JPS6183687A - 断熱構造体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温機器等の高温にさらされる表面部分のセ
ラミックス断熱構造体に関する。

従来の技術 高温機器に使用される金属材料は、金属の高温強度を確
保できる温度以下で使用できろように、金Ｆ４表面？所
熱することにより、機器の高効率化を達成し℃いる。こ
の断熱材としては、耐熱性、耐腐食性に秀れたセラミッ
クスが挙げられる。

セラミックス乞高温機器の表面に断熱材として使用する
方法には、各種あり、まだ確立されてな〈従来法と百え
ろものは少ない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、高＠機器等の表面のセラミックス断熱構造体
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、金属とセラミックスとの中間の線膨張係数を
有する耐高温材料を介して金属と小片に分割したセラミ
ックスとを接合したことを特徴とする断熱＋み遺体に関
する。

すなわち、本発明構造体は、以下の特徴を有する０ （１）　　セラミックスの破壊ひずみ（ＩＩ′ｆＩび）
は小さいので、高温機器金属表面とセラミックスとの相
互干渉による熱ひずみを小さくするように、金属表面と
セラミックスとの間に両材料の中間の嶽膨張係数乞有す
る材料を挿入した断熱構造とすること。

（２）　　セラミックスを小片にすることにより、熱的
拘束を緩和して大きなひずみの兄生を防止すること、及
び発生したクランクは小片内伝ばで止まるようにクラン
ク伝は乞阻止すること０ かかる特徴を有する本発明構造体は、高温熱交換器（ガ
ス炉、ＦＢＲ，ＰＶ７Ｒ，ボイラー、タービン等）、エ
ンジン部品、ガスタービｙ　ｆＢ品等に適用できる。

以下に、本発明構造体を図面に基づき説明するＱ 第１図は、本発明に係るセラミックス断熱構造体の一例
乞示す斜視図である。高温媒体からの熱６は、セラミッ
クス断熱材１で断熱されて、金属とセラミックスの中間
線膨張係数を有する部材（以下、中間線膨張係数部材と
称す）５を介して機器の金属面５に伝達されろ。ここで
、セラミックス断熱材１は、構造物の寸法、形状に適当
に合致するよう例えば１辺が数口から数十口程度の矩形
辺の小片に分割されて、接着剤２により中間線膨張係数
部材３の上面に接着され、更に同中間線膨張係数部材３
の下面は接着剤４で機器の金属面５（ＩＣ接着されろ０
なお、第１図の例では、中間線膨張係数部材３を一層構
造としているが、必要に応じて二層以上の構造とするこ
ともできる。

港−エ硯− 第１図に示す例のように、機器の金属面５．とセラミッ
クス断熱材１との間に接着剤２，４を介し℃線膨張緩衝
用の中間線膨張係数部材３乞配し、しかもセラミックス
断熱材１を小片に分割したことにより、金掲面５とセラ
ミックス断熱材１との熱的（熱＃張によろう拘束が緩和
され、セラミックス断熱材１が金ａ面５かも剥れたり、
セラミックス断熱材１にき裂が発生することがな（なる
。

セラミックス断熱材１のｆｌ、ＥＩとしては、耐熱性、
耐腐食性の面からは、Ａｔ１０Ｂ　、　ＳｉＣ，Ｓｉ３
Ｎ４゜ＺｒＯ２等が好ましく、また、耐熱性の面からは
、Ｚｒ０１．無機質繊維成形体等が使用できろ。また、
セラミックス断熱材料や　ｙＯ，Ｍｎｅによりメタライ
ズしておいてもよい。メタライズした場合には、メタラ
イズ面にＮｉ　　メッキ等を施し、金属との結合乞強固
にすることもできる。

中間線膨張係数部材３としては、本質的には金属である
、例えばコバール、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｗ。

Ｍｏ、　　Ｆｅ−４２％Ｎ１−６％Ｃｒ合金、ジュメッ
ト等が使用できる。また、機器の金属面５を形成する母
材としては、通常の金属材料（例えば、５Ｏ３−３０４
）が使用できろ。

コバールを中間線膨張係数部材３に用いた場合の、断熱
材と母材の線膨張係数の例？下記に示す。

また、接着剤２，４としては、無機の接着剤（例えば、
水ガラス中にＡｌ２Ｏ２等のセラミックス粉末乞混入し
た商品名アロンセラミックス、スミセラム等）や有機の
接着剤（例えば、エポキシ系、酢酸ビニール系、フェノ
ール系、ポリウレタン系、アクリル酸エステル系等）が
用いられろ。

接着方法としては、有機系及び無機接着剤の代りに、例
えば第２図に示すよ５＆ころう付けや、第６図に示すよ
うに拡散接合（例えば、Ｃｕ十ＣｕｚＯ粉末乞介して）
もでざる。なお、第２゜５図中、第１図と同一符号は第
１図と同義であり、２′はろう付は部、７はメタライズ
処理部、８はＣｕ＋Ｃｕ２Ｏ粉末を介した拡散接合部で
ある０このＣｕ＋Ｃｕ２Ｏ粉末？用いるのは、金属５と
Ｃｕとを結合させ、セラミックス１とＣｕ２Ｏと￥結合
させろことにより、セラミックス１と金属５を強固に結
合させるためである。この場合、ろうはとしては、２８
　％　Ｃｕ　−７２％Ａｇ、　２５％Ｎｉ−７５％Ｃｕ
、３５％Ｎｉ−６５％Ａｕ、　１５　％　Ｉｎ　−２４
％Ｃｕ−６１％Ａｇ、　２５　％　Ｉｎ−７５％Ａｕ等
を用いることができる。また、拡散接合の場合、例えば
ＦｅとＡ４０．の瑠合は、酸化雰囲気で１４００℃程度
に加熱することによって行うことができる。

実施例 Ｚ　ｒ　０２　表面にＭｏとＭｎの混合微粉末な有機系
バインダーと混合したもの？：塗布し、加湿水素中にお
いて、１３００−１７０ｍＣの温度に加熱しメタライズ
した。その後、Ｎ１メンキを施した後、２８％Ｃｕ　−
７２チＡｇ系のろう材を使用してコバールとろう付けし
た。コバールと母材５Ｕ８３０４は、通常の手法で溶接
（ここでをヱ、アーク溶接）して接合し、断熱構造体が
得られた０ 」１匹ｐ」Ｌ艮 本発明構造体によれば、金鞘面とセラミックス断熱材と
の熱的拘束が緩和され、セラミックス断熱材が金属面か
ら剥れたり、セラミックス断熱材にき裂が発生すること
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るセラミックス断熱構造体の一例
を示す斜視図である。第２図及び第５図は本発明に係る
構造体の接着方法の一例乞示す図である。 複代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　晃　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属とセラミックスとの中間の線膨張係数を有する耐高
   温材料を介して金属と小片に分割したセラミックスとを
   接合したことを特徴とする断熱構造体。