び接合方法Info
- Publication number
- JPH08253372A JPH08253372A JP5280695A JP5280695A JPH08253372A JP H08253372 A JPH08253372 A JP H08253372A JP 5280695 A JP5280695 A JP 5280695A JP 5280695 A JP5280695 A JP 5280695A JP H08253372 A JPH08253372 A JP H08253372A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- temperature
- zirconia
- joint
- ceramics
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ジルコニアを主成分とするセラミックス同
士、あるいはジルコニアを主成分とするセラミックスと
他種のセラミックスとの二つの被接合体を、短時間で、
且つ接合部の機械的強度が母材とほぼ同じ程度に接合で
きるようにすることを目的とする。 【構成】 キャビティ２内に、ジルコニアを主成分とす
るセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分とす
るセラミックスと他種のセラミックスとの二つの被接合
体を配設したうえ、二つの被接合体の接合部をマグネト
ロン１からのマイクロ波により加熱して接合する際、補
助加熱源としてのマイクロ波吸収体により接合部温度が
６００℃に上昇するまで急速加熱するとともに、接合部
温度が６００℃以上では熱暴走を抑制しながら、温度コ
ントロ−ルするように、接合部温度をモニタ−する赤外
線放射温度計５と、マグネトロン１からの出力電力を制
御するコントロ−ラ６とを備えたものである。
士、あるいはジルコニアを主成分とするセラミックスと
他種のセラミックスとの二つの被接合体を、短時間で、
且つ接合部の機械的強度が母材とほぼ同じ程度に接合で
きるようにすることを目的とする。 【構成】 キャビティ２内に、ジルコニアを主成分とす
るセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分とす
るセラミックスと他種のセラミックスとの二つの被接合
体を配設したうえ、二つの被接合体の接合部をマグネト
ロン１からのマイクロ波により加熱して接合する際、補
助加熱源としてのマイクロ波吸収体により接合部温度が
６００℃に上昇するまで急速加熱するとともに、接合部
温度が６００℃以上では熱暴走を抑制しながら、温度コ
ントロ−ルするように、接合部温度をモニタ−する赤外
線放射温度計５と、マグネトロン１からの出力電力を制
御するコントロ−ラ６とを備えたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、母材と同等の強度を有
するジルコニアを主成分とするセラミックス接合体を得
るためのマイクロ波加熱によるジルコニア接合装置に関
する。
するジルコニアを主成分とするセラミックス接合体を得
るためのマイクロ波加熱によるジルコニア接合装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ジルコニアを主成分とするセラミ
ックス同士を接合する場合、熱拡散接合手段が採用され
ている。この熱拡散接合手段では、中間層としてＡｌ−
Ｃｕ合金等が用いられるが、作製された接合体の機械的
強度が、母材の機械的強度の約十分の一程度しか得られ
ない。また、中間層を挟まないセラミックス同士の接合
方法として、局所加熱の特長を利用したマイクロ波加熱
方法があり、その成功例として、アルミナ、窒化珪素、
炭化珪素の接合例が報告されているが、ジルコニアを主
成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニアを主
成分とするセラミックスと他種のセラミックスとをマイ
クロ波加熱で接合したうえ、母材と同等の強度を有する
接合体が得られたという成功例は報告されていない。
ックス同士を接合する場合、熱拡散接合手段が採用され
ている。この熱拡散接合手段では、中間層としてＡｌ−
Ｃｕ合金等が用いられるが、作製された接合体の機械的
強度が、母材の機械的強度の約十分の一程度しか得られ
ない。また、中間層を挟まないセラミックス同士の接合
方法として、局所加熱の特長を利用したマイクロ波加熱
方法があり、その成功例として、アルミナ、窒化珪素、
炭化珪素の接合例が報告されているが、ジルコニアを主
成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニアを主
成分とするセラミックスと他種のセラミックスとをマイ
クロ波加熱で接合したうえ、母材と同等の強度を有する
接合体が得られたという成功例は報告されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ジルコニアは、マイク
ロ波加熱されたときの熱衝撃抵抗が小さく、ジルコニア
を主成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニア
を主成分とするセラミックスと他種のセラミックスとを
接合する時に、６００℃付近の温度でマイクロ波吸収率
が急激に増大し、熱暴走に至るため、クラックが入った
り、溶解したりすることから、接合時の温度コントロ−
ルが難しいという問題がある。
ロ波加熱されたときの熱衝撃抵抗が小さく、ジルコニア
を主成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニア
を主成分とするセラミックスと他種のセラミックスとを
接合する時に、６００℃付近の温度でマイクロ波吸収率
が急激に増大し、熱暴走に至るため、クラックが入った
り、溶解したりすることから、接合時の温度コントロ−
ルが難しいという問題がある。
【０００４】そこで本発明では、ジルコニアを主成分と
するセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分と
するセラミックスと他種のセラミックスとを接合する時
に、臨界温度（約６００℃）以下の温度では、補助加熱
源による加熱で接合部を急速加熱するとともに、臨界温
度（約６００℃）を越える温度では熱暴走を抑制するよ
うに温度制御することにより、クラックの無い、且つ機
械的強度の高い接合が得られるようにすることを解決す
べき課題とするものである。
するセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分と
するセラミックスと他種のセラミックスとを接合する時
に、臨界温度（約６００℃）以下の温度では、補助加熱
源による加熱で接合部を急速加熱するとともに、臨界温
度（約６００℃）を越える温度では熱暴走を抑制するよ
うに温度制御することにより、クラックの無い、且つ機
械的強度の高い接合が得られるようにすることを解決す
べき課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するため、キャビティ内に、ジルコニアを主成分とす
るセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分とす
るセラミックスと他種のセラミックスとの二つの被接合
体を配設したうえ、二つの被接合体の接合部をマイクロ
波発生器からのマイクロ波により加熱して接合するジル
コニア接合装置において、前記接合部のマイクロ波吸収
率が急激に高くなる臨界温度以下の温度でマイクロ波吸
収率が高く、前記臨界温度以上の温度でマイクロ波吸収
率が低い特性を有し、補助加熱源として前記接合部の近
傍に配設されるマイクロ波吸収体と、前記接合部の温度
を検知する温度検知手段と、その温度検知手段により検
知された接合部温度をモニタ−しながら、前記接合部が
適正な接合状態になるように前記マイクロ波発生器の出
力を制御するコントロ−ラとを備えることである。
決するため、キャビティ内に、ジルコニアを主成分とす
るセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分とす
るセラミックスと他種のセラミックスとの二つの被接合
体を配設したうえ、二つの被接合体の接合部をマイクロ
波発生器からのマイクロ波により加熱して接合するジル
コニア接合装置において、前記接合部のマイクロ波吸収
率が急激に高くなる臨界温度以下の温度でマイクロ波吸
収率が高く、前記臨界温度以上の温度でマイクロ波吸収
率が低い特性を有し、補助加熱源として前記接合部の近
傍に配設されるマイクロ波吸収体と、前記接合部の温度
を検知する温度検知手段と、その温度検知手段により検
知された接合部温度をモニタ−しながら、前記接合部が
適正な接合状態になるように前記マイクロ波発生器の出
力を制御するコントロ−ラとを備えることである。
【０００６】
【作用】上記構成のマイクロ波加熱によるジルコニア接
合装置によれば、ジルコニアを主成分とするセラミック
ス同士、あるいはジルコニアを主成分とするセラミック
スと他種のセラミックスとの接合部をマイクロ波発生器
からのマイクロ波により加熱して接合する際、マイクロ
波吸収体は、臨界温度以下の温度でマイクロ波吸収率が
高く、被接合体より温度が高いため、被接合体の接合部
がマイクロ波吸収体により補助的に加熱され、速やかに
臨界温度に達する。被接合体の接合部が臨界温度に達し
たあと、熱暴走を防止するため、コントロ−ラは、温度
検知手段により検知された接合部温度をモニタ−しなが
ら、その接合部が適正な接合状態になるようにマイクロ
波発生器の出力を制御する。
合装置によれば、ジルコニアを主成分とするセラミック
ス同士、あるいはジルコニアを主成分とするセラミック
スと他種のセラミックスとの接合部をマイクロ波発生器
からのマイクロ波により加熱して接合する際、マイクロ
波吸収体は、臨界温度以下の温度でマイクロ波吸収率が
高く、被接合体より温度が高いため、被接合体の接合部
がマイクロ波吸収体により補助的に加熱され、速やかに
臨界温度に達する。被接合体の接合部が臨界温度に達し
たあと、熱暴走を防止するため、コントロ−ラは、温度
検知手段により検知された接合部温度をモニタ−しなが
ら、その接合部が適正な接合状態になるようにマイクロ
波発生器の出力を制御する。
【０００７】また、請求項２に示すように、キャビティ
とのインピ−ダンス整合をとり、キャビティからの反射
マイクロ波電力を最少にするインピ−ダンス調整手段を
備えた場合には、マイクロ波発生器からのマイクロ波が
有効に利用され、加熱効率が向上される。
とのインピ−ダンス整合をとり、キャビティからの反射
マイクロ波電力を最少にするインピ−ダンス調整手段を
備えた場合には、マイクロ波発生器からのマイクロ波が
有効に利用され、加熱効率が向上される。
【０００８】更に、請求項３によれば、ジルコニアを主
成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニアを主
成分とするセラミックスと他種のセラミックスとの接合
部の接合進行状態をリアルタイムにモニタ−することが
できるため、接合部の確実な接合を確認することができ
る。
成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニアを主
成分とするセラミックスと他種のセラミックスとの接合
部の接合進行状態をリアルタイムにモニタ−することが
できるため、接合部の確実な接合を確認することができ
る。
【０００９】また、請求項４の接合方法によれば、ジル
コニアを主成分とするセラミックス同士、あるいはジル
コニアを主成分とするセラミックスと他種のセラミック
スとの接合部をマイクロ波発生器からのマイクロ波によ
り加熱して接合する際、マイクロ波吸収体は、被接合体
の接合部が速やかに臨界温度に達するように補助加熱す
るとともに、被接合体の接合部が臨界温度に達したあ
と、熱暴走を防止するため、接合部温度をモニタ−しな
がら、その接合部が適正な接合状態になるようにマイク
ロ波発生器の出力を制御する。
コニアを主成分とするセラミックス同士、あるいはジル
コニアを主成分とするセラミックスと他種のセラミック
スとの接合部をマイクロ波発生器からのマイクロ波によ
り加熱して接合する際、マイクロ波吸収体は、被接合体
の接合部が速やかに臨界温度に達するように補助加熱す
るとともに、被接合体の接合部が臨界温度に達したあ
と、熱暴走を防止するため、接合部温度をモニタ−しな
がら、その接合部が適正な接合状態になるようにマイク
ロ波発生器の出力を制御する。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は、マイクロ波加熱によるジルコニア接
合装置の全体的な構成を示したブロック図である。図１
に示すように、マイクロ波加熱によるジルコニア接合装
置は、マイクロ波発生器としてマグネトロン１が設けら
れ、周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波を出力する。
尚、このマグネトロン１の最大出力は５Ｋｗになってい
る。
説明する。図１は、マイクロ波加熱によるジルコニア接
合装置の全体的な構成を示したブロック図である。図１
に示すように、マイクロ波加熱によるジルコニア接合装
置は、マイクロ波発生器としてマグネトロン１が設けら
れ、周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波を出力する。
尚、このマグネトロン１の最大出力は５Ｋｗになってい
る。
【００１１】一方、図２に示すように、４×５×２５ｍ
ｍにカットされた直方体の二つのジルコニアを主成分と
するセラミックスＴＰ１，ＴＰ２が、支持棒Ｂ１，Ｂ２
を介して図示していないスプリング等で加圧され、接合
部を当接させた状態でマイクロ波加熱することにより、
その接合部が加熱され、接合される。尚、セラミックス
ＴＰ１，ＴＰ２はシングルモ−ド円筒型のキャビティ２
内部に配置されている。
ｍにカットされた直方体の二つのジルコニアを主成分と
するセラミックスＴＰ１，ＴＰ２が、支持棒Ｂ１，Ｂ２
を介して図示していないスプリング等で加圧され、接合
部を当接させた状態でマイクロ波加熱することにより、
その接合部が加熱され、接合される。尚、セラミックス
ＴＰ１，ＴＰ２はシングルモ−ド円筒型のキャビティ２
内部に配置されている。
【００１２】上記のように、セラミックスＴＰ１，ＴＰ
２の接合部がマイクロ波加熱される際、セラミックスＴ
Ｐ１，ＴＰ２の上、下に断熱材料Ｈ１，Ｈ２が配設され
ている。そして、断熱材料Ｈ２の内部に補助加熱源（マ
イクロ波吸収体）３が埋め込まれている。上記補助加熱
源（マイクロ波吸収体）３は、ジルコニアを主成分とす
るセラミックスＴＰ１，ＴＰ２が、６００℃以下ではマ
イクロ波の吸収率が低く、温度が上がり難いため、セラ
ミックスＴＰ１，ＴＰ２の温度が６００℃以下のとき補
助的に急速加熱するために設けられる。この補助加熱源
３は、６００℃以下では、ジルコニアを主成分とするセ
ラミックスＴＰ１，ＴＰ２よりもマイクロ波吸収率が高
く、６００℃を越える温度ではマイクロ波吸収率が相対
的に低くなり、セラミックスＴＰ１，ＴＰ２が優先的に
マイクロ波を吸収するという特性を有する材料から選択
される。
２の接合部がマイクロ波加熱される際、セラミックスＴ
Ｐ１，ＴＰ２の上、下に断熱材料Ｈ１，Ｈ２が配設され
ている。そして、断熱材料Ｈ２の内部に補助加熱源（マ
イクロ波吸収体）３が埋め込まれている。上記補助加熱
源（マイクロ波吸収体）３は、ジルコニアを主成分とす
るセラミックスＴＰ１，ＴＰ２が、６００℃以下ではマ
イクロ波の吸収率が低く、温度が上がり難いため、セラ
ミックスＴＰ１，ＴＰ２の温度が６００℃以下のとき補
助的に急速加熱するために設けられる。この補助加熱源
３は、６００℃以下では、ジルコニアを主成分とするセ
ラミックスＴＰ１，ＴＰ２よりもマイクロ波吸収率が高
く、６００℃を越える温度ではマイクロ波吸収率が相対
的に低くなり、セラミックスＴＰ１，ＴＰ２が優先的に
マイクロ波を吸収するという特性を有する材料から選択
される。
【００１３】上記補助加熱源３としての材料は、炭化珪
素が適するが、この他にグラファイト、酸化鉄、ＬａＣ
ｒ1-x Ｍx Ｏ3 （ｘ＝０〜０．４、Ｍ：アルカリ土類元
素）、Ｌａ1-x Ｍx ＣｏＯ3 （ｘ＝０〜０．４、Ｍ：ア
ルカリ土類元素）、Ｌａ1-x Ｓｒx ＭｎＯ3 （ｘ＝０〜
０．４）、Ｔi Ｂ2 、Ｉｎ2-x Ｓｎx Ｏ3 （ｘ＝０〜
０．１）、ＳｎＯ2 、ＴｉＯ2 、ＬａＴｉＯ3 、ＬａＴ
ｉ2 Ｏ4 、Ｌｉ2 ＭｎＯ4 なども用いることが可能であ
る。
素が適するが、この他にグラファイト、酸化鉄、ＬａＣ
ｒ1-x Ｍx Ｏ3 （ｘ＝０〜０．４、Ｍ：アルカリ土類元
素）、Ｌａ1-x Ｍx ＣｏＯ3 （ｘ＝０〜０．４、Ｍ：ア
ルカリ土類元素）、Ｌａ1-x Ｓｒx ＭｎＯ3 （ｘ＝０〜
０．４）、Ｔi Ｂ2 、Ｉｎ2-x Ｓｎx Ｏ3 （ｘ＝０〜
０．１）、ＳｎＯ2 、ＴｉＯ2 、ＬａＴｉＯ3 、ＬａＴ
ｉ2 Ｏ4 、Ｌｉ2 ＭｎＯ4 なども用いることが可能であ
る。
【００１４】図１に示すように、上記キャビティ２と前
記マグネトロン１の間には、インピ−ダンス調整用チュ
−ナ４が設けられている。このインピ−ダンス調整用チ
ュ−ナ４は、キャビティ２とのインピ−ダンス整合をと
り、キャビティ２からの反射マイクロ波電力を最少にす
ることにより、マイクロ波の加熱効率を向上させる。
記マグネトロン１の間には、インピ−ダンス調整用チュ
−ナ４が設けられている。このインピ−ダンス調整用チ
ュ−ナ４は、キャビティ２とのインピ−ダンス整合をと
り、キャビティ２からの反射マイクロ波電力を最少にす
ることにより、マイクロ波の加熱効率を向上させる。
【００１５】上記のように、マグネトロン１からのマイ
クロ波がインピ−ダンス調整用チュ−ナ４を介してキャ
ビティ２に入射され、前述のセラミックスＴＰ１，ＴＰ
２がマイクロ波により発熱し、加熱される際、接合部の
温度は赤外線放射温度計５によりモニタ−される。上記
赤外線放射温度計５は、前述のマグネトロン１の出力電
力を制御するコントロ−ラ６と接続されており、モニタ
−した温度対応の信号をコントロ−ラ６に出力する。
クロ波がインピ−ダンス調整用チュ−ナ４を介してキャ
ビティ２に入射され、前述のセラミックスＴＰ１，ＴＰ
２がマイクロ波により発熱し、加熱される際、接合部の
温度は赤外線放射温度計５によりモニタ−される。上記
赤外線放射温度計５は、前述のマグネトロン１の出力電
力を制御するコントロ−ラ６と接続されており、モニタ
−した温度対応の信号をコントロ−ラ６に出力する。
【００１６】上記コントロ−ラ６は、赤外線放射温度計
５から出力されたモニタ−温度対応の信号を認識しなが
ら、所要の電力がマグネトロン１から出力されるように
マグネトロン１を制御する。
５から出力されたモニタ−温度対応の信号を認識しなが
ら、所要の電力がマグネトロン１から出力されるように
マグネトロン１を制御する。
【００１７】一方、前記キャビティ２内のセラミックス
ＴＰ１，ＴＰ２の接合部に対して、超音波パルスを発振
し、その反射超音波を受信することにより、接合部の接
合状態をリアルタイムに表示するための超音波送受信部
７が設けられている。そのため、この超音波送受信部７
にはディスプレイＣＲＴが接続されている。そしてディ
スプレイＣＲＴに、接合部の、表面映像、あるいは断層
映像を表示させることにより、接合状態が認識できるよ
うになっている。
ＴＰ１，ＴＰ２の接合部に対して、超音波パルスを発振
し、その反射超音波を受信することにより、接合部の接
合状態をリアルタイムに表示するための超音波送受信部
７が設けられている。そのため、この超音波送受信部７
にはディスプレイＣＲＴが接続されている。そしてディ
スプレイＣＲＴに、接合部の、表面映像、あるいは断層
映像を表示させることにより、接合状態が認識できるよ
うになっている。
【００１８】図３は、前記コントロ−ラ６の制御による
マグネトロン１から出力される電力と、前記セラミック
スＴＰ１，ＴＰ２の接合部温度との関係を示している。
図３に示すように、コントロ−ラ６は、最初、マグネト
ロン１から出力される電力を、ほぼ、最大（５００ワッ
ト）まで上げ、前述の補助加熱源３にマイクロ波を最大
限度まで吸収させて補助加熱源３を高温に発熱させ、間
接的にセラミックスＴＰ１，ＴＰ２の接合部を６００℃
まで急速加熱させる。接合部の温度が約６００℃に達す
ると、コントロ−ラ６は、マグネトロン１の出力電力を
低下させ、セラミックスＴＰ１，ＴＰ２の熱暴走を抑制
する。そして接合部温度が急速に１２５０℃になるよう
にマグネトロン１の出力電力を調整する。
マグネトロン１から出力される電力と、前記セラミック
スＴＰ１，ＴＰ２の接合部温度との関係を示している。
図３に示すように、コントロ−ラ６は、最初、マグネト
ロン１から出力される電力を、ほぼ、最大（５００ワッ
ト）まで上げ、前述の補助加熱源３にマイクロ波を最大
限度まで吸収させて補助加熱源３を高温に発熱させ、間
接的にセラミックスＴＰ１，ＴＰ２の接合部を６００℃
まで急速加熱させる。接合部の温度が約６００℃に達す
ると、コントロ−ラ６は、マグネトロン１の出力電力を
低下させ、セラミックスＴＰ１，ＴＰ２の熱暴走を抑制
する。そして接合部温度が急速に１２５０℃になるよう
にマグネトロン１の出力電力を調整する。
【００１９】接合部温度が約１２５０℃まで上昇する
と、コントロ−ラ６は、所定時間（約１０分間）、接合
部温度を約１２５０℃に保持し、接合部を溶解させて十
分に接合させたあと、接合部温度が、温度上昇時間と同
じような時間で温度降下するようにマグネトロン１の出
力電力を調整する。
と、コントロ−ラ６は、所定時間（約１０分間）、接合
部温度を約１２５０℃に保持し、接合部を溶解させて十
分に接合させたあと、接合部温度が、温度上昇時間と同
じような時間で温度降下するようにマグネトロン１の出
力電力を調整する。
【００２０】図４は、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準じる４点
曲げ強度とセラミックスＴＰ１，ＴＰ２の接合温度との
関係を示した特性図である。図４に示すように、接合温
度（表面温度）が１２５０℃のとき（保持時間は１０
分）、接合強度が９５８ＭＰａの最高値を示し、母材強
度と同等の接合体が得られた。また、接合面の欠陥は検
出されず、完全な接合状態になっていることが確認され
た。
曲げ強度とセラミックスＴＰ１，ＴＰ２の接合温度との
関係を示した特性図である。図４に示すように、接合温
度（表面温度）が１２５０℃のとき（保持時間は１０
分）、接合強度が９５８ＭＰａの最高値を示し、母材強
度と同等の接合体が得られた。また、接合面の欠陥は検
出されず、完全な接合状態になっていることが確認され
た。
【００２１】以上のように、マイクロ波による加熱は、
局所加熱、急速加熱を得意とするとともに、内部加熱を
特徴としており、ジルコニアを主成分とするセラミック
ス接合部内部の温度は表面よりもかなり高く、局所的に
溶融点に達していると考えられるから、ろう材等中間材
を挿入しないセラミックス同士の直接接合に最適であ
る。そのため、従来の熱拡散接合などに比べて大幅な接
合時間の短縮を計ることができることから、製品の生産
性を大幅に向上させることができる。また、ジルコニア
を主成分とするセラミックスを選択的に誘電加熱するた
め、周囲の炉体は殆ど加熱されず、省エネルギ−型の接
合技術としても有望である。更に、セラミックスは、難
加工材料であるため、複雑な形状の部品は非常に高価な
ものとなっていたが、本発明により、ジルコニアを主成
分とするセラミックス同士を容易に接合することができ
るため、複雑形状部品でも容易に製造することができ
る。そのため、作業時間の短縮による接合製品の生産性
の向上や、接合部の品質の向上による接合製品の品質や
歩留りの向上にも寄与することができるという特徴があ
る。
局所加熱、急速加熱を得意とするとともに、内部加熱を
特徴としており、ジルコニアを主成分とするセラミック
ス接合部内部の温度は表面よりもかなり高く、局所的に
溶融点に達していると考えられるから、ろう材等中間材
を挿入しないセラミックス同士の直接接合に最適であ
る。そのため、従来の熱拡散接合などに比べて大幅な接
合時間の短縮を計ることができることから、製品の生産
性を大幅に向上させることができる。また、ジルコニア
を主成分とするセラミックスを選択的に誘電加熱するた
め、周囲の炉体は殆ど加熱されず、省エネルギ−型の接
合技術としても有望である。更に、セラミックスは、難
加工材料であるため、複雑な形状の部品は非常に高価な
ものとなっていたが、本発明により、ジルコニアを主成
分とするセラミックス同士を容易に接合することができ
るため、複雑形状部品でも容易に製造することができ
る。そのため、作業時間の短縮による接合製品の生産性
の向上や、接合部の品質の向上による接合製品の品質や
歩留りの向上にも寄与することができるという特徴があ
る。
【００２２】以上の実施例では、二つのジルコニアを主
成分とするセラミックスＴＰ１，ＴＰ２の接合について
説明したが、ジルコニアを主成分とするセラミックスと
他種のセラミックスとの接合も可能である。
成分とするセラミックスＴＰ１，ＴＰ２の接合について
説明したが、ジルコニアを主成分とするセラミックスと
他種のセラミックスとの接合も可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ジルコニ
アを主成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニ
アを主成分とするセラミックスと他種のセラミックスと
の接合部をマイクロ波発生器からのマイクロ波により加
熱して接合する際、マイクロ波吸収体により接合部が速
やかに臨界温度まで上昇されるとともに、接合部が臨界
温度に達したあと、熱暴走を抑制しながら、その接合部
が適正な接合状態になるように温度制御されるため、ク
ラックの無い、且つ機械的強度の高い接合が得られると
いう効果がある。また、請求項２によれば、キャビティ
とのインピ−ダンス整合をとり、キャビティからの反射
マイクロ波電力を最少にするインピ−ダンス調整手段を
備えた場合には、マイクロ波発生器からのマイクロ波の
加熱効率を向上させることができる。更に、請求項３に
よれば、ジルコニアを主成分とするセラミックス同士、
あるいはジルコニアを主成分とするセラミックスと他種
のセラミックスとの接合部の接合進行状態をリアルタイ
ムにモニタ−することができるため、接合部の確実な接
合を確認することができる。
アを主成分とするセラミックス同士、あるいはジルコニ
アを主成分とするセラミックスと他種のセラミックスと
の接合部をマイクロ波発生器からのマイクロ波により加
熱して接合する際、マイクロ波吸収体により接合部が速
やかに臨界温度まで上昇されるとともに、接合部が臨界
温度に達したあと、熱暴走を抑制しながら、その接合部
が適正な接合状態になるように温度制御されるため、ク
ラックの無い、且つ機械的強度の高い接合が得られると
いう効果がある。また、請求項２によれば、キャビティ
とのインピ−ダンス整合をとり、キャビティからの反射
マイクロ波電力を最少にするインピ−ダンス調整手段を
備えた場合には、マイクロ波発生器からのマイクロ波の
加熱効率を向上させることができる。更に、請求項３に
よれば、ジルコニアを主成分とするセラミックス同士、
あるいはジルコニアを主成分とするセラミックスと他種
のセラミックスとの接合部の接合進行状態をリアルタイ
ムにモニタ−することができるため、接合部の確実な接
合を確認することができる。
【図１】本発明の実施例の全体的な構成を示したブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】キャビティ内部配置図である。
【図３】マイクロ波出力と接合部の温度との関係を示し
た特性図である。
た特性図である。
【図４】接合温度に対する機械的強度の関係を示した特
性図である。
性図である。
１ マグネトロン ２ キャビティ ３ 補助加熱源 ４ インピ−ダンス調整用チュ−ナ ５ 赤外線放射温度計 ６ コントロ−ラ ７ 超音波送受信部 ＴＰ１，ＴＰ２ セラミックス（被接合体） ＣＲＴ ディスプレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧原 正泰 名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 伊藤 承央 名古屋市熱田区六野二丁目４番１号 財団 法人ファインセラミックスセンタ−内 (72)発明者 東田 豊 名古屋市熱田区六野二丁目４番１号 財団 法人ファインセラミックスセンタ−内 (72)発明者 山田 達也 名古屋市熱田区六野二丁目４番１号 財団 法人ファインセラミックスセンタ−内 (72)発明者 角岡 勉 名古屋市熱田区六野二丁目４番１号 財団 法人ファインセラミックスセンタ−内
Claims (4)
- 【請求項１】 キャビティ内に、ジルコニアを主成分と
するセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分と
するセラミックスと他種のセラミックスとの二つの被接
合体を配設したうえ、二つの被接合体の接合部をマイク
ロ波発生器からのマイクロ波により加熱して接合する接
合装置において、前記接合部のマイクロ波吸収率が急激
に高くなる臨界温度以下の温度でマイクロ波吸収率が高
く、前記臨界温度以上の温度でマイクロ波吸収率が低い
特性を有し、補助加熱源として前記接合部の近傍に配設
されるマイクロ波吸収体と、前記接合部の温度を検知す
る温度検知手段と、その温度検知手段により検知された
接合部温度をモニタ−しながら、前記接合部が適正な接
合状態になるように前記マイクロ波発生器の出力を制御
するコントロ−ラとを備えたことを特徴とするマイクロ
波加熱によるジルコニア接合装置。 - 【請求項２】 キャビティとのインピ−ダンス整合をと
り、キャビティからの反射マイクロ波電力を最少にする
インピ−ダンス調整手段を備えたことを特徴とする請求
項１に記載のマイクロ波加熱によるジルコニア接合装
置。 - 【請求項３】 二つの被接合体の接合部の接合状態をリ
アルタイムに表示させる接合状態表示手段を備えたこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロ波
加熱によるジルコニア接合装置。 - 【請求項４】 キャビティ内に、ジルコニアを主成分と
するセラミックス同士、あるいはジルコニアを主成分と
するセラミックスと他種のセラミックスとの二つの被接
合体を配設したうえ、二つの被接合体の接合部をマイク
ロ波発生器からのマイクロ波により加熱して接合する
際、前記接合部のマイクロ波吸収率が急激に高くなる臨
界温度以下の温度でマイクロ波吸収率が高く、前記臨界
温度以上の温度でマイクロ波吸収率が低い特性を有する
マイクロ波吸収体を補助加熱源として前記接合部の近傍
に配設するとともに、前記接合部の温度をモニタ−しな
がら、前記接合部が適正な接合状態になるように前記マ
イクロ波発生器の出力を制御することを特徴とするマイ
クロ波加熱によるジルコニア接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5280695A JPH08253372A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | マイクロ波加熱によるジルコニア接合装置及び接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5280695A JPH08253372A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | マイクロ波加熱によるジルコニア接合装置及び接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08253372A true JPH08253372A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=12925097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5280695A Pending JPH08253372A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | マイクロ波加熱によるジルコニア接合装置及び接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08253372A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010182476A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Taiheiyo Cement Corp | 発熱体および加熱装置 |
| JP2011025313A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-02-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 電磁波照射を用いた材料の接合方法及び接合装置 |
| JP2013014472A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Tosoh Corp | 透光性セラミックス接合体及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP5280695A patent/JPH08253372A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010182476A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Taiheiyo Cement Corp | 発熱体および加熱装置 |
| JP2011025313A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-02-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 電磁波照射を用いた材料の接合方法及び接合装置 |
| JP2013014472A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Tosoh Corp | 透光性セラミックス接合体及びその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4772770A (en) | Apparatus for joining ceramics by microwave | |
| EP0150305B1 (en) | Apparatus and method for thermo bonding metallic surfaces | |
| US7354659B2 (en) | Method for fabricating large dimension bonds using reactive multilayer joining | |
| US8414977B2 (en) | Masking jig, substrate heating device, and coating method | |
| CN107052493B (zh) | 一种多场辅助的钎焊装置及钎焊方法 | |
| JPH08253372A (ja) | マイクロ波加熱によるジルコニア接合装置及び接合方法 | |
| JP2006528556A (ja) | 溶融接合材料の高められた制御を伴う反応性多層箔を使用する接合方法 | |
| JP3757506B2 (ja) | 耐熱合金の接合法 | |
| JPH07187836A (ja) | レーザ光によるＳｉ含有セラミックスの接合方法 | |
| JP5565772B2 (ja) | 電磁波照射を用いた材料の接合方法及び接合装置 | |
| Chojnacki et al. | Beamline RF load development at Cornell | |
| JPH0859358A (ja) | ベータアルミナ管とセラミックスとの接合方法 | |
| JPS63239164A (ja) | セラミックスの接合方法 | |
| JPH0570253A (ja) | セラミツクス同士の接合方法及び加熱接合用インサ−ト材 | |
| JPH10190209A (ja) | 回路モジュールの製造方法 | |
| JPH09301783A (ja) | 金属とセラミックスの直接接合方法 | |
| US20220148904A1 (en) | Method for joining quartz pieces and quartz electrodes and other devices of joined quartz | |
| JPH01148760A (ja) | セラミックスの接合方法 | |
| Samandi et al. | Microwave induced plasma (MIP) brazing of silicon nitride to stainless steel | |
| WO2007123530A1 (en) | Method for fabricating large dimension bonds using reactive multilayer joining | |
| CN116652089A (zh) | 一种使用激光快速加热的铆接方法 | |
| JPH06172049A (ja) | Ｓｉ含有炭化珪素セラミックスの電気接合方法 | |
| JPH0424311B2 (ja) | ||
| JPH03184385A (ja) | 積層型圧電素子の製作方法 | |
| JPH07283675A (ja) | 圧電振動子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040209 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040423 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040928 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |