JPS58135783A - 拡散接合方法 - Google Patents
拡散接合方法Info
- Publication number
- JPS58135783A JPS58135783A JP1805382A JP1805382A JPS58135783A JP S58135783 A JPS58135783 A JP S58135783A JP 1805382 A JP1805382 A JP 1805382A JP 1805382 A JP1805382 A JP 1805382A JP S58135783 A JPS58135783 A JP S58135783A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- diffusion bonding
- insert material
- main component
- bonding
- 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
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はセラミックス特にシリコン系セラミックスと
金属との拡散接合方法に関する。
金属との拡散接合方法に関する。
シリコン系セラミックスは特に近時開発され、そのすぐ
れた性質は注目を浴びている。しかしながらとの工うな
セラミックスを実用に供するには、少量のセラミックス
ですませるため台となる金属と接合して使用することが
多い。ところが特にシリコン系セラミックスと金属との
接合は種々困難な問題点がある。
れた性質は注目を浴びている。しかしながらとの工うな
セラミックスを実用に供するには、少量のセラミックス
ですませるため台となる金属と接合して使用することが
多い。ところが特にシリコン系セラミックスと金属との
接合は種々困難な問題点がある。
すなわち従来からセラミックスと金属との接合法として
、メタライジング法、高融点法、および有機または無機
接着剤を用いる方法などあるが、前二者においては接合
に手間を要し、充分か接合強度が得られないなどの欠点
があり、また後者においては耐水性、気密性に劣り、接
合部の寿命が短い等の欠点がある。
、メタライジング法、高融点法、および有機または無機
接着剤を用いる方法などあるが、前二者においては接合
に手間を要し、充分か接合強度が得られないなどの欠点
があり、また後者においては耐水性、気密性に劣り、接
合部の寿命が短い等の欠点がある。
一方近時発達しつつある拡散接合方法は、一般には有効
な接合方法として知られているが、接合対象がセラミッ
クスと金属との場合は、種々困難々問題があり１、今迄
に実用になったものはない。
な接合方法として知られているが、接合対象がセラミッ
クスと金属との場合は、種々困難々問題があり１、今迄
に実用になったものはない。
そこでこの発明の発明者は、特にシリコン系のセラミッ
クスと金属との拡散接合に挑戦して前述問題点を解決せ
んとし、種々努力を重ねた結果、この発明方法を完成す
るに至り九ものである。
クスと金属との拡散接合に挑戦して前述問題点を解決せ
んとし、種々努力を重ねた結果、この発明方法を完成す
るに至り九ものである。
すなわち、合金の金属材料のうち、シリコン系のセラミ
ックス中のシリコン（Ｓｉ）成分と高温中において共晶
反応をおこす金属や、もしくはセラミックスと合金との
間にインサート材をそう人し、このインサート材がＳｉ
や合金の金属と高温中において共晶反応をおこす金属、
さらにこれらのうちでも実際に拡散接合しても熱膨張係
数の相違によって破壊されない金属の組合せ、および拡
散接合時前述共晶温度以上の温度において種々こころみ
ることにより、実用に供しうる組合せを見出して、この
発明方法が完成されたものである。
ックス中のシリコン（Ｓｉ）成分と高温中において共晶
反応をおこす金属や、もしくはセラミックスと合金との
間にインサート材をそう人し、このインサート材がＳｉ
や合金の金属と高温中において共晶反応をおこす金属、
さらにこれらのうちでも実際に拡散接合しても熱膨張係
数の相違によって破壊されない金属の組合せ、および拡
散接合時前述共晶温度以上の温度において種々こころみ
ることにより、実用に供しうる組合せを見出して、この
発明方法が完成されたものである。
以下この発明実施例を述べるに先立ち、これらと対照す
べき対照例を述べる。
べき対照例を述べる。
対照例；（インサート材なし）
テストピースとしてｌＯ■φ、５■ｔのＳｉＣ１１８結
材ｌと、２０■φ、８■ｔのステンレス５ＵＳ８０４材
２とをアセトン中で１０分間超音波洗浄して前処理後、
これらを重ね合せて、約１０−５Ｔｏｒｒの真空中で、
かつ接合温度８００°Ｃ，８５０°Ｃおよび９００°Ｃ
の８種類、接合圧力はいずれも約２．５１＃／−としそ
れぞれ６０分間拡散接合を行なった０しかしこれらの場
合いずれも接合せず、−接合界面近辺のＳｉＣ側で破壊
がおこった。
材ｌと、２０■φ、８■ｔのステンレス５ＵＳ８０４材
２とをアセトン中で１０分間超音波洗浄して前処理後、
これらを重ね合せて、約１０−５Ｔｏｒｒの真空中で、
かつ接合温度８００°Ｃ，８５０°Ｃおよび９００°Ｃ
の８種類、接合圧力はいずれも約２．５１＃／−としそ
れぞれ６０分間拡散接合を行なった０しかしこれらの場
合いずれも接合せず、−接合界面近辺のＳｉＣ側で破壊
がおこった。
実施例１；（台金Ｔｉ、インサート材Ａｇ）テストピー
スとしての焼結材ｌと純Ｔｉ材台金２とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材８として厚さ５０顯
の紹箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行な
い、第２図のように重ね合わせて、約１０−５Ｔｏｒｒ
の真空中で、かつ接合温度８５０°Ｃおよび９００°Ｃ
１接合圧力約２．５−呻／−で各６０分間拡散接合した
。この結果各温度において良好な接合が得られた。この
ときの剪断強度は６〜１０峙／−であり、ＳｉＣ側で剥
離ま九紘ＳＩＣが破損した。
スとしての焼結材ｌと純Ｔｉ材台金２とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材８として厚さ５０顯
の紹箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行な
い、第２図のように重ね合わせて、約１０−５Ｔｏｒｒ
の真空中で、かつ接合温度８５０°Ｃおよび９００°Ｃ
１接合圧力約２．５−呻／−で各６０分間拡散接合した
。この結果各温度において良好な接合が得られた。この
ときの剪断強度は６〜１０峙／−であり、ＳｉＣ側で剥
離ま九紘ＳＩＣが破損した。
実施例２；（台金Ｔｉ、インサート材Ａｔ）テストピー
、スとしての焼結材ｌと台金２とは実施例１と同様のも
のを使用し、インサート材８として厚さ６０μｍのＡ４
を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行ない、第
２図のように重ね合わせて、約１０’Ｔｏｒｒの真空中
で、かつ接合温度６５０°Ｃおよび７００°Ｃ１接合圧
力約２．５呻／−で各６０分間拡散接合した。この結果
各温度のものにおいて、良好な接合が得られた。このと
きの剪断強度は４〜７ ｋｇ ／ ｄであり、ＳｉＣ側
で剥離した０ なお実施例１および２において、台金２のＴｉは純Ｔｉ
の他、これを主成分とする合金であってもよく、さらに
インサート材８はＡｇまたはＡｔを主成分とする合金で
あってもよく、またＡｇとＡｔとの合金であっても、は
ぼ同等の成果をあげることができたＯ 実施例８；（台金Ｃｕ、インサート材Ａｇ）テストピー
スとしての焼結材ｌとＣｕ材の台金２とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材８としては実施例１
のものと同様のＭ箔とし、いずれも対照例と同様の前処
理を行ない、第２図のように重ね合わせて、約１０”Ｔ
ｏｒｒの真空中で、かつ接合温度８５０°Ｃおよび９０
０°Ｃ１接合圧力約２．５ｋｆ／−で各６０分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
、スとしての焼結材ｌと台金２とは実施例１と同様のも
のを使用し、インサート材８として厚さ６０μｍのＡ４
を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行ない、第
２図のように重ね合わせて、約１０’Ｔｏｒｒの真空中
で、かつ接合温度６５０°Ｃおよび７００°Ｃ１接合圧
力約２．５呻／−で各６０分間拡散接合した。この結果
各温度のものにおいて、良好な接合が得られた。このと
きの剪断強度は４〜７ ｋｇ ／ ｄであり、ＳｉＣ側
で剥離した０ なお実施例１および２において、台金２のＴｉは純Ｔｉ
の他、これを主成分とする合金であってもよく、さらに
インサート材８はＡｇまたはＡｔを主成分とする合金で
あってもよく、またＡｇとＡｔとの合金であっても、は
ぼ同等の成果をあげることができたＯ 実施例８；（台金Ｃｕ、インサート材Ａｇ）テストピー
スとしての焼結材ｌとＣｕ材の台金２とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材８としては実施例１
のものと同様のＭ箔とし、いずれも対照例と同様の前処
理を行ない、第２図のように重ね合わせて、約１０”Ｔ
ｏｒｒの真空中で、かつ接合温度８５０°Ｃおよび９０
０°Ｃ１接合圧力約２．５ｋｆ／−で各６０分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
このときの剪断強度は０．５〜２ ｋｇ ／ ｍｊであ
り、ＳｉＣ側で剥離した。この場合も、台金２はＣｕを
主成分とした合金であってもよく、またインサート材Ａ
ｇもまた同様である。
り、ＳｉＣ側で剥離した。この場合も、台金２はＣｕを
主成分とした合金であってもよく、またインサート材Ａ
ｇもまた同様である。
実施例４；（台金Ｎｉ、インサート材Ａｔ）テストピー
スとしての焼結材ｌとＮｉ材の台金２とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材８として実施例２と
同様のＡｔ箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理
を行ない、第２図のように重ね合わせて、約１Ｏ−５Ｔ
ｏｒｒの真空中で、かつ接合温度７００°Ｃおよび７５
００Ｃ、接合圧力約２．５ｋｐ／−で各６０分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
スとしての焼結材ｌとＮｉ材の台金２とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材８として実施例２と
同様のＡｔ箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理
を行ない、第２図のように重ね合わせて、約１Ｏ−５Ｔ
ｏｒｒの真空中で、かつ接合温度７００°Ｃおよび７５
００Ｃ、接合圧力約２．５ｋｐ／−で各６０分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
このときの剪断強度は０．８〜２ｋｆ、／−であり、Ｓ
ｉＣ側で剥離した。この場合においても、台金２はＮｉ
を主成分と・する合金であってもよく、またインサート
材ｋｌも同様である。
ｉＣ側で剥離した。この場合においても、台金２はＮｉ
を主成分と・する合金であってもよく、またインサート
材ｋｌも同様である。
実施例５；（台金Ｆｅ、インサート材Ａｔ）テストピー
スとしての焼結材１とＦｅ材の台金２とは対照例と同様
の寸法および材質とし、インサート材８としては実施例
２と同様のＡｔ箔を使用し、いずれも前述同様の前処理
を行ない、第３図のように重ね合わせて、約１Ｏ−５Ｔ
ｏｒｒの真空中で、かつ接合温度６５０°Ｃおよび７０
０°Ｃで、接合圧力２．５ ｋｇ ／ ｍＪで各６０分
間拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られ
た。このときの剪断強度は４〜６ ｋｇ ／ ｍｊであ
り、界面ＳｉＣ側で破壊した。この場合も、Ｆｅおよび
Ａｍこれらを主成分とする金属であれば、その結果はほ
ぼ同じである。
スとしての焼結材１とＦｅ材の台金２とは対照例と同様
の寸法および材質とし、インサート材８としては実施例
２と同様のＡｔ箔を使用し、いずれも前述同様の前処理
を行ない、第３図のように重ね合わせて、約１Ｏ−５Ｔ
ｏｒｒの真空中で、かつ接合温度６５０°Ｃおよび７０
０°Ｃで、接合圧力２．５ ｋｇ ／ ｍＪで各６０分
間拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られ
た。このときの剪断強度は４〜６ ｋｇ ／ ｍｊであ
り、界面ＳｉＣ側で破壊した。この場合も、Ｆｅおよび
Ａｍこれらを主成分とする金属であれば、その結果はほ
ぼ同じである。
実施例６；（台金Ａｇ、インサート材なし）テストピー
スとしての焼結材１とＡｇ材の台金２とは対照例と同様
寸法のものを使用し、インサート材は使用せず、いずれ
も対照例と同様の前処理を行ない、第１図のように重ね
合わせて、約１Ｏ−５Ｔｏｒｒの真空中で、かつ接合温
度８５０°Ｃで、接合圧力２．５ｋｆ／−で％６０分間
拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られた
。このときの剪断強度は０．５〜２ｋｇ／−であり、Ｓ
ｉＣ側で剥離した。この場合も合金のＡｇＵこれを主成
分とする合金であってもよい。
スとしての焼結材１とＡｇ材の台金２とは対照例と同様
寸法のものを使用し、インサート材は使用せず、いずれ
も対照例と同様の前処理を行ない、第１図のように重ね
合わせて、約１Ｏ−５Ｔｏｒｒの真空中で、かつ接合温
度８５０°Ｃで、接合圧力２．５ｋｆ／−で％６０分間
拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られた
。このときの剪断強度は０．５〜２ｋｇ／−であり、Ｓ
ｉＣ側で剥離した。この場合も合金のＡｇＵこれを主成
分とする合金であってもよい。
実施例７；（台金Ａ４インサート材なり、 ）実施例６
において台金２の材質をＡｔとしたものであり、約１０
’Ｔｏｒｒの真空中で接合温度６５０゜Ｃ１接合圧力２
．５ｋｇ／−で６０分間拡散接合した。
において台金２の材質をＡｔとしたものであり、約１０
’Ｔｏｒｒの真空中で接合温度６５０゜Ｃ１接合圧力２
．５ｋｇ／−で６０分間拡散接合した。
その結果は良好であり、剪断強度は１〜４ ｋｇ ／
ｍＪであり、ＳｉＣ側で破壊がおこった。この場合も合
金のＡｍこれを主成分とする合金であってもよい。
ｍＪであり、ＳｉＣ側で破壊がおこった。この場合も合
金のＡｍこれを主成分とする合金であってもよい。
またさらに実施例６および７において、合金の材質はＡ
ｇと１７）合金であってもよいものである。
ｇと１７）合金であってもよいものである。
またさらに前述実施例の総てにおいて、合金の材質はい
わゆるムクでなく、接合面にメッキな、どの手段によっ
て被覆をほどこしたものであってもよい。またインサー
ト材も接合面におけるメッキにどのコーティングに置き
換えてもＸい。
わゆるムクでなく、接合面にメッキな、どの手段によっ
て被覆をほどこしたものであってもよい。またインサー
ト材も接合面におけるメッキにどのコーティングに置き
換えてもＸい。
またＳｉＣはカーボン基材にコーティングしたものを用
いても、よい。さらにシリコン系セラミックスとしてＳ
ｉＣのほか、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）を使
用してもほぼ同等の結果が得られた。
いても、よい。さらにシリコン系セラミックスとしてＳ
ｉＣのほか、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）を使
用してもほぼ同等の結果が得られた。
以上の説明によって明らかなように、この発明方法によ
るときは、簡単な操作で、シリコン系セラミックスと金
属とを確実強固に拡散接合しうると共に、耐水性、気密
性をも満足せしめるという、特有かつ顕著な効果を奏し
うるものである。
るときは、簡単な操作で、シリコン系セラミックスと金
属とを確実強固に拡散接合しうると共に、耐水性、気密
性をも満足せしめるという、特有かつ顕著な効果を奏し
うるものである。
図面はいずれもこの発明方法の別個の実施例による接合
物の側面図である。 １・・・ＳｉＣ焼結材、２・・台金、３・・インサート
材。 出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁上 正 （ほか１名）
物の側面図である。 １・・・ＳｉＣ焼結材、２・・台金、３・・インサート
材。 出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁上 正 （ほか１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） シリコン系セラミックスと金属台金とを拡散
接合する方法であって、前記セラミックスと合金との間
に金属インサート材をそう人し、かつ前記セラミックス
中のＳｉとインサート材との間、およびインサート材と
合金との間に共晶をおこしうるように前記インサート材
および合金の材質を選定し、さらに接合温度はこれら共
晶温度をこえる温度に設定して拡散接合することを特徴
とする、前記拡散接合方法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はＴｉを主成分とする金属であり、前
記インサート材はＡｇを主成分とする金属である、前記
拡散接合方法。 （８）特許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はＴｉを主成分とする金属であり、前
記インサート材はＡｔを主成分とする金属である前記拡
散接合方法。 （４） 特許請求、の範囲第１項記載の拡散接合方法
において、前記金属台金はＴｉを主成分とする金属であ
り、前記インサート材は紹とＡｔとの合金である、前記
拡散接合方法。 （５）特許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はＣｕを主成分とする金属であり、前
記インサート材は紹を主成分とする金属である、前記拡
散接合方法。 （６）特許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はＮｉを主成分とする金属であり、前
記インサート材はＡｔを主成分とする金属である、前記
拡散接合方法。 （７）特許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はＦｅを主成分とする金属であり、前
記インサート材はＡｔを主成分とする金属である、前記
拡散接合方法。 （８） シリコン系セラミックスと金属台金とを拡散
接合する方法であって、前記台金は、ＡｇもしくはＡｔ
を主成分とする金属またはこれら、の合金とじたことを
特徴とする、前記拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1805382A JPS58135783A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1805382A JPS58135783A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135783A true JPS58135783A (ja) | 1983-08-12 |
Family
ID=11960949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1805382A Pending JPS58135783A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135783A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517247A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-26 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクと金属部材との接合方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 | ||
| JPS5747778A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-18 | Hitachi Ltd | Manufacture of one-body structure of ceramic and metal |
| JPS5841774A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | 大同特殊鋼株式会社 | セラミツクス−金属複合体の製造方法 |
-
1982
- 1982-02-05 JP JP1805382A patent/JPS58135783A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 | ||
| JPS5747778A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-18 | Hitachi Ltd | Manufacture of one-body structure of ceramic and metal |
| JPS5841774A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | 大同特殊鋼株式会社 | セラミツクス−金属複合体の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517247A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-26 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクと金属部材との接合方法 |
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