JPS5855112B2 - セラミツクスとＡｌとの鑞着構体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミックスとアルミニウム（Ａｔ）との鑞着
構体に関する。

周知のようにセラミックス（Ｃｅ ｒａｍｉ ｃｓ ）
と金属との接合構体は例えば電気装置などに広く用いら
れる。

電子管でも、真空外囲器の一部として管状のセラミック
スと金属との気密鑞着構造が各所に採用される。

この場合、通常はセラミックス部品と金属部品との熱膨
張の適合化、あるいは歪みの緩和を得るためにセラミッ
クスに鑞接される局部の金属材料を、コバールなどに特
定するとともに、特に金属部品の肉厚を薄くして鑞着し
ている。

ところで、近来は電気的特性上、及び価格や加工性の上
から、アルミニウム或いはアルミニウムを主成分とする
合金（本発明書でＭと記す）の使用が例えば電子管の分
野でも試みられている。

しかしＡｔは、セラミックスとその熱膨張係数が著しく
異なり、またＡｔの軟化点、溶融点が低いため両者の気
密鑞着は極めて困難である。

本発明は、以上のような事情にもとずき、セラミックス
部品とＡｔ部品との気密性及び機械的強匿を十分維持し
うる鑞着構体を提供するものである。

以下図面を参照してその実施例を説明する。

なお同一部分は同一符号であられす。

第１図に示すものは、γ線量検出器の例であり、内部電
極１１及び１２をとりまく外囲器１３がＡｔで形成され
ている。

内部電極１１．１２は夫々外囲器外に引き出されるリー
ド線１４．１５に接続されるとともに、外囲器１３とは
絶縁物１６゜１７によって電気的に絶縁されている。

絶縁物１６．１７はアルミナ系セラミックスで形成され
ており、これはＡＡの円筒体１８と気密鑞着されている
。

この円筒体１８はＡｔの蓋板１９に符号２０のところで
接合され、さらに蓋板１９は符号２１のところで外囲器
と接合されて、真空外囲器の一部を構成している。

この外囲器の内側にはキセノンガスが封入され、γ線の
入射による電離イオン電流を測定するものである。

γ線の入射を容易にするために外囲器１３を原子番号の
小さいＡｔで形成する。

そして外囲器を構成する部材のすべてをこのように原子
番号の小さいＡｔで形成すれば、それだけ検出感度が高
まるわけである。

さてそこで、Ａｔの円筒体１８とセラミックス円筒体１
６との鑞着構造について詳述する。

これを好ましい組立順序にしたがって説明すれば、まず
第２図に示す部品を用意する。

即ち、セラミックス円筒体１６の接合すべき方の端面２
６を、側面となす角度（θ）が９００以下の鋭角となる
よう（こ形成する。

そして側周面にモリブデン（Ｍｏ）焼結によるメタライ
ズ層２１を形成する。

一方、Ａ７円筒体１８の接合すべき円筒部の内側に、セ
ラミックス円筒体１６が嵌合され、その端面２６の角が
係止される直角の段部２７を形成する。

なおセラミックス円筒体１６の肉厚（ｔｌ）に対し、Ａ
ｔ円筒体１８の被接合円筒部の肉厚（ｔ２）を厚くしで
ある。

そしてこれらを互いに精転合又は圧入によって嵌合し、
治工具を用いて固定する。

即ち例えはＭｏのように熱膨張が少なく且つ高融点の材
質からなるリング状の治工具の内側に、前述のセラミッ
クス円筒体１６か嵌められたＡｔ円筒体１８をしつくり
嵌合する。

なお図には治工具を示していない。

この状態で第３図に点線で示す鑞材２３を被接合面の近
くに配置し、これを真空又は不活性雰囲気のもとて高温
にし、鑞付けする。

鑞材２３は、例えばＡ、ｔにＳｉを少量添加したもので
、Ｓｉは約６〜１２重量％が適当である。

なお真空中で鑞着する場合はこれにさらにＭｇを１〜３
％添加するとよい。

また鑞着を不活性ガス雰囲気のもとで行う場合は、上記
Ｍｇの代りにフラックスとして弗化物、又は塩化物系フ
ラックスを使用するとよい。

温度は約３０分間で６００℃±３℃に上昇させ、Ａｔの
融点よりも幾らか低いこの温度で約１０分程度維持した
のち約４５分間で室温まで冷却する。

この鑞付は工程において、外側のＡｔ円筒体はセラミッ
クス円筒体よりも多く外側に膨張し、被接合部に約０．
１ ｒｒｔｍ程度の間隙ができる。

この間隙に、溶けた鑞材が流入し、さらにＡ／ｌ＝円筒
体の段部２７とセラミックス円筒体の鋭角に形成された
端面２６との隙間に流れてここに鑞溜り２３ａが生じる
。

ＡＡ円筒体１８は外側を治工具によって抑えられている
ので、６００℃付近ではや＼軟化し、膨張による応力か
はゾ消失する。

そして冷却時には膨張率の大きいＡ７円筒体の方が多く
内側に収縮しセラミック円筒体をしめつける形で鑞着さ
れる。

このためこれらはコンプレンジョン（Ｃｏｍｐｒｅｓｓ
ｉｏｎ）接合となる。

しかも端面２６が鋭角に形成されたセラミックス円筒体
１６の鑞接部端部の角が、Ａｔ円筒体の肉そのもの及び
鑞溜り２３ａ付近の鑞の層にくい込む形でコンプレッシ
ョン接合される。

これによって気密性が確実に得られ、且つ機械的強度も
充分得られる。

なおこのようにすれば鑞着部の長さくｔｌ）をそれほど
長くする必要もなくなる。

なお、Ａｔ円筒体の肉厚（ｔ２）がセラミックス円筒体
の肉厚（ｔｌ）より厚いので、鑞着時の温度で溶融変形
してしまうことがなく、コンプレッション鑞着ができる
。

また、Ａｔ部品の肉厚をセラミックス部品のそれよりも
厚くした状態で鑞着し、この鑞着後に、Ａｔ円筒体を所
望の形状、例えば第１図に示す形状、又は第４図に示す
形状、若しくは第５図に示す形状に切削加工して使用し
てもよい。

同図において符号２４のところが鑞着後切削した部分を
あられしている。

このように鑞着後にＡｔ円筒体の方の鑞着部付近の肉厚
を減ずれは、成品の使用時に余分の応力がセラミックス
の方に加わらないので、気密性及び機械的強度を損う恐
れが一層中なくなる。

なおまた、本発明者の実験によれば、セラミックス部品
の方には、メタライズ層を形成しなくても上記の鑞材を
用いれば気密鑞着が可能であることが認められたが、メ
タライズ層を形成した方が、より一層気密性及び機械的
強度が増すことが確認されている。

以上述べたように本発明のセラミックスとＡｔとの鑞着
構体は、Ａｔ体の被接合円筒部の内側にセラミックス体
が嵌合されるとともに、このセラミックス体の被接合端
面が側面に対し９００以下の鋭角に形成され、他方Ａｔ
体の円筒部内側に段部が形成されて両者が当接され、鑞
材を流してセラミックス端面とＡｔ体の段部との間の隙
間に鑞溜りが形成されてなるため、セラミックス体の端
部がＡｔ体及び鑞材層にくい込む形で鑞接されており、
気密性及び機械的強度のすぐれた鑞着構体が得られる。

そしてとくに上記の如くセラミックスの端面を鋭角に形
成しであるため、Ａｔの段部との隙間に確実に鑞溜りを
形成することができ、且つ上述の如くセラミックスの角
をＡ７及び鑞材層に実質的にくい込ませる力をはたらか
せて確実な接合状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一遍用例を示す要部縦断面図、第２図
は本発明の一実施例の鑞接前の部品の半断面図、第３図
は鑞接後の半断面図、第４図及び第５図は各々本発明の
他の実施例を示す半断面図である。 １６・・・・・・セラミックス円筒体、１８・・・・・
・Ａｔ円筒体、２６・・・・・・セラミックス端面、２
３・・・・・・鑞材、２３ａ・・・・・・鑞溜り。 ２７・・・・・段部、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｉ Ａｔ体の筒状部の内側にセラミックス体が嵌合さ
   れ両者の内外周面が鑞材で接合されてなるセラミックス
   とＡ７との鑞着構体において、上記セラミックス体１６
   の被接合部の端面２６が側面と９０’以下の鋭角に形成
   され、上記Ａｔ体１８に前記セラミックス体端面２６を
   係止する段部２７が形成され、前記端面２６と段部２７
   とで形成される隙間に鑞溜り２３ａが形成されて両者の
   内外周面同士が鑞着されてなることを特徴とするセラミ
   ックスとｋｌとの鑞着構体。