JPH11349390A - メタライズ層及びその形成方法 - Google Patents

メタライズ層及びその形成方法

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JPH11349390A
JPH11349390A JP16281898A JP16281898A JPH11349390A JP H11349390 A JPH11349390 A JP H11349390A JP 16281898 A JP16281898 A JP 16281898A JP 16281898 A JP16281898 A JP 16281898A JP H11349390 A JPH11349390 A JP H11349390A
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JP
Japan
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metallized layer
paste
alumina powder
potassium silicate
layer
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JP16281898A
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English (en)
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Nobuyuki Minami
信之 南
Yoshihiro Asai
義博 浅井
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温の腐食ガス中では、従来の有機樹脂で被
覆したメタライズ層では極めて短時間でも持たず、使え
ないという問題があった。 【解決手段】 セラミックス表面に形成するメタライズ
層において、該メタライズ層が、モリブデンとマンガン
から成るメタライズの上面にニッケルを被覆し、さらに
その上面にアルミナ粉末を珪酸カリウム溶液で混練した
ペーストを被覆して成ることとしたメタライズ層、ある
いは銀とパラジウムから成るメタライズの上面にアルミ
ナ粉末を珪酸カリウム溶液で混練したペーストを被覆し
て成ることとしたメタライズ層。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の属する技術分野】本発明は、セラミックス表
面に形成するメタライズ層に関し、特に高温の腐食ガス
に耐えるメタライズ層に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックス表面にメタライズ層を形成
したメタライズ部品がある。このメタライズ部品のメタ
ライズ層は、亜硫酸ガスなどの腐食ガスに対しては極め
て弱く、酸化腐食して使用に耐えないため、腐食ガス中
で用いる場合には、腐食ガスに強く、しかも透水率の低
い、さらには簡単に塗布できる有機樹脂でもってメタラ
イズ上面を被覆したメタライズ層が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近、
このメタライズ部品がガスタービンエンジンなどの燃焼
機器で高温の腐食ガス中で使われるところがでてきた。
そのため、従来の有機樹脂で覆ったメタライズ層では極
めて短時間でも持たず、使えないという問題があった。
【0004】本発明は、上述した従来技術が有する課題
に鑑みなされたものであって、その目的は、極めて短時
間であれば、高温腐食ガス中でも使えることのできるメ
タライズ層を提供し、その形成方法をも提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、メタライズの表面に
無機物質を被覆したメタライズ層であれば、高温腐食ガ
ス中でも、極めて短時間であれば、使えることができる
との知見を得て本発明を完成するに至った。
【0006】即ち本発明は、(1)セラミックス表面に
形成するメタライズ層において、該メタライズ層が、モ
リブデンとマンガンから成るメタライズの上面にニッケ
ルを被覆し、さらにその上面にアルミナ粉末を珪酸カリ
ウム溶液で混練したペーストを被覆して成ることを特徴
とするメタライズ層(請求項1)とし、また、(2)セ
ラミックス表面に形成するメタライズ層において、該メ
タライズ層が、銀とパラジウムから成るメタライズの上
面にアルミナ粉末を珪酸カリウム溶液で混練したペース
トを被覆して成ることを特徴とするメタライズ層(請求
項2)とし、さらに、(3)ペーストの被覆が、2層の
被覆であり、その下層が5〜10μmの平均粒径を有す
るアルミナ粉末を珪酸カリウム溶液で混練したペースト
より成り、その上層が1〜5μmの平均粒径を有するア
ルミナ粉末を珪酸カリウム溶液で混練したペーストより
成ることを特徴とする請求項1または2記載のメタライ
ズ層(請求項3)とし、さらにまた、(4)セラミック
ス表面にモリブデンとマンガンから成るペーストを印刷
で塗布し、それを加熱して焼き付けた後、その上面にニ
ッケルメッキを施し、さらにその上面にアルミナ粉末を
珪酸カリウムと水で混練したペーストを塗布することを
特徴とするメタライズ層の形成方法(請求項4)とし、
そしてまた、(5)セラミックス表面に銀とパラジウム
から成るペーストを印刷で塗布し、それを加熱して焼き
付けた後、その上面にアルミナ粉末を珪酸カリウムと水
で混練したペーストを塗布することを特徴とするメタラ
イズ層の形成方法(請求項5)とし、そしてさらに、
(6)ペーストの塗布が、2層の重ね塗りであり、5〜
10μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を珪酸カリウ
ムと水で混練したペーストを塗布し、その上にさらに1
〜5μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を珪酸カリウ
ムと水で混練したペーストを塗布することを特徴とする
請求項4または5記載のメタライズ層の形成方法(請求
項6)とすることを要旨とする。以下さらに詳細に説明
する。
【0007】上記メタライズ層としては、モリブデンと
マンガンから成るメタライズの上面にニッケルを被覆
し、さらにその上面にアルミナ粉末を珪酸カリウム溶液
で混練したペーストを被覆して成るメタライズ層(請求
項1)、あるいは銀とパラジウムから成るメタライズの
上面にアルミナ粉末を珪酸カリウムアルミナ粉末を珪酸
カリウム溶液で混練したペーストを被覆して成るメタラ
イズ層とした(請求項2)。
【0008】メタライズの表面をアルミナ粉末のペース
トで被覆することにより、その熱容量によって熱の急激
な負荷が抑制され、その結果、メタライズ層に対する熱
の影響を少なくすることができ、短時間であれば、高温
腐食ガス中でも使えるようになる。表面を被覆する無機
物質としては、熱に対して安定であれば何でも構わない
が、それをアルミナ粉末としたのは、安価で多用されて
いること、純度などによって特性が変化するものではな
いことなどで優れていることによる。そのメタライズと
してモリブデンとマンガンから成る金属の上面にニッケ
ルを被覆したメタライズ、あるいは銀とパラジウムから
成るメタライズとしたのは、これらメタライズが耐熱性
に優れていることによる。
【0009】また、そのアルミナ粉末を結合するバイン
ダーを珪酸カリウムとしたのは、この珪酸カリウムが水
溶性のバインダーであること、しかも水による希釈量を
作業時の乾燥具合と作業性で適宜決めることができるこ
と、塗布し易いこと、乾燥が容易なことなどによる。そ
して、このペースト中の水分が蒸発した時点で強度を持
ち始め硬化する。その時収縮により亀裂が入ることがあ
るが、亀裂部分に当該液を追加すれば、その亀裂部分を
覆い隠すことができる。
【0010】そのペーストの被覆としては、2層の被覆
とし、その下層を5〜10μmの平均粒径を有するアル
ミナ粉末を珪酸カリウム溶液で混練したペーストとし、
その上層を1〜5μmの平均粒径を有するアルミナ粉末
を珪酸カリウム溶液で混練したペーストとした(請求項
3)。ペーストの被覆を2層の被覆としたのは、前記し
たようにペーストに亀裂が入ることがあり、その亀裂が
入ると珪酸カリウム溶液の追加を数回繰り返す必要があ
り作業性が極めて悪いので、これを下層を粗い粒子で覆
うことにより粒子間の間隙の割合を多くして疎の状態に
し、亀裂の発生を抑え、その上面を細かい粒子で覆うこ
とにより疎の間隙を埋めて密の状態にし、腐食ガスの浸
透を抑えるので、亀裂を引き起こさないでメタライズを
保護できるようにしたものである。
【0011】そのメタライズ層の形成方法としては、セ
ラミックス表面にモリブデンとマンガンから成るペース
トを印刷で塗布し、それを加熱して焼き付けた後、その
上面にニッケルメッキを施し、さらにその上面にアルミ
ナ粉末を珪酸カリウムと水で混練したペーストを塗布す
る方法(請求項4)、あるいはセラミックス表面に銀と
パラジウムから成るペーストを印刷で塗布し、それを加
熱して焼き付けた後、その上面にアルミナ粉末を珪酸カ
リウムと水で混練したペーストを塗布する方法とした
(請求項5)。
【0012】メタライズの表面を被覆する方法は、どん
な方法でも構わなく、ケースバイケースによって方法を
選べばよいが、印刷と筆による塗布が簡単で好ましい。
乾燥は行わなくても構わないが、用途によっては乾燥を
必要とする場合があるので、その場合には、水分が完全
に蒸発する130℃程度の温度で1時間程度乾燥すれば
よく、この程度の温度であれば、メタライズ層に特別な
応力を与えることはない。
【0013】そのペーストの被覆が2層の場合には、5
〜10μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を珪酸カリ
ウムと水で混練したペーストを塗布し、その上にさらに
1〜5μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を珪酸カリ
ウムと水で混練したペーストを塗布することとした(請
求項6)。この重ね塗りでペースト中の水分が蒸発して
も前記したような亀裂が入ることがない。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、メタライズ層を形成する方
法をさらに詳細に述べると、モリブデンとマンガンから
成るペーストをセラミックス表面に塗布する場合には、
先ず印刷で塗布し、それを加熱して焼き付けた後、その
上面にニッケルメッキを施す。一方、銀とパラジウムか
ら成るペーストの場合には、印刷で塗布し、それを加熱
して焼き付けるだけで、メッキは施さない。
【0015】その形成したメタライズの上面に、先ず5
〜10μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を珪酸カリ
ウムと水で混練したペーストを印刷または筆で塗布し、
その上面にさらに1〜5μmの平均粒径を有するアルミ
ナ粉末を珪酸カリウムと水で混練したペーストを印刷ま
たは筆で重ね塗りしてメタライズ層を形成する。塗布す
る厚さは、腐食ガスの種類、温度などに応じて適宜決め
ればよい。乾燥が必要な場合には、それを130℃程度
の温度で1時間程度乾燥する。
【0016】以上の方法で形成したメタライズ層であれ
ば、高温の腐食ガス中でも、極めて短時間であれば、使
えることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【0018】(実施例1〜4) (1)メタライズ層の形成 先ず純度が99.5%のアルミナ粉末((株)日本セラ
テック製)でセラミックス基板を作製した。得られた基
板上に表1に示すメタライズから成るペーストを2×2
mmの大きさに印刷し、実施例1、2ではそれを135
0℃で、実施例3、4では850℃で焼き付けた後、実
施例1、2ではその上面にさらにニッケルメッキを施し
た。得られたメタライズの上面に先ず表1に示す平均粒
径と純度を有するアルミナ粉末((株)日本セラテック
製)に珪酸カリウムを5重量%加え、それにさらに水で
適宜希釈したペーストを0.2mmの厚さに筆で塗布
し、130℃で乾燥した後、その上面に表1に示す平均
粒径と純度を有するアルミナ粉末((株)日本セラテッ
ク製)に珪酸カリウムを5重量%加え、それにさらに水
で適宜希釈したペーストを0.3mmの厚さに筆で重ね
て塗布し、130℃で乾燥してメタライズ層を形成し
た。
【0019】(2)評価 得られたメタライズ層の面に対して450℃の亜硫酸ガ
スを1秒ずつ10回間欠的に流した後、それを水に浸漬
し、アルミナ粉末を除去し、メタライズ表面の腐食状態
を目視で観察した。その結果を表1に示す。
【0020】(比較例1、2)比較として比較例1、2
では、アルミナ粉末を被覆しない他は実施例1、3と同
様にメタライズ層を形成し、評価した。その結果を表1
に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1から明らかなように、実施例1〜4に
おいては、アルミナの純度とは関係なく、いずれも亜硫
酸ガスの腐食は認められなかった。このことは、極めて
短時間であれば、高温腐食ガス中でも使えることができ
ることを示している。
【0023】これに対して比較例1、2では、いずれも
アルミナ粉末が被覆されていないため、メタライズ層が
酸化され、これ以上亜硫酸ガスに曝すと破壊に至ること
が予想された。
【0024】
【発明の効果】以上、説明した本発明にかかるメタライ
ズ層によれば、極めて短時間であれば、高温腐食ガス中
でも使えるメタライズ層とすることができるようになっ
た。このことにより、メタライズされたセラミックス部
品の用途が広がった。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックス表面に形成するメタライズ
    層において、該メタライズ層が、モリブデンとマンガン
    から成るメタライズの上面にニッケルを被覆し、さらに
    その上面にアルミナ粉末を珪酸カリウム溶液で混練した
    ペーストを被覆して成ることを特徴とするメタライズ
    層。
  2. 【請求項2】 セラミックス表面に形成するメタライズ
    層において、該メタライズ層が、銀とパラジウムから成
    るメタライズの上面にアルミナ粉末を珪酸カリウム溶液
    で混練したペーストを被覆して成ることを特徴とするメ
    タライズ層。
  3. 【請求項3】 ペーストの被覆が、2層の被覆であり、
    その下層が5〜10μmの平均粒径を有するアルミナ粉
    末を珪酸カリウム溶液で混練したペーストより成り、そ
    の上層が1〜5μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を
    珪酸カリウム溶液で混練したペーストより成ることを特
    徴とする請求項1または2記載のメタライズ層。
  4. 【請求項4】 セラミックス表面にモリブデンとマンガ
    ンから成るペーストを印刷で塗布し、それを加熱して焼
    き付けた後、その上面にニッケルメッキを施し、さらに
    その上面にアルミナ粉末を珪酸カリウムと水で混練した
    ペーストを塗布することを特徴とするメタライズ層の形
    成方法。
  5. 【請求項5】 セラミックス表面に銀とパラジウムから
    成るペーストを印刷で塗布し、それを加熱して焼き付け
    た後、その上面にアルミナ粉末を珪酸カリウムと水で混
    練したペーストを塗布することを特徴とするメタライズ
    層の形成方法。
  6. 【請求項6】 ペーストの塗布が、2層の重ね塗りであ
    り、5〜10μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を珪
    酸カリウムと水で混練したペーストを塗布し、その上に
    さらに1〜5μmの平均粒径を有するアルミナ粉末を珪
    酸カリウムと水で混練したペーストを塗布することを特
    徴とする請求項4または5記載のメタライズ層の形成方
    法。
JP16281898A 1998-04-10 1998-05-28 メタライズ層及びその形成方法 Pending JPH11349390A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196854A (ja) * 2004-12-15 2006-07-27 Tokuyama Corp メタライズドセラミック基板の製造方法
JP4937738B2 (ja) * 2004-06-21 2012-05-23 株式会社トクヤマ 窒化物焼結体、及びその製造方法

Cited By (3)

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