JPS6071579A - アルミナと金属との接合方法 - Google Patents

アルミナと金属との接合方法

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はアルミナと金属との接合方法に係り、特にアル
ミナと金属との接合温度を低く抑えたい機械構造部品、
電子部品などに使用して好適なアルミナと金属との接合
方法に関する。
〔発明の背景〕
アルミナと金属とを接合する方法としては、（１）Ｍｏ
−Ｍｎ法や硫化銅法で代表されるように、アルミナ表面
に金属粉を焼きつけて（メタライズ）、その後のろう付
を容易にするため、メタライズ部をめっきして金属をろ
う付する方法、（ｒｒ；やＴｉとＮｉを介してアルミナ
と金属とを接合する活性金属法、が知られている。
しかし、前者は、メタライズのための雰囲気の厳密なコ
ントロールやメタライズ後のめつき処理が必要であると
共に、工程の複雑さからの制約、接合面に気孔などの欠
陥が生じ易い問題がある。
また、後者は、少なくとも９５０Ｃ以上に加熱して接合
する必要があるので、加熱時に金属が熱変形して製品の
寸法精度が悪くなる。また加熱温度が商いため、接合後
の冷却においてアルミナと金属との熱膨張差によシ熱応
力が発生し、アルミナに亀裂が生じ易く強度信頼１・ｔ
の低下を招く。更には、１ルミナと接合する金属の種類
が限定される、つまシ融点が９５０Ｃ以上の金属に限定
されてしまうと共に、９５０Ｃよシ低い温度で接合した
い部品に対しては適用できない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術の問題点を解消し、メタライ
ズ処理及びめっき処理を省略でき、しかも接合温度を低
く抑えることができるアルミナと金属との接合方法を提
供することにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、アルミナと金属
との接合面間にＡｔまたはＡｔ合金板を介在させ、加熱
及び加圧することを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
山　アルミナと鉄との接合例 （その１） 第１図に示すように、アルミナ製リング１を２つのＰ　
ｅ［パイプ２の間に置き、かつアルミナ製リング１の接
合面とＦｅ’ＪＪパイプ２の接合面との間に、Ａｔ合金
を心根、ｈｔ−ｓｉ−Ｍｇ合金を画表皮材とする三層の
シート３を介在し、真空雰囲気下（１０−’　Ｔｏｒｒ
　）で接合温度６００Ｇ、接合圧力１．　ＯＫｐ　ｆ　
／　ｍｍ　”で１５分間加熱、加圧保持して接合した。
この場合、約５８５Ｃで前記シート３の両表面の表皮材
Ａｔ−８１−Ｍｇ合金は溶融状態となり、Ａ　Ｌ　、　
Ｓ　ｌはアルミナと接合する、一方、Ｆｅ製パイプ２側
ではＡｔの拡散によりＦｅとＡｔとの合金層が形成され
る。第２図はアルミナとｐｅとの適正接合温度範囲を示
す。第３図はアルミナとｐｅとの接合部断面組織及び各
元素のライン分析結果を示す。
このようにして接合されたアルミナ製リング１とＦｅ製
パイプ２においては、接合温度が低く、かつ軟かいＡｔ
をインナート材としているので、前者によシ熱応力の発
生を小さく抑制し、また後者によシ熱応力の緩和が図れ
るためアルミナ製リング１に亀裂の発生が全く見られな
かった。また、接合前、接合後のＦｅ製パイプ２の寸法
を測定したところ、両者に寸法の誤差はほとんど見られ
なかった、即ちＦｅ製パイプ２に熱変形が生じないこと
が確認された。更に、アルミナ製リング１とＦｅ１ｌ！
パイプ２との接合部のＨｅ１Ｊ−り試験ではｌ　Ｑ−８
Ｔ□　ｒ　ｒ　ｌ、、　／８Ｂ’、以下ノ気密性カアル
コトモ確認できた。
尚、本実施例でのＭｇは、アルミナ及びＦｅに対しての
溶融Ａ４−８ｉ合金の濡れ性向上に効果がある。
（その２） 第１図で示した接合物をアルゴン雰囲気中（１気圧）で
、接合温度６００ｔＺ’％接合圧力２Ｋｆｆ／Ｗ２で１
０分間加熱、加圧保持して接合した。その結果、接合部
外周にＡｔ合金のシート３の一部がはみ出た状態でアル
ミナ製リング１とＦｅ製パイプ２とが接合した。このよ
うに接合された接合物のＨｅ　ＩＪ−り試験を行ったと
ころ、１０−８’ｐｏｒｒｔ／）ｉｆｌｃ以下の気密性
が確認され、また引張強さ１．ＩＫｇｆ／■２と真空雰
囲気下での接合とほぼ同等の接合強さが得られた。
（その３） 第１図に示したシート３として、純Ａｔのシートを用い
、真空雰囲気下（１０”Ｔｏｒｒ）で接合温度６５０ｃ
、接合圧力２に９　ｆ／ｍ２テ１５　分間加熱、加圧保
持して接合した。この場合、高温下での加圧によシ純Ａ
ｔは塑性変形するため、純Ａｔの表面に形成されている
酸化皮膜（Ａｔｚ０３）は破壊され、清浄なＡｔ金属面
がアルミナ及び鉄と接触することになる。従って、その
後の加熱、加圧保持中にＡｔは拡散し、アルミナ及び鉄
と固相反応を起して各々接合される。純Ａ、ｔをインザ
ート材とした場合、実施例（その１）と異なる点は、接
合温度を高く、かつ加圧力も高くする点にあシ、接合部
の接合強さ及び耐Ｈｅ１Ｊ−り性は実施例（その１）と
ほぼ同等で゛ある。
（２）アルミナとＡｔとの接合例 （その１） 第４図に示すように、アルミナ板４とＡ７板５とを交互
に積み重ねると共に、アルミナ板４とＡｔ板５との間に
、Ａｔ合金を心根に、Ａ７−８ｉ−Ｍｇ合金を画表皮材
とする三層のシート６を介在させて、真空雰囲気下（１
０−４Ｔｏｒｒ）で接合温度６００Ｃ，接合圧力０．２
にりｆ／■２で１５分間加熱、加圧保持して接合した。
この実施例においては、Ａｔ板５に熱変形が生じていな
いことが確認されたと共に、アルミナ板４に亀裂の発生
が見られなかった。また接合部の引張シ強さは３　Ｆ−
ｇ　ｆ　／ｖａｎ　２まで得られたと共に、Ｈｅリーク
試験でも１０−’Ｔｏｒｒｔ／方以下の気密性も確認さ
れた。
（その２） 第４図に示したシート６の代シに、Ａｔ−１０Ｓｉ粉末
を介在させ、真空雰囲気下（１０−’Ｔｏｒｒ）で接合
温度６００　Ｃ，接合圧力０．２　Ｋｆ　ｆ　／關２で
１５分間加熱、加圧保持した。
この実施例においても、寸法精度が良く、かつ１Ｏ−８
Ｔｏｒｒ／Ｌ／ｍ以下の耐１（ｅリーク性が確認された
。
尚、アルミナと妖との接合においては、真空雰囲気下及
びアルゴン雰囲気中に限らず大気中でも接合可能である
。特に大気中での接合の場合には、鉄が酸化するが、短
時間加熱で加圧力を大きくすれば問題ない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、アルミナと金属
との接合温度を６６０Ｃ以下に下げることができると共
に、１回の加熱で接合できるので、次のような効果を達
成できる。
（１）加熱温度が低いので、接合後の冷却において発生
する熱応力が小さくなシ、アルミナに亀裂が発生しにく
い。その結果、強度信頼性が向上する。
（２）金属の熱変形を抑制できるので、司法精度の製品
を得ることができる。
（３）　メタライズ処理及びめっき処理を省略できる。
（４）既に熱処理あるいは表面処理した金属部材、また
はろう付箇所のある部材との接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図はアルミナ製リングとＦｅ製パイプとの接合を示
す断面図、第２図はアルミナとｐｅとの接合に朴ける適
正温度範囲を示す線図、第３図はアルミナとｐｅとの接
合部断面組織及び各元素のライン分析結果を示す図、第
４図はアルミナ板とＡｔ板との接合を示す断面図である
。 １・・・アルミナ製リング、２・・・ｐｅＪＪパイプ、
３・・・シート、４・・・アルミナ板、５・・・Ａｔ板
、６・・・シート。 第　１　日 第　ｚｔｂ 接８−堝−友　（°Ｃ） ｅ ハ！ Ｓｔ：　５ｉ Ｆｅ　Ａノ 手続補正書　（自発） 表示 昭和　５８年特許願第　１７７９３３　号名称 アルミナと金属との接合方法 する者 Ｊ（茅　特許出願人 称　１５１０１株式会ト！　日　立　製　イ乍　所１人 つ対象　図　面 り内容 図面の第３図を添付図面と差換える。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １゜　アルミナと金属との接合方法であって、−アルミ
    ナと金属との接合面間にＡｔまたはＡｔ合金を介在させ
    、加熱及び加圧することを特徴とするアルミナと金属と
    の接合方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記Ａｔ合金とし
    て、ｈｔ−ｓｉ合金からなるシートまたはＡｔ合金を心
    根、Ａｔ−８ｉ合金を画表皮材とするシートを用１７−
    ４、ｈｔ−ｓ１合金の固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アルミナと金属との接合方
    法。
JP58177933A 1983-09-28 1983-09-28 アルミナと金属との接合方法 Granted JPS6071579A (ja)

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