JPS60195067A - 拡散接合方法 - Google Patents
拡散接合方法Info
- Publication number
- JPS60195067A JPS60195067A JP4837984A JP4837984A JPS60195067A JP S60195067 A JPS60195067 A JP S60195067A JP 4837984 A JP4837984 A JP 4837984A JP 4837984 A JP4837984 A JP 4837984A JP S60195067 A JPS60195067 A JP S60195067A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- metals
- pressurization
- diffusion bonding
- bonding method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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】
（利用分野）
この発明は、金属と金属または、金属とセラミックス、
またはセラミックス同士の拡散液合方７去の改良に関す
るものである。
またはセラミックス同士の拡散液合方７去の改良に関す
るものである。
（従来技術）
従来、金属と金属、金属とセラミックスまたはセラミッ
クスとセラミックスとの拡散接合は、被接合面に酸化物
が生成して、拡散が阻害され接合強度が低下する問題が
あり、このため真空中、大活性ガス中または他のガス雰
囲気中で行われるものが一般的であった。しかしながら
このような雰囲気を作るための設備と動力を、かつその
雰囲気調整のために労力をも必要とするため、非常に不
経済であると言う欠点があった。
クスとセラミックスとの拡散接合は、被接合面に酸化物
が生成して、拡散が阻害され接合強度が低下する問題が
あり、このため真空中、大活性ガス中または他のガス雰
囲気中で行われるものが一般的であった。しかしながら
このような雰囲気を作るための設備と動力を、かつその
雰囲気調整のために労力をも必要とするため、非常に不
経済であると言う欠点があった。
（にＩ 〔白）
この発明は、このような欠点に着目して行われたもので
あり、金属と金属、金属とセラミ・ノクスまたはセラミ
ックスとセラミックスの接合を大気中で行うようにし、
雰囲気設定の設備、動力お上。
あり、金属と金属、金属とセラミ・ノクスまたはセラミ
ックスとセラミックスの接合を大気中で行うようにし、
雰囲気設定の設備、動力お上。
び労力を大ｒｌに省略した経済的な拡散接合方法を提供
することを１」的とする。
することを１」的とする。
（構 成）
例えば、金属とセラミックスとの間にアルミニウム合金
のインサート材を使用して拡散接合する場合を例にとる
と、インサートｋＡ表面を平滑な板にし、金属４Ａとセ
ラミックス４Ａの間に挾んで加圧し、これらの１Ｍ・材
接合面と完全に密着させると、これらの接触界面は、は
とんど外気と遮断された状態になる。
のインサート材を使用して拡散接合する場合を例にとる
と、インサートｋＡ表面を平滑な板にし、金属４Ａとセ
ラミックス４Ａの間に挾んで加圧し、これらの１Ｍ・材
接合面と完全に密着させると、これらの接触界面は、は
とんど外気と遮断された状態になる。
この状態から加熱すると、インサート利接触では僅かな
酸化が起るだけであり、その程度は非常に少ない。更に
、加圧状態で加熱するため、インサート材は軟化し、金
属とセラミックスとの接触が増々密になり、また軟化し
たインサート材の一部は接触界面からはみ出し、このと
き同時に初めから内蔵していた空気をも接触界面から排
出する。
酸化が起るだけであり、その程度は非常に少ない。更に
、加圧状態で加熱するため、インサート材は軟化し、金
属とセラミックスとの接触が増々密になり、また軟化し
たインサート材の一部は接触界面からはみ出し、このと
き同時に初めから内蔵していた空気をも接触界面から排
出する。
従って、これ以後の拡散接合は、真空中と全（同様の過
程で行われるので、真空中で接合したのと同様、強固な
接合が得られる。
程で行われるので、真空中で接合したのと同様、強固な
接合が得られる。
この発明は、加圧を従来同様、接合過程における原子の
拡散の促進に加えて、接合界面の空気遮断効果を作用さ
せるようにしたことを特徴とする。
拡散の促進に加えて、接合界面の空気遮断効果を作用さ
せるようにしたことを特徴とする。
（実施例１）
外径１０ｍｍ、厚さ５ ｍｍのシリコンカーバイド片１
と外径２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの５ＵＳ３０４Ｌステンレ
ス鋼片２との間に厚さ０．６胴の純アルミニウム板ＩＣ
、 （Ｊ Ｉ Ｓ Ａ１０５０） ３を挾み、同〆的に合わ
せたものを第１図に示す。これらの合わせ面はすべてア
セトン中で１０分間、超音波洗浄しである。
と外径２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの５ＵＳ３０４Ｌステンレ
ス鋼片２との間に厚さ０．６胴の純アルミニウム板ＩＣ
、 （Ｊ Ｉ Ｓ Ａ１０５０） ３を挾み、同〆的に合わ
せたものを第１図に示す。これらの合わせ面はすべてア
セトン中で１０分間、超音波洗浄しである。
第１図のものを、大気中でまず３ｋｇ／−で加圧し、こ
の加圧状態から約２０°Ｃ／ＲＬｎの割合で温度」１昇
せしめ、６２０°Ｃに保ったままで６０分間、前記加圧
を行なって接合させた。室温に冷却後、その接合面の剪
断試験を行なったところ、その剪断強度は３〜５ｋｇ／
−であった。そして、この剪断強度は前述同様のものを
真空中で拡散接合させたものとほぼ同等であった。また
、インサート材の残留厚さは約０ 、２ ｍｍであった
。
の加圧状態から約２０°Ｃ／ＲＬｎの割合で温度」１昇
せしめ、６２０°Ｃに保ったままで６０分間、前記加圧
を行なって接合させた。室温に冷却後、その接合面の剪
断試験を行なったところ、その剪断強度は３〜５ｋｇ／
−であった。そして、この剪断強度は前述同様のものを
真空中で拡散接合させたものとほぼ同等であった。また
、インサート材の残留厚さは約０ 、２ ｍｍであった
。
（実施例２）
外径１０ｍｍ、厚さ５ＩＩＩｍのシリコンナイトライド
片４と外径２０ｍｍ、厚さ８ ｍｍのＳＵ、５３０４Ｌ
ステンレス鋼パ之の１間に厚さ０ 、６ ｍｍの純アル
ミニウム板（’Ｊ”ＩＳ Ａ１０５０） ３を挾み、同
汐的に合わせたものを第２図に示す。これらの合わせ面
はすべてアセトン中で１０分間、超音波洗浄しである。
片４と外径２０ｍｍ、厚さ８ ｍｍのＳＵ、５３０４Ｌ
ステンレス鋼パ之の１間に厚さ０ 、６ ｍｍの純アル
ミニウム板（’Ｊ”ＩＳ Ａ１０５０） ３を挾み、同
汐的に合わせたものを第２図に示す。これらの合わせ面
はすべてアセトン中で１０分間、超音波洗浄しである。
第２図のものを、大気中でまず３ｋｇ／曲＾で加圧し、
この加圧状態から約２０ ’Ｃ／ ｓｉｎの割合で温度
上昇せしめ、６２０°Ｃに傑ったままで６０分間、前記
加圧を行なって接合させた。室温に冷却後、その接合面
の剪断試験を行なったところ、その剪断強度は３〜５ｋ
ｇ／−であった。そして、この剪断強度は前述同様のも
のを真空中で拡散接合させたものとほぼ同等であった。
この加圧状態から約２０ ’Ｃ／ ｓｉｎの割合で温度
上昇せしめ、６２０°Ｃに傑ったままで６０分間、前記
加圧を行なって接合させた。室温に冷却後、その接合面
の剪断試験を行なったところ、その剪断強度は３〜５ｋ
ｇ／−であった。そして、この剪断強度は前述同様のも
のを真空中で拡散接合させたものとほぼ同等であった。
また、インサート材の残留厚さは約０ 、２ ｍｍであ
った。
った。
（他の実施例）
この発明は、他にステンレス鋼以外の鉄系金属、鉄系以
外の金属、シリコンカーバイドやシリコンナイトライド
以外の非酸化物系セラミックス、酸実施できる。インサ
ート材は純アルミニウムのほかアルミニウム合金、純ア
ルミニウム複合体、アルミニウム合金複合体とすること
ができ、また鉛およびその合金、銀、チタン等の軟金属
ならびにその他の金属とすることができる。そして、特
に軟金属をインサート利とすると接合の際、加える圧力
はインサート材金属が塑性変形する大きさの範囲で選ば
れるが、１〜１０ｋｇ／−が望ましく、加圧のしかたは
静的加圧、動的な繰返し加圧、超音波等による振動と摩
擦を併用した加圧および回転力を作用させた加圧とする
ことができる。そして、振動と摩擦または回転力を作用
させた場合、接合界面に摩擦熱が発生するので、外部加
熱用のエネルギーを大幅に節約することができる。
外の金属、シリコンカーバイドやシリコンナイトライド
以外の非酸化物系セラミックス、酸実施できる。インサ
ート材は純アルミニウムのほかアルミニウム合金、純ア
ルミニウム複合体、アルミニウム合金複合体とすること
ができ、また鉛およびその合金、銀、チタン等の軟金属
ならびにその他の金属とすることができる。そして、特
に軟金属をインサート利とすると接合の際、加える圧力
はインサート材金属が塑性変形する大きさの範囲で選ば
れるが、１〜１０ｋｇ／−が望ましく、加圧のしかたは
静的加圧、動的な繰返し加圧、超音波等による振動と摩
擦を併用した加圧および回転力を作用させた加圧とする
ことができる。そして、振動と摩擦または回転力を作用
させた場合、接合界面に摩擦熱が発生するので、外部加
熱用のエネルギーを大幅に節約することができる。
接合温度は、金属との接合の場合、接合される母材金属
の融点以下に選ぶことが出来るが、用いるインサート材
の融点以下とすることが望ましい。
の融点以下に選ぶことが出来るが、用いるインサート材
の融点以下とすることが望ましい。
例えばアルミニウムをインサート材とするときは６５０
°Ｃ前後から著しく酸化が゛おこり、インサート利の消
耗がはげしい。従ってその融点以下である５８０〜６４
０°Ｃが望ましい。また、その他のインサート材を用い
てのセラミックス同士接合の場合、セラミックスの酸化
が著しく起る１２００°Ｃ以」−にしないことが望しい
。
°Ｃ前後から著しく酸化が゛おこり、インサート利の消
耗がはげしい。従ってその融点以下である５８０〜６４
０°Ｃが望ましい。また、その他のインサート材を用い
てのセラミックス同士接合の場合、セラミックスの酸化
が著しく起る１２００°Ｃ以」−にしないことが望しい
。
接合時間は、数分間〜６０分間程度とすることができる
。
。
これらの実施例の効果もまた実施例１および２の効果と
同様である。
同様である。
（効 果）
以上の通り、この発明は金属と金属、金属とセラミック
スおよびセラミックスとセラミックスとの拡散接合に当
り、雰囲気設定のための設備、動力および労力を大ｔｉ
］に省略できると言う顕著な効果を有する。
スおよびセラミックスとセラミックスとの拡散接合に当
り、雰囲気設定のための設備、動力および労力を大ｔｉ
］に省略できると言う顕著な効果を有する。
び第２図において、１はシリコンカーバイト片（セラミ
ックス）、２はステンレス鋼片（金属）、３は純アルミ
ニウム板（インサートｔｌ’） 、４１；！シリコンナ
イトライド片（セラミックス）である。 出願人 新明和工業株式会社 葛１ 葛２
ックス）、２はステンレス鋼片（金属）、３は純アルミ
ニウム板（インサートｔｌ’） 、４１；！シリコンナ
イトライド片（セラミックス）である。 出願人 新明和工業株式会社 葛１ 葛２
Claims (7)
- （１）金属と金属、金属とセラミックスまたはセラミッ
クスとセラミックスとの拡散接合方法であって、前記接
合はｎｉｆ記金属と金属、前記金属とセラミックスまた
は前記セラミックスとスラミックスの間にインサート利
を挾み、大気中において加圧を行い、次いでこの加圧さ
れた状態において加熱を行うことを特徴とする前記拡散
接合方法。 - （２）前記加圧は静的な加圧である特許請求の範囲第」
項記載の拡散接合方法。 - （３）前記加圧は動的な繰返加圧である特許請求の範囲
第１項記載の拡散接合方法。 - （４）前記加圧は振動と摩擦を併用した加圧である特許
請求の範囲第１項記載の拡散接合方法。 - （５）前記加圧は回転力を作用した加圧である特許請求
の範囲第１項記載の拡散接合方法。 - （６）前記インサートＩＦＡは軟金属またはその合金で
ある特許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法。 - （７）前記軟金属はアルミニウム、アルミニウム合金、
アルミニウムの複合体またはアルミニウム合金の複合体
である特許請求の範囲第６項記載の拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4837984A JPS60195067A (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4837984A JPS60195067A (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195067A true JPS60195067A (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=12801681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4837984A Pending JPS60195067A (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195067A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4872606A (en) * | 1985-12-11 | 1989-10-10 | Hitachi, Ltd. | Sealed structure and production method thereof |
| JPH0244075A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-14 | Nec Kansai Ltd | セラミック接合体 |
-
1984
- 1984-03-13 JP JP4837984A patent/JPS60195067A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4872606A (en) * | 1985-12-11 | 1989-10-10 | Hitachi, Ltd. | Sealed structure and production method thereof |
| JPH0244075A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-14 | Nec Kansai Ltd | セラミック接合体 |
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