JPS6081069A - ΖｒＯ↓２系セラミツクスの接合方法 - Google Patents
ΖｒＯ↓２系セラミツクスの接合方法Info
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- JPS6081069A JPS6081069A JP18976783A JP18976783A JPS6081069A JP S6081069 A JPS6081069 A JP S6081069A JP 18976783 A JP18976783 A JP 18976783A JP 18976783 A JP18976783 A JP 18976783A JP S6081069 A JPS6081069 A JP S6081069A
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- Japan
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- ceramic
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- bonding
- joining
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- Pending
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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〕
本発明けＺｒＯ，系セラミックスの接合方法に係り、特
にろう材を用いた上記接合方法に関するものでちる。
にろう材を用いた上記接合方法に関するものでちる。
Ｙ、０８、ＣｅＯ，Ｍｇ０２Ｒ，Ｏ，（Ｒ；希土類元素
）などを固溶させた安定化ジルコニアや部分安定化ジル
コニアは、優れた耐熱性、耐食性、断熱性並びにイオン
導電性を有しており、耐火物、触媒担体などの各種高温
用構造部材あるいけ導電材料などとして広く使用されて
いる。
）などを固溶させた安定化ジルコニアや部分安定化ジル
コニアは、優れた耐熱性、耐食性、断熱性並びにイオン
導電性を有しており、耐火物、触媒担体などの各種高温
用構造部材あるいけ導電材料などとして広く使用されて
いる。
またＺｒＯ，・８１０．なる組成で示されるジルコンは
、酸化物系セラミックスとしては機械的強度、電気的性
質、熱的性質がアルミナに次いで良く、広い用途を有し
ている。
、酸化物系セラミックスとしては機械的強度、電気的性
質、熱的性質がアルミナに次いで良く、広い用途を有し
ている。
ところがこのようなＺ ｒ０２系セラミックスといえど
も、セラミックス一般にみられるところの脆性を有して
おシ、難加工性である。そのため各種の構造部材などと
して使用するために、セラミックス部材や金属部材と接
合して所定の形状としたシ、あるいは金属部材の靭性を
生かして脆性を改善することが慣用されている。
も、セラミックス一般にみられるところの脆性を有して
おシ、難加工性である。そのため各種の構造部材などと
して使用するために、セラミックス部材や金属部材と接
合して所定の形状としたシ、あるいは金属部材の靭性を
生かして脆性を改善することが慣用されている。
従来、セラミックスを接合する方法としては接着剤を用
いる方法、固相接合法、ソルダリングやブレージング等
のろう付法などが用いられている。
いる方法、固相接合法、ソルダリングやブレージング等
のろう付法などが用いられている。
（例えば、日本金属学会会報、２２（１）、（１９８３
）３、Ａｍｅｒ、 Ｃｅｒｅｍ、 Ｓｏｃ、 Ｂｕｌｌ
、６０（２）、（１９８１）２５３１．Ｔ、Ｍａｔｓｒ
、Ｓｃｉ、 １６ （８）、（１９８１）、２１３７）
。しかしながら接着剤を用いる方法は接合強度が低く、
耐熱性が低い（有機系接着剤を用いた場合）、耐衝撃性
に乏しい（無機系接着剤を用いた場合）などの問題があ
る。
）３、Ａｍｅｒ、 Ｃｅｒｅｍ、 Ｓｏｃ、 Ｂｕｌｌ
、６０（２）、（１９８１）２５３１．Ｔ、Ｍａｔｓｒ
、Ｓｃｉ、 １６ （８）、（１９８１）、２１３７）
。しかしながら接着剤を用いる方法は接合強度が低く、
耐熱性が低い（有機系接着剤を用いた場合）、耐衝撃性
に乏しい（無機系接着剤を用いた場合）などの問題があ
る。
また、固相接合法では、接合界面に脆化層や低融点層を
生じる場合がある。
生じる場合がある。
スを接合した場合、ろうの濡れ性が悪く、これがために
接合強度が低くなるという問題があった。
接合強度が低くなるという問題があった。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し、ＺｒＯ
，系セラミックス部材を高強度に接合することができる
接合方法を提供することにある。
，系セラミックス部材を高強度に接合することができる
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、本発明の接合方法は、Ｚｒ
Ｏ７系セラミックス部材の接合予定面に活性度の高いＴ
ｉ、Ｚｒ、 Ｉｆ、 Ｔａ、 Ｎｂ、 Ｃｏ、 Ｌａ及
びＹの一種又は二種以上を蒸着させてろう材との親和性
を良くした後、ろう付するようにしたものであって、 ｚ「０２を含有するｚｒ０２系セラミックスを相手方部
材に接合する方法において、ＺｒＯ２系セラミックス部
材の接合予定面にＴ１、Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｔａ、 Ｎｂ
ＸＣｅ、Ｌａ 及びＹの少なくとも一種を蒸着させた後
、両部材をろう付することを特徴とするｚ「０２系セラ
ミツクスの接合方法、 を要旨とするものである。
Ｏ７系セラミックス部材の接合予定面に活性度の高いＴ
ｉ、Ｚｒ、 Ｉｆ、 Ｔａ、 Ｎｂ、 Ｃｏ、 Ｌａ及
びＹの一種又は二種以上を蒸着させてろう材との親和性
を良くした後、ろう付するようにしたものであって、 ｚ「０２を含有するｚｒ０２系セラミックスを相手方部
材に接合する方法において、ＺｒＯ２系セラミックス部
材の接合予定面にＴ１、Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｔａ、 Ｎｂ
ＸＣｅ、Ｌａ 及びＹの少なくとも一種を蒸着させた後
、両部材をろう付することを特徴とするｚ「０２系セラ
ミツクスの接合方法、 を要旨とするものである。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
なるものであっても良い。
相手方部材としては、同様なＺｒＯ，系セラミックス部
材の他、Ｆｅ基金属も接合可能である。Ｆｅ基合金とし
ては、鋼、鋳鉄など各種のＰａ基のものが一般的に適用
されるが、鋼の中でもフェライト系ステンレス鋼に適用
するに好適である。
材の他、Ｆｅ基金属も接合可能である。Ｆｅ基合金とし
ては、鋼、鋳鉄など各種のＰａ基のものが一般的に適用
されるが、鋼の中でもフェライト系ステンレス鋼に適用
するに好適である。
高いＴ１、ＺｒＸＨｆ、 Ｔａ、 ＮｂとシゎけＴ１、
ＺｒＸＨｆを使用するのが好ましい。
ＺｒＸＨｆを使用するのが好ましい。
Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆの一種又は二種以上の金属を蒸着さ
せるに際しては、その厚さが０．５〜２０μｍとなるよ
うにするのが好ましい。０．５μｍ よシも薄い場合に
は、Ｔｉがセラミックスの内部にまで十分には滲透せず
ろう材と充分にはぬれない。また２０μｍ よシも厚い
場合には接合性改善効果が飽和するようになると共に、
蒸着時間が長くなる。
せるに際しては、その厚さが０．５〜２０μｍとなるよ
うにするのが好ましい。０．５μｍ よシも薄い場合に
は、Ｔｉがセラミックスの内部にまで十分には滲透せず
ろう材と充分にはぬれない。また２０μｍ よシも厚い
場合には接合性改善効果が飽和するようになると共に、
蒸着時間が長くなる。
特に好適な厚さけ１−１５μｍ とりわけ２〜７μｍ程
度である。
度である。
この蒸着を行う方法としては、真空蒸着（抵抗加熱蒸着
、電子ビーム蒸着、イオンブレーティング）、スパッタ
蒸着法など公知の各種の蒸着法が採用できるが、セラミ
ックスのボアの奥深いところまで蒸着できることと、密
着強さが大きいことからスパッタ蒸着が好適である。
、電子ビーム蒸着、イオンブレーティング）、スパッタ
蒸着法など公知の各種の蒸着法が採用できるが、セラミ
ックスのボアの奥深いところまで蒸着できることと、密
着強さが大きいことからスパッタ蒸着が好適である。
ろう付に際して用いるろう材としては、耐酸化性や延性
に優れているところから貴金属ろうを用いるのが好まし
い。具体的には、例えば金ろう、銀ろう、パラジウムろ
うなどが挙げられる。なおＮｉ系ろう材、例えばＮ１−
Ｐろう材も採用できる。
に優れているところから貴金属ろうを用いるのが好まし
い。具体的には、例えば金ろう、銀ろう、パラジウムろ
うなどが挙げられる。なおＮｉ系ろう材、例えばＮ１−
Ｐろう材も採用できる。
ろう付を行うに際しては、不活性ガス雰囲気中あるいは
真空中で行うようにするのが好ましい。
真空中で行うようにするのが好ましい。
以下、実施例について説明するが、本発明はその要旨を
超えない限ｐ以下の実施例に限定されるものではない。
超えない限ｐ以下の実施例に限定されるものではない。
実施例 １
部分安定化ジルコニア製のセラミックス部材（市販品、
組成： ＺｒＯ，−３ｍｏｚ ％ Ｙ、Ｏ，、大きさ：
２０Ｘ２０×１５ｍｍ）同志を本発明方法によって接合
した。
組成： ＺｒＯ，−３ｍｏｚ ％ Ｙ、Ｏ，、大きさ：
２０Ｘ２０×１５ｍｍ）同志を本発明方法によって接合
した。
まず両方のセラミックス部材の接合予定面を、ＩＳまで
仕上げた後、アセトンを用いて洗浄した。
仕上げた後、アセトンを用いて洗浄した。
次いでこれらのセラミックス部材をスパッタリング蒸着
装置内に入れ、純Ｔ１をターゲットにして、接合予定面
にＴ１を厚さ５μｍ となるように蒸着した。
装置内に入れ、純Ｔ１をターゲットにして、接合予定面
にＴ１を厚さ５μｍ となるように蒸着した。
次に、これらのセラミックス部材の間に市販のＪ工ＳＢ
Ｍ−９パラジウムろうの０．１１１７Ｍ箔を挟み、真空
中（５Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒ）にて１１５０℃、５分
間の加熱処理を行った後、冷却した。この接合された部
材の接合界面を含むように、３×３×３０ｍｍの大きさ
の試験片を切り出して曲げ強度を測定した。この測定に
際しては、標点間隔２０ｍｔｔｔの３点曲げ試験機を使
用した。その結果、平均強度は３８ ｋｌｉ！／ｉｍ’
であり、破断部は接合界面の、パラジウムろうの部分で
あることが認められた。
Ｍ−９パラジウムろうの０．１１１７Ｍ箔を挟み、真空
中（５Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒ）にて１１５０℃、５分
間の加熱処理を行った後、冷却した。この接合された部
材の接合界面を含むように、３×３×３０ｍｍの大きさ
の試験片を切り出して曲げ強度を測定した。この測定に
際しては、標点間隔２０ｍｔｔｔの３点曲げ試験機を使
用した。その結果、平均強度は３８ ｋｌｉ！／ｉｍ’
であり、破断部は接合界面の、パラジウムろうの部分で
あることが認められた。
実施例 ２
実施例１と同じ部分安定化ジルコニアのセラミックス部
材トＳ Ｕ Ｓ ４１０ステンレス鋼（１３％Ｃｒ鋼）
とを本発明方法によって接合した。なお両部材とも太き
さは２０ Ｘ ２０ Ｘ １５ ａｍである。
材トＳ Ｕ Ｓ ４１０ステンレス鋼（１３％Ｃｒ鋼）
とを本発明方法によって接合した。なお両部材とも太き
さは２０ Ｘ ２０ Ｘ １５ ａｍである。
まず両部材の接合予定面をＩｓまで仕上げた後、アセト
ンで洗浄した。次いでセラミックス部材の接合予定面に
Ｚｒを３μｍの厚さとなるようにスパッタリングした。
ンで洗浄した。次いでセラミックス部材の接合予定面に
Ｚｒを３μｍの厚さとなるようにスパッタリングした。
次いで両部材の間に、厚さ４０μｍのＮ１−Ｐ系ろう材
の箔（アライド社製、メタグラスＭＢＦ −６ＯＡ）を
挟み、真空中（５Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒ）にて９５０
℃、５分間の加熱処理を行った後、冷却した。このよう
にして接合された部材について、実施例１と同様に試験
片を切り出して曲げ強度を試験した。その結果、平均強
度は３３ ｋｇ／ｍａｒ”であり、破断部はＮ１−Ｐ系
ろうの部分であることが認められた。
の箔（アライド社製、メタグラスＭＢＦ −６ＯＡ）を
挟み、真空中（５Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒ）にて９５０
℃、５分間の加熱処理を行った後、冷却した。このよう
にして接合された部材について、実施例１と同様に試験
片を切り出して曲げ強度を試験した。その結果、平均強
度は３３ ｋｇ／ｍａｒ”であり、破断部はＮ１−Ｐ系
ろうの部分であることが認められた。
以上詳述した通シ、本発明の接合方法はＺｒＯ２系セラ
ミックス部材の接合予定面に、Ｔｉ、Ｚｒ、 Ｈｆ。
ミックス部材の接合予定面に、Ｔｉ、Ｚｒ、 Ｈｆ。
Ｔａ、 Ｎｂ、 Ｌａ、 Ｃｅ及びＹの少なくとも一種
を蒸着させた後、ろう付するようにしたものであシ、極
めて活性なＴｉＸＺｒ、 Ｈｆ５Ｔａ、 Ｎｂ、 Ｌａ
、 Ｃｅ、 Ｙの作用により、ろう材とＺｒＯ，系セラ
ミックス部材の表面との親和性が高められ、ｚｒＯ３系
セラミックスを高強度に接合することが可能とされる。
を蒸着させた後、ろう付するようにしたものであシ、極
めて活性なＴｉＸＺｒ、 Ｈｆ５Ｔａ、 Ｎｂ、 Ｌａ
、 Ｃｅ、 Ｙの作用により、ろう材とＺｒＯ，系セラ
ミックス部材の表面との親和性が高められ、ｚｒＯ３系
セラミックスを高強度に接合することが可能とされる。
またこれによｌ） ＺｒＯ，系セラミックスの用途が拡
大される。
大される。
代理人 弁理士 重 野 剛
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １１） ＺｒＯ，を含有するＺ ｒＯ２系セラミックス
を相手方部材に接合する方法において、ＺｒＯ，系セラ
ミックス部材の接合予定面にＴ１、Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｔ
ａ、 Ｎｂ。 Ｃｅ、 Ｌａ及びＹの少なくとも一種を蒸着させた後、
両部材をろう付することを特徴とするＺｒＯ，系セラミ
ックスの接合方法。 （２） 相手方部材がＺ ｒｏ、系セラミックスである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の接合方
法。 （３） 相手方部材はＦθ基の金属部材であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の接合方法。 （４） セラミックス部材の接合予定面にＴｉ、Ｚｒ、
Ｉｆ、 Ｔａ、 Ｍｂ、 Ｃｅ、 Ｌａ及びＹの少なく
とも一種を、０．５μｍ〜２０μｍの厚さにスパッタ蒸
着することを特徴とする特許請求の範囲第１〜第３項の
いずれか１項に記載の接合方法。 （５） ろう材として貴金属ろう又はＮ１ろうを用いて
ろう付することを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第４項のいずれか１項に記載の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18976783A JPS6081069A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | ΖｒＯ↓２系セラミツクスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18976783A JPS6081069A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | ΖｒＯ↓２系セラミツクスの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081069A true JPS6081069A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16246841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18976783A Pending JPS6081069A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | ΖｒＯ↓２系セラミツクスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081069A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190770A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-08 | 住友電気工業株式会社 | 高温特性の優れたセラミツクスと金属の接合体 |
| JPH01224279A (ja) * | 1988-03-01 | 1989-09-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックスと金属との接合体の製造方法 |
| US5503431A (en) * | 1994-02-25 | 1996-04-02 | Fuji Kiko Co., Ltd. | Adjustable energy absorbing steering column with adjustment disabled during collision |
-
1983
- 1983-10-11 JP JP18976783A patent/JPS6081069A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190770A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-08 | 住友電気工業株式会社 | 高温特性の優れたセラミツクスと金属の接合体 |
| JPH01224279A (ja) * | 1988-03-01 | 1989-09-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックスと金属との接合体の製造方法 |
| US5503431A (en) * | 1994-02-25 | 1996-04-02 | Fuji Kiko Co., Ltd. | Adjustable energy absorbing steering column with adjustment disabled during collision |
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