JPS6265987A - セラミツクスと金属との拡散接合方法 - Google Patents
セラミツクスと金属との拡散接合方法Info
- Publication number
- JPS6265987A JPS6265987A JP20246185A JP20246185A JPS6265987A JP S6265987 A JPS6265987 A JP S6265987A JP 20246185 A JP20246185 A JP 20246185A JP 20246185 A JP20246185 A JP 20246185A JP S6265987 A JPS6265987 A JP S6265987A
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- JP
- Japan
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- metal
- diffusion bonding
- ceramics
- alloy
- iron
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Ceramic Products (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。
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〕
この発明は、セラミックスと金属との拡散接合方法の改
良に関するものである。
良に関するものである。
セラミックスと金属との拡散接合にあたり、インサート
材を使用することは公知であり、そのインサート材とし
て、少なくとも鉄およびニッケルを含む合金を使用する
ことも公知である。
材を使用することは公知であり、そのインサート材とし
て、少なくとも鉄およびニッケルを含む合金を使用する
ことも公知である。
ところで、拡散接合は高温下で加圧して行われるが、セ
ラミックスと金属との間には一般に熱膨張係数差がある
几め、接合後その接合界面に熱応力が発生する。このた
め、殊に大形の接合体においては、このような熱応力に
よるセラミックスの破壊や接合界面での剥離が起きやす
くなる。
ラミックスと金属との間には一般に熱膨張係数差がある
几め、接合後その接合界面に熱応力が発生する。このた
め、殊に大形の接合体においては、このような熱応力に
よるセラミックスの破壊や接合界面での剥離が起きやす
くなる。
この発明は、少なくとも鉄およびニッケルを含む合金を
インサート材としてセラミックスと金属とを拡散接合す
るにあたり、熱応力によって起るセラミックスの破壊や
接合界面での剥離のない拡散接合方法を提供しようとす
るものである。
インサート材としてセラミックスと金属とを拡散接合す
るにあたり、熱応力によって起るセラミックスの破壊や
接合界面での剥離のない拡散接合方法を提供しようとす
るものである。
この発明は、少なくとも鉄およびニッケルを含む合金を
インサート材としてセラミックスと金属とを拡散接合す
るにあ念り、金属とインサート材との間に純チタン若し
くはチタン合金または純ジルコニウム若しくはジルコニ
ウム合金などの低膨張係数金属を介イこさせたもの（第
１発明）および金属繊維布、セラミックス繊維複合金属
ま友は金属発泡体などの熱応力緩和体を介在させたもの
（。
インサート材としてセラミックスと金属とを拡散接合す
るにあ念り、金属とインサート材との間に純チタン若し
くはチタン合金または純ジルコニウム若しくはジルコニ
ウム合金などの低膨張係数金属を介イこさせたもの（第
１発明）および金属繊維布、セラミックス繊維複合金属
ま友は金属発泡体などの熱応力緩和体を介在させたもの
（。
第２発明）である。
金属との接合界面に、純チタン、チタン合金などの低膨
張係数の金属または熱応力緩和体を介在させるため、熱
応力が緩和されるのでセラミックスの破壊や接合界面で
の剥離が防止される。
張係数の金属または熱応力緩和体を介在させるため、熱
応力が緩和されるのでセラミックスの破壊や接合界面で
の剥離が防止される。
第１発明の実施例として、セラミックス母材（炭化硅素
常温焼成体５０調φ×１０■ｔ）１、金属母材（ＳＵＳ
３０４ステンレス鋼６０電φ×２０ｍｔ）２．インサー
ト材（５４％鉄、２９％ニーケル１．１７％コバルトの
合金０．２５■ｔ）３、純チタン（０，５■ｔ ）４を
アセトン中で１０分間超音波洗浄後、第１図のように重
ね、約１０−’Ｔｏｒｒの真空中で、加圧２ ｋｇ ／
ｘｉ、８５０℃で３０分間、拡散接合して接合体を得
た。
常温焼成体５０調φ×１０■ｔ）１、金属母材（ＳＵＳ
３０４ステンレス鋼６０電φ×２０ｍｔ）２．インサー
ト材（５４％鉄、２９％ニーケル１．１７％コバルトの
合金０．２５■ｔ）３、純チタン（０，５■ｔ ）４を
アセトン中で１０分間超音波洗浄後、第１図のように重
ね、約１０−’Ｔｏｒｒの真空中で、加圧２ ｋｇ ／
ｘｉ、８５０℃で３０分間、拡散接合して接合体を得
た。
室温に冷却後、セラミックスの破壊や接合界面での剥離
は起らなかった。を之、せん断強度は５〜１２ｋｒ／−
であり几。
は起らなかった。を之、せん断強度は５〜１２ｋｒ／−
であり几。
ｔ Ｚ’１１３月の１色６１ヨ４）す【−（文 、 先
め実指イ）Ｊのイクζ汽隻）９１Ｑ［金属の民・Ｊ國熟
声力鰭幼体１イ先用５Δ；トｓ−τ１）。
め実指イ）Ｊのイクζ汽隻）９１Ｑ［金属の民・Ｊ國熟
声力鰭幼体１イ先用５Δ；トｓ−τ１）。
他の実施例として、炭化硅素の代りに窒化硅素焼結体、
アルミナ、酸化ジルコニウム、サイアロンなどを用いる
こともできる。ま念純チタンに代り純ジルコニウム、チ
タン合金、ジルコニウム合金を用いることができる。ま
た、鉄ニツケルコバルト合金、鉄ニツケルクロム合金以
外の鉄ニツケル合金とすることができる。
アルミナ、酸化ジルコニウム、サイアロンなどを用いる
こともできる。ま念純チタンに代り純ジルコニウム、チ
タン合金、ジルコニウム合金を用いることができる。ま
た、鉄ニツケルコバルト合金、鉄ニツケルクロム合金以
外の鉄ニツケル合金とすることができる。
鉄ニツケルコバルト合金、鉄ニツケルクロム合金、鉄ニ
ツケル合金の厚さは０．０１ｍ〜３割が望ましく、純チ
タン、チタン合金、純ジルコニウム、ジルコニウム合金
などの厚さは０．１〜８ｍｍが望しい０ もちろんのことであるが、これらの厚みは接合体の大き
さにより自由に選べるものであり特に限定するものでは
ない。
ツケル合金の厚さは０．０１ｍ〜３割が望ましく、純チ
タン、チタン合金、純ジルコニウム、ジルコニウム合金
などの厚さは０．１〜８ｍｍが望しい０ もちろんのことであるが、これらの厚みは接合体の大き
さにより自由に選べるものであり特に限定するものでは
ない。
また、鉄系金属母材とインサート材およびチタンなどを
あらかじめ接合後、インサート材とセラミックス母材と
を拡散接合することができる。ま几セラミックス母材の
表面に、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、マンガン、
鉄等及びこれらの合金のメッキを施して拡散接合するこ
ともできる。
あらかじめ接合後、インサート材とセラミックス母材と
を拡散接合することができる。ま几セラミックス母材の
表面に、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、マンガン、
鉄等及びこれらの合金のメッキを施して拡散接合するこ
ともできる。
これらの接合時において拡散接合を行う温度は一般に高
温である程、加える接合圧力が小さくて済むと言う利点
があるが、インサート材である合金の融点を超えること
は望ましくない。前述実施例の鉄・ニッケル・コバルト
合金ではこの上限温度（融点）は、約１４５０℃である
が、他の組成の合金をインサート材とするときはこれと
は異ったものとすることができる。ま几、実用的な時間
範囲内で拡散接合ができる下限温度ＴＬは、絶対温、度
で示し几その金属の融点をＴ硫した場合、ＴＬ＝゛０．
４〜０．５ ＴＭであると言われている（溶接学界防用
５０巻（１９８１）４号参照）。これらのことから、拡
散接合を行う温度は、前記下限温度以上で前記融点を超
えない範囲内で適宜選ぶことができる。
温である程、加える接合圧力が小さくて済むと言う利点
があるが、インサート材である合金の融点を超えること
は望ましくない。前述実施例の鉄・ニッケル・コバルト
合金ではこの上限温度（融点）は、約１４５０℃である
が、他の組成の合金をインサート材とするときはこれと
は異ったものとすることができる。ま几、実用的な時間
範囲内で拡散接合ができる下限温度ＴＬは、絶対温、度
で示し几その金属の融点をＴ硫した場合、ＴＬ＝゛０．
４〜０．５ ＴＭであると言われている（溶接学界防用
５０巻（１９８１）４号参照）。これらのことから、拡
散接合を行う温度は、前記下限温度以上で前記融点を超
えない範囲内で適宜選ぶことができる。
インサート材である鉄・ニッケル・コバルト合金として
は、それぞれ５４％、２９％、１７％なる組成のものが
、前述実施例においてはセラミックスとほぼ同じ熱膨張
率を持っていることから最も望ましいものであるが、使
用するセラミックスとほぼ同じ熱膨張率を持った、鉄と
ニッケルを含む他の合金を使用することが可能である。
は、それぞれ５４％、２９％、１７％なる組成のものが
、前述実施例においてはセラミックスとほぼ同じ熱膨張
率を持っていることから最も望ましいものであるが、使
用するセラミックスとほぼ同じ熱膨張率を持った、鉄と
ニッケルを含む他の合金を使用することが可能である。
また、拡散接合を行う雰囲気は、還元性雰囲気または不
活性ガス中とすることも可能である。
活性ガス中とすることも可能である。
そして、いずれの実施例についても前述実施例同様、強
固な接合が簡素な工程で安価に得られる。
固な接合が簡素な工程で安価に得られる。
更にまた、同種のセラミックス同士の拡散接合や異種の
セラミックス間の拡散接合についても実施できる。
セラミックス間の拡散接合についても実施できる。
以上、詳述したとおり、この発明によればセラミックス
と金属との強固な接合が簡素な構成で安価に得られ、イ
ンサート材である鉄・ニッケル・コバルト合金の融点が
高いことから耐高温性に優れており、かつ同インサート
材の熱膨張率がセラミックスとほぼ同じであることから
繰返しの熱膨張と収縮に耐えられるので寿命の長いこと
が考えられるうえ、大型の接合体においても熱応力によ
るセラミックスの破壊や接合界面の剥離を防止できると
いう特有かつ顕著な効果がある。
と金属との強固な接合が簡素な構成で安価に得られ、イ
ンサート材である鉄・ニッケル・コバルト合金の融点が
高いことから耐高温性に優れており、かつ同インサート
材の熱膨張率がセラミックスとほぼ同じであることから
繰返しの熱膨張と収縮に耐えられるので寿命の長いこと
が考えられるうえ、大型の接合体においても熱応力によ
るセラミックスの破壊や接合界面の剥離を防止できると
いう特有かつ顕著な効果がある。
図面はこの発明の実施例を示す側面図である。
図面において、１・・°セラミックス母材、２・・・金
属母材、３・・・インサート材、４・・・純チタン。
属母材、３・・・インサート材、４・・・純チタン。
Claims (6)
- （１）少なくとも鉄およびニッケルを含む合金をインサ
ート材として使用する、セラミックスと金属との拡散接
合方法において 前記インサート材と前記金属との間に低膨張係数金属を
介在せしめてなるセラミックスと金属との拡散接合方法
。 - （２）前記少なくとも鉄およびニッケルを含む合金のイ
ンサート材はコバルトまたはクロムを含んでなる特許請
求の範囲第１項記載の、セラミックスと金属との拡散接
合方法。 - （３）前記低膨張係数金属は、純チタン、チタン合金、
純ジルコニウム、ジルコニウム合金である特許請求の範
囲第１項記載のセラミックスと金属との拡散接合方法。 - （４）少なくとも鉄およびニッケルを含む合金をインサ
ート材として使用する、セラミックスと金属との拡散接
合において、前記インサート材と前記金属との間に熱応
力緩和体を介在せしめてなるセラミックスと金属との拡
散接合方法。 - （５）前記少なくとも鉄およびニッケルを含む合金のイ
ンサート材はコバルトまたはクロムを含んでなる特許請
求の範囲第４項記載のセラミックスと金属との拡散接合
方法。 - （６）前記熱応力緩和体は、セラミックス繊維複合金属
、金属繊維布または金属発泡体である特許請求の範囲第
４項記載のセラミックスと金属との拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20246185A JPS6265987A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | セラミツクスと金属との拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20246185A JPS6265987A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | セラミツクスと金属との拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265987A true JPS6265987A (ja) | 1987-03-25 |
Family
ID=16457912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20246185A Pending JPS6265987A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | セラミツクスと金属との拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265987A (ja) |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP20246185A patent/JPS6265987A/ja active Pending
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