JPS622631B2 - - Google Patents
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- JPS622631B2 JPS622631B2 JP14209383A JP14209383A JPS622631B2 JP S622631 B2 JPS622631 B2 JP S622631B2 JP 14209383 A JP14209383 A JP 14209383A JP 14209383 A JP14209383 A JP 14209383A JP S622631 B2 JPS622631 B2 JP S622631B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
- C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、複数層からなるセラミツクスと金属
基体とを強固に結合し機械的・熱的に強靭であつ
て、とくに断熱性エンジン部品として好適なセラ
ミツクス・金属接合体の製造方法に関するもので
ある。
基体とを強固に結合し機械的・熱的に強靭であつ
て、とくに断熱性エンジン部品として好適なセラ
ミツクス・金属接合体の製造方法に関するもので
ある。
たとえばガソリンエンジンやデイーゼルエンジ
ン等は、従来、鋳鉄やアルミニウム合金等の金属
部材により構成されていた。しかしながら、最近
省エネルギーの見地からエンジンの冷却や排気に
よる大きな熱損失を軽減し、エンジンの熱効率を
高めようとする研究が盛んに行なわれ、エンジン
部品に、耐熱性、断熱性及び機械的強度がすぐれ
ているセラミツクスを単独に使用することやセラ
ミツクスと金属とをボルト締め、焼き嵌め、かし
め接合等によつて接合体とすることが提案されて
いる。しかしながら、エンジン部品を含めてこの
ようなセラミツクスの特性を利用する場合、これ
らに用いられるセラミツクスは、いずれの場合に
も、その出発原料の調製、成形及び焼結条件、さ
らに焼結体の仕上加工等において非常に高度で厳
密な製造技術が要求される。したがつて、いちじ
るしくコスト高となり、又断熱効果を高めるため
セラミツクス部材の層厚をある程度厚くする必要
がある。このことは、一般にセラミツクスと金属
部材との熱膨張係数の大きな差異のため高温下に
おいて熱歪や組み合せ金属部材との間隙の発生、
ガタツキ等による亀裂や剥落の原因となり、信頼
性、耐久性等実用化には未だ多くの問題を残して
いる。
ン等は、従来、鋳鉄やアルミニウム合金等の金属
部材により構成されていた。しかしながら、最近
省エネルギーの見地からエンジンの冷却や排気に
よる大きな熱損失を軽減し、エンジンの熱効率を
高めようとする研究が盛んに行なわれ、エンジン
部品に、耐熱性、断熱性及び機械的強度がすぐれ
ているセラミツクスを単独に使用することやセラ
ミツクスと金属とをボルト締め、焼き嵌め、かし
め接合等によつて接合体とすることが提案されて
いる。しかしながら、エンジン部品を含めてこの
ようなセラミツクスの特性を利用する場合、これ
らに用いられるセラミツクスは、いずれの場合に
も、その出発原料の調製、成形及び焼結条件、さ
らに焼結体の仕上加工等において非常に高度で厳
密な製造技術が要求される。したがつて、いちじ
るしくコスト高となり、又断熱効果を高めるため
セラミツクス部材の層厚をある程度厚くする必要
がある。このことは、一般にセラミツクスと金属
部材との熱膨張係数の大きな差異のため高温下に
おいて熱歪や組み合せ金属部材との間隙の発生、
ガタツキ等による亀裂や剥落の原因となり、信頼
性、耐久性等実用化には未だ多くの問題を残して
いる。
本発明者は、機械的、熱的に強靭なセラミツク
ス・金属接合体を得べく種々研究を進めている
が、金属基体表面に第１層のセラミツク被膜を形
成せしめ、該被膜上にある程度の気孔を有してい
る断熱性のすぐれたセラミツクス層を形成せし
め、次に、該セラミツクス層の表面に緻密質のセ
ラミツク被膜を形成せしめることによつて目的を
達し得ることを認めて本発明をなしたものであ
る。
ス・金属接合体を得べく種々研究を進めている
が、金属基体表面に第１層のセラミツク被膜を形
成せしめ、該被膜上にある程度の気孔を有してい
る断熱性のすぐれたセラミツクス層を形成せし
め、次に、該セラミツクス層の表面に緻密質のセ
ラミツク被膜を形成せしめることによつて目的を
達し得ることを認めて本発明をなしたものであ
る。
本発明における金属基体としては、たとえば、
ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、炭素鋼及びステンレ
ス鋼等のような鉄及びその合金を使用し得るもの
である。
ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、炭素鋼及びステンレ
ス鋼等のような鉄及びその合金を使用し得るもの
である。
次に、本発明において使用するクロム酸濃溶液
は、たとえば、CrO3を水に溶解して各工程に応
じた比重の溶液を調製する。又、安定化又は部分
安定化処理したZrO2は、たとえば、CaO5％及び
MgO10％と高温に加熱して、全部又は一部分を
立方晶系の安定化したZrO2としたものである。
は、たとえば、CrO3を水に溶解して各工程に応
じた比重の溶液を調製する。又、安定化又は部分
安定化処理したZrO2は、たとえば、CaO5％及び
MgO10％と高温に加熱して、全部又は一部分を
立方晶系の安定化したZrO2としたものである。
すなわち、第１工程において使用するクロム酸
濃溶液（クロム酸No.１）は、比重が1.6〜1.7の濃
溶液として調製した。又、クロム酸濃溶液と
SiO2及びAl2O3とのスラリー（スラリーNo.１）
は、たとえば、前記のクロム酸濃溶液30〜50重量
部と粒度が20μｍ以下のSiO230〜60重量部及び
粒度が10μｍ以下のAl2O35〜10重量部に水５〜
20重量部を加え、アルミナ製ボールミルを用い24
〜48時間粉砕混合して調製した。
濃溶液（クロム酸No.１）は、比重が1.6〜1.7の濃
溶液として調製した。又、クロム酸濃溶液と
SiO2及びAl2O3とのスラリー（スラリーNo.１）
は、たとえば、前記のクロム酸濃溶液30〜50重量
部と粒度が20μｍ以下のSiO230〜60重量部及び
粒度が10μｍ以下のAl2O35〜10重量部に水５〜
20重量部を加え、アルミナ製ボールミルを用い24
〜48時間粉砕混合して調製した。
次に、第２工程において使用する安定化又は部
分安定化処理したZrO2（以下、安定化ZrO2と称
す）、Ca（Mg）ZrO3及びSiO2からなる群から選
ばれた少なくとも１種類の微粉末をクロム酸濃度
で湿潤した湿潤体としては、たとえば、前記のよ
うに調製した粒度44μｍ以下の安定化ZrO240〜
80重量部と粒度が10μｍ以下のSiO220〜60重量
部を配合した配合物、あるいは安定化ZrO240〜
60重量部、前記のSiO230〜40重量部及び粒度が
20μｍ以下のCaZrO310〜40重量部を配合した配
合物等を調製し、これら配合物100重量部に対し
て、前記のようにして調製した比重1.65〜1.7の
クロム酸濃溶液６〜12重量部を加え、よくかきま
ぜて配合物を湿潤させて湿潤体を調製した。又、
前記のように安定化ZrO2、SiO2及びAl2O3とクロ
ム酸濃溶液とのスラリー（スラリーNo.２）は、た
とえば、前記のようにして調製した比重1.55〜
1.65のクロム酸濃溶液130〜150重量部に、前記の
ように調製した粒度が20μｍ以下の安定化
ZrO240〜60重量部、粒度が10μｍ以下のSiO220
〜60重量部及び粒度が10μｍ以下のAl2O35〜10
重量部を加えアルミナ製ボールミルを用い24〜48
時間粉砕混合して調製した。さらに、塗布するク
ロム酸濃溶液（クロム酸No.２）としては、前記の
ようにして比重1.65〜1.7の濃溶液を調製した。
分安定化処理したZrO2（以下、安定化ZrO2と称
す）、Ca（Mg）ZrO3及びSiO2からなる群から選
ばれた少なくとも１種類の微粉末をクロム酸濃度
で湿潤した湿潤体としては、たとえば、前記のよ
うに調製した粒度44μｍ以下の安定化ZrO240〜
80重量部と粒度が10μｍ以下のSiO220〜60重量
部を配合した配合物、あるいは安定化ZrO240〜
60重量部、前記のSiO230〜40重量部及び粒度が
20μｍ以下のCaZrO310〜40重量部を配合した配
合物等を調製し、これら配合物100重量部に対し
て、前記のようにして調製した比重1.65〜1.7の
クロム酸濃溶液６〜12重量部を加え、よくかきま
ぜて配合物を湿潤させて湿潤体を調製した。又、
前記のように安定化ZrO2、SiO2及びAl2O3とクロ
ム酸濃溶液とのスラリー（スラリーNo.２）は、た
とえば、前記のようにして調製した比重1.55〜
1.65のクロム酸濃溶液130〜150重量部に、前記の
ように調製した粒度が20μｍ以下の安定化
ZrO240〜60重量部、粒度が10μｍ以下のSiO220
〜60重量部及び粒度が10μｍ以下のAl2O35〜10
重量部を加えアルミナ製ボールミルを用い24〜48
時間粉砕混合して調製した。さらに、塗布するク
ロム酸濃溶液（クロム酸No.２）としては、前記の
ようにして比重1.65〜1.7の濃溶液を調製した。
次に、第３工程において使用するクロム酸濃溶
液とSiO2及びAl2O3とのスラリー（スラリーNo.
３）は、たとえば、前記のようにして調製した比
重1.55〜1.65のクロム酸濃溶液150〜200重量部
に、粒度が10μｍ以下のSiO280〜90重量部及び
粒度が10μｍ以下のAl2O310〜20重量部を加えア
ルミナ質ボールミルを用いて24〜48時間粉砕混合
して調製した。又さらに塗布するクロム酸濃溶液
（クロム酸No.３）としては、前記のようにして比
重1.65〜1.7の濃溶液を調整した。
液とSiO2及びAl2O3とのスラリー（スラリーNo.
３）は、たとえば、前記のようにして調製した比
重1.55〜1.65のクロム酸濃溶液150〜200重量部
に、粒度が10μｍ以下のSiO280〜90重量部及び
粒度が10μｍ以下のAl2O310〜20重量部を加えア
ルミナ質ボールミルを用いて24〜48時間粉砕混合
して調製した。又さらに塗布するクロム酸濃溶液
（クロム酸No.３）としては、前記のようにして比
重1.65〜1.7の濃溶液を調整した。
本発明における第１工程は、まず、金属基体表
面を、好ましくは、粒度が250〜350μｍの範囲に
ある、たとえば、溶融アルミナ又は炭化ケイ素の
ようなサンドブラストを用い清浄化及び粗面化等
の前処理を行なう。なお、金属基体が鋳鉄のとき
は、前処理した後、比重が1.3〜1.6のクロム酸水
溶液に浸漬し、70〜100℃に加温し、５〜30分間
保持する方法（特願昭58−61661号）によつて、
鋳鉄基体の表面に露呈している黒鉛分を除去する
ことが好ましい。次に、前処理した金属基体表面
に、前記クロム酸No.１及び前記スラリーNo.１をた
とえば刷毛塗り又はスプレーを用いて塗布し、乾
燥した後460〜650℃に熱処理を施す。加熱速度及
び熱処理温度は、金属基体の材質及び大きさによ
り定められるので一定しないし、熱処理雰囲気は
とくに制限されない。この塗布及び加熱を行なう
処理は、少なくとも１回以上繰り返して行なうこ
とが好ましい。又、この処理は、クロム酸濃溶液
又はスラリーをそれぞれ単独に使用して行なうこ
とも可能であつて、クロム酸濃溶液だけを使用す
る場合には、８〜12回繰り返して行なうことが好
ましく、スラリーだけを使用する場合には、１〜
２回処理し、さらにその上にクロム酸濃溶液によ
り３〜５回繰り返し処理することが好ましく、良
好なセラミツク被膜が形成される。
面を、好ましくは、粒度が250〜350μｍの範囲に
ある、たとえば、溶融アルミナ又は炭化ケイ素の
ようなサンドブラストを用い清浄化及び粗面化等
の前処理を行なう。なお、金属基体が鋳鉄のとき
は、前処理した後、比重が1.3〜1.6のクロム酸水
溶液に浸漬し、70〜100℃に加温し、５〜30分間
保持する方法（特願昭58−61661号）によつて、
鋳鉄基体の表面に露呈している黒鉛分を除去する
ことが好ましい。次に、前処理した金属基体表面
に、前記クロム酸No.１及び前記スラリーNo.１をた
とえば刷毛塗り又はスプレーを用いて塗布し、乾
燥した後460〜650℃に熱処理を施す。加熱速度及
び熱処理温度は、金属基体の材質及び大きさによ
り定められるので一定しないし、熱処理雰囲気は
とくに制限されない。この塗布及び加熱を行なう
処理は、少なくとも１回以上繰り返して行なうこ
とが好ましい。又、この処理は、クロム酸濃溶液
又はスラリーをそれぞれ単独に使用して行なうこ
とも可能であつて、クロム酸濃溶液だけを使用す
る場合には、８〜12回繰り返して行なうことが好
ましく、スラリーだけを使用する場合には、１〜
２回処理し、さらにその上にクロム酸濃溶液によ
り３〜５回繰り返し処理することが好ましく、良
好なセラミツク被膜が形成される。
次に、第２工程は、第１工程で得たセラミツク
被膜の上に比較的多孔質で厚みのあるセラミツク
の層を形成する工程であつて、前記のようにして
調製した安定化ZrO2を含む湿潤物を、成形型内
にあらかじめ設置された第１工程でセラミツク被
膜を形成した金属基体の被膜上に詰めて加圧成形
する。加圧成形は、粉体の粒度とクロム酸濃溶液
の添加割合すなわち粉体の湿潤の度合により定め
られるが、前記の湿潤物の場合、250〜1000Kg/cm2
であり、たとえば前記粉体100重量部に対しクロ
ム酸濃溶液８重量部により湿らせた湿潤物の場
合、約500Kg/cm2で加圧することが好ましく、これ
を熱処理すると真比重の約50％密度の硬化体が得
られるものである。しかして、加圧成形体は、乾
燥し、たとえば４℃/minの速度で昇温し、460〜
650℃に20〜40分間加熱保持する熱処理を行なつ
て硬化させる。得られた硬化体は、50％前後の気
孔率を有し、機械的強度及び第１工程で得たセラ
ミツク被膜との結合が弱いものである。したがつ
て、これを硬化するために、前記のようにして調
製した安定化ZrO2、SiO2及びAl2O3とクロム酸濃
溶液とのスラリーNo.２を、浸漬又は塗布によつて
硬化体へ含浸させ、乾燥した後、たとえば４℃/
ｍｉｎで昇温し、最高温度460〜650℃において20〜
40分間熱処理する。このスラリーの含浸及び熱処
理は、繰り返し３〜４回行ない、ついで比重1.65
〜1.7のクロム酸No.２を用いて同様な含浸・熱処
理を３〜４回繰り返し行なうことが好ましい。こ
れらによつて硬化体の全気孔率は、15〜25％、開
放気孔率４〜８％程度の断熱性がすぐれたセラミ
ツクスが形成され、又、この硬化セラミツクスと
第１工程で得たセラミツク被膜ひいては金属基体
との結合がいちじるしく強化されるものである。
被膜の上に比較的多孔質で厚みのあるセラミツク
の層を形成する工程であつて、前記のようにして
調製した安定化ZrO2を含む湿潤物を、成形型内
にあらかじめ設置された第１工程でセラミツク被
膜を形成した金属基体の被膜上に詰めて加圧成形
する。加圧成形は、粉体の粒度とクロム酸濃溶液
の添加割合すなわち粉体の湿潤の度合により定め
られるが、前記の湿潤物の場合、250〜1000Kg/cm2
であり、たとえば前記粉体100重量部に対しクロ
ム酸濃溶液８重量部により湿らせた湿潤物の場
合、約500Kg/cm2で加圧することが好ましく、これ
を熱処理すると真比重の約50％密度の硬化体が得
られるものである。しかして、加圧成形体は、乾
燥し、たとえば４℃/minの速度で昇温し、460〜
650℃に20〜40分間加熱保持する熱処理を行なつ
て硬化させる。得られた硬化体は、50％前後の気
孔率を有し、機械的強度及び第１工程で得たセラ
ミツク被膜との結合が弱いものである。したがつ
て、これを硬化するために、前記のようにして調
製した安定化ZrO2、SiO2及びAl2O3とクロム酸濃
溶液とのスラリーNo.２を、浸漬又は塗布によつて
硬化体へ含浸させ、乾燥した後、たとえば４℃/
ｍｉｎで昇温し、最高温度460〜650℃において20〜
40分間熱処理する。このスラリーの含浸及び熱処
理は、繰り返し３〜４回行ない、ついで比重1.65
〜1.7のクロム酸No.２を用いて同様な含浸・熱処
理を３〜４回繰り返し行なうことが好ましい。こ
れらによつて硬化体の全気孔率は、15〜25％、開
放気孔率４〜８％程度の断熱性がすぐれたセラミ
ツクスが形成され、又、この硬化セラミツクスと
第１工程で得たセラミツク被膜ひいては金属基体
との結合がいちじるしく強化されるものである。
次に、第３工程は、第２工程で得た断熱性セラ
ミツクスの層の表面に気孔を有さない緻密質のセ
ラミツク被膜を形成する工程であつて、前記断熱
性セラミツクス層上に、前記のようにして調製し
たSiO2、Al2O3とクロム酸濃溶液とのスラリーNo.
３を塗布し、乾燥後、５〜６℃/minの速度で昇
温し、最高温度460〜650℃で20〜40分間加熱処理
する。これらの処理は、２〜３回繰り返して行な
うことが好ましい。ついでクロム酸No.３で前記同
様に塗布、乾燥、熱処理を行なうが、３〜４回繰
り返し行なうことが好ましい。これらの操作によ
りほとんど気孔のない緻密なセラミツク被膜が形
成される。
ミツクスの層の表面に気孔を有さない緻密質のセ
ラミツク被膜を形成する工程であつて、前記断熱
性セラミツクス層上に、前記のようにして調製し
たSiO2、Al2O3とクロム酸濃溶液とのスラリーNo.
３を塗布し、乾燥後、５〜６℃/minの速度で昇
温し、最高温度460〜650℃で20〜40分間加熱処理
する。これらの処理は、２〜３回繰り返して行な
うことが好ましい。ついでクロム酸No.３で前記同
様に塗布、乾燥、熱処理を行なうが、３〜４回繰
り返し行なうことが好ましい。これらの操作によ
りほとんど気孔のない緻密なセラミツク被膜が形
成される。
このような三工程によつて製造されたセラミツ
クス・金属接合体のセラミツクス層は三層からな
り、その第１層は、薄いセラミツク被膜であつて
多孔質の第２層のセラミツクス層と金属基体と
を、強固に結合するために設けられているもので
あり、第２層は、微細な気孔を有し、層厚を比較
的厚くして断熱効果を高め、かつ、熱衝撃、温度
勾配等による熱歪を緩和するものであり、第３層
は、緻密なセラミツク被膜であつて、第２層のセ
ラミツクス層を、高温側からの作用を防ぐ役目を
果すものである。
クス・金属接合体のセラミツクス層は三層からな
り、その第１層は、薄いセラミツク被膜であつて
多孔質の第２層のセラミツクス層と金属基体と
を、強固に結合するために設けられているもので
あり、第２層は、微細な気孔を有し、層厚を比較
的厚くして断熱効果を高め、かつ、熱衝撃、温度
勾配等による熱歪を緩和するものであり、第３層
は、緻密なセラミツク被膜であつて、第２層のセ
ラミツクス層を、高温側からの作用を防ぐ役目を
果すものである。
したがつて、たとえばエンジン部品に本発明を
適用した場合、エンジン内の燃料油、燃焼ガス及
びこれの反応生成物の作用によるセラミツク部材
の劣化・損傷を防止し得るものである。その結
果、信頼性が高く、耐久性がすぐれた断熱性エン
ジン部品の製造に好適である。なお、本発明の接
合体は、比較的低温度の熱処理によりセラミツク
スの形成及び金属との接合が可能であり、かつ、
簡易な製造工程であつて、セラミツクス・金属接
合体の工業的製造方法として好適な方法であり、
他の同様な使用目的に適用可能なことは論をまた
ないものである。
適用した場合、エンジン内の燃料油、燃焼ガス及
びこれの反応生成物の作用によるセラミツク部材
の劣化・損傷を防止し得るものである。その結
果、信頼性が高く、耐久性がすぐれた断熱性エン
ジン部品の製造に好適である。なお、本発明の接
合体は、比較的低温度の熱処理によりセラミツク
スの形成及び金属との接合が可能であり、かつ、
簡易な製造工程であつて、セラミツクス・金属接
合体の工業的製造方法として好適な方法であり、
他の同様な使用目的に適用可能なことは論をまた
ないものである。
本発明は、比較的多孔質で層厚も厚い第２層
を、金属基体と強固に接合させるための金属基体
上の第１層と、第２層を緻密なセラミツク被膜で
覆う第３層とよりなる三層のセラミツク層を金属
基体上に形成させるようにしたので、断熱効果を
高め得、かつ、熱衝撃、温度勾配等による熱歪を
緩和し得、金属基体と強固に接合したセラミツク
ス・金属接合体を製造し得たものであつて、すぐ
れた効果が認められる。
を、金属基体と強固に接合させるための金属基体
上の第１層と、第２層を緻密なセラミツク被膜で
覆う第３層とよりなる三層のセラミツク層を金属
基体上に形成させるようにしたので、断熱効果を
高め得、かつ、熱衝撃、温度勾配等による熱歪を
緩和し得、金属基体と強固に接合したセラミツク
ス・金属接合体を製造し得たものであつて、すぐ
れた効果が認められる。
次に、本発明の実施例を述べる。
実施例 １
(1) 金属基体の調製
ねずみ鋳鋼FC―35を直径50mm、厚さ５mmの
円板とし、 前処理として、粒度が295〜350μｍの溶融
Al2O3サンドブラストを用いて円板表面を粗面
化し、次に、比重1.45のクロム酸水溶液に浸漬
し、85℃にて30分間加熱し、円板上に露呈して
いる黒鉛分を除去する処理を行なつた。
円板とし、 前処理として、粒度が295〜350μｍの溶融
Al2O3サンドブラストを用いて円板表面を粗面
化し、次に、比重1.45のクロム酸水溶液に浸漬
し、85℃にて30分間加熱し、円板上に露呈して
いる黒鉛分を除去する処理を行なつた。
(2) セラミツク層形成用材料の調製
(1) 第１セラミツク層形成用材料
(a) スラリーNo.１：CrO3を水に溶解して比
重1.65のクロム酸濃溶液を調製し、この溶
液50重量部と、粒度10μｍ以下のSiO2粉
末45重量部及び粒度10μｍ以下のAl2O3粉
末10重量部をアルミナ質ボールミルを用い
て40時間粉砕し、さらに水10重量部を加え
て８時間混合して調製した。
重1.65のクロム酸濃溶液を調製し、この溶
液50重量部と、粒度10μｍ以下のSiO2粉
末45重量部及び粒度10μｍ以下のAl2O3粉
末10重量部をアルミナ質ボールミルを用い
て40時間粉砕し、さらに水10重量部を加え
て８時間混合して調製した。
(b) クロム酸濃溶液No.１：前記と同様にして
比重1.65の溶液を調製した。
比重1.65の溶液を調製した。
(2) 第２セラミツク層形成用材料
(a) 加圧成形用湿潤体：CaO5％及びMgO10
％とともに1550℃に60分間安定化処理した
粒度44μｍ以下の安定化ZrO2粉末75部及
び粒度10μｍ以下のSiO2粉末25重量部に
水を加えてアルミナ製ボールミルを用い48
時間粉砕・混合した後、脱水・乾燥し、こ
の粉末100重量部に前記のように調製した
比重1.65のクロム酸濃溶液11重量部を加
え、よく混和して湿潤体を調製した。
％とともに1550℃に60分間安定化処理した
粒度44μｍ以下の安定化ZrO2粉末75部及
び粒度10μｍ以下のSiO2粉末25重量部に
水を加えてアルミナ製ボールミルを用い48
時間粉砕・混合した後、脱水・乾燥し、こ
の粉末100重量部に前記のように調製した
比重1.65のクロム酸濃溶液11重量部を加
え、よく混和して湿潤体を調製した。
(b) 硬化体並びに第１セラミツク層との結合
強化剤 (i) スラリーNo.２：前記のようにして安定
化処理した粒度20μｍ以下の安定化
ZrO2粉末50重量部、粒度10μｍ以下の
SiO2粉末45重量部、粒度10μｍ以下の
Al2O3粉末５重量部、前記のように調製
した比重1.65のクロム酸濃溶液130重量
部及び水５重量部をアルミナ製ボールミ
ルを用いて48時間粉砕・混合して調製し
た。
強化剤 (i) スラリーNo.２：前記のようにして安定
化処理した粒度20μｍ以下の安定化
ZrO2粉末50重量部、粒度10μｍ以下の
SiO2粉末45重量部、粒度10μｍ以下の
Al2O3粉末５重量部、前記のように調製
した比重1.65のクロム酸濃溶液130重量
部及び水５重量部をアルミナ製ボールミ
ルを用いて48時間粉砕・混合して調製し
た。
(ii) クロム酸濃溶液No.２：前記のようにし
て比重1.65の溶液を調製した。
て比重1.65の溶液を調製した。
(3) 第３セラミツク層形成用材料
(a) スラリーNo.３：粒度10μｍ以下のSiO2
粉末80重量部及び粒度10μｍ以下のAl2O3
粉末20重量部を前記のように調製した比重
1.55のクロム酸濃溶液150重量部に加え、
アルミナ製ボールミルを用い48時間粉砕・
混合して調製した。
粉末80重量部及び粒度10μｍ以下のAl2O3
粉末20重量部を前記のように調製した比重
1.55のクロム酸濃溶液150重量部に加え、
アルミナ製ボールミルを用い48時間粉砕・
混合して調製した。
(b) クロム酸濃溶液No.３：前記のようにして比
重1.65の溶液を調製した。
重1.65の溶液を調製した。
(3) セラミツクス・金属接合体の製造及び試験結
果 (1) 第１工程 前処理したねずみ鋳鉄円板の表面にスラリ
ーNo.１を塗布し、徐々に乾燥した後、電気炉
を用い４℃/minの速度で昇温し、550℃に30
分間熱処理し、ついで形成された被膜を強化
するためクロム酸濃溶液No.１を塗布し、乾燥
後、熱処理する処理を前記と同条件で５回繰
り返し行ない、40μｍ厚の緻密なセラミツク
被膜を形成した。
果 (1) 第１工程 前処理したねずみ鋳鉄円板の表面にスラリ
ーNo.１を塗布し、徐々に乾燥した後、電気炉
を用い４℃/minの速度で昇温し、550℃に30
分間熱処理し、ついで形成された被膜を強化
するためクロム酸濃溶液No.１を塗布し、乾燥
後、熱処理する処理を前記と同条件で５回繰
り返し行ない、40μｍ厚の緻密なセラミツク
被膜を形成した。
(2) 第２工程
直径50mmの円板を形成するための粉体成形
用金型の底型上に、第１工程を経た円板を置
き、そのセラミツク被膜上に湿潤物を均一に
詰め込み、押型により約400Kg/cm2の圧力を加
えて加圧成形した。成形体は、金属基体上に
圧着形成されており、これを電気炉にて70℃
に約60分間乾燥し、ついで４℃／minの速度
で昇温して550℃に30分間熱処理して硬化体
としかつこれを第１セラミツク層に固着させ
た。次に、この硬化体にスラリーNo.２を塗布
含浸させ、前記と同条件で熱処理を施した
後、クロム酸濃溶液No.２の含浸及び熱処理を
行なつた。このスラリー及びクロム酸濃溶液
による処理を交互に３回ずつ繰り返し処理
し、さらにクロム酸濃溶液だけによる塗布・
含浸及び熱処理を３回繰り返し行なつた。こ
の操作により厚さ2.3mmのセラミツクス層が
形成された。
用金型の底型上に、第１工程を経た円板を置
き、そのセラミツク被膜上に湿潤物を均一に
詰め込み、押型により約400Kg/cm2の圧力を加
えて加圧成形した。成形体は、金属基体上に
圧着形成されており、これを電気炉にて70℃
に約60分間乾燥し、ついで４℃／minの速度
で昇温して550℃に30分間熱処理して硬化体
としかつこれを第１セラミツク層に固着させ
た。次に、この硬化体にスラリーNo.２を塗布
含浸させ、前記と同条件で熱処理を施した
後、クロム酸濃溶液No.２の含浸及び熱処理を
行なつた。このスラリー及びクロム酸濃溶液
による処理を交互に３回ずつ繰り返し処理
し、さらにクロム酸濃溶液だけによる塗布・
含浸及び熱処理を３回繰り返し行なつた。こ
の操作により厚さ2.3mmのセラミツクス層が
形成された。
(3) 第３工程
第２工程で得たセラミツクス層上に、スラ
リーNo.３を刷毛を用いて塗布し、６℃/min
の速度で昇温し550℃に30分間熱処理し、次
にクロム酸濃溶液No.３を塗布し、前記と同条
件で熱処理し、さらにクロム酸濃溶液の塗布
及び熱処理を４回繰り返し行ない、厚さ50μ
ｍのセラミツク被膜を形成した。
リーNo.３を刷毛を用いて塗布し、６℃/min
の速度で昇温し550℃に30分間熱処理し、次
にクロム酸濃溶液No.３を塗布し、前記と同条
件で熱処理し、さらにクロム酸濃溶液の塗布
及び熱処理を４回繰り返し行ない、厚さ50μ
ｍのセラミツク被膜を形成した。
(4) 試験結果
得られた接合体について、市販の染色浸透
探傷剤「カラーチエツク」を用い、セラミツ
ク被膜のピンホール（開放気孔）の試験を行
なつた結果は、染色による呈色すなわちピン
ホールはほとんど認められなかつた。又、金
属基体と積層セラミツクスとの接合強度は、
試験に用いたエポキシ系樹脂接着剤の接着面
での剥離がおこり、その強度415Kg/cm2以上を
有していた。なお、三層からなるセラミツク
スの見掛の熱伝導率（熱線法）は0.0042cal/
cm・sec・℃であり、良好な断熱性を有する
ことが確認された。
探傷剤「カラーチエツク」を用い、セラミツ
ク被膜のピンホール（開放気孔）の試験を行
なつた結果は、染色による呈色すなわちピン
ホールはほとんど認められなかつた。又、金
属基体と積層セラミツクスとの接合強度は、
試験に用いたエポキシ系樹脂接着剤の接着面
での剥離がおこり、その強度415Kg/cm2以上を
有していた。なお、三層からなるセラミツク
スの見掛の熱伝導率（熱線法）は0.0042cal/
cm・sec・℃であり、良好な断熱性を有する
ことが確認された。
実施例 ２
(1) 金属基体の調製
炭素鋼S45Cを用い直径50mm、厚さ５mmの円
板とし、実施例１と同様に前処理を行なつた。
板とし、実施例１と同様に前処理を行なつた。
(2) セラミツクス層形成用材料の調製
(1) 第１セラミツク層形成用材料
(a) スラリーNo.１：実施例１と同じ濃度のク
ロム酸濃溶液40重量部、SiO2粉末60重量
及びAl2O3粉末７重量部をアルミナ製ボー
ルミルを用いて24時間粉砕し、さらに水７
重量部を加え24時間粉砕・混合して調製し
た。
ロム酸濃溶液40重量部、SiO2粉末60重量
及びAl2O3粉末７重量部をアルミナ製ボー
ルミルを用いて24時間粉砕し、さらに水７
重量部を加え24時間粉砕・混合して調製し
た。
(b) クロム酸濃溶液No.１：実施例１と同様に
して比重1.65の溶液を調製した。
して比重1.65の溶液を調製した。
(2) セラミツクス層形成用材料
(a) 加圧成形用湿潤体：実施例１と同様にし
て調製した安定化ZrO2粉末30重量部、
SiO2粉末50重量部及び粒度44μｍ以下の
CaZrO3粉末20重量部に水を加え、アルミ
ナ製ボールミルを用い24時間粉砕・混合し
た後、乾燥し、この乾燥粉末100重量部
に、前記のようにして調製した比重1.7の
クロム酸濃溶液7.5重量部を加え、よく混
和して湿潤物を調製した。
て調製した安定化ZrO2粉末30重量部、
SiO2粉末50重量部及び粒度44μｍ以下の
CaZrO3粉末20重量部に水を加え、アルミ
ナ製ボールミルを用い24時間粉砕・混合し
た後、乾燥し、この乾燥粉末100重量部
に、前記のようにして調製した比重1.7の
クロム酸濃溶液7.5重量部を加え、よく混
和して湿潤物を調製した。
(b) 硬化体並びに第１セラミツク層との結合
強化剤 (i) スラリーNo.２：実施例１と同様な安定
化ZrO2、SiO2、Al2O3を用い、それぞれ
を40、60、10重量部の割合で配合し、前
記のようにして調製した比重1.55のクロ
ム酸濃溶液140重量部を加え、実施例１
と同様にして調整した。
強化剤 (i) スラリーNo.２：実施例１と同様な安定
化ZrO2、SiO2、Al2O3を用い、それぞれ
を40、60、10重量部の割合で配合し、前
記のようにして調製した比重1.55のクロ
ム酸濃溶液140重量部を加え、実施例１
と同様にして調整した。
(ii) クロム酸濃溶液No.２：前記のようにし
て比重1.7の溶液を調製した。
て比重1.7の溶液を調製した。
(3) 第３セラミツク層形成用材料
(a) スラリーNo.３：実施例１と同様に調製し
た。
た。
(b) クロム酸濃溶液No.３：実施例１と同様に
調製した。
調製した。
(3) セラミツクス・金属接合体の製造及び試験結
果 (1) 第１工程 前処理した炭素鋼円板に、スラリーNo.１及
びクロム酸濃溶液No.１を使用して、実施例１
と同様に処理して48μｍ厚の緻密質セラミツ
ク被膜を形成した。ただし、熱処理温度は
650℃とした。
果 (1) 第１工程 前処理した炭素鋼円板に、スラリーNo.１及
びクロム酸濃溶液No.１を使用して、実施例１
と同様に処理して48μｍ厚の緻密質セラミツ
ク被膜を形成した。ただし、熱処理温度は
650℃とした。
(2) 第２工程
湿潤体の成形圧力を650Kg/cm2、熱処理温度
を650℃とした以外は、実施例１と同様にし
て行ない、厚さ約2.7mmの微細気孔を有する
セラミツクの層を形成した。
を650℃とした以外は、実施例１と同様にし
て行ない、厚さ約2.7mmの微細気孔を有する
セラミツクの層を形成した。
(3) 第３工程
実施例１と同様な条件、手順によつて操作
し、厚さ53μｍのセラミツク被膜を形成し
た。
し、厚さ53μｍのセラミツク被膜を形成し
た。
(4) 試験結果
得られた接合体について、実施例１と同様
に各種試験を行なつた。その結果、セラミツ
ク表面の開放気孔はほとんど認められず、
又、セラミツクス層及び金属基体相互間の接
合強度は、403Kg/cm2以上であり、セラミツク
ス層の見掛の熱伝導率は、0.0046cal/cm・
sec・℃と良好な断熱性が認められた。
に各種試験を行なつた。その結果、セラミツ
ク表面の開放気孔はほとんど認められず、
又、セラミツクス層及び金属基体相互間の接
合強度は、403Kg/cm2以上であり、セラミツク
ス層の見掛の熱伝導率は、0.0046cal/cm・
sec・℃と良好な断熱性が認められた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属基体の表面に、クロム酸濃溶液とSiO2
及びAl2O3とからなるスラリーを塗布して加熱処
理を行わしめ、更にクロム酸濃溶液を塗布して再
び同様の加熱する処理を少なくとも１回以上繰り
返して行ないセラミツク被膜を形成せしめる第１
工程と、 安定化又は部分安定化処理したZrO2、Ca
（Mg）ZrO3及びSiO2からなる群から選ばれた少
なくとも１種の微粉末をクロム酸濃溶液で湿潤し
た湿潤体を、前記第１工程で得たセラミツク被膜
上に加圧成形し、熱処理して硬化せしめて硬化体
を形成せしめた後に、クロム酸濃溶液と安定化又
は部分安定化処理したZrO2、SiO2及びAl2O3とか
らなるスラリーを含浸して加熱処理を行わしめ、
次いでクロム酸濃溶液を含浸して再び同様の加熱
する処理を少なくとも１回以上繰り返して行うこ
とにより、前記硬化体の強化ならびに該硬化体と
第１工程で得たセラミツク被膜との結合を強化す
る比較的厚いセラミツクス層を形成せしめる第２
工程と、 第２工程で得たセラミツクス層上に、クロム酸
濃溶液とSiO2及びAl2O3とからなるスラリーを塗
布して加熱処理を行わしめ、しかる後にクロム酸
濃溶液を塗布して再び同様の加熱する処理を少な
くとも１回以上繰り返して行つてセラミツク被膜
を形成せしめる第３工程と、 よりなることを特徴とするセラミツクス・金属
接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14209383A JPS6033361A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | セラミツクス・金属接合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14209383A JPS6033361A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | セラミツクス・金属接合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033361A JPS6033361A (ja) | 1985-02-20 |
| JPS622631B2 true JPS622631B2 (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=15307260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14209383A Granted JPS6033361A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | セラミツクス・金属接合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033361A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3480875A1 (en) | 2013-12-25 | 2019-05-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries and method for producing same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6253443A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-09 | 株式会社東芝 | 流体噴射式織機のサブノズル |
| TWI412569B (zh) | 2010-11-02 | 2013-10-21 | Ind Tech Res Inst | 接合材料、接合方法、與接合結構 |
-
1983
- 1983-08-03 JP JP14209383A patent/JPS6033361A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3480875A1 (en) | 2013-12-25 | 2019-05-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries and method for producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6033361A (ja) | 1985-02-20 |
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