JPS6081070A - Ｓｉｃ焼結体と金属部材の接合構造 - Google Patents
Ｓｉｃ焼結体と金属部材の接合構造Info
- Publication number
- JPS6081070A JPS6081070A JP18762683A JP18762683A JPS6081070A JP S6081070 A JPS6081070 A JP S6081070A JP 18762683 A JP18762683 A JP 18762683A JP 18762683 A JP18762683 A JP 18762683A JP S6081070 A JPS6081070 A JP S6081070A
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- Japan
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- sintered body
- sic sintered
- metal
- sic
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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】
本発明は改良された、ＳｉＣ焼結体と金属部材との接合
構造に関するものである。
構造に関するものである。
ＳｉＣ焼結体は耐摩耗性や硬度が大きいために厳しい条
件下で使用される自動車のエンジン周辺部品、ガスター
ビン部品等広範囲に使用され又は利用が期待されている
。しかしＳｉＣ焼結体は脆性材料であるため、それのみ
で用いられることは少なく他の金属部材と接合した接合
構造として用いられることが多い。特にＳｉＣの高周波
吸収特性を利用しタライストロン、マグネトロン等の高
周波用電子管内にＳｉＣを高周波減衰器として設置する
試みがなされている。容器の材質はＳｉＣ電波吸収体の
発熱及びガスの放出問題等実用上の問題により熱放散性
のよい銅が用いられるのが普通で使用可能ロー材もＡｇ
Ｃｕ共晶ロー、Ａｇロー、ＣｕＯ−１Ａｕ−Ｎｉミロ
−等高用用ロー利ある。 ＳｉＣ焼結体と金属部材とを
接合する場合熱膨張係数が小さいことと靭性が乏しいこ
とのために熱膨張係数の一般に大きな金属部材と直接接
合すると熱膨張係数の違いによる内部歪のために、Ｓｉ
Ｃ焼結体の表面を金属化しロー利を介してコバールや金
属銅と接合してもはがれやＳｉＣ焼結体にクランクを生
じる難があった。そこで本発明者らは特願昭５８−９８
６０２号において、表面にメタライズ層を設けたセラミ
ック焼結体と、銅板等の軟質接合金属とを接触させて非
酸化性雰囲気中で加熱接合することを特徴とするセラミ
・７クスと金属部材との接合方法を出願した。
件下で使用される自動車のエンジン周辺部品、ガスター
ビン部品等広範囲に使用され又は利用が期待されている
。しかしＳｉＣ焼結体は脆性材料であるため、それのみ
で用いられることは少なく他の金属部材と接合した接合
構造として用いられることが多い。特にＳｉＣの高周波
吸収特性を利用しタライストロン、マグネトロン等の高
周波用電子管内にＳｉＣを高周波減衰器として設置する
試みがなされている。容器の材質はＳｉＣ電波吸収体の
発熱及びガスの放出問題等実用上の問題により熱放散性
のよい銅が用いられるのが普通で使用可能ロー材もＡｇ
Ｃｕ共晶ロー、Ａｇロー、ＣｕＯ−１Ａｕ−Ｎｉミロ
−等高用用ロー利ある。 ＳｉＣ焼結体と金属部材とを
接合する場合熱膨張係数が小さいことと靭性が乏しいこ
とのために熱膨張係数の一般に大きな金属部材と直接接
合すると熱膨張係数の違いによる内部歪のために、Ｓｉ
Ｃ焼結体の表面を金属化しロー利を介してコバールや金
属銅と接合してもはがれやＳｉＣ焼結体にクランクを生
じる難があった。そこで本発明者らは特願昭５８−９８
６０２号において、表面にメタライズ層を設けたセラミ
ック焼結体と、銅板等の軟質接合金属とを接触させて非
酸化性雰囲気中で加熱接合することを特徴とするセラミ
・７クスと金属部材との接合方法を出願した。
本願はセラミックスがＳｉＣ焼結体である場合に更に改
良し歪の少ない接合構造体を得るために検剖した結果得
られたもので、表面に金属化層を設けたＳｉＣ焼結体の
金属化表面に低弾性率金属の薄板をロー接し、該低弾性
率金属の薄板を介して他の金属部材に一部非接合部分を
残して接合したＳｉＣ焼結体と金属部材との接合構造を
提供するものである。
良し歪の少ない接合構造体を得るために検剖した結果得
られたもので、表面に金属化層を設けたＳｉＣ焼結体の
金属化表面に低弾性率金属の薄板をロー接し、該低弾性
率金属の薄板を介して他の金属部材に一部非接合部分を
残して接合したＳｉＣ焼結体と金属部材との接合構造を
提供するものである。
以下図面により詳細に説明すると第１図はＳ ｉ ’Ｃ
焼結体の金属化面に低弾性率の金属の薄板をロー接した
接合体の側面図で図中１はＳｉＣ焼結体で１１は金属化
面である。この金属化は物理蒸着によって、Ｔｉ、Ｍｏ
、Ｃｕの薄層を順次設ける手法によっても可能であるし
、活性化金属法により、Ｔｉ又はＺｒから選ばれた一種
以上と、Ａｇ、Ｃｕ。
焼結体の金属化面に低弾性率の金属の薄板をロー接した
接合体の側面図で図中１はＳｉＣ焼結体で１１は金属化
面である。この金属化は物理蒸着によって、Ｔｉ、Ｍｏ
、Ｃｕの薄層を順次設ける手法によっても可能であるし
、活性化金属法により、Ｔｉ又はＺｒから選ばれた一種
以上と、Ａｇ、Ｃｕ。
Ｎｉ等金属から選ばれた一種以上との混合溶融物により
、低弾性率金属の薄板と直接接合してもよい。又両混合
物を順次積層した後加熱しても両者は熱拡散を起し混合
溶融したものと同等の効果を有する。
、低弾性率金属の薄板と直接接合してもよい。又両混合
物を順次積層した後加熱しても両者は熱拡散を起し混合
溶融したものと同等の効果を有する。
次に低弾性率金属とは、銀、銅、純チタン等の極めて靭
性の大きい柔い金属でその厚さは金属の種類により異り
、銀では０．２〜１１１１１１．銅では０．１〜０．５
＋ｕ、純チタンでは０．１〜Ｑ、３ｍｍが女子ましい。
性の大きい柔い金属でその厚さは金属の種類により異り
、銀では０．２〜１１１１１１．銅では０．１〜０．５
＋ｕ、純チタンでは０．１〜Ｑ、３ｍｍが女子ましい。
上記厚さ以下では薄板の強度が低く、ＳｉＣ焼結体を支
えることができずこの厚さ以上では金属薄板の剛性が過
大となり、ＳｉＣ焼結体にクラックを生じる。尚、金属
薄板が薄過ぎて強度か不足し、ＳｉＣ焼結体を支えられ
ないか、逆に厚過ぎてメ：ハ膨張差にまり金属薄板が変
形する等の問題か生しる場合の改善策として第４図又は
第５図に示す如く、低弾性率金属の薄板の、ＳｉＣ焼結
体１の接合面の反対側に、低膨張材料９又は１４にてＳ
ｉＣ焼結体ｌとの間にサンドインチ状に金属の薄板をは
さみ接合すれば金属薄板か薄過ぎる場合の強度不足や、
厚過ぎる場合の曲りを防ぐことができるために金属薄板
の板厚は前述の範囲をより拡張することができるしＳｉ
Ｃ焼結体への応力の緩和も期待できる。
えることができずこの厚さ以上では金属薄板の剛性が過
大となり、ＳｉＣ焼結体にクラックを生じる。尚、金属
薄板が薄過ぎて強度か不足し、ＳｉＣ焼結体を支えられ
ないか、逆に厚過ぎてメ：ハ膨張差にまり金属薄板が変
形する等の問題か生しる場合の改善策として第４図又は
第５図に示す如く、低弾性率金属の薄板の、ＳｉＣ焼結
体１の接合面の反対側に、低膨張材料９又は１４にてＳ
ｉＣ焼結体ｌとの間にサンドインチ状に金属の薄板をは
さみ接合すれば金属薄板か薄過ぎる場合の強度不足や、
厚過ぎる場合の曲りを防ぐことができるために金属薄板
の板厚は前述の範囲をより拡張することができるしＳｉ
Ｃ焼結体への応力の緩和も期待できる。
低膨張材料は、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉを３６〜４２％含む鉄合
金、コバール等の金属やＳ ｉＣ、Ｓ ｉ ３ Ｎ午Ｚ
ｒ５ｉＯ＋等のセラミックスの表面を金属化されたもの
も適用される。
金、コバール等の金属やＳ ｉＣ、Ｓ ｉ ３ Ｎ午Ｚ
ｒ５ｉＯ＋等のセラミックスの表面を金属化されたもの
も適用される。
以下実施例に一例を示すが、本願発明はこれに拘るもの
ではなく前記様々の材料部材の組合わせがすべて含まれ
るものである。
ではなく前記様々の材料部材の組合わせがすべて含まれ
るものである。
実施例１
１０ｍｍ口×５關の寸法にダイヤモンド′砥石で研削し
たＳｉＣ焼結体１の表面を洗剤で洗浄し、蒸溜水にて洗
剤を除去した後アセトンで５分間超音波洗浄を行った。
たＳｉＣ焼結体１の表面を洗剤で洗浄し、蒸溜水にて洗
剤を除去した後アセトンで５分間超音波洗浄を行った。
この焼結体の１９ｍｍ口の表面に物理蒸着法により下か
ら順にＴｉを５００人、Ｍ。
ら順にＴｉを５００人、Ｍ。
を５００人、Ｃｕを２００００人蒸着積層し、金属化層
１１を形成した。次に第１図に示す様に厚さ０．１５ｍ
ｍで３０１０の銅板２をＡｇ Ｃｕ共晶ロー１２により
ロー接した接合体Ｉを装作した。これを拡大鏡にて観察
したところ、ＳｉＣ焼結体にクランクは認めらず銅板２
ａの部分には熱膨張差のためそりが認められたがこれに
より熱膨張差による残留歪は残さないものとなる。
１１を形成した。次に第１図に示す様に厚さ０．１５ｍ
ｍで３０１０の銅板２をＡｇ Ｃｕ共晶ロー１２により
ロー接した接合体Ｉを装作した。これを拡大鏡にて観察
したところ、ＳｉＣ焼結体にクランクは認めらず銅板２
ａの部分には熱膨張差のためそりが認められたがこれに
より熱膨張差による残留歪は残さないものとなる。
続いて第２図に示す如く３０龍口Ｘ ５ ｍｍの銅板４
の３０１１１０の表面上の端部から３朋のとごろにＡｇ
７Ｃｕ−Ｃｄのロー祠にて１−−予溶接１４を行った。
の３０１１１０の表面上の端部から３朋のとごろにＡｇ
７Ｃｕ−Ｃｄのロー祠にて１−−予溶接１４を行った。
ここで拡大鏡により詳細に観察したが、クランクもそり
も認められず良好な接着状態を示した。これはトーチ溶
接による部分加熱のため、金属薄板の２ａ部分の変形は
解消したものである。
も認められず良好な接着状態を示した。これはトーチ溶
接による部分加熱のため、金属薄板の２ａ部分の変形は
解消したものである。
尚本実施例ではトーチ溶接を用いたが、本発明はこれに
限定されることなく、他の接合方法、例えばネジ止め等
によって接合してもよいものである。
限定されることなく、他の接合方法、例えばネジ止め等
によって接合してもよいものである。
実施例２
実施例１と同様に金属化し、３ｏＩＩＩ１口ＸＱ、３ｍ
ｍ厚さの銀板３をロー接した接合体の銀板３に、Ａｇ−
Ｃｕ共晶ロー１２．５１ｆｉ口×３０■長さく７）Ｎｉ
棒５．Ａｇ−Ｃｕ共晶ロー１２．３０＋ｉｍ口部×５ａ
ｍ厚さの銅板６を順次積重ね第３図に示す如くセソ）Ｌ
８５０℃の水素雰囲気炉でロー接した。これを拡大鏡で
観察したがＳｉＣ焼結体にクラックは認められず良好な
接着状態を示した。
ｍ厚さの銀板３をロー接した接合体の銀板３に、Ａｇ−
Ｃｕ共晶ロー１２．５１ｆｉ口×３０■長さく７）Ｎｉ
棒５．Ａｇ−Ｃｕ共晶ロー１２．３０＋ｉｍ口部×５ａ
ｍ厚さの銅板６を順次積重ね第３図に示す如くセソ）Ｌ
８５０℃の水素雰囲気炉でロー接した。これを拡大鏡で
観察したがＳｉＣ焼結体にクラックは認められず良好な
接着状態を示した。
実施例３
実施例１と同様に金属化したＳｉＣ焼結体に３０ｍ繕口
×０．６朋厚さの銅板７．５龍口×３０ＩＩＩＩＩＩ師
長さのＮｉ棒５．２本をＡｇ Ｃｕ共品ロー１２にて、
１０鰭口×５１厚さのＮｉメ、キを施したＷ板９をＳｉ
Ｃ焼結体の直下にロー接し第４図の如き接合体を作成し
た。Ｗ板のロー接は下側に図示しない炭素の治具を置い
て落下を防いだ。この接合体は拡大鐙にて精密に観察し
たところ、ＳｉＣ焼結体にクラックも認められず良好な
接着状態を示した。
×０．６朋厚さの銅板７．５龍口×３０ＩＩＩＩＩＩ師
長さのＮｉ棒５．２本をＡｇ Ｃｕ共品ロー１２にて、
１０鰭口×５１厚さのＮｉメ、キを施したＷ板９をＳｉ
Ｃ焼結体の直下にロー接し第４図の如き接合体を作成し
た。Ｗ板のロー接は下側に図示しない炭素の治具を置い
て落下を防いだ。この接合体は拡大鐙にて精密に観察し
たところ、ＳｉＣ焼結体にクラックも認められず良好な
接着状態を示した。
実施例４
実施例１と同様に金属化し３０部ロＸＱ、３ｍ＋ｉ厚さ
のＴｉの薄板１０をＡｇ−Ｃｕ共品ロー接１２にてロー
接し、６１１＋１×５關×３０龍長さのＣｕ材１３を、
３０１０×５１厚さの銅板６に、又１０鰭口Ｘ２ｍｍ厚
さの表面を金属化したＳｉＣ焼結体１４を、Ａｇ Ｃｕ
共品ローにて第５図に示す如くロー接した。これを拡大
鏡にて精密に観察したが、ＳｉＣ焼結体にクラックはな
く良好な接着状態を示した。
のＴｉの薄板１０をＡｇ−Ｃｕ共品ロー接１２にてロー
接し、６１１＋１×５關×３０龍長さのＣｕ材１３を、
３０１０×５１厚さの銅板６に、又１０鰭口Ｘ２ｍｍ厚
さの表面を金属化したＳｉＣ焼結体１４を、Ａｇ Ｃｕ
共品ローにて第５図に示す如くロー接した。これを拡大
鏡にて精密に観察したが、ＳｉＣ焼結体にクラックはな
く良好な接着状態を示した。
第１図は実施例１で製作した接合体Ｉの側面図、第２図
は該接合体Ｉに金属部材として銅板４をトーチ溶接した
接合構造体の側面図、第３図は接合体ＩにＮｉ棒及び金
属部材として銅板６を１′Ｊ−接した接合構造体の側面
図、第４図は実施例３の接合構造体の側面図、第５図は
実施例４の接合構造体の側面図。 ■・・・・・・ＳｉＣ焼結体、１１・・・・・・金属化
層、１２・・・・・・ロー接層、２．３．７．１０・・
・・・・低弾性率金属薄板、５・・・・・・Ｎｉ棒、１
３・・・・・・Ｃ１」棒、４．６・・・・・・銅板、８
・・・・・・Ｎｉ板第 １ 図 第３ 図 ＠５図 １４２図 第４図
は該接合体Ｉに金属部材として銅板４をトーチ溶接した
接合構造体の側面図、第３図は接合体ＩにＮｉ棒及び金
属部材として銅板６を１′Ｊ−接した接合構造体の側面
図、第４図は実施例３の接合構造体の側面図、第５図は
実施例４の接合構造体の側面図。 ■・・・・・・ＳｉＣ焼結体、１１・・・・・・金属化
層、１２・・・・・・ロー接層、２．３．７．１０・・
・・・・低弾性率金属薄板、５・・・・・・Ｎｉ棒、１
３・・・・・・Ｃ１」棒、４．６・・・・・・銅板、８
・・・・・・Ｎｉ板第 １ 図 第３ 図 ＠５図 １４２図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■表面に金属化層を設けたＳｉＣ焼結体の金属化表面に
低弾性率金属の薄板をロー接し、該低弾性率金属の薄板
を介して他の金属部材に一部非接合部分を残して接合し
たＳｉＣ焼結体と金属部材の接合構造。 ■低弾性率金属の薄板がＳｉＣ焼結体の金属化面よりも
大きな形状を有する特許請求の範囲第１項記載のＳｉＣ
焼結体と金属部材の接合構造。 ■低弾性率金属の薄板がＳｉＣ焼結体の反対側に接合さ
れた低膨張材料によりＳｉＣ焼結体との間にサンドイン
チ状にはさまれた特許請求の範囲第１項記載のＳｉＣ焼
結体と金属部材の接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18762683A JPH0234909B2 (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | Sicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18762683A JPH0234909B2 (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | Sicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081070A true JPS6081070A (ja) | 1985-05-09 |
| JPH0234909B2 JPH0234909B2 (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=16209397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18762683A Expired - Lifetime JPH0234909B2 (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | Sicshoketsutaitokinzokubuzainosetsugokozo |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0234909B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01208374A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | Sumitomo Cement Co Ltd | ＳｉＣセラミックス部材と金属部材との接合体 |
| JPH0283274A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | 接合方法 |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP18762683A patent/JPH0234909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01208374A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | Sumitomo Cement Co Ltd | ＳｉＣセラミックス部材と金属部材との接合体 |
| JPH0283274A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | 接合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0234909B2 (ja) | 1990-08-07 |
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