JPS58181770A - セラミツクと金属の接合法 - Google Patents
セラミツクと金属の接合法Info
- Publication number
- JPS58181770A JPS58181770A JP6139682A JP6139682A JPS58181770A JP S58181770 A JPS58181770 A JP S58181770A JP 6139682 A JP6139682 A JP 6139682A JP 6139682 A JP6139682 A JP 6139682A JP S58181770 A JPS58181770 A JP S58181770A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- metal
- cu2o
- bonding
- joining
- 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)
- 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】
本発明はセラミックと鋼、ステンレス鋼、Ｎ１゜Ｎｉ合
金、 Ｏｕ 、 Ｃｕ合金などの金属とを、拡散接合に
よって接合する方法に係る。
金、 Ｏｕ 、 Ｃｕ合金などの金属とを、拡散接合に
よって接合する方法に係る。
セラミックと金属の接合法には、（１）金属表面にセラ
ミック粉末を溶射する方法、（２）セラミックに溶融金
属を流し込む鋳ぐるみ法、（３）金属ろうを用いたろう
付性、（４）接着剤で接合する方法。
ミック粉末を溶射する方法、（２）セラミックに溶融金
属を流し込む鋳ぐるみ法、（３）金属ろうを用いたろう
付性、（４）接着剤で接合する方法。
（５）金属酸化物粉末をセラミックに融着させたあと、
融着層の金属酸化物を還元雰囲気中で加熱して還元し金
属地肌を露出せしめ、結果的にその還元金属とセラミッ
クとの結合を得る方法。
融着層の金属酸化物を還元雰囲気中で加熱して還元し金
属地肌を露出せしめ、結果的にその還元金属とセラミッ
クとの結合を得る方法。
（６）セラミック上に成る金属を溶融溶着せしめ次いで
その金属面にメッキを施し、しかる後その詰 メッキｆｉｌと接合しようとする母指金属とをろう１ ぺして接合を完了する方法等がある。
その金属面にメッキを施し、しかる後その詰 メッキｆｉｌと接合しようとする母指金属とをろう１ ぺして接合を完了する方法等がある。
しかるにこれらの方法には次のような欠点がある。（１
）はセラミックと金属との結合機構が機械的噛み合いに
よることから、十分な継手強度が得がたく、過酷な使用
条件には採用できず。
）はセラミックと金属との結合機構が機械的噛み合いに
よることから、十分な継手強度が得がたく、過酷な使用
条件には採用できず。
利用用途が限定されている。（２）は（１）と同様、結
合が機械的噛み合いを主体にすることから１強度が不十
分であると共にセラミックが割れ易い欠点を持っている
。（３）はろう材に未だ適切なも。
合が機械的噛み合いを主体にすることから１強度が不十
分であると共にセラミックが割れ易い欠点を持っている
。（３）はろう材に未だ適切なも。
のがないため、十分な継手強度が得られず、過酷な使用
条件では採用されておらず、利用用途が限定されている
。（４）は接着力に限界がお秒。
条件では採用されておらず、利用用途が限定されている
。（４）は接着力に限界がお秒。
十分な継手強度がでないと共に特に高温使用に耐えない
欠点を持っている。（５）は継手強度は十分なものが得
られるが、金属の種類と厚さに限定がある。即ち公知例
として金属酸化物ＯＬ＋２０があるが、セラミックとＯ
ｕの接合に限られると共にＣｕの厚さを数十間といった
厚肉にすることが困難である欠点を持っている。（６）
はＭｎ−Ｍｎ法といわれる公知法であるが、接合過程が
複雑で多工程を踏み、高度の施工管理を必要とする欠点
を持っている。
欠点を持っている。（５）は継手強度は十分なものが得
られるが、金属の種類と厚さに限定がある。即ち公知例
として金属酸化物ＯＬ＋２０があるが、セラミックとＯ
ｕの接合に限られると共にＣｕの厚さを数十間といった
厚肉にすることが困難である欠点を持っている。（６）
はＭｎ−Ｍｎ法といわれる公知法であるが、接合過程が
複雑で多工程を踏み、高度の施工管理を必要とする欠点
を持っている。
本発明は上記事情に鑑み、十分な厚さのセラミックと金
属とが接合でき、かつセラミックの割れを起さず大きい
継手強度を得ることができる接合法を提案するものであ
り、すなわち、セラミンク上に０ｕ２０粉末を載置して
Ｃｕ２Ｏの融点以上に加熱しセラミックと０１１２０を
共有結合又はイオン結合で接合せしめてサブアセンブリ
を作り・次いでこのサブアセンブリを還元雰囲気中で加
熱し凝固した０ｕ２０の表層を還元せしめて金＠Ｃｕを
露出しだあと、接合しようとする金属とこのＯｕを拡散
接合によって接合することを特徴とするセラミックと金
属の接合法、およびさらに同上法において、接合しよう
とする金属とＣｕとの間にサーメットを夫々Ｎ１を介し
て挿入して接合することを特徴とするセラミックと金属
の接合法を提供する。
属とが接合でき、かつセラミックの割れを起さず大きい
継手強度を得ることができる接合法を提案するものであ
り、すなわち、セラミンク上に０ｕ２０粉末を載置して
Ｃｕ２Ｏの融点以上に加熱しセラミックと０１１２０を
共有結合又はイオン結合で接合せしめてサブアセンブリ
を作り・次いでこのサブアセンブリを還元雰囲気中で加
熱し凝固した０ｕ２０の表層を還元せしめて金＠Ｃｕを
露出しだあと、接合しようとする金属とこのＯｕを拡散
接合によって接合することを特徴とするセラミックと金
属の接合法、およびさらに同上法において、接合しよう
とする金属とＣｕとの間にサーメットを夫々Ｎ１を介し
て挿入して接合することを特徴とするセラミックと金属
の接合法を提供する。
本発明方法を図面に示す実施例について説明する。
第１図は本発明方法の工程を示すもので、ｌはＡｈ Ｏ
ｓ等溶融点が１，２３０℃以上のセラミック、２は０ｕ
２０粉末、３は溶融凝固しだＣｕ２Ｏ，４は純Ｏｕ ＋
５は鋼、ステンレス鋼＋ Ｎ＋ ｔ ｌ’Ｊ＋合金、
Ｏｕ 、 Ｏｕ金合金いずれかの金属、６はＷＣ−Ｃｍ
又はＷＯ−Ｎｉ系のサーメット、７はＮｉ箔又はメッキ
でおる。
ｓ等溶融点が１，２３０℃以上のセラミック、２は０ｕ
２０粉末、３は溶融凝固しだＣｕ２Ｏ，４は純Ｏｕ ＋
５は鋼、ステンレス鋼＋ Ｎ＋ ｔ ｌ’Ｊ＋合金、
Ｏｕ 、 Ｏｕ金合金いずれかの金属、６はＷＣ−Ｃｍ
又はＷＯ−Ｎｉ系のサーメット、７はＮｉ箔又はメッキ
でおる。
まず本発明の第一の方法の接合工程を第１図（１）〜（
５Ａ）について説明する。
５Ａ）について説明する。
（１） セラミック１の上にＣＯ□０粉末２を散布す
る。
る。
（２）その状態でＣｕ２Ｏの溶融点（１２３０℃）とセ
ラミックの溶融点の中間温度に加熱する。０ｕ２０のみ
がセラミック上で溶融し、イオン結合又は共有結合でＣ
ｕ□Ｏとセラミックが接合する。
ラミックの溶融点の中間温度に加熱する。０ｕ２０のみ
がセラミック上で溶融し、イオン結合又は共有結合でＣ
ｕ□Ｏとセラミックが接合する。
（３） 一旦、冷却後、 ０ｕ２０とセラミンクのサ
ブアセンブリをＲ２雰囲気等還元雰囲気中で約１０００
℃程度に加熱し、Ｃｕ２Ｏの表層を還元せしめ。
ブアセンブリをＲ２雰囲気等還元雰囲気中で約１０００
℃程度に加熱し、Ｃｕ２Ｏの表層を還元せしめ。
Ｃｕ ４を露出せしめる。
（４Ａ）次いで、とのＣｕ４と接合しようとする金属５
を両者の再結晶温度のうち、低い方の温度以上に加熱し
、且つ加圧して拡散接合せしめる。
を両者の再結晶温度のうち、低い方の温度以上に加熱し
、且つ加圧して拡散接合せしめる。
（５Ａ）徐冷してセラミック１と金属５の接合を完了す
る。
る。
次に本発明の第二の方法の接合工程を第１図（１）〜（
５Ｂ）について説明する。
５Ｂ）について説明する。
（１） 上記第一の方法と同じ。
（２）
（３）
（４Ｂ）次いで、Ｃｕ４と、１合しようとする金属５と
の間にサーメット６を挿入すると共に、サーメット６と
Ｃｕ４との間およびサーメット６と金属５との間にＮｉ
７を挿入しＣｕ４とＮ１７．金属５の再結晶温度のうち
、最も低い温度以上に加熱し、且つ加圧して拡散接合せ
しめる。
の間にサーメット６を挿入すると共に、サーメット６と
Ｃｕ４との間およびサーメット６と金属５との間にＮｉ
７を挿入しＣｕ４とＮ１７．金属５の再結晶温度のうち
、最も低い温度以上に加熱し、且つ加圧して拡散接合せ
しめる。
（５Ｂ）徐冷してセラミックｌと金属５の接合を完了す
る。
る。
尚、 Ｎｉ ７はサーメットとＣｕおよびサーメットと
本願対象金属に対し、拡散溶接性に富むた虻 り属
の主成分であるＦｅｚ Ｎｉ ＋ Ｏｕに対して大きな
固 る溶度を有するため）。
Ｎｉこのような工程による本発明方法の作用効
果 とを説明する。
にセラミックと金属は前述した如く２強固な接
数台が困難である。これはセラミックがイオン結
阻合又は共有結合を成しているのに対し、金属は
ま金属原子結合でその形態が異なることが主原因 金
である。このため、セラミックに対して金属酸 ト
化物であるＣｕ２Ｏをイオン結合又は共有結合で−
お旦接合し、しかる後、 Ｃｕ２Ｏの表層をＣｕにかえ
た にあと、とのＣｕと鋼、ステンレス鋼＋ Ｎ＋
＋ Ｎｉ 合金、 好Ｏｕ、Ｃｕ合金などを拡散溶
接を用いて金属原子結 ４合で接合することにより、
セラミックと金属の接合を良好に成就することができる
。 −なお、セラミックと金属は熱膨張係
数が異なぐ” 、接合後の冷却過程で収縮量の違い延性に乏いセラミッ
クに割れを発生しやすい。そこでラミックと金属の中間
位の熱膨張係数を有すサーメットを＋Ｏｕと鋼、ステン
レス鋼＋ＮＩ＋合金、 Ｏ！ 、 Ｏｕ金合金どの金属
間に挿入するこにより、セラミック→サーメット→金属
の顕熱膨張係数を漸次変化させ、急激な熱膨張係の変化
を抑えることで、セラミックの割れを止し、良好な接合
結果を得ることができる。
本願対象金属に対し、拡散溶接性に富むた虻 り属
の主成分であるＦｅｚ Ｎｉ ＋ Ｏｕに対して大きな
固 る溶度を有するため）。
Ｎｉこのような工程による本発明方法の作用効
果 とを説明する。
にセラミックと金属は前述した如く２強固な接
数台が困難である。これはセラミックがイオン結
阻合又は共有結合を成しているのに対し、金属は
ま金属原子結合でその形態が異なることが主原因 金
である。このため、セラミックに対して金属酸 ト
化物であるＣｕ２Ｏをイオン結合又は共有結合で−
お旦接合し、しかる後、 Ｃｕ２Ｏの表層をＣｕにかえ
た にあと、とのＣｕと鋼、ステンレス鋼＋ Ｎ＋
＋ Ｎｉ 合金、 好Ｏｕ、Ｃｕ合金などを拡散溶
接を用いて金属原子結 ４合で接合することにより、
セラミックと金属の接合を良好に成就することができる
。 −なお、セラミックと金属は熱膨張係
数が異なぐ” 、接合後の冷却過程で収縮量の違い延性に乏いセラミッ
クに割れを発生しやすい。そこでラミックと金属の中間
位の熱膨張係数を有すサーメットを＋Ｏｕと鋼、ステン
レス鋼＋ＮＩ＋合金、 Ｏ！ 、 Ｏｕ金合金どの金属
間に挿入するこにより、セラミック→サーメット→金属
の顕熱膨張係数を漸次変化させ、急激な熱膨張係の変化
を抑えることで、セラミックの割れを止し、良好な接合
結果を得ることができる。
たこの場合、サーメットとＣｕ ＋サーメットと属との
間にＮ１を挿入するのは＋Ｎ＋はサーメッの成分である
Ｎｉ 、 Ｃｏ 、 ０ｕ２０より還元したＣｕ。
間にＮ１を挿入するのは＋Ｎ＋はサーメッの成分である
Ｎｉ 、 Ｃｏ 、 ０ｕ２０より還元したＣｕ。
よび接合対象金属の主成分であるＦｅ ＋ Ｎ ＋ ＋
Ｃｕ対して大きな固溶度を有し、拡散溶接性を良なら
しめることができるからである。
Ｃｕ対して大きな固溶度を有し、拡散溶接性を良なら
しめることができるからである。
第１図は本発明方法の一実施例の７０−チヤトである。
１：セラミックｐ ２ ： Ｃｕ２Ｏ粉末、３：凝固し
た０ｕ２０ 、４ ：純Ｏｕｒ ５ ：鋼、ステンレス
鋼、Ｎ１゜Ｎｉ合金、 Ｃｕ 、 Ｃｉｕ合金などの金
属、６：サーメット ｒ ７ ：Ｎ＋ 箔 。 ３８９−
た０ｕ２０ 、４ ：純Ｏｕｒ ５ ：鋼、ステンレス
鋼、Ｎ１゜Ｎｉ合金、 Ｃｕ 、 Ｃｉｕ合金などの金
属、６：サーメット ｒ ７ ：Ｎ＋ 箔 。 ３８９−
Claims (2)
- （１） セラミック上にＣｕ２Ｏ＠末を載置してＣｕ
２Ｏの融点以上に加熱しセラミックと０ｕ２０を共有結
合又はイオン結合で接合せしめてサブアセンブリを作り
１次いでこのサブアセンブリを還元雰囲気中で加熱し凝
固したＯＬ＋２０の表層を還元せしめて金層Ｏｕを露出
したあと、接合しようとする金属とこのＯｕを拡散接合
によって接合することを特徴とするセラミックと金属の
接合法。 - （２） セラミック上にＣｕ２Ｏ粉末を載置して０ｕ
２０の融点以−ｈＫ加熱しセラミックとＣｕ２Ｏを共有
結合又はイオン結合で接合せしめてサブアセンブリを作
り。 次いでこのサブアセンブリを還元雰囲気中で加熱し凝固
しだＣｕ２Ｏの表層を還元せしめて金属Ｃｕを露出した
あと、接合しようとする金属とこのＣｕとの間にサーメ
ットを夫々Ｎｉを介して挿入して接合することを特徴と
するセラミックと金属の接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139682A JPS58181770A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | セラミツクと金属の接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139682A JPS58181770A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | セラミツクと金属の接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58181770A true JPS58181770A (ja) | 1983-10-24 |
Family
ID=13169946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139682A Pending JPS58181770A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | セラミツクと金属の接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58181770A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6121983A (ja) * | 1984-07-07 | 1986-01-30 | 工業技術院長 | 非酸化物系セラミックス―金属複合材料の製造方法 |
| US5018659A (en) * | 1988-06-06 | 1991-05-28 | U.S. Philips Corp. | Method of bonding a metal oxide to a metal |
| US5230924A (en) * | 1988-12-14 | 1993-07-27 | Li Chou H | Metallized coatings on ceramics for high-temperature uses |
-
1982
- 1982-04-13 JP JP6139682A patent/JPS58181770A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6121983A (ja) * | 1984-07-07 | 1986-01-30 | 工業技術院長 | 非酸化物系セラミックス―金属複合材料の製造方法 |
| JPH0223498B2 (ja) * | 1984-07-07 | 1990-05-24 | Kogyo Gijutsuin | |
| US5018659A (en) * | 1988-06-06 | 1991-05-28 | U.S. Philips Corp. | Method of bonding a metal oxide to a metal |
| US5230924A (en) * | 1988-12-14 | 1993-07-27 | Li Chou H | Metallized coatings on ceramics for high-temperature uses |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4667871A (en) | Tin based ductile brazing alloys | |
| JPS60145974A (ja) | セラミツク体と金属とを応力なしに結合するろう付け箔 | |
| MY108237A (en) | Method of brazing metal surfaces | |
| JPS61154764A (ja) | 構造部材の金属結合の方法及び結合材料 | |
| JPS582276A (ja) | 金属−セラミツクス接合体及びその製造法 | |
| US4580714A (en) | Hard solder alloy for bonding oxide ceramics to one another or to metals | |
| JPS58181770A (ja) | セラミツクと金属の接合法 | |
| JPH03151B2 (ja) | ||
| US3553825A (en) | Method of bonding aluminum | |
| JPS6090879A (ja) | セラミツクと金属を接合する方法 | |
| JPS5868489A (ja) | 被接合体およびその接合方法 | |
| JPH029779A (ja) | セラミックス金属複合体の製造方法 | |
| JPS60106662A (ja) | 部材の接合法 | |
| JPH0671651B2 (ja) | 溶射皮膜を介した金属の接合方法 | |
| JP3004379B2 (ja) | セラミックスと金属の接合方法 | |
| JPS59207885A (ja) | 金属部材にセラミツク部材を接合する方法 | |
| JPH11204968A (ja) | 放熱装置及びその製造方法 | |
| JPS5895670A (ja) | 窒化珪素セラミツクスと金属との接合方法 | |
| JPS6177676A (ja) | 窒化珪素体の接合体および接合方法 | |
| JPH0477963B2 (ja) | ||
| JPS6096584A (ja) | セラミツクと金属の接合方法 | |
| JPS59174581A (ja) | アルミニウムとアルミナとの接合方法 | |
| JPS59169987A (ja) | セラミツクと金属の接合法 | |
| JPH01179769A (ja) | セラミックス材と金属材との接合方法 | |
| JPH08119760A (ja) | ＳｉＣのろう付方法 |