JPS60145980A - 金属被膜を有するセラミツクス焼結体およびその製造方法 - Google Patents

金属被膜を有するセラミツクス焼結体およびその製造方法

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JPS60145980A
JPS60145980A JP24598083A JP24598083A JPS60145980A JP S60145980 A JPS60145980 A JP S60145980A JP 24598083 A JP24598083 A JP 24598083A JP 24598083 A JP24598083 A JP 24598083A JP S60145980 A JPS60145980 A JP S60145980A
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JP
Japan
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sintered body
ceramic
metal coating
ceramic sintered
coating
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JP24598083A
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English (en)
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顕生 佐谷野
俊一郎 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野J 本発明(,1、金属被膜を右づるセラミックス焼結体お
よびその製造方法に関する。
しR明の技術向背がとその問題点] 近時、耐熱性、高温下における機械的強度Jjよび耐摩
耗性の良好なセラミックス焼結体が開発されたことによ
り、ボールベアリングや軸受【ノ等の(菖動部材につい
Cもセラミック化が行なわれるJ、うになってきCいる
しかして、このような摺動部祠では、給電(bるいは接
地等のために電気伝導性が必要とされることがあり、こ
の場合にはセラミックス焼結体表面に金属被膜を形成す
る必要が生じる。また耐摩耗性および摺動付を向上させ
るためにも、これらの特性の良好な金属被膜を形成づる
必要が生じる場合がある。
さらにセラミックス焼結体どうE〕、あるいはセラミッ
クス焼結体と金属部材とを、例えば銀ろうを用いて接合
する場合にも、セラミックス焼結体表面に金属被膜を形
成する必要が生じる場合が多い。
このようなセラミックス焼結体表面への金属被膜の形成
プJ7にとしては、従来からセラミックス焼結体表面に
、モリブデン粉末とマンガン粉末とを主成分と覆るモリ
ゾデンーマンガンメタライズペーストを伶布し、還元雰
囲気中で焼成する方法が一般に行われでいる。
これらの方法は、いずれもアルミナ等の酸化物系ヒラミ
ックス焼結体に適用されて成功を収めCき(いるが、耐
摩耗性や高温特性の良好なことで脚光を浴びている窒化
゛物系しラミックス、yl化物系セラミックスあるいは
炭窒化物系セラミックスのような非酸化物系レラミック
スからなるセラミックス焼結体には適用が困難ひあると
いう欠点があつlζ。
近年、非酸化物系セラミックス焼結体、特に、3i3N
+焼結体【よ、耐摩耗性やlOi淘特性に優れ(いるど
ころから、自動車部品やガスタービン部品どして用途が
拡大してきており、そのためにも非酸化物系セラミック
スに適用可能で、しかもより密着性のよい金属被膜を有
するセラミックス焼結体が望まれでいる。このためセラ
ミックス焼結体に直接クロムをめっきしたり、溶射りる
こと(、−より金属することが行われCいるが、セラミ
ックス焼結体と金属層との密着が悪いという大魚かあっ
た。
[発明の目的コ 本発明はこのような点に対処しCなされたしので、非酸
化物系セラミックスを含むほとんどりl\てのセラミッ
クス焼結体に適用可能C1しかb18合強度の大きい金
属被膜を有するセラミックス焼結体およびその製造方法
を提供りることを1−[的と16゜ [発明の概鼓] すなわら本発明の金属被膜を有するセラミックス焼結体
は、セラミックス焼結体基材の表面に、口のセラミック
ス焼結体基材ど異組成でかつ導電性を有ηるセラミック
ス被膜が形成され、さらにその上に金属被nqが形成さ
れ(いることを4:+徴としている。
また、本発明の金属被膜を右りるセラミックス焼結体の
製造方法は、セラミックス焼結体の表面に、このヒラミ
ックス焼結体と異組成のセラミックス焼結体被膜を形成
り−ることを特徴としている。
本発明に使用されるUラミックス焼結体基+1としく(
よ、窒化ケイ素、窒化アルミニウムのような窒化物系セ
フミックス、4ノイア【−」ンのような酸窒化物系セラ
ミックス、炭化ケイ素のような炭化物系セラミックス焼
結体およびこれらの複合体のような非酸化物系セラミッ
クス焼結体が適しているが、酸化物系セラミックス焼結
体にも適用可能である。
また、本発明に使用される導電性を有するセラミックス
被膜としては、セラミックス焼結体M材と異なる組成の
、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の窒化物系セラミッ
クス、酸室化チタン等の酸窒化物系セラミックス、炭窒
化チタン等の炭窒化物系セラミックスあるいは炭化チタ
ン、炭化ジル二」ニウム等の炭化物系セラミックスが適
している。
さらに、これらのセラミックス焼結体被膜の上に形成さ
れる金属被膜を構成する金属としては、゛電解メッキが
可能な金属が適しCおり、またtN動部署イとしC用い
る場合は、耐摩耗性、ll’7 f!IIMの優れlこ
金属が適しており、例えばニッケル、銀、クロム、コバ
ルト等があげられ、これらの6ン属は被膜としく形成さ
れた後、耐酸電信を増すために結晶化するのに充分な温
度と時間C熱処理りることが好ましい。
本発明の金属被膜を右するセラミックス焼結イホ(ま、
セラミックス焼結体基材上に、このしラミックス焼結体
と異組成の導電性を右するセラミックス被膜を形成した
後、この−1−に金属被膜を形成・jることにより11
造される。
セラミックス焼結体基板上に、これど5“?組成C′導
電性を有するセラミックス焼結体被膜を形成り−るには
、」二記した導電性セラミックスをPVDr人、CVD
法、溶用法あるいは上記導電ij[セラミックス被膜を
構成する金属元素を含むセラミックス粉末または金属の
粉末をセラミックス焼結体に波谷さゼ非酸化性雰囲気、
例えば窒素を含む還元?ダ囲気中で焼成りればJ:い。
例えば窒素を含む還元雰囲気中で焼成することにより導
電性を有り−るセラミックスを形成する金Ii1酸化物
、例えばTi 02をセラミックス焼結体基板上に被盾
さヒ、次いで窒素を含む還元雰囲気中で焼成することに
より導電性を有するごラミックス焼結体被膜を形成させ
ることができる。これらのセラミックス焼結体の〃ざは
、10μm以[ζが適しCいる。
次にこの上に金属、特に耐摩耗性および摺動性が良好な
金属、例えばニッケル、銀、クロム、コバルト等を電解
めつぎ等の方法にJ、り形成する。
電解めっきにJ、る場合は特に平滑な表面を有する金属
被膜が形成されるので好適しCいる。
上記のような各ノフ法で導電性セラミックス被膜を石ツ
るセラミックス焼結体上に例えばニッケル市解めっきを
施し、銀ろうを用いて金属部拐と接合した場合には、極
め0人きい接合強度を発揮する。
[発明の実施例] 次に本発明の実施例についで説明゛する。
実施例1 直方体状の3i 3N<焼結体試お1の1面に、イAン
グレーディング法によりTiN層を約1μmの厚さに形
成し、この上にニッケル電解めっき加(0,5AX12
分)を施して、3〜/l1mの厚さのニッケル層を形成
した。
実施例2 実施例1で使用したと同一組成、同一形状の813N4
焼結体試利表面に、“1102粉末を分散ざぜたスラリ
ーを塗イIJシ、ホーミンクガメ(N?ニド12=1:
1)中ぐ1350℃ひ1助間焼成し、3i 3N4焼結
体表面に厚さ1〜3μmのliNの層を形成させた。次
にTiNの層上に実施例1と同−条f’L t’電解め
っきにより厚さ2〜3ti mのニッケル層を形成さ、
せた。
以上の実施例1および実施例2で得られIζ金属被膜を
有するセラミックス焼結体に、−ツケル電解めつぎを施
し、常法により銀ろうを介しく鋼材と接合させ、その接
合強度を測定した。各実施例の金属被膜を有するセラミ
ックス焼結体の接合強度は次表の通りであった。
[発明の効果] 以上の実施例からし明らか4丁ように本発明の金属被膜
を右するセラミックス焼結体は、特に非酸化物系しラミ
ックスについC侵れた接合強度を得ることかできる。
代理人弁理士 須 山 佐 −

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セラミックス焼結体基材の表面に、この12ラミ
    ックス焼結体基材と異組成ぐかつ導電性をイ】するセラ
    ミックス被膜が形成され、さらにその上に金属被膜が形
    成されていることを4ffr mとする金属被膜を有づ
    るセラミックス焼結体。
  2. (2)セラミックス焼結体基材は、非酸化物系レラミッ
    クスからなる特許請求の範囲第11ft記載の金属被膜
    を(Jするセラミックス焼結体。
  3. (3)セラミックス焼結体基材は、少なくとも窒素を有
    するものである特許請求の範囲第1項よ/、=は第2項
    記載の金属被膜を有づるセラミックス焼結体。
  4. (4)セラミックス焼結体基材は、少なくともシリコン
    と窒素の両者を有するものである特許請求の範囲第1項
    ないし第3項のいずれか1151記載の金属被膜を有す
    るセラミックス焼結体。
  5. (5)セラミックス被膜は、非酸化物系セラミックスか
    らなる特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1
    項記載の金属被膜を有するセラミックス焼結体。
  6. (6)セラミックス被膜は、少なくとも窒素を有する特
    許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれか1項記載の
    金属被膜を有するセラミックス焼結体。
  7. (7)セラミックス被膜は、構成元素として少なくとも
    チタンと窒素とを含有する特許請求の範囲第1項ないし
    第6項のいずれか1項記載の金属被膜を有するセラミッ
    クス焼結体。
  8. (8)セラミックス被膜は、厚さが10μm以下である
    特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか1項記載
    の金属被膜を有するセラミックス焼結体。
  9. (9)セラミックス被膜は、比抵抗が1Ω・C以下であ
    る特許請求の範囲第1項ないし第8項のいり“れか1項
    記載の金属被膜を有づ−るセラミックス焼結体。
  10. (10)金属被膜は、電解めっきにより形成++J f
    luな金属からなる待h9請求の範囲第1項ないし第1
    :1項のいずれか1項記載の金属被膜を右りるセラミッ
    クス焼結体。
  11. (11)金属被膜は、この金属被膜が結晶化覆るに充分
    な温度と時間で熱処理されCいる特h71請求の範囲第
    1項ないし第10項のいずれかI Jjf記載の金属被
    膜を有するセラミックス焼結体。
  12. (12)金属被膜は、摺動性および耐産耗1’Iを石(
    る金属からむる特許請求の範囲第1 ”fl <;いし
    第11項のいずれか1項記載の金属被膜を4iでるヒラ
    ミックス焼結体。
  13. (13)セラミックス焼結体の表面に、このレジミック
    ス焼結体と異組成のセラミックス被膜を形成し、さらに
    その上に、金属被膜を形成りることを特徴とする金属被
    膜を有するセラミックス焼結体の製造り法。
  14. (14)セラミックス被膜は、P V l) 法、CV
     l)法、溶射法等のコーティングにより形成する特i
    ’1請求の範囲第13項記載の金属被膜を有するセラミ
    ックス焼結体の製造方法。
  15. (15)セラミックス被膜は、セラミックス被膜を構成
    づる金属元素を含むセラミックス粉末または金属粉末を
    セラミックス焼結体の表面に塗着し、これを非醇化性雰
    囲気中C焼成することにより形成される特許請求の範囲
    第13項記載の金属被膜を右づるセラミックス焼結体の
    製造方法。
  16. (16)金属被膜は、電解めつぎににり形成される特晶
    ′I請求の範囲第13項ないし第15項のいずれか1項
    記載の金属被膜を有するセラミックス焼結体の製造方法
  17. (17)金属被膜は、この金属被膜が少なくとも結晶化
    り−るのに充分な温度と時間で熱処理される特許請求の
    範囲第13項ないし第15項のいずれか1項記載の金属
    被膜を有するセラミックス焼結体の製造方法。
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Cited By (3)

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