JPS61111979A - グラフアイトと高融点金属との接合材料の製造方法 - Google Patents
グラフアイトと高融点金属との接合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS61111979A JPS61111979A JP23334684A JP23334684A JPS61111979A JP S61111979 A JPS61111979 A JP S61111979A JP 23334684 A JP23334684 A JP 23334684A JP 23334684 A JP23334684 A JP 23334684A JP S61111979 A JPS61111979 A JP S61111979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- bonding
- melting point
- molybdenum
- point metal
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- 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】
産業上の利用分野
本発明はグラファイトと高融点金属との接合材料の製造
方法に関する。更に詳しくは、グラファイトと、周期率
表ffb、 Vb、 Vlb属の高融点金属との接合材
料を溶融相を生じさせることなく、反応拡散固相接合に
よって製造する方法に関する。これらの接合材料はX線
管球ターゲ。
方法に関する。更に詳しくは、グラファイトと、周期率
表ffb、 Vb、 Vlb属の高融点金属との接合材
料を溶融相を生じさせることなく、反応拡散固相接合に
よって製造する方法に関する。これらの接合材料はX線
管球ターゲ。
ト、レーザービーム反射鏡、is、ムハ受けなどの各稚
耐高温部品として広範な利用が期待される。−また、現
在研究開発が進められているトカマク型核融合炉の第t
*a成部品としても期待されている。
耐高温部品として広範な利用が期待される。−また、現
在研究開発が進められているトカマク型核融合炉の第t
*a成部品としても期待されている。
従来技術
従来のグラフ、イトと高融点金属との接合材料の製造方
法としては、大半はろう付は法によっている。
法としては、大半はろう付は法によっている。
そのろう材としては、例えば、Ti −Cu−Ni、T
s −Ou −S t (グラファイトと銅との接合
用)、Ti−78ATi−78A (グラファイトとグ
ラファイトとの接合用、USP、 2739375号)
、Fe−36〜45Ni−Ti(グラファイトとグラフ
ァイトまたはTiとの接合用、特許第2905f51号
)、35人u−35Nj−30〜r c) (グラファ
イトとTiとの接合用)などが知られている。
s −Ou −S t (グラファイトと銅との接合
用)、Ti−78ATi−78A (グラファイトとグ
ラファイトとの接合用、USP、 2739375号)
、Fe−36〜45Ni−Ti(グラファイトとグラフ
ァイトまたはTiとの接合用、特許第2905f51号
)、35人u−35Nj−30〜r c) (グラファ
イトとTiとの接合用)などが知られている。
これらの接合材料ではろう材の融点でその耐グラファイ
トのブロック上にタングステンを貼りつける方法として
、モリブデンとレニウム(重t%50150)混合粉ペ
ースト剤を接合面に塗布し、1800℃、300 Kq
/ cd、保持時間30分の条件下で拡散接合する方
法が知られている、この方法は高価なレニウム貴金属を
必要とする上、処理温度も1800℃の高温を必要とす
る間顕点がある、 発明の目的 本発明は前記のような従来方法の間電点を解・消するた
めになされたもので、その目的はグラファイトと高融点
金属との接合を比較的低温で、高価な金属を必要とせず
、反応拡散固相接合によって接合材料を製造する方法を
提供するにある。
トのブロック上にタングステンを貼りつける方法として
、モリブデンとレニウム(重t%50150)混合粉ペ
ースト剤を接合面に塗布し、1800℃、300 Kq
/ cd、保持時間30分の条件下で拡散接合する方
法が知られている、この方法は高価なレニウム貴金属を
必要とする上、処理温度も1800℃の高温を必要とす
る間顕点がある、 発明の目的 本発明は前記のような従来方法の間電点を解・消するた
めになされたもので、その目的はグラファイトと高融点
金属との接合を比較的低温で、高価な金属を必要とせず
、反応拡散固相接合によって接合材料を製造する方法を
提供するにある。
発明の構成
本発明者は前記目的を達成すべく鋭意研究の緒条、グラ
ファイトとモリブデンまたはバナジウムと相互に固溶す
る周期率表IVbSVb、 Vlb属の高融点金°属を
接合するに際し、中間層として、モリブデン、モリブデ
ン−バナジウム合金(任意組成でよい)、またはバナジ
ウム−チタン合金−?チタンが80重量%以下)の(1
)イオンプレーティング、マグネトロ/スパッタリング
などによる物理蒸g!膜、(2)前記金属または合金の
箔、(3)前肥箔の上に、前記(1)の蒸着膜を蒸着し
たものを接合面に介在させ、溶融させることなく圧着加
熱すると、拡散固相反応により強固に接合し得られるこ
とを究明し得た。この知見に基いて本発明を完成した。
ファイトとモリブデンまたはバナジウムと相互に固溶す
る周期率表IVbSVb、 Vlb属の高融点金°属を
接合するに際し、中間層として、モリブデン、モリブデ
ン−バナジウム合金(任意組成でよい)、またはバナジ
ウム−チタン合金−?チタンが80重量%以下)の(1
)イオンプレーティング、マグネトロ/スパッタリング
などによる物理蒸g!膜、(2)前記金属または合金の
箔、(3)前肥箔の上に、前記(1)の蒸着膜を蒸着し
たものを接合面に介在させ、溶融させることなく圧着加
熱すると、拡散固相反応により強固に接合し得られるこ
とを究明し得た。この知見に基いて本発明を完成した。
本発明の要旨は、モリブデンまたはバナジウムと相互に
固溶する周期率表■b%vb、 ■b属の高融点金属と
グラファイトとの接合に際し、そリブデン、モリブデン
−バナジウム合金またはバナジウム−チタン合金(ただ
し、チタン80重量%以下)の物理蒸着層、それらの金
属または合金箔、またはその両者を用いて固相接合する
こと′fI−特徴とするグラファイトと高融点金属との
接合材料の製造方法にある。
固溶する周期率表■b%vb、 ■b属の高融点金属と
グラファイトとの接合に際し、そリブデン、モリブデン
−バナジウム合金またはバナジウム−チタン合金(ただ
し、チタン80重量%以下)の物理蒸着層、それらの金
属または合金箔、またはその両者を用いて固相接合する
こと′fI−特徴とするグラファイトと高融点金属との
接合材料の製造方法にある。
本発明における蒸着膜厚は数pm蒸着することが好まし
いつその組成は高融点金属基材の熱膨張係数を考慮して
選定することがよい、12元合金の場合は組成成分の比
富を変化させて、基材の熱膨張係数を合わすようにすれ
ばよい、ただ・し、バナジウム−チタン゛合金において
はチタンが80!(1%を超えると、界面反応層に炭化
チタン@区が高くなり、密着性が悪くなるので、チタン
が80重tチ以上のバナジウム−チタン合金であること
が必要である、 前記蒸着膜に代え、それらの箔でもよい。箔の厚さは、
50〜100μmの範囲であることが好ましい。更に箔
の両面に蒸着膜を形成させたものであってもよい。グラ
ファイトの接合面は予めパフ研磨し、極力清浄化してお
くことが好ましく、マた、固相接合時の圧縮荷重がグラ
ファイト全面に均等に加わるように、グラファイトの厚
さは均一で且つ平旦に仕上げるのがよい。
いつその組成は高融点金属基材の熱膨張係数を考慮して
選定することがよい、12元合金の場合は組成成分の比
富を変化させて、基材の熱膨張係数を合わすようにすれ
ばよい、ただ・し、バナジウム−チタン゛合金において
はチタンが80!(1%を超えると、界面反応層に炭化
チタン@区が高くなり、密着性が悪くなるので、チタン
が80重tチ以上のバナジウム−チタン合金であること
が必要である、 前記蒸着膜に代え、それらの箔でもよい。箔の厚さは、
50〜100μmの範囲であることが好ましい。更に箔
の両面に蒸着膜を形成させたものであってもよい。グラ
ファイトの接合面は予めパフ研磨し、極力清浄化してお
くことが好ましく、マた、固相接合時の圧縮荷重がグラ
ファイト全面に均等に加わるように、グラファイトの厚
さは均一で且つ平旦に仕上げるのがよい。
グラファイトには種々の材質のものがあるが、熱膨張係
数が接合する金属基材のそれにできるだけ近いもの、あ
るいはそれよ抄若干小さいものを選ぶのがよい。それは
加熱または冷却時に熱膨張の差違によりグラフティト層
に熱応力(特に引張応力)を生じさせないためである。
数が接合する金属基材のそれにできるだけ近いもの、あ
るいはそれよ抄若干小さいものを選ぶのがよい。それは
加熱または冷却時に熱膨張の差違によりグラフティト層
に熱応力(特に引張応力)を生じさせないためである。
前記中間層をグラファイトと高融点金属との関に入れ、
これを真空槽中で例えばタングステン製圧接治具間には
さみ込み、圧接治具を油圧式プレスなどにより加圧し、
同時に高周波加熱により所定の温度に加熱するうこれに
より拡散固相反応により接着される。タングステ/圧接
治具には予めBN粉末などの離型剤をスプレーしておく
と、接合材との離型が容易となる。
これを真空槽中で例えばタングステン製圧接治具間には
さみ込み、圧接治具を油圧式プレスなどにより加圧し、
同時に高周波加熱により所定の温度に加熱するうこれに
より拡散固相反応により接着される。タングステ/圧接
治具には予めBN粉末などの離型剤をスプレーしておく
と、接合材との離型が容易となる。
代表的な接合条件は5 X I O”f::orrの真
空下で、1300〜1450℃、平均圧カフ 1g /
d、処理時間10〜20分である。
空下で、1300〜1450℃、平均圧カフ 1g /
d、処理時間10〜20分である。
実施例1゜
モリブデン基材に中間層としてバナジウム−モリブデン
合金(重量で50750 )の組成の蒸着膜を、イオン
ブレーティングで約771?F+施した。
合金(重量で50750 )の組成の蒸着膜を、イオン
ブレーティングで約771?F+施した。
厚さ0.4msのポコグラファイト(米国Pocoグラ
フティト社製、人x P −5Q )と上記のモリブデ
ン基材の蒸着層側とを密着させ、これを5xto−’T
nrrの真空下、平均加圧カフ Kg/、J、温度14
00℃で10分間接合処理を行った。
フティト社製、人x P −5Q )と上記のモリブデ
ン基材の蒸着層側とを密着させ、これを5xto−’T
nrrの真空下、平均加圧カフ Kg/、J、温度14
00℃で10分間接合処理を行った。
得られた接合材料は室温で引張速度0.5w/mで引張
試験を行った。密着力は2.7Kt/−であり、且つ破
断面が観察から破壊はグラファイト層内で大半起つてい
た。即ち、グラファイトの引張強度以上の密着力が得ら
れたことを示す。
試験を行った。密着力は2.7Kt/−であり、且つ破
断面が観察から破壊はグラファイト層内で大半起つてい
た。即ち、グラファイトの引張強度以上の密着力が得ら
れたことを示す。
実施例2゜
モリブデン基材に中間層としてバナジウム60重fチー
チタ74011tチの組成の蒸着層をイオンブレーティ
ングで約5am施した以外は実施例1と同様な条件で接
合材料を作った。得られた接合材料をホローカソードプ
ラズマ銃から発生する低電圧大電流電子ビーム(ビーム
径1cIiφ)をグラファイト面に短時間照射すること
により熱衝撃試験を行った。その結果、熱流束1.5
KW/cl、1秒間の照射によりグラファイト表面にビ
ームによるスポット状の揮発による黒化がみられたが、
グラフティト層のスポーりング、剥離は全く生じなかっ
たつこれにより優れた熱衝撃特性を有することが分かる
う 実施例3゜ タングステン基材にモリブデン90重量S−バナジウム
10重量%の組成の蒸着膜をマグネトロンスパ、タリ/
グで約60μm施した。マグネトロ/スパッタリングで
は夕ングステンターゲ、ト(lI&極)上にバナジウム
片を置いて同時スバ、ター法により上記組成の膜を作製
した。
チタ74011tチの組成の蒸着層をイオンブレーティ
ングで約5am施した以外は実施例1と同様な条件で接
合材料を作った。得られた接合材料をホローカソードプ
ラズマ銃から発生する低電圧大電流電子ビーム(ビーム
径1cIiφ)をグラファイト面に短時間照射すること
により熱衝撃試験を行った。その結果、熱流束1.5
KW/cl、1秒間の照射によりグラファイト表面にビ
ームによるスポット状の揮発による黒化がみられたが、
グラフティト層のスポーりング、剥離は全く生じなかっ
たつこれにより優れた熱衝撃特性を有することが分かる
う 実施例3゜ タングステン基材にモリブデン90重量S−バナジウム
10重量%の組成の蒸着膜をマグネトロンスパ、タリ/
グで約60μm施した。マグネトロ/スパッタリングで
は夕ングステンターゲ、ト(lI&極)上にバナジウム
片を置いて同時スバ、ター法により上記組成の膜を作製
した。
厚さ0.25−のグラファイト(東洋炭素陶製、IG−
11)を用い、実施例1と同様な接合条件で接合材料を
作った、 得られた接合材料を実施例2におけると同様な電子ビー
ム熱衝撃試験で高温特性の測定を行りた。熱流束3.O
KW/clI、 1.5秒間の照射で、グラファイト及
び基材の一部が第1図(1)、(21に示したように電
子ビームのあたった位置に対応してスポット状に溶融し
た。(1)は表面、(2)は(1)の実線部分の切断面
の顕微鏡写真である。しかしながら、基材には溶融部に
沿りて黒鉛層が強固に密着しておし、接合性がよいこと
を示してい゛るう 実施例46 モリブデンを約5#mイオンブレーティングした単結晶
モリブデン箔(厚さ約79sm)を中間層に用い、タン
グステン基材と0.3m厚さグラファイト(実施例3に
同じ、IG−11)を実施例1と同様な接合条件で接合
した。
11)を用い、実施例1と同様な接合条件で接合材料を
作った、 得られた接合材料を実施例2におけると同様な電子ビー
ム熱衝撃試験で高温特性の測定を行りた。熱流束3.O
KW/clI、 1.5秒間の照射で、グラファイト及
び基材の一部が第1図(1)、(21に示したように電
子ビームのあたった位置に対応してスポット状に溶融し
た。(1)は表面、(2)は(1)の実線部分の切断面
の顕微鏡写真である。しかしながら、基材には溶融部に
沿りて黒鉛層が強固に密着しておし、接合性がよいこと
を示してい゛るう 実施例46 モリブデンを約5#mイオンブレーティングした単結晶
モリブデン箔(厚さ約79sm)を中間層に用い、タン
グステン基材と0.3m厚さグラファイト(実施例3に
同じ、IG−11)を実施例1と同様な接合条件で接合
した。
得られた接合材料K 5 X 10’Torr下で20
0℃から1800℃の間を加熱速度的550℃/秒で1
0回急冷、急熱をh返した。、第2図の(1)、(2)
K示す試験前(1)と試験後(2)の顕微鏡写真を比較
すると、試験後の接合界面に僅かなマイクロクラ、りが
生じたが、グラファイト層はこのような苛酷な熱サイク
ルにも剥離することがなかった。左黒色部がグラファイ
ト層、右端の灰白色部がタングステン層、その中間が中
間層である。
0℃から1800℃の間を加熱速度的550℃/秒で1
0回急冷、急熱をh返した。、第2図の(1)、(2)
K示す試験前(1)と試験後(2)の顕微鏡写真を比較
すると、試験後の接合界面に僅かなマイクロクラ、りが
生じたが、グラファイト層はこのような苛酷な熱サイク
ルにも剥離することがなかった。左黒色部がグラファイ
ト層、右端の灰白色部がタングステン層、その中間が中
間層である。
実施例5゜
実施例IKおけるモリブデン基材に代え、チタン、ジル
コニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル及びバナジウ
ム基材を用い、実施例1と同様にして接合材料を作った
、 実施例1とほぼ同じ結果が得られた。
コニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル及びバナジウ
ム基材を用い、実施例1と同様にして接合材料を作った
、 実施例1とほぼ同じ結果が得られた。
発明の効果
本発明の方法によると、使用する中間層として、モリブ
デン、モリブデン−バナジウム、またはバナジウム−チ
タン合金を使用するため、従来法における低融点ろう材
を使用する場合に比べて高温に耐え、また、従来法の同
相接合法に比べて貴金属を用いることなく、より低温に
よって、極めて強固に接合した接合材料が得られる優れ
た効果を有する。
デン、モリブデン−バナジウム、またはバナジウム−チ
タン合金を使用するため、従来法における低融点ろう材
を使用する場合に比べて高温に耐え、また、従来法の同
相接合法に比べて貴金属を用いることなく、より低温に
よって、極めて強固に接合した接合材料が得られる優れ
た効果を有する。
の電子顕微鏡写真で、(1)は表面、(2)は(1)の
実線部分の切断面を示す。第2図は実施例4における急
熱急冷試験を行った接合材料の顕微碗写真で、(1)は
試験前、(2)は試験後のものを示す。
実線部分の切断面を示す。第2図は実施例4における急
熱急冷試験を行った接合材料の顕微碗写真で、(1)は
試験前、(2)は試験後のものを示す。
中 川 9 −
X/■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 モリブデンまたはバナジウムと相互に固溶 する周期率表IVb、Vb、VIb属の高融点金属とグラフ
ァイトとの接合に際し、モリブデン、モリブデン−バナ
ジウム合金またはバナジウム−チタン合金(ただし、チ
タン80重量%以下)の物理蒸着層、それらの金属また
は合金箔、またはその両者を用いて固相接合することを
特徴とするグラファイトと高融点金属との接合材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23334684A JPS61111979A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | グラフアイトと高融点金属との接合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23334684A JPS61111979A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | グラフアイトと高融点金属との接合材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61111979A true JPS61111979A (ja) | 1986-05-30 |
JPH0223499B2 JPH0223499B2 (ja) | 1990-05-24 |
Family
ID=16953704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23334684A Granted JPS61111979A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | グラフアイトと高融点金属との接合材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61111979A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4901904A (en) * | 1985-07-22 | 1990-02-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of producing brazing metals |
JPH03155483A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-03 | Yamanashi Pref Gov | 黒鉛とチタンまたはチタン合金との接合方法 |
CN102240836A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-11-16 | 常熟理工学院 | 钼和石墨真空钎焊方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5516111A (en) * | 1978-06-30 | 1980-02-04 | Nat Jutaku Kenzai | Device for fitting roof |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP23334684A patent/JPS61111979A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5516111A (en) * | 1978-06-30 | 1980-02-04 | Nat Jutaku Kenzai | Device for fitting roof |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4901904A (en) * | 1985-07-22 | 1990-02-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of producing brazing metals |
JPH03155483A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-03 | Yamanashi Pref Gov | 黒鉛とチタンまたはチタン合金との接合方法 |
CN102240836A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-11-16 | 常熟理工学院 | 钼和石墨真空钎焊方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0223499B2 (ja) | 1990-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3040132B2 (ja) | グラフアイトと高融点金属から成る複合体 | |
US4448605A (en) | Ductile brazing alloys containing reactive metals | |
JPH0367985B2 (ja) | ||
JP3040203B2 (ja) | 高温安定性複合体及びその製法 | |
US6315188B1 (en) | Surface preparation for high purity alumina ceramics enabling direct brazing in hydrogen atmospheres | |
US4859531A (en) | Method for bonding a cubic boron nitride sintered compact | |
JP3431652B2 (ja) | ろう付けしたx線管陽極 | |
US3793705A (en) | Process for brazing a magnetic ceramic member to a metal member | |
JPH0229634B2 (ja) | ||
US4606981A (en) | Ductile brazing alloys containing reactive metals | |
JPS61111979A (ja) | グラフアイトと高融点金属との接合材料の製造方法 | |
JPH0520392B2 (ja) | ||
JPS6040687A (ja) | 活性金属ろう材 | |
JP3355148B2 (ja) | 改良された初期濡れ性能を有するセラミック蒸発ボート及びその製造方法 | |
JP3629578B2 (ja) | Ti系材料とCu系の接合方法 | |
JPS58185761A (ja) | アルミニウムを主体とする材料の拡散結合方法 | |
JP4373538B2 (ja) | 金属−セラミックス複合材料とセラミックスとの接合体及びその接合方法 | |
JPH06263553A (ja) | 炭素系材料と金属の接合体 | |
JPS59212188A (ja) | ろう材及びその使用 | |
JPS59212189A (ja) | X線ターゲット用ろう材及びx線管回転陽極用複合ターゲット | |
KR0120956B1 (ko) | 세라믹 접합용 용가재 조성물 | |
JP2676413B2 (ja) | 黒鉛とチタンまたはチタン合金との接合方法 | |
JPS60187463A (ja) | 高融点金属−黒鉛接合部材及びその接合方法 | |
JPH01270574A (ja) | セラミックス接合部品および接合方法 | |
JPS62179893A (ja) | 金属とセラミツクスとの接合用ろう材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |