JPS59164676A - セラミツクスと金属の接合体及びその製造方法 - Google Patents
セラミツクスと金属の接合体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS59164676A JPS59164676A JP3866283A JP3866283A JPS59164676A JP S59164676 A JPS59164676 A JP S59164676A JP 3866283 A JP3866283 A JP 3866283A JP 3866283 A JP3866283 A JP 3866283A JP S59164676 A JPS59164676 A JP S59164676A
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- ceramic
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- ceramics
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、セラミックスと金属と接合構造及びこの接合
構造を得るだめの接合方法に関する。
構造を得るだめの接合方法に関する。
セラミックスを種々の分野の材料に適用する場合、異種
材料の金属と接合して採用することが望ましい。その方
がセラミックスを単独で採用するよりも強度等の面では
るかに用途が拡大されるからである。セラミックスと金
属との接合方法には従来種々のものがあった。即ち機械
的接合によるもの、有機、無機接着剤によるもの、ろう
付けによるもの等の方法であるが、いずれも継手の強度
、気密性等に問題があった。これら従来の方法の問題点
の１つとしてセラミックスと接合すべき金属およびろう
材との間に熱膨張率に大きな差が存し、接合後の冷却時
において熱応力のために破壊が生じやすいことがあげら
れる。さらにこの熱膨張率の差による問題は、接合時の
加熱による場合だけではなく、セラミックスと金属の接
合体を加熱下において使用する場合にも生ずる。例えば
、セラミックスをエンジンのシリンダーライナー内面に
接合して使用する場合、セラミックスとライナーの間に
存在する温度差に基づく熱応力が問題となる。
材料の金属と接合して採用することが望ましい。その方
がセラミックスを単独で採用するよりも強度等の面では
るかに用途が拡大されるからである。セラミックスと金
属との接合方法には従来種々のものがあった。即ち機械
的接合によるもの、有機、無機接着剤によるもの、ろう
付けによるもの等の方法であるが、いずれも継手の強度
、気密性等に問題があった。これら従来の方法の問題点
の１つとしてセラミックスと接合すべき金属およびろう
材との間に熱膨張率に大きな差が存し、接合後の冷却時
において熱応力のために破壊が生じやすいことがあげら
れる。さらにこの熱膨張率の差による問題は、接合時の
加熱による場合だけではなく、セラミックスと金属の接
合体を加熱下において使用する場合にも生ずる。例えば
、セラミックスをエンジンのシリンダーライナー内面に
接合して使用する場合、セラミックスとライナーの間に
存在する温度差に基づく熱応力が問題となる。
尚、セラミックスと金属の熱膨張率の例を以下に掲げて
おく。
おく。
Ａｊ、０．セラミックスニア、８Ｘ１０ＫＳｉ、 Ｎ４
セラミックス：３．２ＸＩＯＫＳｉＣセラミックス：４
．８ＸＩＯＫ ＺｒＯ，セラミックス： ９ＸＩＯＫＦｅ金属
：１２Ｘ１０ ＫＡ！合金 ：２３Ｘ
１０ ＫＣｕ合金 ：１７Ｘ１０Ｋ 〔発明の目的〕 本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであシ、セラ
ミックスと金属との熱膨張率に大きな差があるにもかか
わらず、両者の強固な接合を維持できる接合構造を有す
る接合体を提供することを目的とし、又、この接合体の
製造に最適な製造方法を提供することを目的とする。
セラミックス：３．２ＸＩＯＫＳｉＣセラミックス：４
．８ＸＩＯＫ ＺｒＯ，セラミックス： ９ＸＩＯＫＦｅ金属
：１２Ｘ１０ ＫＡ！合金 ：２３Ｘ
１０ ＫＣｕ合金 ：１７Ｘ１０Ｋ 〔発明の目的〕 本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであシ、セラ
ミックスと金属との熱膨張率に大きな差があるにもかか
わらず、両者の強固な接合を維持できる接合構造を有す
る接合体を提供することを目的とし、又、この接合体の
製造に最適な製造方法を提供することを目的とする。
第一発明のセラミックスと金属の接合体は、セラミック
スと接合金属の間に形状記憶合金が存在し、この形状記
憶合金が接合体の使用時において接合部の温度よりも高
い温域に変態点を有することを特徴とするものであわ、
形状記憶合金が変態点以下において軟かく、弾性係数が
非常に小さいため、熱膨張率の差による変位を吸収し、
接合面の剥れ等が生じないものである。
スと接合金属の間に形状記憶合金が存在し、この形状記
憶合金が接合体の使用時において接合部の温度よりも高
い温域に変態点を有することを特徴とするものであわ、
形状記憶合金が変態点以下において軟かく、弾性係数が
非常に小さいため、熱膨張率の差による変位を吸収し、
接合面の剥れ等が生じないものである。
第二発明である前記接合体の製造方法は形状記憶合金が
板状、もしくは箔状でちり、セラミックス側接合面に化
学蒸着又は物理蒸着により金属被膜を形成した後、ろう
付けにより接合するものである。
板状、もしくは箔状でちり、セラミックス側接合面に化
学蒸着又は物理蒸着により金属被膜を形成した後、ろう
付けにより接合するものである。
第三発明である前記接合体の製造方法は、形状記憶合金
自体が化学蒸着又は物理蒸着によってセラミックス側に
蒸着されているものである。
自体が化学蒸着又は物理蒸着によってセラミックス側に
蒸着されているものである。
本出願に係る発明の原理は、形状記憶合金が変態点以下
の温度において軟かく弾性係数が非常に小さいという性
質を利用するものであって、前記熱応力がこの形状記憶
合金に吸収されかつ破壊が生じないようにしたものであ
る。形状記憶合金の変態点は、形状記憶合金の成分を調
整することによシ高温域に設定できる。形状記憶合金に
は、Ｎｉ−Ｔｉ合金、Ｃｕ −Ａｔ −Ｎｉ合金、Ｃｕ
−Ｚｎ −ｉ合金、Ｃｕ −Ｓｎ合金、Ｃｕ −Ｚｎ
−Ｓｉ合金、Ａｇ −Ｃｄ合金、等積々のものがあり
各々本発明に使用できる。
の温度において軟かく弾性係数が非常に小さいという性
質を利用するものであって、前記熱応力がこの形状記憶
合金に吸収されかつ破壊が生じないようにしたものであ
る。形状記憶合金の変態点は、形状記憶合金の成分を調
整することによシ高温域に設定できる。形状記憶合金に
は、Ｎｉ−Ｔｉ合金、Ｃｕ −Ａｔ −Ｎｉ合金、Ｃｕ
−Ｚｎ −ｉ合金、Ｃｕ −Ｓｎ合金、Ｃｕ −Ｚｎ
−Ｓｉ合金、Ａｇ −Ｃｄ合金、等積々のものがあり
各々本発明に使用できる。
第二発明においてセラミックス側の接合面に金属被膜を
設けるのは、形状記憶板もしくは箔とのろう付は性をよ
くするためである。金属被膜を形成する手段である化学
蒸着は、被膜金属を析出する化学反応をおこしている気
相中にセラミックスをさらしてセラミックス表面に被膜
金属を蒸着させるものである。又、物理蒸着は、例えば
スパンタリング蒸着と呼ばれる方法であり、Ａｒ気体等
の雰囲気中においてグロー放電を起してＡｒをイオン化
し、とのＡ「イオンが陰極に配されている被膜金属材料
に衝突することにより被膜金属原子を放出させてセラミ
ックス表面に蒸着させるものである。この被膜金属は必
ずしも接合金属と同一金属である必要はないが、形状記
憶合金板とのろう付は性の良い本のが望ましい。
設けるのは、形状記憶板もしくは箔とのろう付は性をよ
くするためである。金属被膜を形成する手段である化学
蒸着は、被膜金属を析出する化学反応をおこしている気
相中にセラミックスをさらしてセラミックス表面に被膜
金属を蒸着させるものである。又、物理蒸着は、例えば
スパンタリング蒸着と呼ばれる方法であり、Ａｒ気体等
の雰囲気中においてグロー放電を起してＡｒをイオン化
し、とのＡ「イオンが陰極に配されている被膜金属材料
に衝突することにより被膜金属原子を放出させてセラミ
ックス表面に蒸着させるものである。この被膜金属は必
ずしも接合金属と同一金属である必要はないが、形状記
憶合金板とのろう付は性の良い本のが望ましい。
第三発明において、セラミックス側の接合面に直接形状
記憶合金を蒸着するための化学蒸着、物理蒸着も前記と
同様にして行われる。
記憶合金を蒸着するための化学蒸着、物理蒸着も前記と
同様にして行われる。
第二発明の一実施例を第１図において説明する。
本実施例においてセラミックスｌはＡｊｔ０３を主成分
とするアルミナセラミックスである。又、接合金属２は
、Ｃｕ −Ｚｎ合金（，３０ｗｔ ％Ｚｎ）である。
とするアルミナセラミックスである。又、接合金属２は
、Ｃｕ −Ｚｎ合金（，３０ｗｔ ％Ｚｎ）である。
使用される形状記憶合金板３は厚さ０．３顛のＮ１−Ｔ
１合金（４６ｗｔ％Ｔ１）である。被膜金属はＣｕで被
膜の厚さはおよそ４０μｍである。被膜の形成方法は物
理蒸着によった。具体的にはスパツタリング蒸着法によ
り陰極に配した金属銅にＡｒイオンを衝突させてアルミ
ナセラミックス上に金属銅を析出させたものである。金
属被膜が形成された後形状記憶合金板３は接合金属２と
被膜金属４との界面においてろう付けされる。ろう材５
は、Ａｇ−Ｃｕ −Ｚｎを主成分とする銀ろうであシ、
ろ５接部度は約７５０℃である。
１合金（４６ｗｔ％Ｔ１）である。被膜金属はＣｕで被
膜の厚さはおよそ４０μｍである。被膜の形成方法は物
理蒸着によった。具体的にはスパツタリング蒸着法によ
り陰極に配した金属銅にＡｒイオンを衝突させてアルミ
ナセラミックス上に金属銅を析出させたものである。金
属被膜が形成された後形状記憶合金板３は接合金属２と
被膜金属４との界面においてろう付けされる。ろう材５
は、Ａｇ−Ｃｕ −Ｚｎを主成分とする銀ろうであシ、
ろ５接部度は約７５０℃である。
本実施例により接合され、製造されたセラミックスと金
属の接合体は、セラミックスと金属とを単にろう材で接
合したものよりはるかに接合状態が良く、剥れ等の接合
面の破壊は全く見られなかった。これは、前記ろう付は
後の冷却過程で、Ｎ１−Ｔｉ合金板が変態したことによ
り、非常に軟かい相になシ、熱応力を吸収したことによ
ると考えられる。
属の接合体は、セラミックスと金属とを単にろう材で接
合したものよりはるかに接合状態が良く、剥れ等の接合
面の破壊は全く見られなかった。これは、前記ろう付は
後の冷却過程で、Ｎ１−Ｔｉ合金板が変態したことによ
り、非常に軟かい相になシ、熱応力を吸収したことによ
ると考えられる。
次に第三発明の一実施例を第２図において説明する。本
実施例においてセラミックス１、接合金属２、形状記憶
合金層６及びろう材５の成分は前記第二発明の実施例と
同じである。形状記憶合金層６の形成をする蒸着方法も
、前記第二発明の実施例と同じである。本実施例によっ
て接合され、製造されたセラミックスと金塊の接合体は
、前記第二発明の実施例による接合体と同様に接合面の
破壊は全ぐみられなかった。
実施例においてセラミックス１、接合金属２、形状記憶
合金層６及びろう材５の成分は前記第二発明の実施例と
同じである。形状記憶合金層６の形成をする蒸着方法も
、前記第二発明の実施例と同じである。本実施例によっ
て接合され、製造されたセラミックスと金塊の接合体は
、前記第二発明の実施例による接合体と同様に接合面の
破壊は全ぐみられなかった。
本出願に係る発明であるセラミックスと金属の接合体に
よれば、セラミックスと金属との熱膨張率に大きな差が
あるにもかかわらず、両者の強固な接合を維持できる。
よれば、セラミックスと金属との熱膨張率に大きな差が
あるにもかかわらず、両者の強固な接合を維持できる。
又同じく該接合体の製造方法によれば、該接合体の最適
な製造方法を提供できる。
な製造方法を提供できる。
第１図は本出願の第二発明を説明するための接合体断面
説明図、第２図は第三発明を説明するだめの接合体断面
説明図である。 １・・・セラミックス、 ２・・・接合金属、３・・
・形状記憶合金、 ４・・・被膜金属、５・・・ろう
材、 ６・・・形状記憶合金層、７・・・ヒー
ター。 代理人 鵜 沼 辰 之 （ほか２名）
説明図、第２図は第三発明を説明するだめの接合体断面
説明図である。 １・・・セラミックス、 ２・・・接合金属、３・・
・形状記憶合金、 ４・・・被膜金属、５・・・ろう
材、 ６・・・形状記憶合金層、７・・・ヒー
ター。 代理人 鵜 沼 辰 之 （ほか２名）
Claims (3)
- （１） セラミックスとこれに接合された接合金属と
の接合体であって、セラミックスと接合金属の間に形状
記憶合金が存在し、この形状記憶合金が接合体の使用時
において接合部の温度よりも高い温域に変態点を有する
ことを特徴とするセラミックスと金属の接合体。 - （２） セラミックスとこれに接合すべき接合金属と
の接合において、セラミックス側の接合面に化学蒸着又
は物理蒸着によって金属被膜を形成した後、この金属被
膜と前記接合金属側の接合面との間に形状記憶合金の板
もしくは箔を挿入し、接合金属、形状記憶板もしくは箔
及びセラミックスの界面をろう付けすることを特徴とす
るセラミックスと金属の接合体製造方法。 - （３） セラミックスとこれに接合すべき接合金属と
の接合において、セラミックス側の接合面に化学蒸着又
は物理蒸着によって形状記憶合金の層を形成し、この形
状記憶合金層と接合金属との界面をろう付けすることを
特徴とするセラミックスと金属との接合体製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3866283A JPS59164676A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | セラミツクスと金属の接合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3866283A JPS59164676A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | セラミツクスと金属の接合体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59164676A true JPS59164676A (ja) | 1984-09-17 |
Family
ID=12531475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3866283A Pending JPS59164676A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | セラミツクスと金属の接合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59164676A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63210076A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-08-31 | 枝村 瑞郎 | セラミツクスと金属との接合方法及びその接合ろう材 |
| FR2668729A1 (fr) * | 1990-10-05 | 1992-05-07 | Daimler Benz Ag | Brasage de pieces en materiaux presentant des coefficients differents de dilatation thermique. |
| CN112124007A (zh) * | 2019-06-25 | 2020-12-25 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种用于车辆的轮胎及车辆 |
-
1983
- 1983-03-09 JP JP3866283A patent/JPS59164676A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63210076A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-08-31 | 枝村 瑞郎 | セラミツクスと金属との接合方法及びその接合ろう材 |
| FR2668729A1 (fr) * | 1990-10-05 | 1992-05-07 | Daimler Benz Ag | Brasage de pieces en materiaux presentant des coefficients differents de dilatation thermique. |
| JPH04317475A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-11-09 | Mercedes Benz Ag | 熱膨張係数が異なった材料から成る部品のろう付け方法 |
| CN112124007A (zh) * | 2019-06-25 | 2020-12-25 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种用于车辆的轮胎及车辆 |
| CN112124007B (zh) * | 2019-06-25 | 2022-03-11 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种用于车辆的轮胎及车辆 |
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