JPS6272577A - アルミナと金属との熱応力緩和接合方法 - Google Patents
アルミナと金属との熱応力緩和接合方法Info
- Publication number
- JPS6272577A JPS6272577A JP21243085A JP21243085A JPS6272577A JP S6272577 A JPS6272577 A JP S6272577A JP 21243085 A JP21243085 A JP 21243085A JP 21243085 A JP21243085 A JP 21243085A JP S6272577 A JPS6272577 A JP S6272577A
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- Japan
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- alloy
- alumina
- bonding
- metal
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はアルミナと金属との熱応力緩和接合方法に係り
、特に接合強度と信頼性の向上分はかるに好適なアルミ
ナと金属との熱応力緩和接合方法０〔発明の背景〕 ｋｔあるいはＡｌ合金をインサート材とするセラミック
スと金属との接合方法は、特開昭５８−１３５１８０号
に記載のように、単にＡｌもしくはＡｌ合金単独をイン
サート材とし、これらインサート材の融点もしくは融点
直下の温度で加熱し、加圧していた。しかし、この方法
は単に接合性に主眼を置いたものであり、接合強度の向
上については配慮されていないっ 〔発明の目的〕 本発明の目的は接合強度が大きく、かつ信頼性の高いア
ルミナと金属との熱応力緩和接合方法を提供することに
ある。
、特に接合強度と信頼性の向上分はかるに好適なアルミ
ナと金属との熱応力緩和接合方法０〔発明の背景〕 ｋｔあるいはＡｌ合金をインサート材とするセラミック
スと金属との接合方法は、特開昭５８−１３５１８０号
に記載のように、単にＡｌもしくはＡｌ合金単独をイン
サート材とし、これらインサート材の融点もしくは融点
直下の温度で加熱し、加圧していた。しかし、この方法
は単に接合性に主眼を置いたものであり、接合強度の向
上については配慮されていないっ 〔発明の目的〕 本発明の目的は接合強度が大きく、かつ信頼性の高いア
ルミナと金属との熱応力緩和接合方法を提供することに
ある。
〔発明の概要］
本発明は、アルミナと金属との接合面間にＡｌあるいは
Ａｌ合金金芯材とし、Ａｌ−Ｓｉ系合金を両嵌皮材とす
る三層よりなる積層板またはプレージングシートを用い
、Ａｌ−Ｓｉ系合金の固相線以上、芯材であるＡｌの融
点以下もしくはＡｌ合金の固相線以下の温度で加熱する
と共に、前記積層板またはプレージングシートの厚さが
２５！ＩＩ＋以上になるように加圧することによって接
合強度及び信頼性の向上をはかったものである。
Ａｌ合金金芯材とし、Ａｌ−Ｓｉ系合金を両嵌皮材とす
る三層よりなる積層板またはプレージングシートを用い
、Ａｌ−Ｓｉ系合金の固相線以上、芯材であるＡｌの融
点以下もしくはＡｌ合金の固相線以下の温度で加熱する
と共に、前記積層板またはプレージングシートの厚さが
２５！ＩＩ＋以上になるように加圧することによって接
合強度及び信頼性の向上をはかったものである。
なおプレージングシートが薄い場合、プレージングシー
トとプレージングシートとの間にＡｌもしくはＡｌ合金
のシートを介在させて接合してもよい。
トとプレージングシートとの間にＡｌもしくはＡｌ合金
のシートを介在させて接合してもよい。
〔発明の実施例」
以下、本発明の実施例を図により説明する。
実施例（１）（Ａｌインサート材によるアルミナと軟鋼
との接合） 第１図に示すように軟鋼製リング１間にアルミナリング
２を置き、両者の接合面に種々の厚さのＡｌシート３お
よびＡｌ−２チＭｎ合金を芯材。
との接合） 第１図に示すように軟鋼製リング１間にアルミナリング
２を置き、両者の接合面に種々の厚さのＡｌシート３お
よびＡｌ−２チＭｎ合金を芯材。
Ａｌ−１０％５ｉ−２％Ｍ１合金を両表皮材とする三層
よりなるプレージングシート（厚さ０．１６姻）４を挿
入してＡｌ合金インサート材５を形成し、この積層物６
を真空雰囲気（１０−４Ｔｏｒｒ ）で接合温度６００
℃、加圧力０．５ Ｋ９ｆ／−で３０分間加熱、加圧保
持して接合した。温度が５８０℃以上になるとプレージ
ングシート４０両表皮材であるＡＡ−１０％５４−２％
Ｍ？合金が浴融し、アルミナ２と容易に結合する。
よりなるプレージングシート（厚さ０．１６姻）４を挿
入してＡｌ合金インサート材５を形成し、この積層物６
を真空雰囲気（１０−４Ｔｏｒｒ ）で接合温度６００
℃、加圧力０．５ Ｋ９ｆ／−で３０分間加熱、加圧保
持して接合した。温度が５８０℃以上になるとプレージ
ングシート４０両表皮材であるＡＡ−１０％５４−２％
Ｍ？合金が浴融し、アルミナ２と容易に結合する。
一方、枢＠製すングｌの表面ではＦｅとｋｔとの化合物
ノーが生成し結合する。上記接合体の接合後のＡｌ合金
インサート材５の厚さと引張シ強さの関係ｔ−［２図に
示す。Ａｌ合金インサート材５の厚さの増加と共に熱応
力は凌叩されて引張り強さは向上し、２／ＲＩＲ以上で
は２．３ ＫＩｉｆ ／ｒａｍ一定となシ、信頼性のあ
る高強度接合品が得られる。
ノーが生成し結合する。上記接合体の接合後のＡｌ合金
インサート材５の厚さと引張シ強さの関係ｔ−［２図に
示す。Ａｌ合金インサート材５の厚さの増加と共に熱応
力は凌叩されて引張り強さは向上し、２／ＲＩＲ以上で
は２．３ ＫＩｉｆ ／ｒａｍ一定となシ、信頼性のあ
る高強度接合品が得られる。
前記Ａｌ合金インサート材５の厚さを２＃Ｒ以上にした
接合体の気密性もｆ（ｅｌＪ−り試験で１Ｏ−８Ｔ ｏ
ｒｒ、 Ｌ／ ｓｅｃ以下で極めて良好でめった。第３
図に前記接合法（曲Ｍｌ）および比較例として前記特開
昭５８−１３５１８０号に記載されｆｃＡｌ（曲線２）
またはＡＡ−Ｃｕ合金（曲線３）の単独インサート材を
液相庫温度より１０℃低い温度でインサート材厚さ２／
５１１一定で漱合し、このときの加圧力と接合後のイン
サート材厚さとの関係を示す。図から、比較例の播合温
匿は融点直下のため、加圧力１１’７ｆ／−以下でも者
しく塑性変形するが、本接合法はＡｌシート３の融点よ
５６０℃低いために塑性変形はかなり抑制さｆ’Ｌ、
Ａｌ合金インサート材厚さ’ｌ、ｒｍ以上が容易に確保
できることがわかる。適正加圧力は、未接合部が生じな
い限界圧力である０、２５にｙｆ／ｍ−から、比較的塑
性変形が少ないＩＫｑｆ／−の範囲であるっまた、適正
加熱温度はプレージングシートの表皮材であるＡｌＡｌ
−Ｓｉ−合金がａｆａする５８０℃カラ、比ｐ的塑性変
形が少ない６３０℃の範囲である。本実施例および以下
に述べる実施例（２）は真空雰囲気中での接合であるが
、不活性ガスあるいは大気中でも接合可能である。
接合体の気密性もｆ（ｅｌＪ−り試験で１Ｏ−８Ｔ ｏ
ｒｒ、 Ｌ／ ｓｅｃ以下で極めて良好でめった。第３
図に前記接合法（曲Ｍｌ）および比較例として前記特開
昭５８−１３５１８０号に記載されｆｃＡｌ（曲線２）
またはＡＡ−Ｃｕ合金（曲線３）の単独インサート材を
液相庫温度より１０℃低い温度でインサート材厚さ２／
５１１一定で漱合し、このときの加圧力と接合後のイン
サート材厚さとの関係を示す。図から、比較例の播合温
匿は融点直下のため、加圧力１１’７ｆ／−以下でも者
しく塑性変形するが、本接合法はＡｌシート３の融点よ
５６０℃低いために塑性変形はかなり抑制さｆ’Ｌ、
Ａｌ合金インサート材厚さ’ｌ、ｒｍ以上が容易に確保
できることがわかる。適正加圧力は、未接合部が生じな
い限界圧力である０、２５にｙｆ／ｍ−から、比較的塑
性変形が少ないＩＫｑｆ／−の範囲であるっまた、適正
加熱温度はプレージングシートの表皮材であるＡｌＡｌ
−Ｓｉ−合金がａｆａする５８０℃カラ、比ｐ的塑性変
形が少ない６３０℃の範囲である。本実施例および以下
に述べる実施例（２）は真空雰囲気中での接合であるが
、不活性ガスあるいは大気中でも接合可能である。
なお、本実施例で用いたプレージングシート４の厚さは
０．１６ＭであＦ）、Ａｌ合金インサート材５の厚さ１
＆：２ｒｔａｓ以上に確保するためにＡｌシート３をプ
レージングシート４間に介在させたが、プレージングシ
ート４に厚さ２ＭＪＲ以上のものを用いる場合にはＡｌ
シートを介在させる必要はない。
０．１６ＭであＦ）、Ａｌ合金インサート材５の厚さ１
＆：２ｒｔａｓ以上に確保するためにＡｌシート３をプ
レージングシート４間に介在させたが、プレージングシ
ート４に厚さ２ＭＪＲ以上のものを用いる場合にはＡｌ
シートを介在させる必要はない。
実施例（２Ｊ（低熱膨張材とＡｌインサート材の併用に
よるアルミナと軟鋼との接合） 第４図に−示すように、低熱膨張材として厚さ０．５＃
ｔｌｌのコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金
）７を用い、こｎと軟鋼り／グｌを真空雰囲気（１０−
’Ｔｏｒｒ）で加熱温度９００℃、加圧力２．５Ｋｇｆ
／ｍｍ２で６０分間加熱、加圧保持により拡散接合した
後、コパール７とアルミナリング２の接合面間に実施例
（１）と同様のＡｌ合金インサート材５を挿入し、同一
条件で接合した。このときのＡｌ合金インサート材厚さ
と引張り強さの関係を第５図に示す。Ａｌ合金インサー
ト材厚さの増加と共に引張り強さは向上し、２Ｍ以上で
は約４ｈｆ／ｍｊの引張Ｄ ｂＴｉさが得られ、第１図
に示したＡｌ合金インサート材単独のものよシ更に高強
度の接合体が得られる。こｎより、低熱膨張材との併用
でもＡｌ合金インサート材厚さ２１１ｕＲ以上で信頼性
のある高強度接合品が得られることがわかる。本実施例
では軟鋼リング１とコパール７をインサート材を介さな
いで直接接合したが、Ａｌ合金インサート材中にコパー
ルを挿入しても同様の効果が認められ、引張９強さは第
２回と第５図の中間の値であった。また、本実施例では
低熱膨張材としてコパールを用いたが、その他に４２Ｎ
ｉ（Ｆｅ−４２慢Ｎｉ合金） ＊ Ｔｌ ？ Ｗ ＋
Ｍｏ ＋超硬合金等被接合金属より低熱膨張材であれば
同様の効果が得られる。
よるアルミナと軟鋼との接合） 第４図に−示すように、低熱膨張材として厚さ０．５＃
ｔｌｌのコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金
）７を用い、こｎと軟鋼り／グｌを真空雰囲気（１０−
’Ｔｏｒｒ）で加熱温度９００℃、加圧力２．５Ｋｇｆ
／ｍｍ２で６０分間加熱、加圧保持により拡散接合した
後、コパール７とアルミナリング２の接合面間に実施例
（１）と同様のＡｌ合金インサート材５を挿入し、同一
条件で接合した。このときのＡｌ合金インサート材厚さ
と引張り強さの関係を第５図に示す。Ａｌ合金インサー
ト材厚さの増加と共に引張り強さは向上し、２Ｍ以上で
は約４ｈｆ／ｍｊの引張Ｄ ｂＴｉさが得られ、第１図
に示したＡｌ合金インサート材単独のものよシ更に高強
度の接合体が得られる。こｎより、低熱膨張材との併用
でもＡｌ合金インサート材厚さ２１１ｕＲ以上で信頼性
のある高強度接合品が得られることがわかる。本実施例
では軟鋼リング１とコパール７をインサート材を介さな
いで直接接合したが、Ａｌ合金インサート材中にコパー
ルを挿入しても同様の効果が認められ、引張９強さは第
２回と第５図の中間の値であった。また、本実施例では
低熱膨張材としてコパールを用いたが、その他に４２Ｎ
ｉ（Ｆｅ−４２慢Ｎｉ合金） ＊ Ｔｌ ？ Ｗ ＋
Ｍｏ ＋超硬合金等被接合金属より低熱膨張材であれば
同様の効果が得られる。
なお、第１図及び第４図の実施例において、Ａｌシート
３は各接合部に一枚介在させるものであるが、被数枚の
Ａｌシートとプレージングシートとを交互に積み重ねた
Ａｌ合金インサート材を介在させてもよい。
３は各接合部に一枚介在させるものであるが、被数枚の
Ａｌシートとプレージングシートとを交互に積み重ねた
Ａｌ合金インサート材を介在させてもよい。
〔発明の効果」
以上説明したように、本発明によりばアルミナと金属と
の接合において、Ａｌ合金の接合後のインサート材の厚
さを２騙以上とすることにより接合部の強度と接合の１
Ｍ頼性とを向上せしめうる接合方法が得られる。
の接合において、Ａｌ合金の接合後のインサート材の厚
さを２騙以上とすることにより接合部の強度と接合の１
Ｍ頼性とを向上せしめうる接合方法が得られる。
第１図から第５図は本元明接合方法の説明図で、ｇｔ図
はＡｌ合金インサート材によるアルミナと軟鋼と接合方
法の説明図、第２図は第１図接合体のＡｌインサート材
厚さと引張強さとの関係図、第３図は本発明法および従
来の方法の〃口圧力とＡｌインサート材厚さとの関係図
、第４図は低熱膨張材とＡｌインサート材材用用よるア
ルミナと軟鋼との接合方法の説明図、第５図は第４固接
合体のＡｌインサート材厚さと引張り強さとの関係図で
ある。
はＡｌ合金インサート材によるアルミナと軟鋼と接合方
法の説明図、第２図は第１図接合体のＡｌインサート材
厚さと引張強さとの関係図、第３図は本発明法および従
来の方法の〃口圧力とＡｌインサート材厚さとの関係図
、第４図は低熱膨張材とＡｌインサート材材用用よるア
ルミナと軟鋼との接合方法の説明図、第５図は第４固接
合体のＡｌインサート材厚さと引張り強さとの関係図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アルミナと金属との接合方法において、アルミナと
金属との接合面間にＡｌもしくはＡｌ合金を芯材とし、
Ａｌ−Ｓｉ系合金を両表皮材とする三層よりなる積層板
またはプレージングシートを用い、Ａｌ−Ｓｉ系合金の
固相線以上、芯材であるＡｌの融点以下もしくはＡｌ合
金の固相線以下の温度で加熱すると共に、前記積層板ま
たはプレージングシートの厚さが２ｍｍ以上になるよう
に、加圧することを特徴とするアルミナと金属との熱応
力緩和接合方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の接合方法において、加
熱温度を５８０℃から６３０℃、加圧力を０．２５Ｋｇ
ｆ／ｍｍ＾２から１Ｋｇｆ／ｍｍ＾２でおこなうことを
特徴とするアルミナと金属との熱応力緩和接合方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の接合方法において、プ
レージングシートとプレージングシートとの間にＡｌも
しくはＡｌ合金のシートを介在させることを特徴とする
アルミナと金属との熱応力緩和接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21243085A JPS6272577A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | アルミナと金属との熱応力緩和接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21243085A JPS6272577A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | アルミナと金属との熱応力緩和接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6272577A true JPS6272577A (ja) | 1987-04-03 |
| JPH0329029B2 JPH0329029B2 (ja) | 1991-04-22 |
Family
ID=16622465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21243085A Granted JPS6272577A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | アルミナと金属との熱応力緩和接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6272577A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04160071A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-06-03 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池のセラミックス製絶縁体と金属部品との接合方法 |
| US5543130A (en) * | 1992-01-24 | 1996-08-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal ceramic composite structure |
| US5633073A (en) * | 1995-07-14 | 1997-05-27 | Applied Materials, Inc. | Ceramic susceptor with embedded metal electrode and eutectic connection |
| US5817406A (en) * | 1995-07-14 | 1998-10-06 | Applied Materials, Inc. | Ceramic susceptor with embedded metal electrode and brazing material connection |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60103081A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-07 | 株式会社日立製作所 | 炭化ケイ素と金属との接合方法 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21243085A patent/JPS6272577A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60103081A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-07 | 株式会社日立製作所 | 炭化ケイ素と金属との接合方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04160071A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-06-03 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池のセラミックス製絶縁体と金属部品との接合方法 |
| US5543130A (en) * | 1992-01-24 | 1996-08-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal ceramic composite structure |
| US5633073A (en) * | 1995-07-14 | 1997-05-27 | Applied Materials, Inc. | Ceramic susceptor with embedded metal electrode and eutectic connection |
| US5817406A (en) * | 1995-07-14 | 1998-10-06 | Applied Materials, Inc. | Ceramic susceptor with embedded metal electrode and brazing material connection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329029B2 (ja) | 1991-04-22 |
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