JPS6256380A - セラミツクス−金属接合部材 - Google Patents
セラミツクス−金属接合部材Info
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- JPS6256380A JPS6256380A JP19651385A JP19651385A JPS6256380A JP S6256380 A JPS6256380 A JP S6256380A JP 19651385 A JP19651385 A JP 19651385A JP 19651385 A JP19651385 A JP 19651385A JP S6256380 A JPS6256380 A JP S6256380A
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- sintered
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、セラミックスと金属の接合部材に関する。
窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ等の各種セラミック
スは、夫々が備えた特異な性質を生かすことによシ構造
部材、各種機能部材とじて広く利用され始じめている。
スは、夫々が備えた特異な性質を生かすことによシ構造
部材、各種機能部材とじて広く利用され始じめている。
その多くの場合は、セラミックスそれ自体を単独で利用
するという態様である。こうしたセラミックスに金Ｍｔ
−接合できるとすれば、得られた部材は新たな機能を備
えた部材として一層広い分野での利用が可能になるもの
と考えられる。
するという態様である。こうしたセラミックスに金Ｍｔ
−接合できるとすれば、得られた部材は新たな機能を備
えた部材として一層広い分野での利用が可能になるもの
と考えられる。
上述したセラミックス−金属接合部材において、それが
構造部品である場合にはセラミックスと金属の接合強度
は充分に高いことが要求され、一方機能部材である場合
には、セラミックスと金属の接合界面では連続性を有す
ることが要求される。しかしながら、一般にセラミック
スと金属とは各々原子結合状態が相違する材料であり、
両者の反応性などの化学的性質；熱膨張率；電気伝導度
などの物質的性質が互に異なるため、両者の接合時にお
いては、接合界面での冶金的接合状態が形成てれ難い。
構造部品である場合にはセラミックスと金属の接合強度
は充分に高いことが要求され、一方機能部材である場合
には、セラミックスと金属の接合界面では連続性を有す
ることが要求される。しかしながら、一般にセラミック
スと金属とは各々原子結合状態が相違する材料であり、
両者の反応性などの化学的性質；熱膨張率；電気伝導度
などの物質的性質が互に異なるため、両者の接合時にお
いては、接合界面での冶金的接合状態が形成てれ難い。
ところで、従来よりセラミックスと金属とを冶金的に接
合する方法としては、以下に示す種種の方法が知られて
いる。
合する方法としては、以下に示す種種の方法が知られて
いる。
■ セラミックスの金属と接合すべき面にＭｏ−Ｔｉ−
Ｗｉ主成分とする粉末と有機パイン〆との混合物を塗布
し、加湿し九雰囲気中で１４００〜１７００℃に加熱し
て反応させ、メタライソングと呼ばれる層を形成し、つ
づいてこのメタライソング層上にＮ１メツ”ｔ２施した
後、該ＮｔメｙｄｎＣ金属（例えばＣｕ母材） ｙｐｂ
−ｓｎ系半田などによシ接合する方法。
Ｗｉ主成分とする粉末と有機パイン〆との混合物を塗布
し、加湿し九雰囲気中で１４００〜１７００℃に加熱し
て反応させ、メタライソングと呼ばれる層を形成し、つ
づいてこのメタライソング層上にＮ１メツ”ｔ２施した
後、該ＮｔメｙｄｎＣ金属（例えばＣｕ母材） ｙｐｂ
−ｓｎ系半田などによシ接合する方法。
■ セラミックスと金属と１！−Ａｕ、Ｐｔのような貴
金属、りま）酸素との親和かが小はい金属を主成分とす
る合金を用いて接合する方法。
金属、りま）酸素との親和かが小はい金属を主成分とす
る合金を用いて接合する方法。
■ セラミックスと金属との接合部にＴｉ、Ｎｂ。
Ｚｒなどの活性金属又は熱処理によって活性金属に転化
する活性金属水素化物を介在させた後、両者を高温、高
圧下で接合する方法。
する活性金属水素化物を介在させた後、両者を高温、高
圧下で接合する方法。
しかしながら、上記■の方法は必要とする工程数が多く
なシ、煩雑であるという欠点含有する。上記■の方法は
、簡単な工程で接合できるものの、高価な貴金属を使用
するため、経済的メリットは極めて少なく、シかも、セ
ラミックスと金属とが十分に接触するように高い圧力を
必要とする。上記■の方法は、活性金属の作用によシ強
固な接合が可能であるが、前記■の方法と同様に高い接
合圧力を必要とするため、変形ｔ−嫌うような部品等に
は適用することが好ましくない。
なシ、煩雑であるという欠点含有する。上記■の方法は
、簡単な工程で接合できるものの、高価な貴金属を使用
するため、経済的メリットは極めて少なく、シかも、セ
ラミックスと金属とが十分に接触するように高い圧力を
必要とする。上記■の方法は、活性金属の作用によシ強
固な接合が可能であるが、前記■の方法と同様に高い接
合圧力を必要とするため、変形ｔ−嫌うような部品等に
は適用することが好ましくない。
このような問題を解決するために、米国特許法第２，８
５７，６６３号明細書には次のような接合方法が開示さ
れている。この方法は遷移金属とセラミックスの接合部
に活性金Ｊｌ介在させ、鉄液合部を遷移金属と活性金属
の合金の融点よフ高く、遷移金属の融点よシ低い温度に
加熱し、遷移金属と活性金１４０原子を相互に拡散せし
めて合金化し、この合金によって遷移金属とセラミック
スとを接合する方法である。
５７，６６３号明細書には次のような接合方法が開示さ
れている。この方法は遷移金属とセラミックスの接合部
に活性金Ｊｌ介在させ、鉄液合部を遷移金属と活性金属
の合金の融点よフ高く、遷移金属の融点よシ低い温度に
加熱し、遷移金属と活性金１４０原子を相互に拡散せし
めて合金化し、この合金によって遷移金属とセラミック
スとを接合する方法である。
しかしながら、上記方法では得られ九セラミックスー金
属接合部材を冷却する過程でセラミックスにクラックが
煩発するという問題がある。
属接合部材を冷却する過程でセラミックスにクラックが
煩発するという問題がある。
これは、セラミックスと金属との間に発生する熱応力に
基づく現象である。例えば、セラミックスがアルミナ、
窒化ケイ素の場合、夫々の線熱膨張係数は８．８ Ｘ
１０″″’／Ｃ＃ ２．５ Ｘ １０−’／Ｃであシ
、Ｃｕ ｅ Ｎｉ ＃ Ｆｅ などに比べてその値は
約１桁小さいもので、両者の接合部に発生する熱応力は
大きくなる。しかも、熱応力は接合時の温度と冷却時の
温度（室温）との差が大きければ大きいほど増大する。
基づく現象である。例えば、セラミックスがアルミナ、
窒化ケイ素の場合、夫々の線熱膨張係数は８．８ Ｘ
１０″″’／Ｃ＃ ２．５ Ｘ １０−’／Ｃであシ
、Ｃｕ ｅ Ｎｉ ＃ Ｆｅ などに比べてその値は
約１桁小さいもので、両者の接合部に発生する熱応力は
大きくなる。しかも、熱応力は接合時の温度と冷却時の
温度（室温）との差が大きければ大きいほど増大する。
従って、熱応力全滅するためには接合時の温度を低める
ことが求められ、そのことは接合時に低融点のろう材の
使用が要求されることになる。
ことが求められ、そのことは接合時に低融点のろう材の
使用が要求されることになる。
上述した問題点に対して特開昭５６−１６３０９３号の
接合方法の提案や活性金属を含むろう材をセラミックス
と金属の両者に拡散せしめて構成した接合部材の開発が
なされている。しかしながら、これらの方法は複雑な工
程、長時間の熱処理が不可避であるため、生産性等の点
で問題があシ、しかもセラミックスと金属間の熱応力の
緩和には必ずしも有効ではない。
接合方法の提案や活性金属を含むろう材をセラミックス
と金属の両者に拡散せしめて構成した接合部材の開発が
なされている。しかしながら、これらの方法は複雑な工
程、長時間の熱処理が不可避であるため、生産性等の点
で問題があシ、しかもセラミックスと金属間の熱応力の
緩和には必ずしも有効ではない。
上記手法の適用時における応力緩和を果たすための方法
としては、セラミックスと金属の間に軟質金属層を介在
させ、その型性変形及び弾性変形によりて熱応力全緩和
する方法（特開昭５６−４１８７９号）、セラミックス
と金属の間に線膨張率が両者の中間の値を有する材料の
層を介在させる方法（特開昭５５−１１３６７８号）、
セラミックスから金属にかけて線膨張率が小から大へと
変化する複数の層を順次積層して介在させる方法（特開
昭５５−７５４４号）などが開示てれている。
としては、セラミックスと金属の間に軟質金属層を介在
させ、その型性変形及び弾性変形によりて熱応力全緩和
する方法（特開昭５６−４１８７９号）、セラミックス
と金属の間に線膨張率が両者の中間の値を有する材料の
層を介在させる方法（特開昭５５−１１３６７８号）、
セラミックスから金属にかけて線膨張率が小から大へと
変化する複数の層を順次積層して介在させる方法（特開
昭５５−７５４４号）などが開示てれている。
しかしながら、活性金ｇ４ヲ含むろう材での上記接合方
法の場合、接合面にかかる圧力によって、しばしば溶融
ろう材が接合部からはみ出すことがある。このはみ出し
た溶融ろう材の量が多くなると、凝固冷却する過程にお
いて、セラミックスとろう材０熱膨張係数の差に基づく
熱応力によシセラミックスにクラックが生じることがあ
る。この現象を防止するためには、はみ出しがなく、か
つ接合部全面をろう材がぬらすのに必要な最適なろう材
の量（厚さ）を決めればよいが、用いる接合材料、接合
圧力、接合氾度、雰囲気等の条件によシ、ろう材の最適
Ｊｌ決めるのは非常に困難である。また、はみ出しを機
械的に防止する方法、例えばろう材とのぬれ性の悪い材
料を用いて接合部外周をシールする方法が考えられるが
、この方法はぬれ性の悪い材料の選定が困難であるばか
υか、接合工程の煩雑化を招くことになシ、現実的な方
法とはいい難い。
法の場合、接合面にかかる圧力によって、しばしば溶融
ろう材が接合部からはみ出すことがある。このはみ出し
た溶融ろう材の量が多くなると、凝固冷却する過程にお
いて、セラミックスとろう材０熱膨張係数の差に基づく
熱応力によシセラミックスにクラックが生じることがあ
る。この現象を防止するためには、はみ出しがなく、か
つ接合部全面をろう材がぬらすのに必要な最適なろう材
の量（厚さ）を決めればよいが、用いる接合材料、接合
圧力、接合氾度、雰囲気等の条件によシ、ろう材の最適
Ｊｌ決めるのは非常に困難である。また、はみ出しを機
械的に防止する方法、例えばろう材とのぬれ性の悪い材
料を用いて接合部外周をシールする方法が考えられるが
、この方法はぬれ性の悪い材料の選定が困難であるばか
υか、接合工程の煩雑化を招くことになシ、現実的な方
法とはいい難い。
本発明は、高温での接合強度が高く、しかも熱影響によ
るセラミックスのクラック発生を防止したセラミックス
−金属接合部材を提供しようとするものである。
るセラミックスのクラック発生を防止したセラミックス
−金属接合部材を提供しようとするものである。
本発明者らは、セラミックスと金属との間に応力緩衝部
材を介在せしめて全体をろう材で接合した接合部材につ
いて鋭意研究上型ねた結果、応力緩衝部材として１〜３
０体積チの空孔率を有するａ、用いることによって、既
述の如く高温での接合強度が高く、＜かも熱影響による
セラミックスのクラック発生を防止したセラミックス−
金属接合部材を見い出した。
材を介在せしめて全体をろう材で接合した接合部材につ
いて鋭意研究上型ねた結果、応力緩衝部材として１〜３
０体積チの空孔率を有するａ、用いることによって、既
述の如く高温での接合強度が高く、＜かも熱影響による
セラミックスのクラック発生を防止したセラミックス−
金属接合部材を見い出した。
即ち、本発明はセラミックスと金属の接合面に１〜３０
体積−の空孔率を有する金属焼結層を介在させて接合し
たことを特徴とするものである。
体積−の空孔率を有する金属焼結層を介在させて接合し
たことを特徴とするものである。
上記セラミックスとしては、例えばｋ１２０５ ｐＺｒ
ｏ ２などの酸化物系セラミックス、８１Ｃ、ＴＩＣな
どの炭化物系セラミックス、Ｓｌ、Ｎ４＃ ＡｊＮなど
の窒化物系セラミックス等を挙げることができる。
ｏ ２などの酸化物系セラミックス、８１Ｃ、ＴＩＣな
どの炭化物系セラミックス、Ｓｌ、Ｎ４＃ ＡｊＮなど
の窒化物系セラミックス等を挙げることができる。
上記金属としては、例えばＦ・、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ。
Ｍｏ 、 Ｗ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ 、 Ｚｒ又はこれ
らの合金等を挙げることができる。
らの合金等を挙げることができる。
上記金属焼結層は、粉末冶金法によル得ることができる
。こＯ金属としては、Ｎｉ 、 Ｃｏ 、 Ｆｅ。
。こＯ金属としては、Ｎｉ 、 Ｃｏ 、 Ｆｅ。
Ｔｉなどの融点の比較的高い金属もしくはこれらの合金
等を挙げることができる。・こうした金属焼結層Ｏ空孔
率を上記範囲に限°定した理由はその空孔率を１体積チ
末溝にすると、熱応力の緩和作用が低く、クラック発生
の防止やせん断強度の向上を達成できず、かといってそ
の空孔率が３０体体積上越えると、せん断強さの低下を
招く。よシ好ましい空孔率の範囲は、５〜２０体積チで
ある。
等を挙げることができる。・こうした金属焼結層Ｏ空孔
率を上記範囲に限°定した理由はその空孔率を１体積チ
末溝にすると、熱応力の緩和作用が低く、クラック発生
の防止やせん断強度の向上を達成できず、かといってそ
の空孔率が３０体体積上越えると、せん断強さの低下を
招く。よシ好ましい空孔率の範囲は、５〜２０体積チで
ある。
上記金属焼結層の厚さは、０．３■以上にすることが望
ましい。この理由は、金属焼結層の厚さを０．３１ｗ未
満にすると、セラミックスと金属との間に発生する熱応
力を有効に吸収することが難しくなシ、接合部の強度が
著しく低下したシ、セラミックスにクラックが発生する
恐れがあるからである。
ましい。この理由は、金属焼結層の厚さを０．３１ｗ未
満にすると、セラミックスと金属との間に発生する熱応
力を有効に吸収することが難しくなシ、接合部の強度が
著しく低下したシ、セラミックスにクラックが発生する
恐れがあるからである。
このような金属焼結Ｉ−において、熱応力の吸収に大き
く寄与するのは、■該金属焼結層中に無数に分布する微
細な空孔による吸収と、■金属焼結層自体の塑性変形又
は弾性変形による吸収である。特に、前記■の金属焼結
層中の空孔が大きく寄与しておシ、接合時の室温付近で
生じる最大の熱歪みを該空孔部で吸収してセラミックス
のり２ツク発生を防止する。一方、接合部材の高温接合
強度は金属焼結層自体の強さに依存する。従って、金属
焼結層の空孔率は、前記範８（１〜３０体積Ｓ）内にお
いて熱応力の緩和と高温接合強さとの兼ね合いで決めら
れる。
く寄与するのは、■該金属焼結層中に無数に分布する微
細な空孔による吸収と、■金属焼結層自体の塑性変形又
は弾性変形による吸収である。特に、前記■の金属焼結
層中の空孔が大きく寄与しておシ、接合時の室温付近で
生じる最大の熱歪みを該空孔部で吸収してセラミックス
のり２ツク発生を防止する。一方、接合部材の高温接合
強度は金属焼結層自体の強さに依存する。従って、金属
焼結層の空孔率は、前記範８（１〜３０体積Ｓ）内にお
いて熱応力の緩和と高温接合強さとの兼ね合いで決めら
れる。
〔発明の実施例〕゛
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
まず、直径１３−１厚さ５−の窒化ケイ素円柱体、直径
１３ｍ、厚さ５■の構造用炭素鋼（ＪＩＳ 、 ８４５
Ｃ） ｅ）円板を用意した。また、直径１５＋ｍ、厚
１０．８−〇Ｎｉ焼結体（密度９２〜９３チ）を用意し
た。
１３ｍ、厚さ５■の構造用炭素鋼（ＪＩＳ 、 ８４５
Ｃ） ｅ）円板を用意した。また、直径１５＋ｍ、厚
１０．８−〇Ｎｉ焼結体（密度９２〜９３チ）を用意し
た。
次いで、前記窒化ケイ素円柱体と炭素鋼円板の間に前記
Ｎ１焼結体を介在させ、該窒化ケイ素円柱体と組部枯木
°の間及びＮ［焼結体と炭素鋼円板の間に夫々厚さ３μ
ｍのＴｉ箔とＣｕｆｆ挾んで重ね合せ穴径、 １０ ｋ
ｌｌ／ｃｍ”の圧力を加えながら、５ Ｘ １Ｏ−５Ｔ
ｏｒｒ ＃ ９５０ ＣＸ ４分間 の条件に保持し
、ひきつづきアルゴンガス中で冷却し【窒化ケイ素−炭
素鋼接合部材會得た。
Ｎ１焼結体を介在させ、該窒化ケイ素円柱体と組部枯木
°の間及びＮ［焼結体と炭素鋼円板の間に夫々厚さ３μ
ｍのＴｉ箔とＣｕｆｆ挾んで重ね合せ穴径、 １０ ｋ
ｌｌ／ｃｍ”の圧力を加えながら、５ Ｘ １Ｏ−５Ｔ
ｏｒｒ ＃ ９５０ ＣＸ ４分間 の条件に保持し
、ひきつづきアルゴンガス中で冷却し【窒化ケイ素−炭
素鋼接合部材會得た。
得られた接合部材について、接合面にせん断応力を加え
、室温から６００℃までのせん断強さを測定した。また
、比較例１としてＮｉ焼結板の代シに浮式０．８ ａｍ
の純Ｎ１板を用い九以外、実施例１と同条件で接合した
窒化ケイ素−炭素鋼接合部材を造シ、同様にせん断強さ
を測定した。
、室温から６００℃までのせん断強さを測定した。また
、比較例１としてＮｉ焼結板の代シに浮式０．８ ａｍ
の純Ｎ１板を用い九以外、実施例１と同条件で接合した
窒化ケイ素−炭素鋼接合部材を造シ、同様にせん断強さ
を測定した。
これらの結果を図に示した。なお、図中のＡ、Ｂは夫々
本実施例１．比較例１の接合部材の特性線を示す。
本実施例１．比較例１の接合部材の特性線を示す。
図から明らかな如く、本実施例１における接合部材は、
せん断強さが室温から６００℃においていずれも６ｋｌ
ｌ／ｍ”以上であって、窒化ケイ素と炭素鋼との間の熱
応力を充分に緩和していることが推定される。これに対
し、比較例１の場合は、室温から２００℃において１〜
２ゆ／驕２のせん断強さが認められ念が、接合部材の窒
化ケイ素には既にクラックが生じておシ、純Ｎｉ板では
熱応力の緩和が充分になされていないことがわかる。な
お、３００℃以上においては測定そのものができなかっ
た。
せん断強さが室温から６００℃においていずれも６ｋｌ
ｌ／ｍ”以上であって、窒化ケイ素と炭素鋼との間の熱
応力を充分に緩和していることが推定される。これに対
し、比較例１の場合は、室温から２００℃において１〜
２ゆ／驕２のせん断強さが認められ念が、接合部材の窒
化ケイ素には既にクラックが生じておシ、純Ｎｉ板では
熱応力の緩和が充分になされていないことがわかる。な
お、３００℃以上においては測定そのものができなかっ
た。
実施例２
まず、下記第１表に示す寸法の正方形で厚さ２ｍの窒化
ケイ素板、同第１表に示す寸法の正方形で厚さ１０ｍの
構造用炭素鋼板（ＪＩＳ ８４５Ｃ）を用意した。ｔた
、゛各々窒化ケイ素板と同寸法で厚さｉ、ｏ−のＮ１焼
結板（密度９０〜９２チ）を用意した。
ケイ素板、同第１表に示す寸法の正方形で厚さ１０ｍの
構造用炭素鋼板（ＪＩＳ ８４５Ｃ）を用意した。ｔた
、゛各々窒化ケイ素板と同寸法で厚さｉ、ｏ−のＮ１焼
結板（密度９０〜９２チ）を用意した。
次いで、前記各窒化ケイ素板と各炭素鋼板の間に前記姐
焼結板を夫々窒化ケイ素の寸法に対応して介在させ、窒
化ケイ素板とＮｉｎ結板の間及びＮｉ焼結板と炭素鋼板
の間に夫々厚さ３μｍの７１箔とＣｕ箔を挾んで重ねた
後、実施例１と同様な条件で処理して９株の窒化ケイ素
−炭素鋼接合部材を得た。
焼結板を夫々窒化ケイ素の寸法に対応して介在させ、窒
化ケイ素板とＮｉｎ結板の間及びＮｉ焼結板と炭素鋼板
の間に夫々厚さ３μｍの７１箔とＣｕ箔を挾んで重ねた
後、実施例１と同様な条件で処理して９株の窒化ケイ素
−炭素鋼接合部材を得た。
得られた各接合部材の外観（窒化ケイ素板のクラック発
生の有無）を観察した。その結果を同第１表に併記した
。なお、第１表中にはＮ１焼結板の代シにそれらＮ１焼
結板と同一寸法Ｏ純Ｎｉ板を用いた以外、実施例２と同
様々方法で得た窒化ケイ素−炭素鋼接合部材の外観観察
結果を比較例２として併記した。
生の有無）を観察した。その結果を同第１表に併記した
。なお、第１表中にはＮ１焼結板の代シにそれらＮ１焼
結板と同一寸法Ｏ純Ｎｉ板を用いた以外、実施例２と同
様々方法で得た窒化ケイ素−炭素鋼接合部材の外観観察
結果を比較例２として併記した。
第 １ 表
上記第１表よシ明らかな如く、本実施例２の接合部材に
おいて窒化ケイ素板の接合面が０１００■までクラック
が生じず、Ｎｉ焼結板による高い熱応力緩和効果が認め
られる。これに対し、比較例２の場合、窒化ケイ素板の
接合面が口 ｌＯ■のみでり２ツクが生じないが、それ以上の大面積
になるとクラックが発生し、純Ｎｉ板による熱応力緩和
効果が十分でないことがわかる。
おいて窒化ケイ素板の接合面が０１００■までクラック
が生じず、Ｎｉ焼結板による高い熱応力緩和効果が認め
られる。これに対し、比較例２の場合、窒化ケイ素板の
接合面が口 ｌＯ■のみでり２ツクが生じないが、それ以上の大面積
になるとクラックが発生し、純Ｎｉ板による熱応力緩和
効果が十分でないことがわかる。
なお、接合部材が高温でのせん断強さを必要を使用して
も同様なりラック発生を防止できる。
も同様なりラック発生を防止できる。
これについて、以下に具体的な実施例全説明する。
実施例３
まず、下記第２表に示す寸法の正方形で厚さ２−の窒化
ケイ素板、同第２表に示す寸法の正方形で厚さ１０ｍの
構造用炭素鋼板（ＪＩＳ ５４５Ｃ）を用意した。また
、各々窒化ケイ素板と同寸法で厚さ１．０１のＣｔｌ焼
結板（密度９５〜９６チ）を用意した。
ケイ素板、同第２表に示す寸法の正方形で厚さ１０ｍの
構造用炭素鋼板（ＪＩＳ ５４５Ｃ）を用意した。また
、各々窒化ケイ素板と同寸法で厚さ１．０１のＣｔｌ焼
結板（密度９５〜９６チ）を用意した。
次いで、前記各窒化ケイ素板と各炭素鋼板の間に前記Ｃ
ｕ焼結板を夫々の窒化ケイ素板の寸法に対応して介在さ
せ、これら窒化ケイ素板とＣｕ焼結板の間及びＣｕ焼結
板と炭素鋼板の間に夫々厚さ１０μｍ ｏＡｇ箔と３μ
ｍのＴ１箔を挾んで重ね合せた後、ｌ ｋｇ／ｍ”の圧
力を加えながら５Ｘ１０ Ｔｏｒｒ、 ８５０℃×
６分間の条件に保持し、ひきつづきアルゴンガス中で冷
却して９種の窒化ケイ素−炭素鋼接合部材を得た。
ｕ焼結板を夫々の窒化ケイ素板の寸法に対応して介在さ
せ、これら窒化ケイ素板とＣｕ焼結板の間及びＣｕ焼結
板と炭素鋼板の間に夫々厚さ１０μｍ ｏＡｇ箔と３μ
ｍのＴ１箔を挾んで重ね合せた後、ｌ ｋｇ／ｍ”の圧
力を加えながら５Ｘ１０ Ｔｏｒｒ、 ８５０℃×
６分間の条件に保持し、ひきつづきアルゴンガス中で冷
却して９種の窒化ケイ素−炭素鋼接合部材を得た。
得られた各接合部材の外観（窒化ケイ素板のクラック発
生の有無）を観察した。その結果を同第２表に併記した
。なお、第２表中にはＣｕ焼結板の代シにそねらＣｕ焼
結板と同一寸法のリン脱酸銅板（ＪＩＣＣ１２２１Ｐ
） ｅ用いた以外。
生の有無）を観察した。その結果を同第２表に併記した
。なお、第２表中にはＣｕ焼結板の代シにそねらＣｕ焼
結板と同一寸法のリン脱酸銅板（ＪＩＣＣ１２２１Ｐ
） ｅ用いた以外。
上記方法と同様な工程により得た窒化ケイ素−炭素鋼接
合部材の外観観察結果を比較例３として併記した。
合部材の外観観察結果を比較例３として併記した。
第 ２ 表
上記第２表よシ明らかな如く、本実施例３の接合部材に
おいて窒化ケイ素板の接合面が０１５０■と大面積とな
ってもクラック発生は起こらず、Ｃｕ焼結板による高い
応力緩和効果が認められる。これに対し、比較例３の場
合、望口 化ケイ素板の接合面が ２０露までのみクラックが生じ
ないが、それ以上の大面積になるど、クラックが発生す
る。
おいて窒化ケイ素板の接合面が０１５０■と大面積とな
ってもクラック発生は起こらず、Ｃｕ焼結板による高い
応力緩和効果が認められる。これに対し、比較例３の場
合、望口 化ケイ素板の接合面が ２０露までのみクラックが生じ
ないが、それ以上の大面積になるど、クラックが発生す
る。
以上詳述した如く、本発明によれば高温での接合強度が
高く、しかも熱影響によるセラミックスのクラック発生
、特に大面積の接合面とした時のクラック発生を防止で
き、ひいては各種の構造部材、機能部材として有用な高
信頼性のセラミックス−金属接合部材を提供できる。
高く、しかも熱影響によるセラミックスのクラック発生
、特に大面積の接合面とした時のクラック発生を防止で
き、ひいては各種の構造部材、機能部材として有用な高
信頼性のセラミックス−金属接合部材を提供できる。
図面は本実施例１及び比較例１の窒化ケイ素−炭素鋼接
合部材の接合面に温度を加えてせん断強さを測定するこ
とによシ得た特性図である。
合部材の接合面に温度を加えてせん断強さを測定するこ
とによシ得た特性図である。
Claims (2)
- （１）セラミックスと金属の接合面に１〜３０体積％の
空孔率を有する金属焼結層を介在させて接合したことを
特徴とするセラックス−金属接合部材。 - （２）金属焼結層がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｚｒのい
ずれか、もしくはこれらの合金であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のセラミックス−金属接合部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196513A JPH0729859B2 (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | セラミツクス−金属接合部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196513A JPH0729859B2 (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | セラミツクス−金属接合部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256380A true JPS6256380A (ja) | 1987-03-12 |
| JPH0729859B2 JPH0729859B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=16358994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60196513A Expired - Lifetime JPH0729859B2 (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | セラミツクス−金属接合部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729859B2 (ja) |
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-
1985
- 1985-09-05 JP JP60196513A patent/JPH0729859B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0729859B2 (ja) | 1995-04-05 |
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