JPS61155267A - セラミツクスと金属の接合方法 - Google Patents
セラミツクスと金属の接合方法Info
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- JPS61155267A JPS61155267A JP27416284A JP27416284A JPS61155267A JP S61155267 A JPS61155267 A JP S61155267A JP 27416284 A JP27416284 A JP 27416284A JP 27416284 A JP27416284 A JP 27416284A JP S61155267 A JPS61155267 A JP S61155267A
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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〕
本発明はセラミックスと金属とを強固に接合する方法に
関する。
関する。
従来セラミックスと金属を接合して複合材を製造する場
合、セラミックスに特殊な金属ペーストを塗布して金属
層をつくり、この金属層に銅板等の金属板を加熱接着し
たのち母材金属をロウ付して一体するか、あるいはセラ
ミックスに特殊な金属ペーストを塗布しただけのものを
加熱してセラミックス内部に金属を一部浸透さぜたもの
にロウ付で母材金属を接合する方法が採用されていた（
特開昭５９−２０７８８７ ）。
合、セラミックスに特殊な金属ペーストを塗布して金属
層をつくり、この金属層に銅板等の金属板を加熱接着し
たのち母材金属をロウ付して一体するか、あるいはセラ
ミックスに特殊な金属ペーストを塗布しただけのものを
加熱してセラミックス内部に金属を一部浸透さぜたもの
にロウ付で母材金属を接合する方法が採用されていた（
特開昭５９−２０７８８７ ）。
しかし表面に金属層を有するかまたは金属板を有するセ
ラミックスと母材金属をロウ付する方法はロウ付操作に
手間がかかり量産化が難しいばかりでなく、ロウ付の温
度が約８００〜９００℃であるため、できあがった複合
材の耐熱性は。
ラミックスと母材金属をロウ付する方法はロウ付操作に
手間がかかり量産化が難しいばかりでなく、ロウ付の温
度が約８００〜９００℃であるため、できあがった複合
材の耐熱性は。
使用時の安全性を確保するためにはせいぜい５００°Ｃ
であった。
であった。
そのためセラミックスそのものの耐熱性、あるいは母材
金属の耐熱性が５００°Ｃ以上２例えば１０００℃とい
う高温であるにも拘らず、複合材として使用できる温度
は大幅□に低くしなければならず２本来具備している材
質の特徴を十分に生かしきれないという欠点があった。
金属の耐熱性が５００°Ｃ以上２例えば１０００℃とい
う高温であるにも拘らず、複合材として使用できる温度
は大幅□に低くしなければならず２本来具備している材
質の特徴を十分に生かしきれないという欠点があった。
本発明者らは上記欠点を改良すべく種々研究を重ねた結
果、耐熱鋳鋼またはステンレス鋼等の母材金属にあらか
じめ、セラミックスになじみやすい金属をメッキしてお
き、この金属とセラミックスとを接触状態にしたまま加
熱処理するという極めて単純な操作により１強く結合し
一体化したセラミックス金属複合材をつくることができ
ることを見出し本発明を完成した。
果、耐熱鋳鋼またはステンレス鋼等の母材金属にあらか
じめ、セラミックスになじみやすい金属をメッキしてお
き、この金属とセラミックスとを接触状態にしたまま加
熱処理するという極めて単純な操作により１強く結合し
一体化したセラミックス金属複合材をつくることができ
ることを見出し本発明を完成した。
本発明が適用できるセラミックスは一般に耐熱温度が］
０００°Ｃ以上で耐摩耗性のよいセラミックスが挙げら
れ２例えばアルミナ、ジルコニア、ムライト、マグネシ
ア等の酸化物系セラミックス、炭化珪素、窒化珪素、窒
化アルミニウム等の非酸化物系セラミック等がある。
０００°Ｃ以上で耐摩耗性のよいセラミックスが挙げら
れ２例えばアルミナ、ジルコニア、ムライト、マグネシ
ア等の酸化物系セラミックス、炭化珪素、窒化珪素、窒
化アルミニウム等の非酸化物系セラミック等がある。
本発明に使用する母材金属としては耐熱鋳鋼。
ステンレス鋼等耐熱温度が約１０００℃以上の金属が挙
げられる。メッキに使用する金属はセラミックスになじ
みやすい金属で、銅がもっとも好ましい。
げられる。メッキに使用する金属はセラミックスになじ
みやすい金属で、銅がもっとも好ましい。
本発明の接合方法は耐熱鋳鋼の如き母材金属の表面を、
接合するセラミックスの面とよく密着するように壮士げ
゛ておき、その表面に常法によって銅メッキする。銅メ
ッキした面にセラミックスを密着させて電気炉等を用い
、１．０００〜１８００°Ｃの温度で１０〜２０分間加
熱処理する。
接合するセラミックスの面とよく密着するように壮士げ
゛ておき、その表面に常法によって銅メッキする。銅メ
ッキした面にセラミックスを密着させて電気炉等を用い
、１．０００〜１８００°Ｃの温度で１０〜２０分間加
熱処理する。
加熱処理の際、メッキ金属とセラミックスは良く密着す
る状態に保ち振動等の外力が加わったりして密着面がず
れたり、浮いたりしないようにする必要がある。その際
ずれたり、浮いたりしさえしなげれば、金属を上にして
も、セラミックスを上にしても、あるいは両者を縦にし
て置いてもさしつかえない。
る状態に保ち振動等の外力が加わったりして密着面がず
れたり、浮いたりしないようにする必要がある。その際
ずれたり、浮いたりしさえしなげれば、金属を上にして
も、セラミックスを上にしても、あるいは両者を縦にし
て置いてもさしつかえない。
加熱処理した後は電気炉の温度を徐々に下げ。
セラミックスがスポーリノンクしないよう気をつけなが
ら冷却すればセラミックスと金属が接合し一体化した複
合材が得られる。
ら冷却すればセラミックスと金属が接合し一体化した複
合材が得られる。
母材金属に銅メッキすることにより、母材金属と銅メッ
キが一体化される。このメッキされた銅はセラミックス
と密着して加熱された際。
キが一体化される。このメッキされた銅はセラミックス
と密着して加熱された際。
金属表面に浸透すると同時にその一部がセラミックス側
にも移行しセラミックス表面の微細な小孔に浸透して行
く。そこで母材金属に浸透し。
にも移行しセラミックス表面の微細な小孔に浸透して行
く。そこで母材金属に浸透し。
−〇 −
一部セラミックス側に浸透したメッキ銅が母材金属とセ
ラミックスを接合する糊の役目をはだすので極めて強固
な接合ができると考えられる。
ラミックスを接合する糊の役目をはだすので極めて強固
な接合ができると考えられる。
実施例
大きさ１×１ｘ２ｃｒＩＬで表面粗さ２５μｍの耐熱鋳
鋼板を準備した。その表面を常法により銅メッキした。
鋼板を準備した。その表面を常法により銅メッキした。
一方セラミソクスとして大きさａｘａｘａｃＩｒＬ。
Ａｌ２０３９２％＋表面粗さ２５μｍのアルミナセラミ
ックスを準備した。
ックスを準備した。
銅メッキした耐熱鋳鋼板の表面にアルミナセラミックス
を密着させ電気炉に挿入した。電気炉は常温から１０５
０°Ｃに昇温したのち、１５分間保持し、その後電源を
切り、徐冷したのち電気炉から取り出し、大きさ８×８
×４ｃｒＩＬのセラミックス金属複合材を得た。
を密着させ電気炉に挿入した。電気炉は常温から１０５
０°Ｃに昇温したのち、１５分間保持し、その後電源を
切り、徐冷したのち電気炉から取り出し、大きさ８×８
×４ｃｒＩＬのセラミックス金属複合材を得た。
次に大きさ８Ｘ８Ｘ４ｃｒｆＬの試験体の高温下での接
合面の引張強度テストを例えば図の如き装置を用いて実
施した。その結果を第１表に示した。
合面の引張強度テストを例えば図の如き装置を用いて実
施した。その結果を第１表に示した。
比較例
実施例で使用したのと同じ耐熱鋳鋼板とアルミナセラミ
ックスを用いた。
ックスを用いた。
アルミナセラミックス表面に硫酸銅粉末とカオリン粉末
からなる金属ペーストを約１ ｍｍ厚さに塗布したのち
＋１ｍｍ厚さの銅板を密着させて電気炉に挿入した。
からなる金属ペーストを約１ ｍｍ厚さに塗布したのち
＋１ｍｍ厚さの銅板を密着させて電気炉に挿入した。
電気炉を常温から１０５０°Ｃまで上げ１５分間保持し
たのち、徐冷したセラミックスと銅板の複合材料中間製
品を得た。この中間製品に耐熱鋳鋼板をロウ付し、アル
ミナセラミックスと耐熱鋳鋼板の複合材を得た。同様に
して６ケの複合材をつくった。
たのち、徐冷したセラミックスと銅板の複合材料中間製
品を得た。この中間製品に耐熱鋳鋼板をロウ付し、アル
ミナセラミックスと耐熱鋳鋼板の複合材を得た。同様に
して６ケの複合材をつくった。
得られた複合材の高温下での接合面の引張強度テストを
実施例と同じようにして行い結果を第１表に示した。
実施例と同じようにして行い結果を第１表に示した。
第 １ 表
〔発明の効果〕
従来性われていたセラミックスと金属板との接合方法は
セラミックスに特殊な金属ペースｈを塗布したり、ある
いは銅板を加熱接合したりしたのち、さらに母材金属を
ロウ付するといった複雑な工程を要するのみならず、耐
熱強度の劣ったものしか得られなかったのに対し１本発
明の方法は加熱が１回で済み、操作が簡単で。
セラミックスに特殊な金属ペースｈを塗布したり、ある
いは銅板を加熱接合したりしたのち、さらに母材金属を
ロウ付するといった複雑な工程を要するのみならず、耐
熱強度の劣ったものしか得られなかったのに対し１本発
明の方法は加熱が１回で済み、操作が簡単で。
それだけ省エネルギーになる。さらに接合強度が著しく
優れ、耐熱強度も従来のロウ付法と比べ約８００℃上昇
した。
優れ、耐熱強度も従来のロウ付法と比べ約８００℃上昇
した。
従って本来セラミックスおよび耐熱鋳鋼が具備する耐熱
性をより生かすことができ接合強度も優れているので、
従来者えられなかった用途。
性をより生かすことができ接合強度も優れているので、
従来者えられなかった用途。
例えばセメントタリンカ冷却用ターラグレードプレー１
・や高温のサイクロン等、耐熱耐摩耗性を要求される設
備に広く利用することができる。
・や高温のサイクロン等、耐熱耐摩耗性を要求される設
備に広く利用することができる。
図は高温下の引張強度テストのための装置の断面図であ
る。 ■・・・・・・・・・引張強度テスト装置２・・・・・
・・・・複合材サンプル ８・・・・・・・・・電気炉 ４・・・・・・・・・固定ステンレス材５・・・・山・
・引張ステンレス材 ６・・・・・・・・・セラミックス部材７・・・・・・
・・−耐熱鋳鋼部材 ８・・・・・・・・・接合部
る。 ■・・・・・・・・・引張強度テスト装置２・・・・・
・・・・複合材サンプル ８・・・・・・・・・電気炉 ４・・・・・・・・・固定ステンレス材５・・・・山・
・引張ステンレス材 ６・・・・・・・・・セラミックス部材７・・・・・・
・・−耐熱鋳鋼部材 ８・・・・・・・・・接合部
Claims (1)
- 耐熱鋳鋼またはステンレス鋼の表面に金属メッキしたの
ち、該金属メッキ面にセラミックスを密着させた状態で
加熱処理することを特徴とするセラミックスと金属の接
合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27416284A JPS61155267A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | セラミツクスと金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27416284A JPS61155267A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | セラミツクスと金属の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155267A true JPS61155267A (ja) | 1986-07-14 |
| JPH0433758B2 JPH0433758B2 (ja) | 1992-06-03 |
Family
ID=17537897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27416284A Granted JPS61155267A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | セラミツクスと金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155267A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042872A (en) * | 1988-07-30 | 1991-08-27 | Mazda Motor Corporation | Pillar structure for front body portion of automobile |
| WO2016002807A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 株式会社デンソー | ガスセンサ素子及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27416284A patent/JPS61155267A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042872A (en) * | 1988-07-30 | 1991-08-27 | Mazda Motor Corporation | Pillar structure for front body portion of automobile |
| WO2016002807A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 株式会社デンソー | ガスセンサ素子及びその製造方法 |
| JP2016011884A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 株式会社デンソー | ガスセンサ素子及びその製造方法 |
| US10591438B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-03-17 | Denso Corporation | Gas sensor element and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433758B2 (ja) | 1992-06-03 |
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