JPS6245499A - ろう付け用ろうおよびそれを用いる結合方法 - Google Patents

ろう付け用ろうおよびそれを用いる結合方法

Info

Publication number
JPS6245499A
JPS6245499A JP61157153A JP15715386A JPS6245499A JP S6245499 A JPS6245499 A JP S6245499A JP 61157153 A JP61157153 A JP 61157153A JP 15715386 A JP15715386 A JP 15715386A JP S6245499 A JPS6245499 A JP S6245499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing
solder
nickel
ceramic
aluminum
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.)
Pending
Application number
JP61157153A
Other languages
English (en)
Inventor
アーサー ジェイ.モアヘッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
US Department of Energy
US Government
Original Assignee
US Department of Energy
US Government
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by US Department of Energy, US Government filed Critical US Department of Energy
Publication of JPS6245499A publication Critical patent/JPS6245499A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/003Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
    • C04B37/006Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts consisting of metals or metal salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033Ni as the principal constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6581Total pressure below 1 atmosphere, e.g. vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12Metallic interlayers
    • C04B2237/123Metallic interlayers based on iron group metals, e.g. steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12Metallic interlayers
    • C04B2237/126Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/34Oxidic
    • C04B2237/343Alumina or aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/36Non-oxidic
    • C04B2237/365Silicon carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40Metallic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、セラミックとセラミック、またはセラミック
と金属とを直接ろう付けすることによ・)で高温の使用
温度に耐えることができろ強靭な結合を形成するための
耐酸化性のろう付け用フィラー金属すなわち耐酸化・P
lろうの開発に関する。
先進の熱機関や熱交換器などの高性能用途にお(づるセ
ラミック材料の使用を促進させたり、又は制限したりす
る重要な技術は、単純な形状のセラミック部材を確実に
結合させて複雑な組立体に形成したり、又は単位長さの
セラミック伺お1を結合させて大型のセラミック装置を
形成する技術である。過去50年間にわたってセラミッ
ク結合技術は大いに進展したけれども、高温で高応力且
つ汚れた環境で使用されるセラミックを結合するための
ろうの開発は、殆んどなされていない。
セラミックのろう(旧プは、金属のろう付けに比しては
るかに困難である。本出願人が知っている唯一の商業的
に入手可能なろう付け合金、即らろうは、「ウェスゴス
・ティクジル(wesqo’s  Ticusil) 
l  (△r、r −26,7−Cu−4,5−l’−
ii重量%と称する商品名の下で市販されており、当該
ろうは、酸化物系セラミックを濡らして結合させる。し
かしながら、当該ろうの成分(△q−cu−Ti)の耐
酸化性が低く、そしてろう付け温度も比較的に低い(9
50℃)ため、当該ろうを高温の用途に用いることはで
きない。
セラミックを結合するために用いることができるろう付
け方法には、基本的に二つの方法がある。その一つは、
間接ろう付けであり、当該間接ろう付げにおいては、セ
ラミックは、市販の非反応性ろうでもってろう付けされ
る前に、活性金属で被覆される。もう一つの方法は、金
属とセラミックの双方を濡らして双方に結合するように
特別に調製されたろうを用いた直接ろう付けでおる。
殆んどのろう付け用フィラー金属(brazingfi
lter metal)すなわちろうは、セラミックの
表面を濡らさないので、セラミックの直接ろう付けは、
金属のろうイ」けに比しはるかに困難である。事iす被
覆を施さなくても、ある種のセラミックを濡らすことが
できる幾つかのろうが開発されているが、今日の進展の
下では先進のエネルギー変換用途に当該ろうを用いるこ
とができない幾つかの要因が存在する。当該ろうは、例
外なしに、チタンや、ジルコニウム、またはハフニウム
などの反応性元素を1つ又はそれ以上含有している。当
該反応性元素は、セラミックの酸化物を還元させてセラ
ミックとろうとの境界面に、’l’−i−、7r−又は
ト1f−酸化物を形成させることにより酸化物系セラミ
ックに対する当該ろうの結合を促進させる。都合の悪い
ことに、上記の強力な酸化物形成傾向は、当該ろうが、
高温で大気に長期にわたって曝される場合には、本来的
に腐蝕性の酸化作用を受は易くなるという問題を生ずる
。従来開発された組成物の多くが有するもう一つの問題
は、それらの組成物が今日の商業的用途において望まし
くない物質である有毒元素のベリリウムを含有している
点に存する。、更に又、先進の熱瀘関への用途を考慮し
た温度範囲である1000乃至1200℃での使用温度
に対して、当該組成物の幾つかの溶融領域(すなわち、
同相線温度)は過度に低い。
間接ろう付【プの場合に必要な極めて複雑且つ高価な被
覆処理、すなわら金属化処理は、多くの場合、直接ろう
付【プにおいては、その開発や適用化をしないで済ませ
ることができる。また、活性金属をろうの中に含有させ
て置くと、保管に際し又はろう付け作業中、純粋な活性
金属をセラミックを被覆させるために先に用いる場合に
比し、はるかに効果的に当該活性金属を酸化作用から守
ることができる。最後に、被覆とセラミック下地との間
の結合強度や、当該被覆の耐食性は、直接ろう付けにお
いてはかかわりのない事項である。直接ろう付けは、セ
ラミックの結合に用いられる場合には上記長所を発揮す
るが、当該長所を維持しつつ、従来の組成物の欠点を解
消して高温での耐酸化性を向上さゼるようにろうを更に
開発する必要がおる。
上記の必要性に鑑み、本発明の目的は、高い使用温度に
耐えられる強靭な結合を形成するための高純度の構造用
セラミックの直接ろう付け用の、耐酸化性で無毒性のフ
ィラー金属すなわちろうをj是イ共することである。
本発明は、非酸化性雰囲気中で1450乃至1550°
Cの温度範囲(結合される材料に依存する)内で、ろう
を用いてセラミックと金属とを自己同士および相互に結
合させる方法であって、当該ろうは:23乃至25原子
%のアルミニウムと残りニッケルとを有する1〜リニツ
ケル・アルミナイドか:23乃至25原子%のアルミニ
ウムと、0.05乃〒0.20原子%の炭素と、残りニ
ッケルとを含有するトリニッケル・アルミナイドのいず
れかからなる。本発明は、また複合構造物に関し、当該
複合構造物は、セラミックと金属の少なくとも2つの構
造部材を有する。当該構造部材は、自己同士及び相互に
、トリニッケル・アルミナイドろうによって結合される
当該ろうは:23乃至25原子%のアルミニウムと、残
りニッケルとを含有りる1〜リニツケル・アルミナイ[
−ろうCあるか;又【J23乃〒25原子%のアルミニ
ウムと、0.05乃至0.20原子%の炭素と、残りニ
ッケルとを含イ)゛するトリニッケル・アルミナイドろ
うのいずれかでおる。更に、本発明は:23乃〒25原
子%のアルミニウムと、残りニッケルとを含有するトリ
ニッケル・アルミナイドろうと;23乃至25原子%の
アルミニウムと、0.05乃至0.20原子%の炭素ど
、残りニツノlルとを含有する1ヘリニツケル・アルミ
ナイドろうとに関する。当該ろうは、耐酸化性である点
と、有毒成分を含有しない点とで、従来の組成物を越え
る長所を有する。当該ろうは高融点を有するので、強靭
な結合を作ることができ、高温の用途にし使用すること
ができる。
近年、高温の用途において用いるために、セラミックと
セラミック、又はセラミックと金属とを結合させる方法
の開発に関して多くの研究がなされている。好ましい技
術は、直接ろう何は法であり、当該直接ろう付け方法に
おいては、結合すべき2つの部材が、当該部材の各々の
表面を濡らして同表面に接着することができるろうを用
いて互いにろうイ」けされる。酸化物含有セラミックの
開発の一つの方針は、強度の酸化物形成性向を有する活
性金属を含有するろうの使用に存する。当該ろうの活性
元素とセラミックとの間の相互作用によって、酸化物の
表面層が還元されて当該活性元素の酸化物が形成され、
そして当該活性元素の酸化物が当該ろうとセラミックと
を結合させるように働く。このことを考慮して、研究を
行なうために、N I 3 A I合金系が選択された
。その理由は、活性金属で容易にアルミニウムを置換す
ることができるからでおる。その上、当該合金系は、追
加的な利益も提供する。ニッケル・アルミナイド(ni
ckelaluminide)に基づく規則的金属間化
合物は、それらが保護性のアルミニウム酸化物層(酸化
アルミニウムはすべての酸化物類の中でも最も安定なも
のの1つである)を形成する能力をイアする結果、少な
くとも1100°Cまでは、典型的な耐酸化性を有する
。更に又、これらの合金が有する強度の長距離秩序(l
ong−range order)性向によって、高温
における原子の移動性が低下させられて構造上の大きな
安定性や、良好な耐高温変形性(creep )が得ら
れる。
Ni3Al合金系の研究は、アルミニウムを、銅のみな
らず、チタンやジルコニウムヤハフニウムなどの活性金
属の種々の量で置換し、そして延性を増加させるために
微量の17111素を添加することから開始された。こ
れらの置換されたニッケル・アルミナイド類を用いてセ
ラミックをろう付けする試みがなされたが、これらの試
みは期待に反し、いずれも不成功であった。しかしなが
ら、当該実験から驚くべき進展が見られた。即ち、活性
金属を含有づるニッケル・アルミブーイド類はセラミッ
クを濡らしたりそれに接着したりしないが、純粋なN1
3△1や、脱駿材としての炭素を小量(0,05乃至0
.201m子%)含有するN+3△1は、予期せぬ好結
甲を生じことが発見された。当該合金は、例えば商品名
「コアズ(Coors)AD−99J  (99%へ1
203)や、1−AD−998J (99,8%A12
03)および「デグズイット(Degussit )八
L−23J(99,7%A1203>の名称の下で市販
されているような高純度且つ高密度のアルミナを含有す
る酸素含有セラミックを濡らして同セラミックに接着す
るばかりでなく、二囲化ヂタンや二焼結α−炭化珪素や
;分散金属か又は炭化珪素ウィスカーのいずれかを含有
するアルミツ母材複合1・/11t’;lと強靭な結合
をも形成する。これらのる・うば、)苗造田セラミック
を直接ろう(=jけづるため開発されたものであるか、
今日、宇宙用途用の先進の原子炉用に考慮されている[
1−111   J   (Ta  −8W−2ト(f
)  や rT7MJ(M  O−0,05丁−i  
 −0,087r  −0,03C)と称されるも(7
′)のような耐火合金をも容?い5″1濡らし・て同合
金上を流1′]る。
1−記]アズ AD−99J5よびAD −998アル
ミブど:デグズイツ1へ八1 23アルミナと:第2の
靭性増り0相としてのpt、crまたはSiCを含有す
るアルミナ母材複合材料と:そして米国2ニューヨーク
州、ナイアガラ・フォールスに所在するカーポランダム
社(CarborundumCompany )で商品
名「ヘキソロイ(l−(exolloy )S A 、
1の下で製造されている焼結炭素珪素セラミックとにつ
いて、液滴濡れ性(scssile dropwett
abi l 1ty)調査が実施された。液滴装置は、
早本的には、直径が38ミリで長さが300ミリの溶融
シリカ製の管からなる水平式の誘導加熱炉−Qあり、当
該炉内で、5 X ’10−5mm1−10の真空度と
、1750°Cの温度か得られる。各試験遂行後、試料
片は当該管から取出されて、陰影゛ダ真法(shado
wgraph )によって、濡れの度合(接触角)が測
定され、次いで、セラモグラフィック(ceramog
raphic )検査のために切断されるか、x1は温
体(drop)とセラミック下地間の結合の見掛のつi
′!断強度を計るために用いられるがされる。つ9[枦
試験は、一般に5.71容された方法である611−ッ
トン・ブツシュ・オフ法(Sutton push−o
ff technique )によって実施された。当
該試験においては、専用試験設備上の突起が、凝固した
液滴をセラミック下地から切り取る。結合強度は、当該
液滴が切り取られる時の荷重を境界面積で除紳すること
ににつで算出された。
曲げ強度測定も、これらの実験的ろうでもってろう付け
され/jセラミックとセラミックのろう(=−1−DJ
部に対しで実施された。代表例とし゛(−1中間部を横
切ってろう何は結合を有する3個または4個の棒状試験
片が、4点曲げ設備(、二おいて試験された。
試験されたこれらのろうは、アーク溶融法および水冷式
鋼装鋳ヤを用いた滴下鋳造法(drop−castin
g)か、又は高速回転しているステンレス鋼製の輪を用
いた溶融一回転法(melt−spin−0団q)かの
いずれかの方法によって作られた。
上記滴下鋳造法で作られた材料は、ろう(=t I、j
に用いるために、小片に切断されるか、又は簡に圧延さ
れるかする。、当該ろう付けは、2×10−4mm11
gかそれよりも低い真空中で実施されるが、このことで
、高純度の不活性ガス雰囲気中でのろう付けを排除する
わけてはない。ろう付けに先立って、セラミック下地は
、エタノール交番よアゼトンで脱脂されて清浄化され、
次いで、800乃至1000°Cの温度で15分間にわ
たってJJIJ穴:ムdれる。
天動f9’i ’l 。
各トドU)巾版j!ルミjIJ地【こスrJ L ℃1
:25原了ゾロのア°ルミニウムと残り二・ソケルか5
> l、;る組成、即らNi−25Al  は1%で8
6.INi −t3.9△1)を・有するろうを用いて
、一連の液滴濡れは試験が実施されI、。このろうは、
滴下鋳造された125グラムのビレット(金属塊)から
切り出されlこ1ミリ立方の形状をしていた。ろう付【
づは、加熱始めの時点で5 X ’I O’mmHg未
満の真空度で実施された。加熱は、モリブデン製の感受
体に誘導加熱を加えることによっで実施された。ろう付
け温度は、1450乃至1585°Cの温度範囲にわた
った。これらの試験の結果を第1表に示す。第1表は、
全てのケースにおいてセラミックを濡らすことができた
ことを示しく濡れ角度≦90’)、そして接着力が良好
な値(24−35MPa、即ち、3.5乃至5ksi 
)から顕著に良好な値185−300 MPa (27
−44ksi)にわたっていることを示している。
第1表 (”C)     (MPa)  <ks i )25
3   AD−99158570446,4256AD
−99458090243,5267AD−99150
090426,1278AD−99145090558
,0278AD−99145090365,2279A
L−2315507571+0.3281   At−
231530759213,3286AL−23155
07018526,8286AL −23155070
30043,5329Al1−998  1550  
80  35   5.+333   AL−2315
5085/90 29   4.2405   AD−
99815508590+3.0され、そして加熱後の
真空度は〜2 X 10’mm1gに達した。
実施例2゜ 曲げ強度の測定は、1550℃の温度で真空中でNi−
25A+ろうを用いてろう付けされた炭化珪素同士のろ
う付け結合体について実施された。当該試験片は、2個
の焼結α−炭化珪素試片を当接させて、当該当接部に予
めろうの小立方体を置くことによって作られた。ろう付
け1多、当該試片の表面が研削されて余分のろうが除去
され、次いで4個の曲げ試験片が切り取られた。
これらの試験片は、4点曲げ設備において、側方曲げ形
状に関して試験された。これらの4個の試験片の平均曲
げ強度は、160MPa(23ksi )であり、この
ときの標準偏差値は24MPaでおった。この曲げ強度
は、炭化珪素のそれよりも低いが、それでも炭化珪素を
結合するために現在用いられているろう材のそれの約4
倍もおる。
実施例3゜ 液滴濡れ性調査およびそれに続く結合部の剪断強度の測
定は、炭素を各々、o、 05原子%、0.1原子%d
5 J:び0.2原子%ザつ添加した上記Ni−25A
I(原子%)からなる3つの一連のろうについて実施さ
れた。これらの合金は、当該Ni−25△1の一部1グ
ラムを再溶融させることにより作られた。これらの試験
データ(第2表)は、炭素の含有量が0.1原子%のと
きには純粋のNi3△I (第1表)を上回る接着力が
得られる一方、炭素が当該含有量の上下の値の含有量を
有するときには強度か低下することを示す。濡れ角は、
炭素の添加によっては、著しく変化させられることはな
いように児える。。
セラミックまたは金属をろう付けする際に現在も続いて
いる問題の一つは、ろうの上に一般に酸化物であるとこ
ろの表面膜が形成されるのを防ぐ問題である。何故なら
ば、当該表面膜は、ろうが下地を濡らずことを妨げそし
て下地に接着することを妨げるからである。このような
表面積の形成を防止したり、又は最小限に押えるために
、ろう付けは一般に不活性ガス雰囲気内または真空中で
実施される。これらの代案としては、開化作用の度合を
低下させる乾燥水素雰囲気によって作られるか、又は形
成される酸化物を溶¥E覆るフラックスを用いることに
よって作られる還元性の条件下でろうイ」けを実施する
ことが挙げられる。セラミックをろうイ」けする際、酸
化物系セラミックの場合には安定な酸化物を、そして炭
化珪素のにうな炭化物系セラミックの場合には安定な炭
化物を、ろうとセラミックとの間の境界面に形成する能
力に基づいて、一般にろう組成物は選択される。更に又
、酸素または酸化物を溶解する能力を溶融したろうが有
することは何らかの価値があることも知見された。現在
のところ、酸素を溶解する当該能力が有益なのか有益で
ないのかは不明でおる。何故ならば、(1)当該能力に
よって、ろうから濡れを妨害する膜が除去されることに
より、ろうと下地とが密着することができるか、又は(
2)当該能力は、固−液界面エネルギーの低下を促進さ
せるかするからである。事実、これらの2つの要因は相
いれない。何故ならば、強力な酸化物形成者である合金
添加物の存在によって、液状溶融物中にa3ける酸素溶
解度は急速に低下するからである。ろう(Aにおける酸
化物膜の形成および還元は、熱力学的観点から考察され
てきており、そして、炭素の添加と真空ろう付げによれ
ば、極めて乾燥した水素雰囲気によって達成されるより
もはるかに高い効率で強力に酸化物を還元して酸素を除
去することができるものと信じられる。理由はどうでお
れ、結果はより良好な再現性を有しているので炭素の添
加は極めて有益であった。
1〜リニツケル・アルミナイド類は、セラミックと金属
を直接的にろうイ・」けすることができ、高温酸化作用
にも耐えることができ、そして有毒元素を含有せずに済
むことができる。ろう材として、トリニッケル・アルミ
ナイドを用いれば、高温に耐えることができ、極めて強
靭であり且つ、微小合金技術(microalloyi
ng tech−n i ques )を用いることに
より延性を有する能力も有すると言う多くの長所を有す
るろう材を提供することができる。当該トリニッケル・
アルミナイドに炭素を添加することにより、強度を更に
増大させ、そして再現性を更に向上させることかできる

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、23乃至25原子%のアルミニウムと残りニッケル
    とからなる、セラミックと金属とを自己同士および互い
    にろう付けするためのろう付け用ろう。 2、23乃至25原子%のアルミニウムと、0.05乃
    至0.20原子%の炭素と、残りニッケルとからなる特
    許請求の範囲第1項記載のろう付け用ろう。 3、セラミック部材と金属部材とを自己同士および互い
    にろう付け結合する方法であつて、結合すべき両部材の
    表面を当該表面間にろうを介在させて当接状態に組立て
    、かくして得られた組立体を非酸化性条件の下で145
    0乃至1550℃の範囲のろう付け温度に加熱し、かく
    して得られたろう付け結合を冷却することからなり、該
    ろうは23乃至25原子%のアルミニウムと、残りニッ
    ケルとからなるトリニッケル・アルミナイトであること
    を特徴とするろう付け結合方法。 4、前記ろうは、23乃至25原子%のアルミニウムと
    、0.05乃至0.20原子%の炭素と、残りニッケル
    とからなる特許請求の範囲第3項記載のろう付け結合方
    法。 5、セラミックと金属との少なくとも2つの構造用部材
    を自己同士および互いに結合せしめてなる複合体であっ
    て、23乃至25原子%のアルミニウムと残りニッケル
    とからなるトリニッケル・アルミナイトろうを両部材の
    間に介在させてなる複合体。 6、前記ろうは、23乃至25原子%のアルミニウムと
    、0.05乃至0.20原子%の炭素と、残りニッケル
    とからなる特許請求の範囲第5項記載の複合体。
JP61157153A 1985-07-03 1986-07-03 ろう付け用ろうおよびそれを用いる結合方法 Pending JPS6245499A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/751,414 US4596354A (en) 1985-07-03 1985-07-03 Oxidation resistant filler metals for direct brazing of structural ceramics
US751414 2000-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6245499A true JPS6245499A (ja) 1987-02-27

Family

ID=25021878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61157153A Pending JPS6245499A (ja) 1985-07-03 1986-07-03 ろう付け用ろうおよびそれを用いる結合方法

Country Status (6)

Country Link
US (3) US4596354A (ja)
JP (1) JPS6245499A (ja)
CA (1) CA1274706A (ja)
DE (1) DE3622192A1 (ja)
FR (1) FR2584391A1 (ja)
GB (1) GB2177721B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63274678A (ja) * 1987-04-30 1988-11-11 Nec Corp 高熱伝導性セラミックス基板
JP4908426B2 (ja) * 2005-11-29 2012-04-04 株式会社東芝 熱電変換モジュールとそれを用いた熱交換器および熱電発電装置
JP2012076937A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Ngk Insulators Ltd セラミックス−金属接合体の製造方法、及びセラミックス−金属接合体
JP2012201582A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Ngk Insulators Ltd 熱伝導部材

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6071579A (ja) * 1983-09-28 1985-04-23 株式会社日立製作所 アルミナと金属との接合方法
US5015290A (en) * 1988-01-22 1991-05-14 The Dow Chemical Company Ductile Ni3 Al alloys as bonding agents for ceramic materials in cutting tools
US4919718A (en) * 1988-01-22 1990-04-24 The Dow Chemical Company Ductile Ni3 Al alloys as bonding agents for ceramic materials
JP3866320B2 (ja) * 1995-02-09 2007-01-10 日本碍子株式会社 接合体、および接合体の製造方法
JP3813654B2 (ja) * 1995-02-09 2006-08-23 日本碍子株式会社 セラミックスの接合構造およびその製造方法
DE69619898T2 (de) * 1995-07-14 2002-11-07 Ngk Insulators Ltd Verfahren zum Verbinden von Keramik
US5836505A (en) * 1996-05-07 1998-11-17 Commissariat A L'energie Atomique Joining by brazing of ceramic materials containing silicon carbide
FR2787737B1 (fr) 1998-12-23 2001-01-19 Commissariat Energie Atomique Composition de brasure, procede d'assemblage de pieces en materiaux a base d'alumine par brasage refractaire avec ladite composition de brasure, assemblage et joint refractaire ainsi obtenus
FR2806405B1 (fr) * 2000-03-14 2002-10-11 Commissariat Energie Atomique Procede d'assemblage de pieces en materiaux a base de sic par brasage refractaire non reactif, composition de brasure, et joint et assemblage refractaires obtenus par ce procede
US20070251938A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-01 Watlow Electric Manufacturing Company Ceramic heater and method of securing a thermocouple thereto
KR102638664B1 (ko) * 2018-06-13 2024-02-21 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 세라믹 및 금속을 접합하기 위한 브레이징 방법, 이를 사용하는 반도체 가공 및 산업 장비
US11541470B2 (en) * 2021-04-02 2023-01-03 General Electric Company Methods of furnace-less brazing

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2515184A (en) 1941-01-13 1950-07-18 Int Nickel Co Age hardenable nickel alloys
US2410356A (en) 1943-05-29 1946-10-29 Du Pont Purification of tetraethyl lead
US2755184A (en) * 1952-05-06 1956-07-17 Thompson Prod Inc Method of making ni3al
US2910356A (en) 1956-07-19 1959-10-27 Edward M Grala Cast nickel alloy of high aluminum content
GB836064A (en) * 1956-07-23 1960-06-01 Siemens Planiawerke Ag Improvements in or relating to processes for improving the mechanical properties andscaling resistance of sintered bodies
US2937324A (en) * 1959-02-05 1960-05-17 Westinghouse Electric Corp Silicon carbide rectifier
DE1812144C3 (de) * 1967-12-06 1974-04-18 Cabot Corp., Boston, Mass. (V.St.A.) Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Nickel-Aluminium-WerkstofTs
US3469062A (en) * 1968-01-03 1969-09-23 United Aircraft Corp Method of joining metals
US3620718A (en) 1970-08-28 1971-11-16 Nasa Nickel base alloy
US3872419A (en) * 1972-06-15 1975-03-18 Alexander J Groves Electrical elements operable as thermisters, varisters, smoke and moisture detectors, and methods for making the same
US4046560A (en) 1975-12-30 1977-09-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Nickel base alloy
SE423727B (sv) * 1976-04-08 1982-05-24 Stal Laval Turbin Ab Skyddsbeleggning for stalytor
GB2037322B (en) * 1978-10-24 1983-09-01 Izumi O Super heat reistant alloys having high ductility at room temperature and high strength at high temperatures
US4243412A (en) * 1979-06-07 1981-01-06 Sybron Corporation Dental alloy
DE2933835A1 (de) * 1979-08-21 1981-03-26 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum befestigen von in scheiben- oder plattenform vorliegenden targetmaterialien auf kuehlteller fuer aufstaeubanlagen
DE3267769D1 (en) * 1981-06-09 1986-01-16 Toshiba Kk Method of joining ni-base heat-resisting alloys
GB2125517B (en) * 1982-08-20 1987-03-11 Ae Plc Pistons and methods for their manufacture
DE3329787A1 (de) * 1982-08-20 1984-02-23 AE PLC, Rugby, Warwickshire Kolben und verfahren zu ihrer herstellung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63274678A (ja) * 1987-04-30 1988-11-11 Nec Corp 高熱伝導性セラミックス基板
JP4908426B2 (ja) * 2005-11-29 2012-04-04 株式会社東芝 熱電変換モジュールとそれを用いた熱交換器および熱電発電装置
JP2012076937A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Ngk Insulators Ltd セラミックス−金属接合体の製造方法、及びセラミックス−金属接合体
JP2012201582A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Ngk Insulators Ltd 熱伝導部材

Also Published As

Publication number Publication date
FR2584391A1 (fr) 1987-01-09
GB2177721A (en) 1987-01-28
USH301H (en) 1987-07-07
CA1274706A (en) 1990-10-02
DE3622192A1 (de) 1987-01-15
USH298H (en) 1987-07-07
US4596354A (en) 1986-06-24
GB2177721B (en) 1989-07-19
GB8615402D0 (en) 1986-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6245499A (ja) ろう付け用ろうおよびそれを用いる結合方法
US4710235A (en) Process for preparation of liquid phase bonded amorphous materials
EP2055424B1 (en) Braze formulations and process for making and using
JP5068927B2 (ja) ニッケル系ろう合金組成、その関連方法及び物品
US20090139607A1 (en) Braze compositions and methods of use
JPH04500983A (ja) 超合金体の穴を充填し且つ損傷を補修するための高温金属合金混合物
EP0827437B1 (en) Nickel-chronium-based brazing alloys
JPS62220299A (ja) ろう付け用ろうおよびそれを用いる結合方法
EP0301492A1 (en) Method for bonding cubic boron nitride sintered compact
JP2002516183A (ja) コバルト−クロム−パラジウムをベースとするろう付用合金
US3070875A (en) Novel brazing alloy and structures produced therewith
JP3205466B2 (ja) Sn基低融点ろう材
US5385791A (en) Gold-nickel-vanadium-molybdenum brazing materials
JP2004066324A (ja) アルミニウム系金属と異材金属のろう付け方法
JPS60191679A (ja) 耐熱超合金の拡散接合方法
JP3210766B2 (ja) Sn基低融点ろう材
JPH0147277B2 (ja)
EP0340296A1 (en) Method of repairing damages in superalloys
JPH07498B2 (ja) 切削工具用ダイヤモンドの接合法
JPH0822472B2 (ja) 耐酸化性に優れたNi基耐熱ろう
KR100320545B1 (ko) Sn계저융점땜납재
JP3232896B2 (ja) 部材間のロー付け接合方法
JPH11285860A (ja) 酸化雰囲気中液相拡散接合方法
JPS6261398B2 (ja)
JPS5893586A (ja) 耐熱合金の接合法