JPS59146986A - セラミツク部材の接合方法 - Google Patents
セラミツク部材の接合方法Info
- Publication number
- JPS59146986A JPS59146986A JP1665383A JP1665383A JPS59146986A JP S59146986 A JPS59146986 A JP S59146986A JP 1665383 A JP1665383 A JP 1665383A JP 1665383 A JP1665383 A JP 1665383A JP S59146986 A JPS59146986 A JP S59146986A
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- Japan
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- ceramic
- ceramic members
- ceramic member
- laser beam
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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部材の接合方法に係り、特に表面が
緻密なセラミック部材を接合するに好適な方法に関する
ものである。
緻密なセラミック部材を接合するに好適な方法に関する
ものである。
近年高温高強度構造材料として屋化珪累、炭イこ珪素、
ザイアロノなどの非酸化物セラミックス、あるいは酸化
アルミニウム、１ｊ化ジルコニウムなど、いわゆるニュ
ー・セラよツクスが急速にクローズアップされ、多くの
研究や開発がなされている。これらのセラミックスの用
途は、ガスタービンのロータ、デイゼルエ／ンノのシリ
ンダ、その他高温用機械部品として数多くあるが、いず
れも形状や寸法精度の要求が絞しく、始めから一体のも
のとして成形製作することは困難であることが多い。
ザイアロノなどの非酸化物セラミックス、あるいは酸化
アルミニウム、１ｊ化ジルコニウムなど、いわゆるニュ
ー・セラよツクスが急速にクローズアップされ、多くの
研究や開発がなされている。これらのセラミックスの用
途は、ガスタービンのロータ、デイゼルエ／ンノのシリ
ンダ、その他高温用機械部品として数多くあるが、いず
れも形状や寸法精度の要求が絞しく、始めから一体のも
のとして成形製作することは困難であることが多い。
このために、部分的な製品同志を接着させて、複雑な形
状のものに仕上げる必要があり、セラミックス同志、あ
るいはセラミックスと金属とを強固に接合させる方法の
開発が望まれている。
状のものに仕上げる必要があり、セラミックス同志、あ
るいはセラミックスと金属とを強固に接合させる方法の
開発が望まれている。
従来、セラミックス間に接着材を介在させて高温加圧す
るいわゆるホットプレス接合法がセラミックスの接合方
法として一般的に行われているか複雑異形の部材の接着
は困難である。
るいわゆるホットプレス接合法がセラミックスの接合方
法として一般的に行われているか複雑異形の部材の接着
は困難である。
また無機接着材も複数種類のものが開発されつつあシ、
日本国内でも各種のものが製造市販されている。しかる
にこれらの無機接着材の多くは、通常、シリカ、アルミ
ナ、あるいはジルコニアを主原料としており、耐熱性を
有してはいるものの接着面をはがすような力に対しては
弱いという欠点がある。
日本国内でも各種のものが製造市販されている。しかる
にこれらの無機接着材の多くは、通常、シリカ、アルミ
ナ、あるいはジルコニアを主原料としており、耐熱性を
有してはいるものの接着面をはがすような力に対しては
弱いという欠点がある。
またこのような無機接着材よりも接合強度の高い接合方
法として、ろう付法がある。ところでセラミックスをろ
う付する条件としては、ろう材によって被接着物がぬれ
、被接合部材とろう材とが密実に接合することが必要で
あるが、セラミックスとりわけ非酸化物系セラミックス
は一般に溶融物に対する親和性（いわゆるぬれ性）が悪
く、また各種の物質との反応性も低いために必ずしも十
分なろう付強反が得られないのが現状である。
法として、ろう付法がある。ところでセラミックスをろ
う付する条件としては、ろう材によって被接着物がぬれ
、被接合部材とろう材とが密実に接合することが必要で
あるが、セラミックスとりわけ非酸化物系セラミックス
は一般に溶融物に対する親和性（いわゆるぬれ性）が悪
く、また各種の物質との反応性も低いために必ずしも十
分なろう付強反が得られないのが現状である。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し、接合強
度が極めて高いと共に、衝撃荷Ｎに対しても強い抵抗性
を有するセラミック部材の接合方法を提供することにあ
る。
度が極めて高いと共に、衝撃荷Ｎに対しても強い抵抗性
を有するセラミック部材の接合方法を提供することにあ
る。
この目的を達成するために、本発明のセラミック部材の
接合方法は、セラミック部材同志、又はセラミック部材
と非セラミック部材とを接合材を用いて接合する方法に
おいて、セラミック部材の接合予定面にレーザビームを
照射して多数の穴をあけて接合予定面の粗度を高める工
程を鉛（ブたことを特徴とするセラミック部材の接合方
法、を要旨とするものである。
接合方法は、セラミック部材同志、又はセラミック部材
と非セラミック部材とを接合材を用いて接合する方法に
おいて、セラミック部材の接合予定面にレーザビームを
照射して多数の穴をあけて接合予定面の粗度を高める工
程を鉛（ブたことを特徴とするセラミック部材の接合方
法、を要旨とするものである。
即ち本発明はセラミック部材の表面粗度を上げることに
より十分な投錨効果が得られ接合強度が高められると共
に、接合材の層が応力の緩衝蛍として有効に作用し、衝
撃荷重に対する抵抗性が高められるのでおる。
より十分な投錨効果が得られ接合強度が高められると共
に、接合材の層が応力の緩衝蛍として有効に作用し、衝
撃荷重に対する抵抗性が高められるのでおる。
本発明において採用されるセラミック部材としては各種
のセラミックスがあげられるが、とりわけ本発明は、表
面が緻密でかつ各種の物質との反応性が低〈従来法によ
っては十分な接合強度が得られないセラミック部材を接
合するに好適である。
のセラミックスがあげられるが、とりわけ本発明は、表
面が緻密でかつ各種の物質との反応性が低〈従来法によ
っては十分な接合強度が得られないセラミック部材を接
合するに好適である。
このようなセラミック部材としては、例えば屋化珪素、
炭化珪素、サイアロン、酸化アルミニウム、あるいは酸
化ジルコニウム等があけられる。
炭化珪素、サイアロン、酸化アルミニウム、あるいは酸
化ジルコニウム等があけられる。
また非セラミック部材としては各種の金属あるいは合金
部材があげられる。なお本発明はセラミック部材同志の
接合でもよく、セラミック部材と１１セラミック部材と
を接合することもｎ」能であるが、セラミック部材同志
を接合するに際してはそのセラミックスは同一種類であ
ってもよく、また異なる４Ｍ類であってもよいのは勿論
である。
部材があげられる。なお本発明はセラミック部材同志の
接合でもよく、セラミック部材と１１セラミック部材と
を接合することもｎ」能であるが、セラミック部材同志
を接合するに際してはそのセラミックスは同一種類であ
ってもよく、また異なる４Ｍ類であってもよいのは勿論
である。
セラミック部材の接合予定面に穴をあけるためにはレー
ザビームが照射される。このレーザビームの強度あるい
は照射時間などの諸条件は、セラミック部材の特性（融
点、蒸発温度、分解温度、密度等）並びに目的とする接
合強度から決定される。例えば分解温度が低いというこ
とは照射時間を短かめる因子として作用し、深い穴をあ
け十分な投錨効果をあけ接合強度を高めるという要求は
照射時間を長くする因子として作用する。
ザビームが照射される。このレーザビームの強度あるい
は照射時間などの諸条件は、セラミック部材の特性（融
点、蒸発温度、分解温度、密度等）並びに目的とする接
合強度から決定される。例えば分解温度が低いというこ
とは照射時間を短かめる因子として作用し、深い穴をあ
け十分な投錨効果をあけ接合強度を高めるという要求は
照射時間を長くする因子として作用する。
またレーザビームを次のようにして照射すれば一層効果
的である。即ちレーザビームを間歇的に照射すると共に
、レーザビーム照射源を接合予定面に対して相対的に走
置移動させることにより、多数の穴を規則的にあけるも
のである３、このように規則的に穴をあけると、表面粗
度が均質化されるために接合強度が一様になる。そのた
め接合強度の弱いところに応力が集中してこの部分から
接合破壊が開始するということが解消され、一層高強度
か接合が可能とされるのである。
的である。即ちレーザビームを間歇的に照射すると共に
、レーザビーム照射源を接合予定面に対して相対的に走
置移動させることにより、多数の穴を規則的にあけるも
のである３、このように規則的に穴をあけると、表面粗
度が均質化されるために接合強度が一様になる。そのた
め接合強度の弱いところに応力が集中してこの部分から
接合破壊が開始するということが解消され、一層高強度
か接合が可能とされるのである。
このようにして表面粗度があげられたセラミック部材を
他の部材と接合させるに際しては、接合材が採用される
。セラミック部材同志あるいはセラミック部材と金属な
いしは合金部材とを接合させるに際しては、この接合材
として酸化物ンルターあるいはろう材が用いられる。こ
のうちろう材としては各種のろう材が採用可能であり、
銅ろう、銀ロウ、ニッケルろう、ジルコニウムろう、チ
タニウムろう、金ろう、パラジウムろう、あるいは真鍮
ろう等各種のものが採用可能である。ぽたこのろう材を
用いたろう付方法は通常のろう付方法と同様である。以
下実施例について説明するが、本発明はその要旨を越え
ない限り次の実施例に限定されるものではない。
他の部材と接合させるに際しては、接合材が採用される
。セラミック部材同志あるいはセラミック部材と金属な
いしは合金部材とを接合させるに際しては、この接合材
として酸化物ンルターあるいはろう材が用いられる。こ
のうちろう材としては各種のろう材が採用可能であり、
銅ろう、銀ロウ、ニッケルろう、ジルコニウムろう、チ
タニウムろう、金ろう、パラジウムろう、あるいは真鍮
ろう等各種のものが採用可能である。ぽたこのろう材を
用いたろう付方法は通常のろう付方法と同様である。以
下実施例について説明するが、本発明はその要旨を越え
ない限り次の実施例に限定されるものではない。
実施例
市販の炭化珪素板（密度９９％）同志を本発明方法に従
って接合した。即ち加熱手段として１．２ＫＷのレーザ
加工機を採用し、シングルモードのパルス光を用い、そ
の焦点を調節し、炭化珪素板に照射した。レーザビーム
は間歇的に照射すると共に、レーザ加工機を炭化珪素板
に対して走査移動させ規則的に多数の穴をあけた。なお
間歇的に照射した際のパルスとしては６００Ｈｚとした
。
って接合した。即ち加熱手段として１．２ＫＷのレーザ
加工機を採用し、シングルモードのパルス光を用い、そ
の焦点を調節し、炭化珪素板に照射した。レーザビーム
は間歇的に照射すると共に、レーザ加工機を炭化珪素板
に対して走査移動させ規則的に多数の穴をあけた。なお
間歇的に照射した際のパルスとしては６００Ｈｚとした
。
またレーザ加工における試料の相対移動速度は６００
＋ｕ＋／ｓｅｅ とした。各穴の間隔は１囮であり、
また穴の深さはＩ Ｉｌｇ、穴の直径は０．３ＩＩＩｌ
であった。
＋ｕ＋／ｓｅｅ とした。各穴の間隔は１囮であり、
また穴の深さはＩ Ｉｌｇ、穴の直径は０．３ＩＩＩｌ
であった。
次いで同様に処理したもう一枚の炭化珪素板と、ニッケ
ルろう（組成ニッケル８９ ｗｔ％ 、す７１１ｗｔ
％）を用いろう付した。
ルろう（組成ニッケル８９ ｗｔ％ 、す７１１ｗｔ
％）を用いろう付した。
一方比較例として、炭化珪素板同志を何ら前処理するこ
とな（Ｎｉろうを用いて９００’Ｃでろう付した。実施
例及び比較例に係る接合された部材について接合強度を
測ボしたところ、実施例に係るものは極めて強固に接合
していたか、比較例に係るものは著しく脆弱な接合強度
しかうろことができなかった。
とな（Ｎｉろうを用いて９００’Ｃでろう付した。実施
例及び比較例に係る接合された部材について接合強度を
測ボしたところ、実施例に係るものは極めて強固に接合
していたか、比較例に係るものは著しく脆弱な接合強度
しかうろことができなかった。
また実施例に係る接合部材はその接合強度もばらつきが
少なく、低順性が高かったつまた熱的な応力を含む衝撃
術Ｍに対しても十分な抵抗性を有していた。
少なく、低順性が高かったつまた熱的な応力を含む衝撃
術Ｍに対しても十分な抵抗性を有していた。
なお炭化珪素板と炭素鋼板１０．２係）について、上記
実施例と同様の接合試験を行ったところ、本実施例と同
様の結果が得られた。
実施例と同様の接合試験を行ったところ、本実施例と同
様の結果が得られた。
以′上の通り本発明によれは、セラミツタ部材同志ある
いはセラミック部材と非セラミック部材とを強固に接合
することができると共に、接合された部材は熱的な応力
を含む＠撃荷重に対しても強い抵抗性を有する。
いはセラミック部材と非セラミック部材とを強固に接合
することができると共に、接合された部材は熱的な応力
を含む＠撃荷重に対しても強い抵抗性を有する。
代理人 鵜 沼 辰 之
（ほか２名）
Claims (3)
- （１） セラミック部材同志、又は、セラミック部材
と非セラミック部材とを接合材を用いて接合する方法に
おいて、セラミック部材の接合予定面にレーザビームを
照射して多数の穴をあけて接合予定面の粗度を高める工
程を設けたことを特徴とするセラミック部材の接合方法
。 - （２） レーザビームを間歇的に照射すると共に、レ
ーザビーム照射源を接合予定面に対して相対的に走査移
動させることにより、多数の穴を規則的にあけることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミック部材
の接合方法。 - （３）前記接合剤はろう材であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載のセラミック部材の
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1665383A JPS59146986A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | セラミツク部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1665383A JPS59146986A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | セラミツク部材の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146986A true JPS59146986A (ja) | 1984-08-23 |
Family
ID=11922296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1665383A Pending JPS59146986A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | セラミツク部材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146986A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996033837A1 (de) * | 1995-04-25 | 1996-10-31 | Mdc Max Dätwyler Bleienbach Ag | Verfahren zur oberflächenvorbereitung eines werkstückes mit einem metallischen trägermaterial und werkstück mit einem metallischen trägermaterial |
-
1983
- 1983-02-03 JP JP1665383A patent/JPS59146986A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996033837A1 (de) * | 1995-04-25 | 1996-10-31 | Mdc Max Dätwyler Bleienbach Ag | Verfahren zur oberflächenvorbereitung eines werkstückes mit einem metallischen trägermaterial und werkstück mit einem metallischen trägermaterial |
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