JPS6077177A - セラミツクス接合体 - Google Patents
セラミツクス接合体Info
- Publication number
- JPS6077177A JPS6077177A JP18209183A JP18209183A JPS6077177A JP S6077177 A JPS6077177 A JP S6077177A JP 18209183 A JP18209183 A JP 18209183A JP 18209183 A JP18209183 A JP 18209183A JP S6077177 A JPS6077177 A JP S6077177A
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- Japan
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- ceramic
- nitride
- transition metal
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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】
［発明の技術分野］
本発明は新規なセラミックスーレラミックスまたはセラ
ミックス−金属接合体に関する。
ミックス−金属接合体に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来より、セラミックス部材どうしを接合させたり、セ
ラミックス部材と金属部材とを接合させるために、セラ
ミックス部材表面に、モリブデン粉末とマンガン粉末と
を主成分とし有機バインダでペースト状にしたモリブデ
ン−マンガンペーストを塗布し、還元製雰囲気中で焼成
しくこれらを銀ろうでろう接することが行なわれている
。
ラミックス部材と金属部材とを接合させるために、セラ
ミックス部材表面に、モリブデン粉末とマンガン粉末と
を主成分とし有機バインダでペースト状にしたモリブデ
ン−マンガンペーストを塗布し、還元製雰囲気中で焼成
しくこれらを銀ろうでろう接することが行なわれている
。
この方法はセラミックス部材がアルミナ等の酸化物系セ
ラミックス部材の場合は有効であるが、窒化ケイ素等の
非酸化物系セラミックス部材には通用が困難であるとい
う欠点があった。
ラミックス部材の場合は有効であるが、窒化ケイ素等の
非酸化物系セラミックス部材には通用が困難であるとい
う欠点があった。
近年、窒化ケイ素や炭化ケイ素等の非酸化物系セラミッ
クス焼結体が耐摩耗性や高温特性に侵れＣいるところか
ら自動車部品やガスタービン部品と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部材に
適用可能でしかもより密着性のＪ：い接合方法が望まれ
ている。
クス焼結体が耐摩耗性や高温特性に侵れＣいるところか
ら自動車部品やガスタービン部品と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部材に
適用可能でしかもより密着性のＪ：い接合方法が望まれ
ている。
そのためセラミックス部材に直接クロムをめっきしたり
、溶射することにより金属化することが行なわれている
が、セラミックス部材と金属化層との密着が悪いという
欠点があった。
、溶射することにより金属化することが行なわれている
が、セラミックス部材と金属化層との密着が悪いという
欠点があった。
［発明の目的Ｊ
本発明はこのような点に対処してなされたもので、非酸
化物系セラミックス部材を含むほとんどすべてのセラミ
ックス部材に適用可能で、しかも接合強度の大きいセラ
ミックス接合体およびその製造方法を提供することを目
的とする。
化物系セラミックス部材を含むほとんどすべてのセラミ
ックス部材に適用可能で、しかも接合強度の大きいセラ
ミックス接合体およびその製造方法を提供することを目
的とする。
［発明の概要〕
すなわち本発明のセラミックス接合体は、ヒラミックス
部材とセラミックス部材またはセラミックス部材と金属
部材とが、ＩＶａ族遷移金屈窒化物層を介しで接合され
でいることを特徴としＣおり、本発明の第１の製造方法
は、窒化物セラミックス部材または窒化物セラミックス
部材を含む複合セラミックス部材を、■ａ族遷移金属ま
たはその合金のＷｉＨを介し゛Ｃ当接させ、これを８０
０〜１６００℃の温度で１分以上焼成し゛Ｃ１窒化物ヒ
ラミックス部材または窒化物セラミックス部材を含む複
合セラミックス部材中の窒素を、ＩＶａ族遷移金屈、ま
１〔はその合金もしくは化合物中の■ａ １ＭＭ移金属
と反応させて［％Ｉａ族遷移金属窒化物とするとともに
、これらを一体に接合させることを特徴としており、そ
の第２の製造方法は、窒化物セラミックス部材または窒
化物セラミックス部材を含む複合セラミックス部材と■
ａ族遷移金属を主構成元素とするセラミックス部材また
はＩＶａ族遷移金属部材もしくはその合金部材とを当接
させ、これを８００〜１６００℃の温度で１分以上焼成
して、両者の界面において、窒化物セラミックス部材ま
たは窒化物セラミックス部材を含む複合セラミックス部
材中の窒素を、ｒＶａ ＩＳＭ移金属を主構成元素とす
るセラミックス部材またはＩＶａｉｌ移金属部材もしく
はその合金部材中の＋Ｖａａ遷移金属と反応さμ゛てＩ
Ｖａ族遷移金底窒化物とするとともに、これらを一体に
接合させることを特徴としでいる。
部材とセラミックス部材またはセラミックス部材と金属
部材とが、ＩＶａ族遷移金屈窒化物層を介しで接合され
でいることを特徴としＣおり、本発明の第１の製造方法
は、窒化物セラミックス部材または窒化物セラミックス
部材を含む複合セラミックス部材を、■ａ族遷移金属ま
たはその合金のＷｉＨを介し゛Ｃ当接させ、これを８０
０〜１６００℃の温度で１分以上焼成し゛Ｃ１窒化物ヒ
ラミックス部材または窒化物セラミックス部材を含む複
合セラミックス部材中の窒素を、ＩＶａ族遷移金屈、ま
１〔はその合金もしくは化合物中の■ａ １ＭＭ移金属
と反応させて［％Ｉａ族遷移金属窒化物とするとともに
、これらを一体に接合させることを特徴としており、そ
の第２の製造方法は、窒化物セラミックス部材または窒
化物セラミックス部材を含む複合セラミックス部材と■
ａ族遷移金属を主構成元素とするセラミックス部材また
はＩＶａ族遷移金属部材もしくはその合金部材とを当接
させ、これを８００〜１６００℃の温度で１分以上焼成
して、両者の界面において、窒化物セラミックス部材ま
たは窒化物セラミックス部材を含む複合セラミックス部
材中の窒素を、ｒＶａ ＩＳＭ移金属を主構成元素とす
るセラミックス部材またはＩＶａｉｌ移金属部材もしく
はその合金部材中の＋Ｖａａ遷移金属と反応さμ゛てＩ
Ｖａ族遷移金底窒化物とするとともに、これらを一体に
接合させることを特徴としでいる。
本発明のセラミックス接合体は、例えば次のような構成
からなるものを包含している。 “なお下記中Ａは窒素
を構成元素とするセラミックス部材、Ｂ１はＩＶａ族遷
移金屈を構成元素とするセラミックス部材、Ｂ２はＩＶ
ａ７ｆｆｅ遷移金属またはその合金を示し、［］は部材
、（）は薄層を示す。
からなるものを包含している。 “なお下記中Ａは窒素
を構成元素とするセラミックス部材、Ｂ１はＩＶａ族遷
移金屈を構成元素とするセラミックス部材、Ｂ２はＩＶ
ａ７ｆｆｅ遷移金属またはその合金を示し、［］は部材
、（）は薄層を示す。
■ セラミックス部材−セラミックス部材接合体（イ）
［Ａ］ （Ｔｉ Ｎ）（ケイ化Ｔｉ ） （Ｔ’ｉ ）
（ケイ化Ｔｉ ） （Ｔｉ Ｎ’＞ ［Ａ］（ロ） ［Ａ］ （Ｔｉ Ｎ）（Ｔｉ ）（Ｔｉ Ｎ＞［Ｂ＋
］（ハ） ［Ａ］ （Ｔｉ Ｎ）［Ｂ＋ ］ （Ｔｉ Ｎ）［Ａ］
■ セラミックス部材−金属部材接合体（イ）［Δ］
（Ｔｉ Ｎ）［Ｂ２ ］（０口［Ａ］ （’Ｔｊ Ｎ）
（Ｔｉ ）（Ｔｉ Ｎ）［Ｂ＋ ］ （、Ｔｉ Ｎ＞［
８７］ 上記の窒化物セラミックス部材としＣは、窒化ケイ素、
窒化アルミニウム、サイアロン、窒化ブタンおよびこれ
らの複合体が適しＣいるが、Ｎｍ原子を５原子％以上含
右するセラミックス部材であれば本発明により接合する
ことができる。
（ケイ化Ｔｉ ） （Ｔｉ Ｎ’＞ ［Ａ］（ロ） ［Ａ］ （Ｔｉ Ｎ）（Ｔｉ ）（Ｔｉ Ｎ＞［Ｂ＋
］（ハ） ［Ａ］ （Ｔｉ Ｎ）［Ｂ＋ ］ （Ｔｉ Ｎ）［Ａ］
■ セラミックス部材−金属部材接合体（イ）［Δ］
（Ｔｉ Ｎ）［Ｂ２ ］（０口［Ａ］ （’Ｔｊ Ｎ）
（Ｔｉ ）（Ｔｉ Ｎ）［Ｂ＋ ］ （、Ｔｉ Ｎ＞［
８７］ 上記の窒化物セラミックス部材としＣは、窒化ケイ素、
窒化アルミニウム、サイアロン、窒化ブタンおよびこれ
らの複合体が適しＣいるが、Ｎｍ原子を５原子％以上含
右するセラミックス部材であれば本発明により接合する
ことができる。
また、本発明に使用される■ａ族遷移金属を主構成元素
とするセラミックス部材としては、・ＩＶａ族遷移金属
のケイ化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物等があ
り、例えばＴｉ Ｓｉ ２、Ｔ ｉ Ｏ２、Ｔ Ｉ Ｎ
ｓ Ｔ Ｉ Ｂ ２ 、Ｔ ｉ Ｃ等ｆｆｉ アケラ
れる。。
とするセラミックス部材としては、・ＩＶａ族遷移金属
のケイ化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物等があ
り、例えばＴｉ Ｓｉ ２、Ｔ ｉ Ｏ２、Ｔ Ｉ Ｎ
ｓ Ｔ Ｉ Ｂ ２ 、Ｔ ｉ Ｃ等ｆｆｉ アケラ
れる。。
また、本発明゛に使用されるｒｖａｓ遷移金属としでは
、Ｔｉ、Ｚｒ５Ｈｒがあり、これらを少くとも５原子％
含む合金も使用可能である。なお、ＩＶａＭ”Ｍ移金属
としては、反応性および価格の点からＴｉが適している
。
、Ｔｉ、Ｚｒ５Ｈｒがあり、これらを少くとも５原子％
含む合金も使用可能である。なお、ＩＶａＭ”Ｍ移金属
としては、反応性および価格の点からＴｉが適している
。
本発明のセラミックス接合体は、接合づ゛べきセラミッ
クス接合体または金属部材の種類に応じて次のＪ：うな
方法により製造することができる。
クス接合体または金属部材の種類に応じて次のＪ：うな
方法により製造することができる。
■ 全ての種類のセラミック、ス部材とセラミックス部
材または金属部材間の接合 各レラミックス部月間に、ＩＶａ族遷移金属またはその
合金の粉末を、粉体、圧粉体、あるいはスラリー状で介
挿させ、真空、不活性雰囲気または窒素を含む還元性雰
囲気中で、８００〜１６００℃で１分以上焼成し°Ｃ接
合させる。
材または金属部材間の接合 各レラミックス部月間に、ＩＶａ族遷移金属またはその
合金の粉末を、粉体、圧粉体、あるいはスラリー状で介
挿させ、真空、不活性雰囲気または窒素を含む還元性雰
囲気中で、８００〜１６００℃で１分以上焼成し°Ｃ接
合させる。
■ 窒化物セラミックス部月間の接合
台セラミックス部材間に、ＩＶａ族遷移金属またはその
合金の箔をそのまま、または、粉体、加圧粉体、スラリ
ーあるいは溶液状態で介挿させて、真空、不活性雰囲気
または窒素を含む還元性雰囲気中で８００〜１６００℃
で１分以上焼成して接合させる。
合金の箔をそのまま、または、粉体、加圧粉体、スラリ
ーあるいは溶液状態で介挿させて、真空、不活性雰囲気
または窒素を含む還元性雰囲気中で８００〜１６００℃
で１分以上焼成して接合させる。
■ 窒化物セラミックス部材とＩＶａＭ遷移金属窒化物
との接合 これらの接合すべき面を当接させ、真空、不活性雰囲気
または窒素を含む還元性雰囲気中Ｃ８００〜１６００’
Ｃ′ｃ１分以上焼成して接合さＩる。
との接合 これらの接合すべき面を当接させ、真空、不活性雰囲気
または窒素を含む還元性雰囲気中Ｃ８００〜１６００’
Ｃ′ｃ１分以上焼成して接合さＩる。
■ 窒化物セラミックス部材どｒＶａ族遷移金属部拐ま
たはＩＶａ族遷移金屈合金部祠との接合これらの接合す
べき面を当接させ、真空、不活性雰囲気または窒素を含
む還元性雰Ｉｔ’ｌｌ気中で８００〜１６００℃で１分
以上焼成して接合させる。
たはＩＶａ族遷移金屈合金部祠との接合これらの接合す
べき面を当接させ、真空、不活性雰囲気または窒素を含
む還元性雰Ｉｔ’ｌｌ気中で８００〜１６００℃で１分
以上焼成して接合させる。
このようにして接合され７ｊセラミックス部材−セラミ
ックス部材接合体あるいはセラミックス部材−金属部材
接合体の接合界面には、焼結段階で形成されたＩＶａ族
遷移金属窒化物が存在し、かつこれらはセラミックス部
材および金属部材と強固に接合されており、きわめて大
きい接合強度を得ることができる。
ックス部材接合体あるいはセラミックス部材−金属部材
接合体の接合界面には、焼結段階で形成されたＩＶａ族
遷移金属窒化物が存在し、かつこれらはセラミックス部
材および金属部材と強固に接合されており、きわめて大
きい接合強度を得ることができる。
また、前記のＩＶａ族遷移金属窒化物を遍在さぜ゛Ｃ存
在させることにより、一層強固な接合状態を得ることが
できる。遍在の形態は、線状にして行なうのが実用的で
あるが、具体的にＩＶａ族遷移金属を、線状、メツシュ
あるいは粉末で存在させることによりこれらを遍在させ
ることができる。
在させることにより、一層強固な接合状態を得ることが
できる。遍在の形態は、線状にして行なうのが実用的で
あるが、具体的にＩＶａ族遷移金属を、線状、メツシュ
あるいは粉末で存在させることによりこれらを遍在させ
ることができる。
［発明の実施例］
実施例１
常圧焼結した窒化ケイ素からなる２個の平板状のセラミ
ックス焼結体の接合すべき而に、モリブデン酸リチウム
０．３（＋、二酸化チタン（Ｔｉ ０２ ）０．３０
および水２ＣＣからなるスラリーを塗布し、１５０℃で
水分を揮散させた後、対向さけて重ね合せて空気中で８
００℃、５分間加熱してモリブデン酸リチウムを溶融さ
せた。
ックス焼結体の接合すべき而に、モリブデン酸リチウム
０．３（＋、二酸化チタン（Ｔｉ ０２ ）０．３０
および水２ＣＣからなるスラリーを塗布し、１５０℃で
水分を揮散させた後、対向さけて重ね合せて空気中で８
００℃、５分間加熱してモリブデン酸リチウムを溶融さ
せた。
次にこれらを窒素：水素−１：１のホーミングガス中で
１４００℃で６０分間焼成しＣ接合させた。
１４００℃で６０分間焼成しＣ接合させた。
実施例２
常圧焼結した窒化ケイ素からイ【る２枚の平板状のセラ
ミックス焼結体の間に、１γさ１５μｍのチタン箔を介
在さゼ°Ｃ重ね合せ、これを真空中で１０００℃で１０
分間焼成しＣ接合させた。
ミックス焼結体の間に、１γさ１５μｍのチタン箔を介
在さゼ°Ｃ重ね合せ、これを真空中で１０００℃で１０
分間焼成しＣ接合させた。
実施例３
常圧焼結した窒化ケイ素からなる平板状のセラミックス
焼結体と、Ｔ ｉ Ｃｕ系合金’（Ｔｉ３４原子％、Ｃ
ｌｌ６６原子％）からなる平板状の金属部材とを重ね合
せ、これをアルゴンガス中′ｃ１０００℃で１０分間焼
成して接合さｌ！ ／、：ａ以上の各実施例で接合させ
たセラミックス接合体の接合強度は次表の通りであった
。なお各実施例ともその接合界面にはそれぞれ〃さ５μ
ｍ以上のＴｉＮ層が形成されていた。
焼結体と、Ｔ ｉ Ｃｕ系合金’（Ｔｉ３４原子％、Ｃ
ｌｌ６６原子％）からなる平板状の金属部材とを重ね合
せ、これをアルゴンガス中′ｃ１０００℃で１０分間焼
成して接合さｌ！ ／、：ａ以上の各実施例で接合させ
たセラミックス接合体の接合強度は次表の通りであった
。なお各実施例ともその接合界面にはそれぞれ〃さ５μ
ｍ以上のＴｉＮ層が形成されていた。
（以下余白）
［発明の効果コ
以上説明したように本発明のセラミックス接合体の接合
界面にはＴｉＮ層が形成されており、このＴｉＮ層の存
在によりきわめて大ぎい接合強度を得ることができる。
界面にはＴｉＮ層が形成されており、このＴｉＮ層の存
在によりきわめて大ぎい接合強度を得ることができる。
代理人弁理士 須 山 佐 −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）セラミックス部材とセラミックス部材またはセラ
ミックス部材と金属部材とが、ＩＶａ族；ａ移金属窒化
物層を介して接合されていること奇特徴どするセラミッ
クス接合体。 〈２）セラミックス部材の少なくとも一方は、窒化物セ
ラミックス、または窒化物セラミックスを含む複合セラ
ミックス部材である特許請求の範囲第１ Ｉｎ記載のセ
ラミックス接合体。 （３）セラミックス部材の少なくとも一方は、主構成元
素として■ａ族遷移金属を含む特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載のセラミックス接合体。 （４）窒化物セラミックス部材は、ＩＶａ族遷移金属を
主構成元素とするセラミックス部材と接合されている特
許請求の範囲第３項記載のセラミックス接合体。 （５）窒化物セラミックス部材は、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウム、サイフロン、窒化チタンおよびこれらの複
合体から選ばれたものである特許請求の範囲第３項また
は第４項記載のセラミックス接合体。 （６）窒化物セラミックス部材は、窒素原子を５原子％
以上含有する特許請求の範囲第３項ないし第５項のいず
れか１１ｉｉ！記載のセラミックス接合体。 （７）ＩＶａＭ遷移金属は、チタンである特Ｆｌ−請求
の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項記載のセラミ
ックス接合体。 ＜８＞ＩＶａ７７Ｘ遷移金属窒化物層は、−在りるＩＶ
ａ族遷移金属窒化物で形成された特許請求の範囲第１項
ないし第７項のいずれか１項記載のレラミックス接合体
。 （９））Ｖａ／ｌＸ遷移金属窟化物が、線状に遍在する
特許請求の範囲第８項記載のセラミックス接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18209183A JPS6077177A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | セラミツクス接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18209183A JPS6077177A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | セラミツクス接合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077177A true JPS6077177A (ja) | 1985-05-01 |
Family
ID=16112196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18209183A Pending JPS6077177A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | セラミツクス接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077177A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6271295A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | 日本電気株式会社 | 多層セラミツク配線基板 |
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-
1983
- 1983-09-30 JP JP18209183A patent/JPS6077177A/ja active Pending
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| JPH0415639B2 (ja) * | 1985-09-27 | 1992-03-18 | Nippon Electric Co | |
| JPS6273800A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | 日本電気株式会社 | 多層セラミツク配線基板 |
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| JP2022056203A (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-08 | 株式会社フェローテックホールディングス | 接合基板および接合方法 |
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