JPS60103081A - 炭化ケイ素と金属との接合方法 - Google Patents
炭化ケイ素と金属との接合方法Info
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- JPS60103081A JPS60103081A JP20903683A JP20903683A JPS60103081A JP S60103081 A JPS60103081 A JP S60103081A JP 20903683 A JP20903683 A JP 20903683A JP 20903683 A JP20903683 A JP 20903683A JP S60103081 A JPS60103081 A JP S60103081A
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- Japan
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- metal
- alloy
- sic
- silicon carbide
- bonding
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は炭化ケイ素（ＳｉＣ）と金属との接合方法に係
り、特にＳｉＣと金属との接合が必要な機械構造部品、
電子部品などに使用して好適な接合方法に関する。
り、特にＳｉＣと金属との接合が必要な機械構造部品、
電子部品などに使用して好適な接合方法に関する。
ＳｉＣと金属とを接合する方法としては、例えば特開昭
５５−１１３６８３ 時公報で開示されているように、
ＳｉＣ表面上を高温下で金属化処理（メタライズ）した
後、メッキを行い、そのメッキ而と金属とを半田、ろう
伺けする方法が提案されている。
５５−１１３６８３ 時公報で開示されているように、
ＳｉＣ表面上を高温下で金属化処理（メタライズ）した
後、メッキを行い、そのメッキ而と金属とを半田、ろう
伺けする方法が提案されている。
しかし、一般にメタライズは非常に高湿でイーｉわれる
ため、メタライズ組成物とＳ ｉ Ｃとの熱膨張係数の
差により、メタライズ処理における冷却過程でＳｉＣに
熟応力が働き、室）１．ＡではＳｉＣ表面部に大きなす
１張応力が残留することになる。従って、その後金属と
接合された場合、１ｒ１度ＳｉＣと金属との熱膨張係数
の差によりＳｉＣに熟応力が加算されて、ＳｉＣに割れ
が発生したり、低荷１１（で破断する恐れがある１、ま
た、前記の接合方法は、ＳｉＣ表面のメタライズ処理後
にメッキ工程が入り、接合部の強度がメタライズ層とメ
ッキ層との接着性に依存するので、接合部の信頼性は低
い。
ため、メタライズ組成物とＳ ｉ Ｃとの熱膨張係数の
差により、メタライズ処理における冷却過程でＳｉＣに
熟応力が働き、室）１．ＡではＳｉＣ表面部に大きなす
１張応力が残留することになる。従って、その後金属と
接合された場合、１ｒ１度ＳｉＣと金属との熱膨張係数
の差によりＳｉＣに熟応力が加算されて、ＳｉＣに割れ
が発生したり、低荷１１（で破断する恐れがある１、ま
た、前記の接合方法は、ＳｉＣ表面のメタライズ処理後
にメッキ工程が入り、接合部の強度がメタライズ層とメ
ッキ層との接着性に依存するので、接合部の信頼性は低
い。
本発明の目的は、Ｓｉｃと金属との熱膨張差に起因して
発生する熱応力を極力抑え、がっＳｉＣと金属とを冶金
的に強固に接合させて、信頼性の高い接合部が得られる
炭化ケイ素と金属との接合方法を提供することにある。
発生する熱応力を極力抑え、がっＳｉＣと金属とを冶金
的に強固に接合させて、信頼性の高い接合部が得られる
炭化ケイ素と金属と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、本発明はＳｉＣと金属との
接合面間にＡＭまたはＡ４合金を挿入し。
接合面間にＡＭまたはＡ４合金を挿入し。
加熱および加圧するようにしたものである。この接合方
法において、ＳｉＣと金属との間に挿入するＡＱまたは
Ａ２合金の融点は６６０℃以下であるので、たとえそれ
以上の温度で接合しても、熱応力はＡＱまたはＡ０合金
の融点以下からの冷却中でしか発生しない。従って、室
温までの温度落差を小さくすることができる。また、Ａ
ｌ１またはＡ０合金は、降伏点が非常に低いので、冷却
中に発生した熱応力はＡＱまたはＡ８合金が降伏するこ
とにより緩和される。
法において、ＳｉＣと金属との間に挿入するＡＱまたは
Ａ２合金の融点は６６０℃以下であるので、たとえそれ
以上の温度で接合しても、熱応力はＡＱまたはＡ０合金
の融点以下からの冷却中でしか発生しない。従って、室
温までの温度落差を小さくすることができる。また、Ａ
ｌ１またはＡ０合金は、降伏点が非常に低いので、冷却
中に発生した熱応力はＡＱまたはＡ８合金が降伏するこ
とにより緩和される。
以上のような理由により、ＳｉＣに発生する熱応力が極
力抑えられると共に、熱応力にょるＳｉＣの割九発生が
防止される。
力抑えられると共に、熱応力にょるＳｉＣの割九発生が
防止される。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
〔実施例１、ＳｉＣと鋼との接合〕
第１図に示すように、ＳｉＣ製の軸１とＣｒ−ＭＯ鋼製
の軸２との接合面間に、Ａ０合金を心根（厚さ０．５ｍ
ｍ）４、Ａ Ｑ −Ｓ ｉ −Ｍ ｇ合金を画表皮材（
厚さ０．０５ ｎｗｎ） ５とする三層のクラツド板（
厚さ０．６ｍｎ）３を挿入し、真空雰囲気下（１０−’
Ｔｏｒｒ）で、結合温度６００℃、接合圧力］、Ｏｋ、
、ｆ／馴２で１５分間加熱保持して接合した。この場合
、Ａ Ｑ −Ｓ ｉ −Ｍ ｇ合金の融点は約５８５℃
であるので、接合温度６００′Ｃでは前記クラツド板３
の画表皮材５のみ溶融状態となり、ＡＱおよびＳｉはＳ
ｉＣおよびＦｅと反応し、ＳｉＣの軸１とＣｒ −Ｍ
ｏ ｔｒ！Ｊの軸２とはクラッドｊＨ３を介して冶金的
に完全に接合する。尚、ＭｇはＳｉＣおよびＦｅに対し
ての溶融Ａ Ｑ −Ｓ ｉ合金の濡ｉｔ性向上に寄与す
る。
の軸２との接合面間に、Ａ０合金を心根（厚さ０．５ｍ
ｍ）４、Ａ Ｑ −Ｓ ｉ −Ｍ ｇ合金を画表皮材（
厚さ０．０５ ｎｗｎ） ５とする三層のクラツド板（
厚さ０．６ｍｎ）３を挿入し、真空雰囲気下（１０−’
Ｔｏｒｒ）で、結合温度６００℃、接合圧力］、Ｏｋ、
、ｆ／馴２で１５分間加熱保持して接合した。この場合
、Ａ Ｑ −Ｓ ｉ −Ｍ ｇ合金の融点は約５８５℃
であるので、接合温度６００′Ｃでは前記クラツド板３
の画表皮材５のみ溶融状態となり、ＡＱおよびＳｉはＳ
ｉＣおよびＦｅと反応し、ＳｉＣの軸１とＣｒ −Ｍ
ｏ ｔｒ！Ｊの軸２とはクラッドｊＨ３を介して冶金的
に完全に接合する。尚、ＭｇはＳｉＣおよびＦｅに対し
ての溶融Ａ Ｑ −Ｓ ｉ合金の濡ｉｔ性向上に寄与す
る。
第２図は軸１と軸２との接合部の断面組織を示したもの
である。
である。
本実施例で接合した軸１，２の接合強度（曲げ強度）は
、１ｋｇｆ／ｇ１２であった。しかし、破断位置は軸２
とクラッドＦｉ３との接合界面であった。
、１ｋｇｆ／ｇ１２であった。しかし、破断位置は軸２
とクラッドＦｉ３との接合界面であった。
即ちＡＭとＦｅとの金属間化合物が脆弱だあるため、そ
の箇所で破断した。従って、さらに高強度の接合部を得
るには、軸２とクラツド板３との間にＡｇやＮｉなどを
挿入すると良い。また、接合温度を５８５℃に下げたり
、加圧圧力を高くし、接合時間を５分間程度短くすると
良い。
の箇所で破断した。従って、さらに高強度の接合部を得
るには、軸２とクラツド板３との間にＡｇやＮｉなどを
挿入すると良い。また、接合温度を５８５℃に下げたり
、加圧圧力を高くし、接合時間を５分間程度短くすると
良い。
尚、前述の接合において、接合温度を６２０℃以上にす
ると、ＦｅとＡＱとの反応により形成される金属間化合
物（Ｆｅ、Ａｆｌ、Ｆｅ２ＡＭ、、）の厚さが厚くなり
、接合強度の低下をきたすので、それ以下の接合温度に
抑える必要がある。
ると、ＦｅとＡＱとの反応により形成される金属間化合
物（Ｆｅ、Ａｆｌ、Ｆｅ２ＡＭ、、）の厚さが厚くなり
、接合強度の低下をきたすので、それ以下の接合温度に
抑える必要がある。
〔実施例２、ＳｊＣとＡ久との接合〕
ＳｉＣ製の軸とＡＱ製の軸との接合面間に、実施例１と
同様のクラツド板を挿入し、接合温度５８５℃、加圧力
０．２ ｋｇｆ ／叫２、接合時間１５分の条件で接合
した。その結果、４ｋｇｆ／ｍｎ”の曲げ強さ゛が得ら
れた。この場合、実施例１のような金属間化合物の形成
がないので、高い１■口ず強度を得られる。 ゛ 尚、実施例１においては、真空雰囲気下での接合例を示
したが、不活性ガス中でも接合可能てあ仝・ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、接自温度を低く
することができるので、次のような効果がある。
同様のクラツド板を挿入し、接合温度５８５℃、加圧力
０．２ ｋｇｆ ／叫２、接合時間１５分の条件で接合
した。その結果、４ｋｇｆ／ｍｎ”の曲げ強さ゛が得ら
れた。この場合、実施例１のような金属間化合物の形成
がないので、高い１■口ず強度を得られる。 ゛ 尚、実施例１においては、真空雰囲気下での接合例を示
したが、不活性ガス中でも接合可能てあ仝・ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、接自温度を低く
することができるので、次のような効果がある。
（１）冷却における温ＩＷ、 ｔｆｒ差カ／ｈ サ（ｉ
ｊＨ−、、） で、ｒ：ｒ： 膨張差に起因する熱応力
を小さくてぎ、またｍ″、伏点の低いＡｆｌまたはＡ８
合金を挿入して接合することで、冷却中にΔａまたはＡ
Ｑ合伶、が降伏し、熱応力を緩和できるので、Ｓ ］
Ｃに割れが発生しにくくなり、強度が大きく、信頼性の
高い接合部を得られる。
ｊＨ−、、） で、ｒ：ｒ： 膨張差に起因する熱応力
を小さくてぎ、またｍ″、伏点の低いＡｆｌまたはＡ８
合金を挿入して接合することで、冷却中にΔａまたはＡ
Ｑ合伶、が降伏し、熱応力を緩和できるので、Ｓ ］
Ｃに割れが発生しにくくなり、強度が大きく、信頼性の
高い接合部を得られる。
（２）メタライズおよびメッキの処理を省略でさ、工程
の簡素化を図」する。
の簡素化を図」する。
（３）既に熱処理あるいは表面処理した金属部材あるい
は既にろう付箇所のある部材との接合も可能となる。
は既にろう付箇所のある部材との接合も可能となる。
第１図は本発明による接合方法によってＳｉＣ製の軸と
Ｃｒ、−Ｍｏ鋼製の刺１とを接合する場合の説明図、第
２図は第１図における接合部の断面組織図である。 ］、 −Ｓ ｉ Ｃ″Ｍの１Ｉｌｌｌ、２−＝Ｃｒ−Ｍ
ｏ鋼製の１ｉｉ１１．３・・クランド板、４・・ＡＱ金
合金心根、５・・・ノχβ−８１−Ｍｇ合金の表皮材。 茅）図 →ｆ ′ＬＣ
Ｃｒ、−Ｍｏ鋼製の刺１とを接合する場合の説明図、第
２図は第１図における接合部の断面組織図である。 ］、 −Ｓ ｉ Ｃ″Ｍの１Ｉｌｌｌ、２−＝Ｃｒ−Ｍ
ｏ鋼製の１ｉｉ１１．３・・クランド板、４・・ＡＱ金
合金心根、５・・・ノχβ−８１−Ｍｇ合金の表皮材。 茅）図 →ｆ ′ＬＣ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化ケイ素と金属との接合方法であって、炭化ケイ
素と金属との接合面間にＡＱまたはへρ合金を挿入し、
加熱および加圧することを特徴とする炭化ケイ素と金属
との接合方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ＡＱ合金とし
て、ＡＱ合金の両側をＡｆｌ−Ｓｉ合金ではさんだ積層
板またはＡｆ１合金を心板に、Ａ Ｑ −Ｓ ｉ合金を
画表皮材とする二層のクラット板を用い、Ａ Ｍ −Ｓ
Ｊ合金の同相線以上の温度に加熱すると共に加圧する
ことを特徴とする炭化ケイ素と金属との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20903683A JPS60103081A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 炭化ケイ素と金属との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20903683A JPS60103081A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 炭化ケイ素と金属との接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103081A true JPS60103081A (ja) | 1985-06-07 |
| JPH0159998B2 JPH0159998B2 (ja) | 1989-12-20 |
Family
ID=16566189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20903683A Granted JPS60103081A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 炭化ケイ素と金属との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103081A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0197397A2 (en) * | 1985-04-01 | 1986-10-15 | Hitachi, Ltd. | A method for bonding ceramics to a metal |
| JPS61261277A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | 株式会社日立製作所 | セラミツクスと金属との接合方法 |
| JPS6272577A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | 東京電力株式会社 | アルミナと金属との熱応力緩和接合方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52114608A (en) * | 1976-03-23 | 1977-09-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | Soldered structure of ceramics with al |
| JPS58135180A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-11 | 新明和工業株式会社 | 拡散接合方法 |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP20903683A patent/JPS60103081A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52114608A (en) * | 1976-03-23 | 1977-09-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | Soldered structure of ceramics with al |
| JPS58135180A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-11 | 新明和工業株式会社 | 拡散接合方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0197397A2 (en) * | 1985-04-01 | 1986-10-15 | Hitachi, Ltd. | A method for bonding ceramics to a metal |
| JPS61261277A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | 株式会社日立製作所 | セラミツクスと金属との接合方法 |
| JPS6272577A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | 東京電力株式会社 | アルミナと金属との熱応力緩和接合方法 |
| JPH0329029B2 (ja) * | 1985-09-27 | 1991-04-22 | Tokyo Denryoku Kk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0159998B2 (ja) | 1989-12-20 |
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