JPS59141468A - セラミツクスと金属との接合方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、セラミックスと金属との接合方法に関する
ものである。

近年、セラミックス材料は、新たな構造用材料として２
主目されるようになってきており、本来的に有している
優れた耐熱性や耐食性に加゛えて、強度、耐衝撃性、熱
衝撃性にも優れた材料の開発研究が進んでいる。具体的
に”ｔ−ｈ、例えば自動車用部品として、ピストン、バ
ルブ、シリンダライチ等のエンジン部品、あるいは、ガ
スタービン、ターボチャージャ等のロータ部品、さらに
は宇宙航空機器用部品への適用の検討が進められている
。

これらのセラミックス部品は、その全体がセラミックス
材料から形成されることもあるか、多くの場合金属との
組み合わせにより形成され、したがって、セラミックス
と金属との接合部が発生することが多い。このような組
み合わせによって、セラミックスの特長である高温強度
、断熱性、耐熱性、耐摩耗性、潤滑性に優れた特性と、
金属の特長である低価格、高靭性、信頼性に優れた特性
とを合わせ持つ部品が新たに得られるようになり、金属
としてＡ文合金やＴｉ合金などの軽金属を用いれば部品
の軽邦化を実現すること力（可能となる。

それゆえ、従来より、セラミックスと金属とを接合する
ための種々の接合法が開発されており、例えば、焼ばめ
法、金属被覆プラスろう付法、直接ろうイ・］法、拡散
接合法などが開発されている。

これらのうち、焼ばめ法はセラミックスか圧縮応力に強
いことおよびセラミックスと金属との間に熱膨張係数差
を有することを利用したものてあって、広範囲な材料の
組み合わせに適用できるという”利点を有しているが、
熱が加わったときに金属の熱膨張により結合力が低下す
ること、同形状の端面同士では接合が困ｇｆｌ−てあっ
て継丁−γテ１（形状に制限があること、セラミックス
および金属の加工粘度を高くする必要があり、特に高硬
度のセラミックスの加工費が高くなることなとの欠点を
有している。

また、ろうイづツノ：や拡散接合法では、真空中あるい
は特殊な雰囲気中で長時間の処理か必要であること、表
面の酸化膜が除去されないため継手強度が低いことなど
の欠点を有している。

そこで、本発明者らは、これまゼの接合法を再検討し、
ある条件て選定されたセラミックスと金属とを摩擦圧接
により接合すれは、簡単に接合可能であると同時に、そ
れらの接合界面が機械的な結合によらず、化学的に結合
して非常に大きな接合強度が得られることを見い出した
。

この摩擦圧接は、従来より金属同士の接合に用いられて
いる方法であり、大気中での作業が可能であって作業性
が良く且つ設備費が紙庫であること、圧接時間が短く作
業効率が高いこと、ろう付法等のように界面に第３の材
料を必ずしも必要としないこと、接合面のみ加熱される
ためエネルギ効率が高く、操業コストが安くなること、
′金属側接合面の酸化物はハリとして外周方向に押し出
されて清浄な面で接合するため、接合部の信頼性が高い
ことなとの利点を右している。

この発明は、このような摩擦圧接の利点を十分に活し、
且つセラミックス製部材に対する金属製部材の接合面を
所定の条件の金属元素で構成することにより、セラ、ミ
ンクスと金属との接合を高い継手強度でイ！Ｉることか
できる方法を提供することを目的としている。

すなわち、この発明は、セラミックス製部材と金属製部
材とを摩擦圧接によって接合するに際し、前記セラミッ
クスを構成する主たる金属元素と同セラミンクスを構成
する非金属元素すなわち０、Ｎ、Ｃ元素のうち最大量の
元素（主たる非金属元素という）との標準生成自由エネ
ルギを△ＧＣとしたとき、金属製部材の接合面を、前記
セラミックスを構成する主たる非金属元素のうち最大量
の元素との標準生成自由エネルギ△ＧＭが、ΔＧＭ≦Δ
ＧＣであり珪つ融点以ドにおいて相変態のない金属元素
で構成して、摩擦圧接によって接合することを特徴とし
ている。

この発明において、セラミ・ンクス製部材を構成するセ
ラミックスとしては、金属元素と主たる非金属元素であ
るＯ：Ｎ、Ｃ元素とが各々単独の相み合わせで、あるい
は複数の紹み合わせて生成分となるセラミ、ンクス材料
で、具体的には、代表的な構造用セラミックス材料であ
るＳｉＣ。

Ｓ　ｉ３Ｎ４　　、ＰＳＺ　（部分安定化ジルコニア）
。

へ父２０３．ＭｇＯ，サイアロン（Ｓｉ３Ｎ４−ＡＭ、
０３）等を用いる。このとき、セラミックスを構成する
主たる金属元素と、同セラミンクスを構成する主たる非
金属元素であるＯ、Ｎ、Ｃ元−素のうちの最大量の元素
との標準生成自由°エネルギがΔＧＣであるとする。

また、金属製部材の接合面を構成する金属としては、前
記セラミックスを構成する主たる非金属元素であるＯ、
Ｎ、Ｃ元素のうち最大量の元素と該金属の主たる金属元
素との標準生成自由エネルギ△ＧＭか、該金属の融点以
下においてΔＧＭ≦ΔＧＣであり且つ前記融点以下にお
いて相変態のないものという二つの条件を満足するもの
を用り、）るが、具体的には、前者の条イノ１を満たす
ものとしてセラミックスがＳｉＣの場合にはＣｒ、Ｔｉ
。

ＡＭ、Ｚｒ等の金属および合金、Ｓｉ３Ｎ４の場合には
Ｍｇ　、Ａ文、Ｔｉ、Ｚｒ等の金属および合金、ＰＳＺ
の場合にはＡＭ、Ｍｇ等の金属および合金が挙げられる
。一方、相変態のないという後者の条件をも満足すると
なると、前記金属中Ｔｉ、Ｚｒは好ましくない。

この発明において、セラミックス側の標準生成自由エネ
ルギΔＧＣと、接合面を構成する金属の主たる金属元素
と主たる非金属元素であるＯ２Ｎ、Ｃ元素との標準生成
自由エネルギΔＧＭとの関係が、特に該金属の融点以下
において、八ＧＭ≦ΔＧＣであるような条件としたのは
、次の理由による。

すなわち、接合界面ての結合に関与する力は、■機械的
結合力、■ファン・デル・ワース力、■化学的結合力で
あるか、これらのうち、■と■たけて１±大きな結合力
は得られず、主として結合力を左右するのは■である。

この化学的結合力は、界面で新たな化合物が形成される
ことにより生する力であるが、摩擦圧接後の界面をＸ線
回折で解析しても化合物の形成は確認できず、数原子層
だけに形成されているか、あるいは単に最表面層の原子
のみが侃換されているものとＨ１ｏ定される。そこで、
前記したような化学的接合力を得るためには、標準生成
自由エネルギの値が反応の推進力となる。例えば、アル
ミニウム合金と窒化けい素セラミックスとの反応では、
５００℃において、（１）　３／２　Ｓ　ｉ　＋Ｎ２→
ｌ／２　Ｓ　ｉ３　Ｎ４ΔＧＣ＝　−６００００（ｃａ
ｌ／ｇ　−ｍｏｌ　Ｎ２）（２）２Ａグ＋Ｎ２→２Ａ文
Ｎ △にＭ＝　　−１１３０００（ｃａｌ／ｇ　　争　ｍｏ
ｌ　　Ｎ２．）となる。従って、−］二記式（１）（２
）よりＮ２を消去すると、 （３）Ｉ／２　　Ｓ　ｉ３　Ｎ、＋２Ａ文→２Ａ文Ｎ＋
３／２Ｓ’ｉ ΔＧ−−５３０００　（ｃａｌ／ｇ　−ｍｏｌ　）とな
り、矢印の方向に反応か進行してＡｕＮが生成される。

また、同時に生成したＳｉはＡＭ中を拡散することとな
る。このように、ΔＧＭ≦ΔＧＣであれは化学的結合力
を得ることができ、接合界面での結合力が大となる。

通隼の場合、例えは窒化けい素るつぼ中でのアルミニウ
ム合金の溶解時などにおいては、窒化けい素とアルミニ
ウム合金とは反応しないが、回転エネルギを利用した摩
擦圧接にあっては、接合；；ｉ材の接合端面上の伺着物
および醇化物は前述した通りパリとして外周方向に押し
出されるため、接合端面ば清浄な面となり、相互の原子
がファン・デル・ワース力の作用するところまヤ押し伺
けられるため、理想的な界面反応が前述の反応式に従っ
て起り、接合界面で大きな結合力を得ることができる。

なお、ΔＧＭ＝ΔＧＣであっても良いため、金属側の主
成分となる金属元素と、セラミックスを構成する主たる
金属元素とが同じものである場合をも含むことはいうま
でもない。

従って、」−記の条件を満足するセラミックスと金属と
の組み合わせとしては既に記述したが、セラミックス側
がＡ！Ｑ２０３　　、Ｚｒ０７　　、ＳｉＣ。

Ｓｉ３Ｎ４等であれば接合面を構成する金属はＡ９．ま
たはその合金とすることができ、セラミックス側として
ＭｇＯ、Ｚ　ｒ０２　　、Ｓ　ｉ、、、Ｎ４等を用いる
場合には金属はＭｇまたはその合金を用いることができ
る。

Ｓらに、」二記した標準生成自由エネルギの条件に加え
、前記金属の融点以下、換言すれば固相温度範囲におい
て、相変態のない金属および合金を選定する必要がある
。この理由は、摩擦圧接時において、摩擦面は瞬間的に
融点近傍まで温度が上貸し、接合後は常温まで冷却され
るが、変態点があると結晶構造が変化し、格子間隔およ
び熱膨張係数も変化して、接合゛界面で急激な歪を生じ
、接合力が著しく低下するか、あるいは接合しなくなる
ためである。例えは、Ｔｉは常温においてα相でちゅう
富六方晶を示し、８８３°Ｃ以−Ｌの温度においてはβ
相で体心立方品となるため、接合力が小さなものとなる
か、あるいは接合しない。また、Ｚｒもほぼ同様な温度
で相変態を示すため、接合力が小さなものとなるか、あ
るいは接合しない。これに対してＡ、ＱおよびＡ１合金
は、同相温度範囲でα相かα＋β廂であり、新たな相の
晶出はなく、また、高温時はα相のみであり、冷却とと
もに固溶限界が小さくなり、本来他相が晶出してくる成
分比内であっても摩擦圧接では急激に温度が低下するた
め殆どの場合に異相は晶出しない。従ってＡ文またはＡ
１合金と前述のセラミックスとの摩擦圧接を行うと、特
に強固な接合界面を有する継手が得られることとなる。

なお、この発明でいう金属製部材の接合面とは、摩擦圧
接待においてセラミックスとの圧接状態でセラミックス
と相対回転する面をいう。

この発明において好ましく適用されるセラミックスの材
質としては既に例示したものがあるが、摩擦圧接による
接合であるため、優れた靭性および熱衝撃特性を有する
ことがより望ましく、以ド、これについて説明する。

すなわち、摩擦圧接に好ましく用いられるセラミックス
としては、圧接時に強大な回転トルクが加わるため、摩
擦圧接装置との間ですベリか防止できるチャック力に耐
えうろこと、および圧接開始直後に、すなわち、セラミ
ックス−金属の端面同士が接触を開始した瞬間に、全圧
接工程で最大のトルク（初期トルク）が発生するが、こ
のトルクによるせん断力に酎えうること、などが要求さ
れる。

従来よりセラミックスにおける衝撃的なせん断力に°対
する評価の指針として種々の測定方法が提案されている
が、本発明者らは、各種市販のセラミックスをビッカー
ス硬さ計を用いてＫｃ値（破壊靭性を表わす応力拡大係
数で、この値が大きい程靭性に優れている。）を測楚し
た。すなわち、Ｋｃ値の測定にあたっては、ビッカース
硬さ計を用いてセラミックスに圧子を押し伺け、第１図
に示すように、セラミフクス１に形成された圧痕２の先
端に生じたクランク３の長さを測って次式により求めた
。

Ｋｃ−（π２　ｊａｎ　６８°）　−’　−１’　−Ｃ
２−（４）ただし、Ｐは荷重 Ｃはクラックの長さ なお、セラミフクス１は、その端面をダイヤモンド工具
により平面研磨し、表面粗さＲｍａｘ＝０．２μとなる
ようにした。その結果を第１表のＫｃ値の項に示す。

第１表に示すように、同表に示す範囲内では部分安定化
ジルコニア（Ｐ　Ｓ　Ｚ）のＫｃ値が最も高かった。

次に、上記各セラミックスについて、摩擦圧接装置期の
クラック発生状況について調べた。このとき、第２図に
示すように、一方を直径２０ｍｍのセラミックス４とし
、他方を直径１０ｍｒＩｌのアルミニウム合金５として
、それぞれ回転側チャックｉおよび固定側チャック７に
取り付けた。このとき、通常の摩擦圧接で用いられる軸
部材の直径は１０〜６０ｍｍの範囲であり、直径が小さ
くなれば初期トルク値も小さくなるため、アルミニウム
合金５のｌｌ′ｊ径は前記の如（１０ｍｍとした。また
、回転数は、ｌｏｏｏｒｐｍ、予熱粕力５　ｋｇ／　ｍ
ｍ２、よりスピード１ｍｍ／ｓｅｅのブレーキ方式によ
る圧接条件で摩擦実験を行った。そして、アルミニウム
合金５がセラミフクス４に接触した瞬間に両署を引き囚
し、セラミックス４へのあたり部近傍のクランクの発生
状況を４００倍の光学顕微鏡で観察した。この場合、当
然のことながらＰｌ擦実験前のセラミックス４の表面に
はクラックが発生していないことを確認している。この
結果を同じく第１表に示す。

第１表に示すように、Ｋｃ値が高いものほどクラックが
発生し鮪く、摩擦圧接に適するセラミックスとしてはＫ
ｃ値が高いものほど好ましく、Ｋｃ値で４以上のものが
適していると言える。

次に、セラミックスの熱衝撃特性について説明すると、
摩擦圧接中に接合界面で発生する摩擦熱によって、セラ
ミックスの熱衝撃特性が圧接後の接合界１ｍ強度および
セラミックスの強度特性に大きな影響を及ぼす。通常、
異種材料間の摩擦圧接における摩擦圧接面の温度は、低
融点側材料の融点の０．６〜０．８までと列する。例え
は、Ａ文系合金では４００〜５００°Ｃの温度範囲で接
合面温度は上昇する。従って、熱衝撃温度の高いセラミ
ックスが摩擦圧接に適している。そこで、本発明者らは
、水中投下法によって、各種セラミックスの熱衝！１２
ｔ＝度を調べたところ、第２表に示す結果となった。

第　　　　２　　　　表 第２表に示すように、同表に示す範囲内ではホットプレ
ス窒化けい素の熱衝撃温度が最も高かった。

上記したセラミックスと金属との接合においては、セラ
ミックス製部材および金属製部材が共に軸状部材である
か、あるいはセラミックス製部材または金属製部材の一
方が軸状部材でかつ他方が接合平端面を有する部材であ
るｉ合に適しているが、その場合、前述したように、接
合面を構成する金属としては、Ａ文およびＡ文合金１Ｍ
ｇおよびＭｇ合金等が適しているが、ＦｅおよびＦｅ合
金（構造用等の炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、耐熱
鋼等）、ＣｕおよびＣｕ合金、ＴｊおよびＴｉ合金、Ｎ
ｉおよびＮｉ合金、ＺｒおよびＺｒ合金、超硬合金等の
金属には適さないことがある。しかしながら、」二記金
属はＡｆＬまたはＭｇおよび合金との金属同士の接合は
可能であるので、摩擦圧接に際しては、セラミックスと
、前記セラミックスとの摩擦圧接に適さない金属との間
に、セラミックスとの摩擦圧接に適する金Ｊｆを接合８
１（材として介在させて接合面を摩擦圧接に適する金属
で構成すれは良い。

例えば、金属製のターボチャージャインペラ軸と、セラ
ミックス製のターボチャージャロータ軸との接合におい
て、インペラ軸がＡ１合金製である場合には、インペラ
軸の高速回転によってその軸支部分のＡ文合金が摩耗を
生じるため、耐久性の面から問題がある。また、Ａ文合
金は１耐熱性にも劣っている。従って、耐摩耗性や耐熱
性などの面からインペラ軸をステンレス鋼製とすること
も対策の一つとして考えられるが、前述したように、セ
ラミツ沙スとステンレス鋼との摩擦圧接は困難である。

一方、ＡＩおよびＡ文合金とステンレス鋼等の鋼との接
合において、融接による接合では両者の間でＡＭとＦｅ
からなる脆い金属間化合物が生成されるので、良好な継
手を得ることができない。

これに対して固相接合である爆発圧接や摩擦圧接によれ
は金属間化合物が生成されないため両者の接合が可能で
ある。特にオーステナイト系ステンレス鋼とＡ１合金と
の摩擦圧接では、Ａ文合金並みの接合強度が得られるこ
とを確認している。

そこで、セラミックスと鋼の両方に摩擦圧接がｏ７能で
あるＡ文またはＡ文合金を接合部材として両者の間に介
在５せることによって、セラミックスと鋼との接合が可
能となり、前記ターボチャージャインペラ軸（インペラ
はＡ１合金でも可）を耐摩耗性および耐熱性の優れた鋼
製とすることができるようｔこなる。

ところで、セラミックスと、前記セラミックスとの１￥
擦圧接に適さない金属との間に、上記Ａ文等のセラミッ
クスとの摩擦圧接に適する金属を接合部材として介イ１
させるに際しては、セラミックスとへ父稼とは摩擦圧接
によるしか強固な接合が得られないため、」二記Ａ文等
を、前記摩擦圧接に適さない金属の少なくとも接合端面
側にあらかしめ固着させておくか、あるいはセラミック
スと金属との間に介挿して摩擦圧接により接合するな′
との手段を採用することができる。

これらのうち、Ａ９Ｌ等をあらかしめ固着させておく場
合には、溶射、蒸着、メンキ等の方法を利用することが
できるが、いずれにしてもＡ文等を金属に対して強固に
接合しておく必要はなく、その後の摩擦圧接１１ケにそ
の接合が強固になるようにしておけば良い。

一力、Ａ！１′４を介挿しておく場合には、Ａ文外の箔
としてセラミックスと金属との間に介挿し、摩擦圧接に
よって三者を一体に接合するようになすのか良い。この
とき、摩擦による発熱は、セラミックスとＡｌ１の箔と
の間、およびへ立客の箔と金属との間において生し、三
者の摩擦圧接は高い強度で行うことかできる。

以下、実施例を比較例と共に説明する。

実施例１．比較例 ブレーキカ式の摩擦圧接機を使用し、第２図に示す金属
５側として、直径２０ｍｍ、長さ１００ｍｍの炭素鋼（
５２０Ｃ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、Ｍｇ−Ａ
文合金（ＡＺ３１）、純Ａ文、Ａ文合金（５０５２）、
純Ｔｉ、Ｔｉ合金（Ｔｉ−６％Ａ４−４％■）、純Ｃｕ
をｙひ、セラミックス４側として、直径３０ｍｍ、長さ
６０ｍｍのアルミナ、常圧焼結およびホットプレス窒化
けい素、常圧焼結およびホットプレス炭化けい素。

部分安定化ジルコこアを選んで、それぞれ固定側チャッ
ク７および回転側チャック６に取り（＝Ｊけて、第３表
に示す条′件で摩擦圧接を行い、その後−θ温引張試験
を行った。その結果を第４表に示す。なお、第４表にお
いては、各組み合わせ４ｒｆに１０本ずつの引張試験を
行った平均値（ｋｇｆ　／ｍｍ２）を示しており、Ｏ６
±良好な継手弓徂度力′−ｑ等られたこと、ムは接合か
可能であったこと、ｘｉｆｔｃ合が不可能であったこと
をそれぞれ示して１７）る。

第　　　　３　　　　表 第４表に示すように、′窒化けい素および部分安定化ジ
ルコニアに対してはＡ文およびＡ１合金との組み合わせ
において特にすぐれた継手強度を得ることかできた。ま
た、ＭｇおよびＭｇ合金においても一部接合が可能であ
ることがわかった。

実施例２ ブレーキ方式の摩擦圧接機を使用し、第３図に示すセラ
ミ・ンクス８として、直径３０ｍｍの常圧焼結窒化けい
素を遭ひ、このセラミックス８を回Φバ側チャック９に
取り伺けると共に、金属１０として、的径２０ｍｍのオ
ーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を選ひ、
この金属１０を固定側チャンクｌ】に取り伺けた。また
、セラミックス８と金属２〇との間に介挿する接合部材
１２として、厚さ０．２５ｍｍの純Ａ文箔を〆ひ、この
純Ａ文鉛１２の焼鈍したものを金属１０に被せて接合面
とした。

この後、回転数１８０　Ｏｒ　ｐ　ｍ　、　］］′−熱
推力１、６　ｔｏｎ　　、　”ｆ−ｆｊ３時間０．５ｓ
ｅｃ、アブセフ　＋−４ｆｌ力３　、　］　ｔｏｎの条
ヂＩで摩擦圧接を行った。

次いて、圧接後の接合部断面を光学顕微鏡および走査型
電子顕微鏡により観察したところ、光学顕微鏡（Ｘ４０
０）による接合ｆｊ（＋、開断面第４図に示す如くであ
り、Ａｎ箔は約０．１ｍｍに減少しており、接合部の全
面にわたって勇しく良好に接合していることが確認され
た。

次に、継手部の接合強度を確認するため１０本について
引張試験を行ったところ、平均して引張荷重１１　、　
Ｏｋｇｆ　７ｍｍ２で破断した。また、破断位置はステ
ンレス鋼とＡ文箔との界面およびセラミックス母材であ
った。

実施例３ ブレーキ方式の摩擦圧接機を使用し、実施例２と同しセ
ラミックス８および金属１０をそれぞれチャンク９，１
１に取り伺けた。たたし、ここで使用した金属１０は、
あらかしめプラスマ溶射により純Ａ文を溶射して接合面
を構成したものである。なお、このときド地処理として
サントソラストおよび脱脂を行った。また、４δｑ４層
と金りべ（ＳＵＳ３０４）との間の鑑′活度はあまりｒ
ｒ　＜ないものてあった。

次いて、実施例２と同し条件で摩擦圧接を行い、圧接後
に接合部の断面をｒＴ＆察したところ、実施例２のＡ［
箔の場合と同様に、接合部の全面にわたって著しく良好
に接合していることが確認された。なお、溶用後の純Ａ
文溶射層はポーラスなものであったが、圧接後には空孔
等は全く確認されず、したがって溶剤層はポーラスなも
のであっても良く、かつ金属１０との密着度がさほど良
好でなくとも良いことが確かめられた。

次に、継手部の接合強度を確認するため１０本について
引張試験を行ったところ、平均して破断荷重は８　、６
ｋｇｆ　７ｍｍ２であり、Ａ文溶射層中の酸化物の影響
のためか実施例２のＡ文箔の場合に比べて若干劣ってい
た。また、破断位置はステンレス鋼とＡ文溶剤層との界
面およびセラミックス１ｖ材てあり、破断位置は前記Ａ
文箔の場合とほとんど同じで外観」二の区別はつかなか
った。

実施例４ ここでは、セラミックスをして直径２４川ｍ　’７）　
部分安定化シルコニ゛ア・を用いたほかは、実施例２の
圧接機、圧接条件により実施した。

次いで、圧接後の接合部断面を観察した”ところ、実施
例２の場合と同様にＡ文箔は約０．１ｍｍに減少してお
り、接合部の全面にわたって著しく良好に接合している
ことが確認された。

また、引張試験を行った結果、引張強さで平均１２・Ｏ
ｋｇｆ　７ｍｍ２であり、窒化けい素の場合よりも高か
った。さらに、破断位置は、ステンレス鋼とＡ文箔との
界面、Ａ文箔中、Ａ文箔とセラミックスとの界面および
セラミックス母材であり、セラミックス母材の割れは極
わずかな部分てあった。

以上説明してきたように、この発明によれは、セラミッ
クス製部材と金属製部材とを摩擦圧接によって接合する
に際し、摩擦圧接による利点を十分に活すと同時に、セ
ラミックスと金属とを各々所定の条件で選定することに
より、セラミックスと金属との接合を高い継手強度てｆ
ｌＪることか可能であり、セラミックスと該セラミック
スに対する摩擦圧接が適していない金属との接合に際し
ては、前記セラミックスおよび金属の両方に摩擦圧接が
可能である金属を接合部材として両者の間に介在させる
ことにより、セラミックスと該セラミックスに対する摩
擦圧接が適していない金属との摩擦圧接も可能であり、
セラミックスと金属との接合における材料の選択幅を従
来に比べて著しく増大することが可能であるという非常
に優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラミックスのＫｃ値を糸１１定する際の圧痕
およびクラックの様子を示す説明図、第２図はセラミッ
クスと該セラミックスとの摩擦圧接に適する金属との摩
擦圧接要領を示す説明図、第３図はセラミックスと該セ
ラミックスとの摩擦圧接に適さない金属との摩擦圧接要
領を示す説明図、第４図は実施例２における接合部断面
の顕微鏡写真である。 ４．８・・・セラミックス、５．１０・・・金属。 ＠１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス製部材と金属製部材とを摩擦圧接に
   よって接合するに際し、前記金属製部材の溶合面を、前
   記セラミックスを構成する主たる金属元素と同セラミッ
   クスを構成する主たる非金属元素との標準生成自由エネ
   ルギΔＧＣよりも前記非金属元素との標準生成自由エネ
   ルギΔＧＭが等しいか小であり、且つ融点以下において
   相変態のない金属元素で構成して、摩擦圧接によって接
   合することを４Ｍ’ｆｆｆとするゼラミンクスと金属と
   の接合力法。
2. （２）金属製部材が、該金属製部材の接合端面を構成す
   る金属で一体に形成されている特許請求の範囲第（１）
   項記載のセラミックスと金属との接合方法。