JPS59194836A - セラミツクと金属の複合体 - Google Patents
セラミツクと金属の複合体Info
- Publication number
- JPS59194836A JPS59194836A JP6895883A JP6895883A JPS59194836A JP S59194836 A JPS59194836 A JP S59194836A JP 6895883 A JP6895883 A JP 6895883A JP 6895883 A JP6895883 A JP 6895883A JP S59194836 A JPS59194836 A JP S59194836A
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- Japan
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- ceramic
- metal
- glass
- composite
- parts
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- Laminated Bodies (AREA)
- Ceramic Products (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（焼結体）と金属を接合した複合体
に関するものである。
に関するものである。
窒化物、炭化物系焼結体及びジルコニア等のセラミック
は品温材料、断熱材料として最も有望視され、高温部に
おける構造材料として自動車部品、ガスタービン部品へ
の適用をはじめ精密櫛梳等にも応用が考えられている。
は品温材料、断熱材料として最も有望視され、高温部に
おける構造材料として自動車部品、ガスタービン部品へ
の適用をはじめ精密櫛梳等にも応用が考えられている。
これら用途に対してセラミック単体、セラミック相互間
だけでなく、七ラミック特性と金属特性を兼ね備えて有
効利用する複合構造、複雑形状に対してセラミックと金
属の複合体の利用が広がり両者の接合、接着が重要とな
る。
だけでなく、七ラミック特性と金属特性を兼ね備えて有
効利用する複合構造、複雑形状に対してセラミックと金
属の複合体の利用が広がり両者の接合、接着が重要とな
る。
一般にセラミックと金属とを結合する場合にはアルミナ
セラミソクハＴ子工業界の■Ｃパッケージに代表される
ように、パッケージの端子ｕ Ｍ 。
セラミソクハＴ子工業界の■Ｃパッケージに代表される
ように、パッケージの端子ｕ Ｍ 。
−Ｍ ｎ粉末のメタライズした部分ＶＣＮ ｉメッキを
施した後勅付けすることによって接合されている。
施した後勅付けすることによって接合されている。
その仙用いられているセラミックー金１萬の接合トして
は接着剤、熱膨張を利用した焼嵌法、硫化調法、炭酸銀
法、ハロゲン化合物法が知られている。
は接着剤、熱膨張を利用した焼嵌法、硫化調法、炭酸銀
法、ハロゲン化合物法が知られている。
しかし５ｉｘＮｎ 、ＡＩＮ、ＢＮ、５ＩＡＬＯＮ、Ｓ
ｉｏ等の非酸化物系セラミ・ツクは共有結合性が強い
ため溶融物に対する繻れ性が悪く、各種物質との反応性
も低いために接合強度が得られず、砦に熱間伸展が劣化
し実用に供しなかった。またメクライス法の場合にはコ
ストが高くなる欠点があった。
ｉｏ等の非酸化物系セラミ・ツクは共有結合性が強い
ため溶融物に対する繻れ性が悪く、各種物質との反応性
も低いために接合強度が得られず、砦に熱間伸展が劣化
し実用に供しなかった。またメクライス法の場合にはコ
ストが高くなる欠点があった。
本発明はこれら問題を解決するたぬに高温にかいて強い
接合強度を有するセラミックと金属の傾合体を提供しよ
うとするもので、拓る。
接合強度を有するセラミックと金属の傾合体を提供しよ
うとするもので、拓る。
すなわち、本発明はセラミック部材の濡ｉｔ性を改善し
目つ熱間時における密着性を保つために該セラミック部
材に近似した熱膨張係数を有する力′ラス會塗布、焼付
けてガラス祠ヲ形成し、このガラス層を介してセラミッ
ク部材と金属部材と力；銀袖付けした複合体である。そ
して常温から−シ間（３００’Ｃ）の捩合強度を保持す
るには熱膨張係数は２．０〜１０．０×１０−６／°ｃ
の範囲でセラミック部材に近似したものがよく、好まし
め焼付は温度は８５０〜１０００℃で、この時の粘度は
約１０４ｐが最良である。箇たガラス材としてはホウ珪
酸系ガラスが好適であり、例えば主成分Ｂ ｘ ’０３
２０〜８５重情％、８ｉ０ｚ８０〜６５重量％から成り
、その他成分としてＡ Ｉ ２０３ ｅ Ｚ ｎ Ｏｅ
ＭｇＯ，ＢａＯ＊ＰｚＯｓ ＋Ｎａ２０ｐＫ２０＋Ｌｉ
２Ｏ，５ｎ０２が適宜配合されたガラスである。さらに
好筐しくに塗布性全向上させる結合剤としてガラス１０
０重量部に粘土、カオリン等を１〜２０東量部、粘度調
整剤として酸化ホウ素０〜５０′＠祐°部及び熱膨張係
数の調節、耐熱性の向上のためＡｌ２０ａ １ｓｔ３Ｎ
４ 、ＳｉＯ，ＡＩＮ、β−スポジ’７メ７、ＦｅＢ、
ＮｉＢがｏ〜２０重量部全添加混合したものが用いられ
る。
目つ熱間時における密着性を保つために該セラミック部
材に近似した熱膨張係数を有する力′ラス會塗布、焼付
けてガラス祠ヲ形成し、このガラス層を介してセラミッ
ク部材と金属部材と力；銀袖付けした複合体である。そ
して常温から−シ間（３００’Ｃ）の捩合強度を保持す
るには熱膨張係数は２．０〜１０．０×１０−６／°ｃ
の範囲でセラミック部材に近似したものがよく、好まし
め焼付は温度は８５０〜１０００℃で、この時の粘度は
約１０４ｐが最良である。箇たガラス材としてはホウ珪
酸系ガラスが好適であり、例えば主成分Ｂ ｘ ’０３
２０〜８５重情％、８ｉ０ｚ８０〜６５重量％から成り
、その他成分としてＡ Ｉ ２０３ ｅ Ｚ ｎ Ｏｅ
ＭｇＯ，ＢａＯ＊ＰｚＯｓ ＋Ｎａ２０ｐＫ２０＋Ｌｉ
２Ｏ，５ｎ０２が適宜配合されたガラスである。さらに
好筐しくに塗布性全向上させる結合剤としてガラス１０
０重量部に粘土、カオリン等を１〜２０東量部、粘度調
整剤として酸化ホウ素０〜５０′＠祐°部及び熱膨張係
数の調節、耐熱性の向上のためＡｌ２０ａ １ｓｔ３Ｎ
４ 、ＳｉＯ，ＡＩＮ、β−スポジ’７メ７、ＦｅＢ、
ＮｉＢがｏ〜２０重量部全添加混合したものが用いられ
る。
以下本発明全図面の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すセラミックと金属の複
合体の断面図であり、１は５ｒ３Ｎ＜ｖＡ Ｉ Ｎ 、
Ｂ Ｎ 、 ８ Ｉ Ａ Ｌ ＯＮ 、 Ｓ ｉ Ｏ
、Ｚ ｒ Ｏ２テｙトの焼結体から成るセラミックｔ（
（−利、２は前記セラミック部材の表面に形成ざｔｌ、
たガラス層であり２０〜ＩＯ，０Ｘ１０ ／”Ｃの熱
１彰１１（係数のガラス（才が使用される。３け鈎イ１
用銀鑞、４はｍｌ記セラミック部材と結合するための円
ｉ：Ｍ状の金属部材でＡうり、前記金属部材４と前記セ
ラミック部材１とのｒぽ合体はガラス１２ケ介在して非
酸化性雰囲気中で褐瞳イ１けさＪｌ、て１輪合される。
合体の断面図であり、１は５ｒ３Ｎ＜ｖＡ Ｉ Ｎ 、
Ｂ Ｎ 、 ８ Ｉ Ａ Ｌ ＯＮ 、 Ｓ ｉ Ｏ
、Ｚ ｒ Ｏ２テｙトの焼結体から成るセラミックｔ（
（−利、２は前記セラミック部材の表面に形成ざｔｌ、
たガラス層であり２０〜ＩＯ，０Ｘ１０ ／”Ｃの熱
１彰１１（係数のガラス（才が使用される。３け鈎イ１
用銀鑞、４はｍｌ記セラミック部材と結合するための円
ｉ：Ｍ状の金属部材でＡうり、前記金属部材４と前記セ
ラミック部材１とのｒぽ合体はガラス１２ケ介在して非
酸化性雰囲気中で褐瞳イ１けさＪｌ、て１輪合される。
不発明に係るセラミンクと金属の複合体は次のような工
程で製造される。
程で製造される。
ＣＩ＋ セラミック部材１の接合する外周表面に上述
のガラス材をスプレー、ディッピング法等で３０〜５０
０μの厚さが吻−になるように塗布し、ＪＩＥ酸化雰囲
気中において８５０〜１０００Ｃで焼イマ１けガラス層
２を形成する。。
のガラス材をスプレー、ディッピング法等で３０〜５０
０μの厚さが吻−になるように塗布し、ＪＩＥ酸化雰囲
気中において８５０〜１０００Ｃで焼イマ１けガラス層
２を形成する。。
（２１次いで４ｉｌ記セラミック部材の外側に金属部（
第４を挿１ｔ４シ、１１■記ガラス１．５１２との間に
銀銅３をセットする。
第４を挿１ｔ４シ、１１■記ガラス１．５１２との間に
銀銅３をセットする。
（３） こｆＬを非酸化性雰囲気中の所定温度（７０
０〜８００°Ｃ）において銀頗全加熱溶融させて鍛接す
る。
０〜８００°Ｃ）において銀頗全加熱溶融させて鍛接す
る。
これに工９第１士図に示すセラミック金属の接合された
複合体が得られる。なお第１図は本発明の対象となる形
状の１例でｌ’ｉツで、図の形状だけに限定されるもの
でなく、セラミックと金属の接合するあらゆる部品に応
用することができる。
複合体が得られる。なお第１図は本発明の対象となる形
状の１例でｌ’ｉツで、図の形状だけに限定されるもの
でなく、セラミックと金属の接合するあらゆる部品に応
用することができる。
実施例Ｉ
Ｓ ｉ ３Ｎ ４ ＥＲＡ結体の表面ＶＣＢ ２０ ｓ
−８ｉ ０２糸ガラス１００直量部、酸化ホウ素ＩＯ
重？部、粘土ｌＯ屯量部の混合物に水を加えて混練した
ガラス材を厚さ１００μに均一に塗布し、９５０’Ｃ水
素雰囲気中で焼付け、これをステンレス筒体に挿嵌して
７００〜８００°Ｃで銀鑞付けを行った本発明品Ａと、
比較用として蒸着法により５ｉｉＮ４焼結体の表面にＭ
ｏ被膜を形成し、該被膜を介してステンレス筒体との間
に同様に銀鑞付けした比較量Ｂの各試料全用意し、常温
及び熱間（３００℃）の抜は強度の結果を表１ＶＣ示し
た。この結果比較量Ｂに比べて本発明品Ａはいずれも大
きな接合強度が得られ、且つ常温及び熱間における強度
も嘲゛化／バ少なく優れた接合特性が得られ−た。
−８ｉ ０２糸ガラス１００直量部、酸化ホウ素ＩＯ
重？部、粘土ｌＯ屯量部の混合物に水を加えて混練した
ガラス材を厚さ１００μに均一に塗布し、９５０’Ｃ水
素雰囲気中で焼付け、これをステンレス筒体に挿嵌して
７００〜８００°Ｃで銀鑞付けを行った本発明品Ａと、
比較用として蒸着法により５ｉｉＮ４焼結体の表面にＭ
ｏ被膜を形成し、該被膜を介してステンレス筒体との間
に同様に銀鑞付けした比較量Ｂの各試料全用意し、常温
及び熱間（３００℃）の抜は強度の結果を表１ＶＣ示し
た。この結果比較量Ｂに比べて本発明品Ａはいずれも大
きな接合強度が得られ、且つ常温及び熱間における強度
も嘲゛化／バ少なく優れた接合特性が得られ−た。
表 １
１〕ノ上Ｉ／ｌＳべたように本発明のセラミックと金１
くの複合体は、セラミックの接合表面に核セラミックに
１１召Ｊする２０〜１０． ＯＸ １０−６／’０の熱
膨１１長係１ｋを有するがラス帝を焼付は形成し、この
ガラスＡ＝’ｌケ介在させ両者が銀鍼付けさｎ、ている
ことから特に非酸化物系セラミックと金属との結合に常
温は勿論のこと３００°Ｃの高温時においても接合強ノ
Ｗが低下することなく強固な構造をもつ複合体をｔ〃供
することができる、
くの複合体は、セラミックの接合表面に核セラミックに
１１召Ｊする２０〜１０． ＯＸ １０−６／’０の熱
膨１１長係１ｋを有するがラス帝を焼付は形成し、この
ガラスＡ＝’ｌケ介在させ両者が銀鍼付けさｎ、ている
ことから特に非酸化物系セラミックと金属との結合に常
温は勿論のこと３００°Ｃの高温時においても接合強ノ
Ｗが低下することなく強固な構造をもつ複合体をｔ〃供
することができる、
第１図は本発明の一実施例を示すセラミ・ソフト金属の
複合体の断面図である。 ■・・・セラミック部材 ２・・・ガ＝ス層 ８・・・
ｉｉ’ｉ＝’、 翻４・・・金属部材 特許出願人 日本特殊陶業株式会社 代理人 合弁 尚 第１５
複合体の断面図である。 ■・・・セラミック部材 ２・・・ガ＝ス層 ８・・・
ｉｉ’ｉ＝’、 翻４・・・金属部材 特許出願人 日本特殊陶業株式会社 代理人 合弁 尚 第１５
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１−１＝ニラミック材の接合表面に該セラミックｆ
Ａ’ＪＡＪｃｉ１．Ｅ似Ｔル２． Ｏ〜Ｉ Ｏ，ＯＸ
１０−６／”Ｃ（７−）熱膨張係数７有するガラス層全
焼付は形成し、このガラス層を介して金属部材との間に
銀諸）付幻したこと全特徴とするセラミックと金属の複
合体。 （２） ４ｉ［Ｆ！セラミ、、 ｙ部］：ＡがＳ ＋
ｓ Ｎ ４ ｔ Ａ Ｉ Ｎ、ＢＮ、５ＩＡＬＯＮ、
ＳｉＯ，ジルコ＝ ７ ’に４Ｙ結体から成る・特許ｉ
ｉ１’ｌ求の範囲ｆｐ（１項記戦のセラミックと金属の
複合体。 （３） 前記ガラス八゛・１を形成するガラス材がホ
ウ廿酸系ガラヌ１００市惜部と、粘土、カオリンの結合
剤１〜２０屯弗″部、酸化ホウ素０〜５ｏ＠ｔ「（°部
及びＡＩｚＯａ ＋５ｉｓＮ４ｙＡＩＮ。 Ｓ Ｉ ＯＨβ−スボジウメン、 Ｉ）’ ｅ Ｂ 、
Ｎ ｉ Ｂのセラミック粉末の少くとも１種全０〜２
０重情部から成る特許請求の範囲第１項記載のセラミッ
クと金属の複合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895883A JPS59194836A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | セラミツクと金属の複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895883A JPS59194836A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | セラミツクと金属の複合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194836A true JPS59194836A (ja) | 1984-11-05 |
| JPS6353153B2 JPS6353153B2 (ja) | 1988-10-21 |
Family
ID=13388687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6895883A Granted JPS59194836A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | セラミツクと金属の複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194836A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008012922A (ja) * | 1995-06-23 | 2008-01-24 | Dow Global Technologies Inc | セラミック−金属構造物の製造方法、接着方法、及びそれらにより形成された構造物 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503410A (ja) * | 1973-05-16 | 1975-01-14 |
-
1983
- 1983-04-19 JP JP6895883A patent/JPS59194836A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503410A (ja) * | 1973-05-16 | 1975-01-14 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008012922A (ja) * | 1995-06-23 | 2008-01-24 | Dow Global Technologies Inc | セラミック−金属構造物の製造方法、接着方法、及びそれらにより形成された構造物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6353153B2 (ja) | 1988-10-21 |
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