JPS6259585A - セラミツクス焼結体のメタライズ用組成物 - Google Patents
セラミツクス焼結体のメタライズ用組成物Info
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- JPS6259585A JPS6259585A JP60200204A JP20020485A JPS6259585A JP S6259585 A JPS6259585 A JP S6259585A JP 60200204 A JP60200204 A JP 60200204A JP 20020485 A JP20020485 A JP 20020485A JP S6259585 A JPS6259585 A JP S6259585A
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- metallizing
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- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
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- C23C18/1245—Inorganic substrates other than metallic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
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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】
し発明の技術分野］
本発明はセラミックス焼結体、特にメタライズが困難と
されている窒化物系セラミックス焼結体に導電性被膜を
形成することのできるメタライズ用組成物に関する。
されている窒化物系セラミックス焼結体に導電性被膜を
形成することのできるメタライズ用組成物に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来から、セラミックス焼結体を金属部材に接合さける
ために、セラミックス焼結体の表面に導電性被膜を形成
ざＶることが行われている。
ために、セラミックス焼結体の表面に導電性被膜を形成
ざＶることが行われている。
この導電性被膜の形成方法としては、セラミックス焼結
体表面にモリブデン粉末とマンガン粉末とを主成分とす
るモリブデン−マンガンメタライズペーストを塗布し、
還元雰囲気中で焼成する方法が一般的である。
体表面にモリブデン粉末とマンガン粉末とを主成分とす
るモリブデン−マンガンメタライズペーストを塗布し、
還元雰囲気中で焼成する方法が一般的である。
この方法は、いずれもアルミナ等の酸化物系セラミック
ス焼結体に適用され、成功をおさめてきているが、近年
、耐摩耗性や高温特性の良好なことで脚光を浴びている
窒化ケイ素等の非酸化物系セラミックス焼結体について
は検討の余地がおり、例えばこの方法では導電性被膜の
形成が困難であることから、この方法は非酸化物系セラ
ミックス焼結体には必ずしも適用できるものではないこ
とがわかっている。
ス焼結体に適用され、成功をおさめてきているが、近年
、耐摩耗性や高温特性の良好なことで脚光を浴びている
窒化ケイ素等の非酸化物系セラミックス焼結体について
は検討の余地がおり、例えばこの方法では導電性被膜の
形成が困難であることから、この方法は非酸化物系セラ
ミックス焼結体には必ずしも適用できるものではないこ
とがわかっている。
そのため、導電性表面を有する窒化ケイ素焼結体を得る
ために、例えば反応焼結法により得られたポーラスな窒
化ケイ素製セラミックス焼結体表面にモリブデン酸アン
モニウム塩を含浸ざＵ、還元してモリブデンからなる導
電性被膜を形成さしる方法も試みられている。
ために、例えば反応焼結法により得られたポーラスな窒
化ケイ素製セラミックス焼結体表面にモリブデン酸アン
モニウム塩を含浸ざＵ、還元してモリブデンからなる導
電性被膜を形成さしる方法も試みられている。
しかしながら、この方法は導電性被膜が窒化ケイ素しラ
ミックスの熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張係数を有する
モリブデンからなるので、セラミックス焼結体どうしを
接合さヒる場合には有効であるが、モリブデンが窒化ケ
イ素セラミックスと化学反応していないため、その接合
強度に限界がおり、また非酸化物系セラミックス焼結体
を金属部材、特に鋼材と接合させる場合はざらに接合が
困難であるという問題があった。
ミックスの熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張係数を有する
モリブデンからなるので、セラミックス焼結体どうしを
接合さヒる場合には有効であるが、モリブデンが窒化ケ
イ素セラミックスと化学反応していないため、その接合
強度に限界がおり、また非酸化物系セラミックス焼結体
を金属部材、特に鋼材と接合させる場合はざらに接合が
困難であるという問題があった。
［発明の目的］
本発明はこのような問題を解消するためなされたもので
、下地のセラミックス焼結体との密着が良好で金属部材
との接合を可能ならしめる導電性被膜をセラミックス焼
結体に形成することのできるメタライズ用組成物を提供
することを目的とする。
、下地のセラミックス焼結体との密着が良好で金属部材
との接合を可能ならしめる導電性被膜をセラミックス焼
結体に形成することのできるメタライズ用組成物を提供
することを目的とする。
［発明の概要］
本発明のメタライズ用組成物はタングステン酸および／
またはモリブデン酸の金属塩とＩＶａ族遷移金属または
その化合物とを含むことを特徴としている。
またはモリブデン酸の金属塩とＩＶａ族遷移金属または
その化合物とを含むことを特徴としている。
本発明の適用されるセラミックス焼結体としては強度等
が優れる点から非酸化性セラミックスが好ましい。なか
でも構成元素として窒素を含むもの、例えば窒化ケイ素
、サイアロンのような窒化ケイ素系セラミックスおるい
は窒化アルミニウム系セラミックス、窒化ホウ素セラミ
ックスが好適である。
が優れる点から非酸化性セラミックスが好ましい。なか
でも構成元素として窒素を含むもの、例えば窒化ケイ素
、サイアロンのような窒化ケイ素系セラミックスおるい
は窒化アルミニウム系セラミックス、窒化ホウ素セラミ
ックスが好適である。
なお、アルミナ系、ベリリア系のような公知のセラミッ
クス基板を構成するセラミックスや炭化グ゛イ素などの
炭化物にも同様に適用することが可能である。
クス基板を構成するセラミックスや炭化グ゛イ素などの
炭化物にも同様に適用することが可能である。
本発明に使用するタングステン酸の金属塩としてはタン
グステン酸リチウム、タングステン酸カリウム、タング
ステン酸カルシウム、タングステン酸ナトリウム、タン
グステン酸マグネシウム等があげられ、モリブデン酸の
金属塩としてはモリブデン酸リチウム、モリブデン酸カ
リウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸ナトリ
ウム、モリブデン酸鉛等があげられ、特にモリブデン酸
リチウムが好適である。
グステン酸リチウム、タングステン酸カリウム、タング
ステン酸カルシウム、タングステン酸ナトリウム、タン
グステン酸マグネシウム等があげられ、モリブデン酸の
金属塩としてはモリブデン酸リチウム、モリブデン酸カ
リウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸ナトリ
ウム、モリブデン酸鉛等があげられ、特にモリブデン酸
リチウムが好適である。
本発明に使用するＩＶａ族遷移金属またはその化合物と
しては、チタン、ジルコニウム、ハラニウムおよびそれ
らの酸化物、ホウ化物、炭化物、有機金属化合物等があ
げられ、特に二酸化チタンが好適である。
しては、チタン、ジルコニウム、ハラニウムおよびそれ
らの酸化物、ホウ化物、炭化物、有機金属化合物等があ
げられ、特に二酸化チタンが好適である。
本発明のメタライズ用組成物は上述の金属塩どＩＶａ族
遷移金属またはその化合物とをエチルセルロース等のバ
インダーや水に保持して液状もしくはペースト状として
使用するのが適しているが、組成物中タングステン酸お
よび／またはモリブデン酸の金属塩とＩＶａ族遷移金属
またはその化合物との総量が５０％モル以上、また金属
塩とＩＶａ族遷移金属またはその化合物がに６〜３：１
の重量比で、それぞれ２モル％以上含有さぼることが望
ましい。
遷移金属またはその化合物とをエチルセルロース等のバ
インダーや水に保持して液状もしくはペースト状として
使用するのが適しているが、組成物中タングステン酸お
よび／またはモリブデン酸の金属塩とＩＶａ族遷移金属
またはその化合物との総量が５０％モル以上、また金属
塩とＩＶａ族遷移金属またはその化合物がに６〜３：１
の重量比で、それぞれ２モル％以上含有さぼることが望
ましい。
本発明においてはこのメタライズ用組成物をセラミック
ス焼結体の所定部分に塗布おるいは浸漬し、乾燥して溶
剤を除去した後、空気中でタングステン酸またはモリブ
デン酸の金属塩の溶融する温度以上に加熱し、次いで非
酸化性雰囲気中で１１ｏｏ’ｃ以上の温度に加熱して焼
成させることにより導電性被膜を形成されることができ
る。なおこの空気中で金属塩の溶融する温度以上に加熱
するのはセラミックス焼結体との密着性を強化し、濡れ
性を改善させるためである。
ス焼結体の所定部分に塗布おるいは浸漬し、乾燥して溶
剤を除去した後、空気中でタングステン酸またはモリブ
デン酸の金属塩の溶融する温度以上に加熱し、次いで非
酸化性雰囲気中で１１ｏｏ’ｃ以上の温度に加熱して焼
成させることにより導電性被膜を形成されることができ
る。なおこの空気中で金属塩の溶融する温度以上に加熱
するのはセラミックス焼結体との密着性を強化し、濡れ
性を改善させるためである。
また非酸化性雰囲気中での焼成は、セラミックス焼結体
とタングステン駿またはモリブデン酸の金属塩とを反応
させ、さら４Ｊｔラミックス焼結体中の窒素とＩＶａ族
遷移金属とを反応さけて導電性物質たとえば窒化チタン
を形成さけるためのもので、これに必要な焼成温度はメ
タライズ用組成物の構成成分によってそれぞれ異なるが
、モリブデン酸リチウムと二酸化チタンとを含むメタラ
イズ用組成物の場合には１２００〜１４００℃で焼成す
ることが好ましい。
とタングステン駿またはモリブデン酸の金属塩とを反応
させ、さら４Ｊｔラミックス焼結体中の窒素とＩＶａ族
遷移金属とを反応さけて導電性物質たとえば窒化チタン
を形成さけるためのもので、これに必要な焼成温度はメ
タライズ用組成物の構成成分によってそれぞれ異なるが
、モリブデン酸リチウムと二酸化チタンとを含むメタラ
イズ用組成物の場合には１２００〜１４００℃で焼成す
ることが好ましい。
本発明のメタライズ用組成物は、任意の流動性を付与す
ることができるので、従来無電解めっきによらざるを１
９なかったセラミックス基板のスルーホール、セラミッ
クス基板を貫通する充実導電路、セラミックスパイプや
複雑形状を有するセラミックス中空体の内面、例えば磁
気浮上形Ｘ線管用同転体にターゲット陽電極電流を導入
するための導電路の形成に好適している。
ることができるので、従来無電解めっきによらざるを１
９なかったセラミックス基板のスルーホール、セラミッ
クス基板を貫通する充実導電路、セラミックスパイプや
複雑形状を有するセラミックス中空体の内面、例えば磁
気浮上形Ｘ線管用同転体にターゲット陽電極電流を導入
するための導電路の形成に好適している。
［発明の実施例］
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１
モリブデン酸リチウム（Ｌ ｉ ２ ＭＯＯ４）と二酸
化チタン（Ｔ！（ｈ）とが重量比で１：１に混合された
混合粉末２ｑに通計のバインダーを加えたインク状のメ
タライズ用゛組成物を作製した。このペーストを半導体
基板用の窒化アルミニウム製セラミックス焼結体の表面
に塗イロシ、乾燥さけた後、空気中で７５０℃、５分間
加熱してモリブデン酸リチウムを溶融し、次いで、窒素
：水素＝１−１の混合ガス中で１３００℃、６０分間加
熱焼成して導電性被膜を形成さけた。この導電性被膜は
ＴｉＮ、Ｍｏ、１”−Ａｉ２０３と類似のスピネル相か
らなるものであった。
化チタン（Ｔ！（ｈ）とが重量比で１：１に混合された
混合粉末２ｑに通計のバインダーを加えたインク状のメ
タライズ用゛組成物を作製した。このペーストを半導体
基板用の窒化アルミニウム製セラミックス焼結体の表面
に塗イロシ、乾燥さけた後、空気中で７５０℃、５分間
加熱してモリブデン酸リチウムを溶融し、次いで、窒素
：水素＝１−１の混合ガス中で１３００℃、６０分間加
熱焼成して導電性被膜を形成さけた。この導電性被膜は
ＴｉＮ、Ｍｏ、１”−Ａｉ２０３と類似のスピネル相か
らなるものであった。
このようにして導電性被膜を形成したセラミックス焼結
体に３〜４μ重の厚さにニッケル電解めっきを施し、同
様にニッケルめっきを施したコバール合金片に銀ろうを
用いて接合した、この接合体についてせん断試験を行っ
たところ接合強度は約９ｋｇ／ｍイであった。
体に３〜４μ重の厚さにニッケル電解めっきを施し、同
様にニッケルめっきを施したコバール合金片に銀ろうを
用いて接合した、この接合体についてせん断試験を行っ
たところ接合強度は約９ｋｇ／ｍイであった。
実施例２
モリブデン酸リチウムと二酸化チタンとが重量比で１：
１に混合された混合粉末２ｇに水６ｑを添加してスラリ
ー状のメタライズ用組成物を作製した。これを酸化イソ
１〜リウムと酸化アルミニウムを含む窒化ケイ素製セラ
ミックス基板の表面に塗布し、乾燥さ！！た後、空気中
で７５０°Ｃ１５分間加えｊ１シてモリブデン酸リチウ
ムを溶融し、次いで窒素：水素−１：１の混合ガス中で
１３００’Ｃ１６０分間加熱焼成して導電性被膜を形成
させた。この導電性被膜（、ｔＴ ｉ Ｎ、 ｆ’ｖｌ
ｏ、 Ｙ２０３ ・２３ ｉ ０２および少量の不明相
からなるものであった。このようにして形成サケた導電
性被膜にさらにニッケル電解めっきを施し、厚さ０．３
ｍｍの鋼材を緩衝材して介在ざじて銀ろうにより鋼材と
接合ざじた。
１に混合された混合粉末２ｇに水６ｑを添加してスラリ
ー状のメタライズ用組成物を作製した。これを酸化イソ
１〜リウムと酸化アルミニウムを含む窒化ケイ素製セラ
ミックス基板の表面に塗布し、乾燥さ！！た後、空気中
で７５０°Ｃ１５分間加えｊ１シてモリブデン酸リチウ
ムを溶融し、次いで窒素：水素−１：１の混合ガス中で
１３００’Ｃ１６０分間加熱焼成して導電性被膜を形成
させた。この導電性被膜（、ｔＴ ｉ Ｎ、 ｆ’ｖｌ
ｏ、 Ｙ２０３ ・２３ ｉ ０２および少量の不明相
からなるものであった。このようにして形成サケた導電
性被膜にさらにニッケル電解めっきを施し、厚さ０．３
ｍｍの鋼材を緩衝材して介在ざじて銀ろうにより鋼材と
接合ざじた。
得られた接合体の接合強度は約１２ｋｇ／＋ｎＴＩ！で
あった。
あった。
実施例３
第１図に示すように、両端に外径１０ｍｍの小径部１ａ
を有する外径５０１１１７１１のアルミナ製中空筒状体
１内に、実施例１で使用したインク状のメタライズ用組
成物を入れ内面に均一に付着させて乾燥させ、これを窒
素と水素の還元性雰囲気中で１３５０°Ｃで２時間焼成
して内面に厚さ約１０μｍの導電面２を形成ざぜた。
を有する外径５０１１１７１１のアルミナ製中空筒状体
１内に、実施例１で使用したインク状のメタライズ用組
成物を入れ内面に均一に付着させて乾燥させ、これを窒
素と水素の還元性雰囲気中で１３５０°Ｃで２時間焼成
して内面に厚さ約１０μｍの導電面２を形成ざぜた。
実施例４
第２図に示すように中心に中空孔３ａを有する窒化ケイ
素焼結体からなる回転体３の中空孔３ａに、実施例１で
使用したスラリー状のメタライズ用組成物を通過させて
その内面に付着さＶて乾燥させ、約１３００’Ｃで２時
間焼成して内面に導電路４を形成させた。
素焼結体からなる回転体３の中空孔３ａに、実施例１で
使用したスラリー状のメタライズ用組成物を通過させて
その内面に付着さＶて乾燥させ、約１３００’Ｃで２時
間焼成して内面に導電路４を形成させた。
［発明の詳細な
説明したように本発明の組成物によれば、メタライズし
にくい窒化物系セラミックス焼結体に対しても非常に密
着強度の大きい導電性被膜が形成できるのでセラミック
ス焼結体どうしはもらろんのこと、セラミックス焼結体
と金属部材とをより強固に接合することが可能である。
にくい窒化物系セラミックス焼結体に対しても非常に密
着強度の大きい導電性被膜が形成できるのでセラミック
ス焼結体どうしはもらろんのこと、セラミックス焼結体
と金属部材とをより強固に接合することが可能である。
また流動性を有するので、中空体の内面のように通常の
手段では導電層の形成の困難な部分にも容易に導電性被
膜を形成することができる。
手段では導電層の形成の困難な部分にも容易に導電性被
膜を形成することができる。
第１図および第２図は、それぞれ本発明の詳細な説明す
るための断面図である。 １・・・・・・・・・・・・アルミナ製中空筒状体１ａ
・・・・・・・・・小径部 ２・・・・・・・・・・・・導電面 ３ａ・・・・・・・・・中空孔 ３・・・・・・・・・・・・窒化ケイ素焼結体製回転体
４・・・・・・・・・・・・導電路 出願人 株式会社 東芝 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図
るための断面図である。 １・・・・・・・・・・・・アルミナ製中空筒状体１ａ
・・・・・・・・・小径部 ２・・・・・・・・・・・・導電面 ３ａ・・・・・・・・・中空孔 ３・・・・・・・・・・・・窒化ケイ素焼結体製回転体
４・・・・・・・・・・・・導電路 出願人 株式会社 東芝 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図
Claims (5)
- （１）タングステン酸および／またはモリブデン酸の金
属塩とIVａ族遷移金属またはその化合物とを含むことを
特徴とするセラミックス焼結体のメタライズ用組成物。 - （２）モリブデン酸の金属塩はモリブデン酸リチウムで
ある特許請求の範囲第１項記載のセラミックス焼結体の
メタライズ用組成物。 - （３）IVａ族遷移金属の化合物は二酸化チタンである特
許請求の範囲第１項または第２項記載のセラミックス焼
結体のメタライズ用組成物。 - （４）メタライズ用組成物は液状またはペースト状媒体
に保持されて液状もしくはペースト状を呈している特許
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項記載のセ
ラミックス焼結体のメタライズ用組成物。 - （５）セラミックス焼結体は窒化物系セラミックス焼結
体である特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
１項記載のセラミックス焼結体のメタライズ用組成物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200204A JPS6259585A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | セラミツクス焼結体のメタライズ用組成物 |
| KR1019860007492A KR890003856B1 (ko) | 1985-09-10 | 1986-09-08 | 세라믹스 소결체용 금속화 조성물 |
| EP86306983A EP0215638A1 (en) | 1985-09-10 | 1986-09-10 | Metallizing composition for sintered ceramic article |
| US07/143,288 US4820562A (en) | 1985-09-10 | 1988-01-07 | Metallizing composition for sintered ceramic article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200204A JPS6259585A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | セラミツクス焼結体のメタライズ用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6259585A true JPS6259585A (ja) | 1987-03-16 |
| JPH0321509B2 JPH0321509B2 (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=16420531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60200204A Granted JPS6259585A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | セラミツクス焼結体のメタライズ用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6259585A (ja) |
-
1985
- 1985-09-10 JP JP60200204A patent/JPS6259585A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321509B2 (ja) | 1991-03-22 |
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