JPS6315143B2 - - Google Patents
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- JPS6315143B2 JPS6315143B2 JP4650583A JP4650583A JPS6315143B2 JP S6315143 B2 JPS6315143 B2 JP S6315143B2 JP 4650583 A JP4650583 A JP 4650583A JP 4650583 A JP4650583 A JP 4650583A JP S6315143 B2 JPS6315143 B2 JP S6315143B2
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Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
本発明は耐火壁に関する。
耐火壁等に用いる非酸化物系セラミツクスとし
ては、窒化ケイ素（Si3N4）や炭化ケイ素（SiC）
がよく知られている。しかし、これらのセラミツ
クスは高温高強度材料として非常に優れているも
のの、焼結、成形が難しく高価格のうえ、大型の
ものや複雑な形状のものは製造できないという問
題がある。このため、窒化ケイ素や炭化ケイ素を
高温高強度材料として広範囲に使用する場合に
は、経済性と加工性に優れた金属と組合わせる必
要がある。しかし、窒化ケイ素や炭化ケイ素は溶
融金属にぬれにくく（浸透しにくいの意）、金属
との反応性も乏しい。そのため、酸化物系セラミ
ツクスと金属との接合に用いる活性金属法、Mn
−Mo法、硫化銅法、酸化物ソルダー法等の化学
的な接合法は、この場合適用することができな
い。また、非酸化物系セラミツクスと金属との接
合体は、それらの熱膨張係数の差に起因する熱応
力で、接合部が分離する可能性がある。例えば、
表１に示すように窒化ケイ素の熱膨張係数は金属
に比べ非常に小さい。このため、窒化ケイ素と金
属の接合体は、温度変化があれば、大きな熱応力
を生じ、その接合部は分離する可能性がある。
ては、窒化ケイ素（Si3N4）や炭化ケイ素（SiC）
がよく知られている。しかし、これらのセラミツ
クスは高温高強度材料として非常に優れているも
のの、焼結、成形が難しく高価格のうえ、大型の
ものや複雑な形状のものは製造できないという問
題がある。このため、窒化ケイ素や炭化ケイ素を
高温高強度材料として広範囲に使用する場合に
は、経済性と加工性に優れた金属と組合わせる必
要がある。しかし、窒化ケイ素や炭化ケイ素は溶
融金属にぬれにくく（浸透しにくいの意）、金属
との反応性も乏しい。そのため、酸化物系セラミ
ツクスと金属との接合に用いる活性金属法、Mn
−Mo法、硫化銅法、酸化物ソルダー法等の化学
的な接合法は、この場合適用することができな
い。また、非酸化物系セラミツクスと金属との接
合体は、それらの熱膨張係数の差に起因する熱応
力で、接合部が分離する可能性がある。例えば、
表１に示すように窒化ケイ素の熱膨張係数は金属
に比べ非常に小さい。このため、窒化ケイ素と金
属の接合体は、温度変化があれば、大きな熱応力
を生じ、その接合部は分離する可能性がある。
【表】
従来、非酸化物系セラミツクス板を金属体に取
付けるのに、非酸化物系ボルトで取付ける方法
や、非酸化物系セラミツクス板と金属体とをかみ
合うような形状にして、機械的に取付ける方法が
実施されている。 しかし、これらの取付け方法では、非酸化物系
セラミツクスでボルトや金属とかみ合うような複
雑な形状のものを製作しなければならず、非常に
実施が難しいという問題があつた。 本発明はこのような問題を解決することを目的
とし、非酸化物系セラミツクス板と酸化物系セラ
ミツクス板とをセラミツクス製結合部材で機械的
に結合して、前記非酸化物系セラミツクス板を高
温側とする結合体を構成し、この結合体を金属体
表面に前記酸化物系セラミツクス板を面接合させ
た状態で取付けた構成の耐火壁を提供することに
よつて、その目的を達成するものであり、これに
より非酸化物系セラミツクス板や金属体の形状を
変化させずに、非酸化物系セラミツクス板を金属
体に取付けることのできるものである。 以下本発明の構成を、その一実施例を示す図面
に基づいて詳細に説明する。 第１図および第２図は本発明に係る耐火壁を示
す。図において、１は耐熱用の非酸化物系セラミ
ツクス板、２は断熱用の酸化物系セラミツクス板
で、これら両セラミツクス板１，２はセラミツク
ス製結合部材３で機械的に結合され、非酸化物系
セラミツクス板１を高温側とする結合体４を構成
している。そして、この結合体４はニツケル等の
金属体５表面に酸化物系セラミツクス板２を面接
合させた状態で取付けられ、耐火壁を構成してい
る。非酸化物系セラミツクス板１は、セラミツク
スのうち最も高温強度、耐熱衝撃性に優れた窒化
ケイ素（Si3N4）で製作され、酸化物系セラミツ
クス板２は、非酸化物系セラミツクス板１と金属
体５の断熱を図るため熱伝導度の小さい、かつ金
属体５と結合体４との熱応力の低減を図るため熱
膨張係数が金属と近い、多孔質の酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）で製作されている。表２に種々のセ
ラミツクスの熱伝導度と熱膨張係数を示す。表か
らも明らかなように、酸化ジルコニウムの多孔質
のものが熱伝導が非常に小さく、熱膨張係数も比
較的金属に近い。したがつて、酸化物系セラミツ
クス２としては、多孔質の酸化ジルコニウムが適
しているといえる。
付けるのに、非酸化物系ボルトで取付ける方法
や、非酸化物系セラミツクス板と金属体とをかみ
合うような形状にして、機械的に取付ける方法が
実施されている。 しかし、これらの取付け方法では、非酸化物系
セラミツクスでボルトや金属とかみ合うような複
雑な形状のものを製作しなければならず、非常に
実施が難しいという問題があつた。 本発明はこのような問題を解決することを目的
とし、非酸化物系セラミツクス板と酸化物系セラ
ミツクス板とをセラミツクス製結合部材で機械的
に結合して、前記非酸化物系セラミツクス板を高
温側とする結合体を構成し、この結合体を金属体
表面に前記酸化物系セラミツクス板を面接合させ
た状態で取付けた構成の耐火壁を提供することに
よつて、その目的を達成するものであり、これに
より非酸化物系セラミツクス板や金属体の形状を
変化させずに、非酸化物系セラミツクス板を金属
体に取付けることのできるものである。 以下本発明の構成を、その一実施例を示す図面
に基づいて詳細に説明する。 第１図および第２図は本発明に係る耐火壁を示
す。図において、１は耐熱用の非酸化物系セラミ
ツクス板、２は断熱用の酸化物系セラミツクス板
で、これら両セラミツクス板１，２はセラミツク
ス製結合部材３で機械的に結合され、非酸化物系
セラミツクス板１を高温側とする結合体４を構成
している。そして、この結合体４はニツケル等の
金属体５表面に酸化物系セラミツクス板２を面接
合させた状態で取付けられ、耐火壁を構成してい
る。非酸化物系セラミツクス板１は、セラミツク
スのうち最も高温強度、耐熱衝撃性に優れた窒化
ケイ素（Si3N4）で製作され、酸化物系セラミツ
クス板２は、非酸化物系セラミツクス板１と金属
体５の断熱を図るため熱伝導度の小さい、かつ金
属体５と結合体４との熱応力の低減を図るため熱
膨張係数が金属と近い、多孔質の酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）で製作されている。表２に種々のセ
ラミツクスの熱伝導度と熱膨張係数を示す。表か
らも明らかなように、酸化ジルコニウムの多孔質
のものが熱伝導が非常に小さく、熱膨張係数も比
較的金属に近い。したがつて、酸化物系セラミツ
クス２としては、多孔質の酸化ジルコニウムが適
しているといえる。
【表】
第３図ａ，ｂは前記セラミツクス製結合部材３
を拡大して示したものである。ａは中央部用、ｂ
は端部用を示し、中央部用のものは断面をＩ形状
とされており、端部用のものは断面を変形Ｉ形状
とされ、酸化物系セラミツクス板２に直接当接す
る突起部３Ａを有せしめられている。このような
形状で第２図に示したように、非酸化物系セラミ
ツクス板１と酸化物系セラミツクス板２とをその
凹部で機械的に結合、すなわち両セラミツクス板
１，２を挾持する。このセラミツクス製結合部材
３は高温側で高温強度と耐熱衝撃性が要求され、
金属体５側で断熱性が要求される。したがつて、
製作材料としては、セラミツクスの中でも熱伝導
が比較的小さく、高温強度と耐熱衝撃性に優れた
窒化ケイ素が適当である。 第４図ａ，ｂは、セラミツクス製結合部材３の
他の構成例を示す。ａは中央部用、ｂは端部用
で、それぞれ第３図ａ，ｂに示したものと外観形
状は同じであるが、異なる２つの部材を組合せて
構成したものである。すなわち、酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）で断面Ｉ形状の本体６を製作し、非
酸化物系セラミツクス板１を挾む側のフランジの
周囲にそれぞれ窒化ケイ素（Si3N4）製の枠材７
を適当な間隙をあけて嵌合させ、セラミツクス製
結合部材８を構成したものである。これにより、
高温側における高温強度と耐熱衝撃性、金属体５
側における断熱性を前記構成のものより向上させ
ることができるものである。 第５図はセラミツクス製結合部材３の外観形状
を変化させて高温側面を面一にした耐火壁を示
す。セラミツクス製結合部材３は、その凹部で非
酸化物系セラミツクス板１と酸化物系セラミツク
ス板２とを機械的に結合するものであるから、図
に示されるように非酸化物系セラミツクス板１と
の当接面を傾斜面９に構成しても、非酸化物系セ
ラミツクス板１と酸化物系セラミツクス板２とを
挾持できることは明らかである。そこで、図に示
されるように非酸化物系セラミツクス板１の、傾
斜面９に当接する箇所も傾斜面として高温側の面
を非酸化物系セラミツクス板１と面一とすること
ができる。 係る構成で、第１図および第２図に示した耐火
壁を例にとつて、製作手順を説明する。先ず、金
属体５の表面に予め各セラミツクス製結合部材３
の一端フランジ部が嵌合可能な切欠き溝を設け
る。次に、セラミツクス製結合部材３で、非酸化
物系セラミツクス板１と酸化物系セラミツクス板
２とを結合して、結合体４を構成し、この結合体
４を金属体５表面上に各セラミツクス製接合部材
３のフランジ部を嵌合させた状態で、かつ酸化物
系セラミツクス板２を金属体５表面に面接合させ
た状態で置く。このとき、金属体５が例えばニツ
ケル（Ni）であれば、金属体５表面の酸化物系
セラミツクス板２との接合面にTi−Ni−Ag系の
ろう材粉末を散布しておく。次に、結合体４と金
属体５とを仮止めし終ると、これらを炉中に入れ
て加熱する。そうすると、前記ろう材が溶け、結
合体４と金属体５はろう付により接合される。こ
のとき、セラミツクス製結合部材３の金属体５表
面の切欠き溝に嵌合したフランジ部は、酸化物系
セラミツクス板２によつて押さえられ、固定され
ることになる。これにより、非酸化物系セラミツ
クス板１、酸化物系セラミツクス板２および金属
体５による三重構造の耐火壁が一体的に構成され
ることとなる。 第６図〜第９図は、本発明に係る耐火壁をデイ
ーゼルエンジンのピストン上面等、円形の耐火壁
に用いた例を示す。構成、製作手順はほぼ前述の
ものと変らないので、同一の働きをなすものに同
一番号を付して説明を省略する。なお、本実施例
におけるセラミツクス製結合部材３は、断面がＩ
形状で平面視十字状に組まれた中央部用のもの
と、断面が変形Ｉ形状で平面視リング状とされた
端部用のものとから構成され、非酸化物系セラミ
ツクス板１および酸化物系セラミツクス板２もこ
のセラミツクス製結合部材３の凹部に嵌まり易い
よう、円板を1/4に分割した構成とされている。 以上本発明によれば、次の効果を得ることがで
きる。 (1) 非酸化物系セラミツクス板や金属体の形状を
変化させずに非酸化物系セラミツクス板を金属
体に取付けた構成の耐火壁を提供することがで
きる。 (2) 非酸化物系セラミツクス板を高温側としたの
で、耐熱、耐衝撃性に優れている。 (3) セラミツクスを比較的単純形状のまま使用で
きるので、低価格で実施できる。 (4) 小さな寸法のセラミツクスを使用することが
でき、この小さな寸法のセラミツクスで大型の
耐火壁を製造することもできる。 (5) 酸化物系セラミツクス板と金属体の接合面は
酸化物系セラミツクス板が断熱材であることか
ら、比較的低融点のろう材等を施すことができ
る。 (6) 非酸化物系セラミツクス板と酸化物系セラミ
ツクス板とを機械的に結合して化学的に結合し
ていないので、これらとセラミツクス製結合部
材とのすき間を適当にとることにより、非酸化
物系セラミツクス板と酸化物系セラミツクス板
および金属体の熱膨張係数の差による熱応力を
緩和することができる。
を拡大して示したものである。ａは中央部用、ｂ
は端部用を示し、中央部用のものは断面をＩ形状
とされており、端部用のものは断面を変形Ｉ形状
とされ、酸化物系セラミツクス板２に直接当接す
る突起部３Ａを有せしめられている。このような
形状で第２図に示したように、非酸化物系セラミ
ツクス板１と酸化物系セラミツクス板２とをその
凹部で機械的に結合、すなわち両セラミツクス板
１，２を挾持する。このセラミツクス製結合部材
３は高温側で高温強度と耐熱衝撃性が要求され、
金属体５側で断熱性が要求される。したがつて、
製作材料としては、セラミツクスの中でも熱伝導
が比較的小さく、高温強度と耐熱衝撃性に優れた
窒化ケイ素が適当である。 第４図ａ，ｂは、セラミツクス製結合部材３の
他の構成例を示す。ａは中央部用、ｂは端部用
で、それぞれ第３図ａ，ｂに示したものと外観形
状は同じであるが、異なる２つの部材を組合せて
構成したものである。すなわち、酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）で断面Ｉ形状の本体６を製作し、非
酸化物系セラミツクス板１を挾む側のフランジの
周囲にそれぞれ窒化ケイ素（Si3N4）製の枠材７
を適当な間隙をあけて嵌合させ、セラミツクス製
結合部材８を構成したものである。これにより、
高温側における高温強度と耐熱衝撃性、金属体５
側における断熱性を前記構成のものより向上させ
ることができるものである。 第５図はセラミツクス製結合部材３の外観形状
を変化させて高温側面を面一にした耐火壁を示
す。セラミツクス製結合部材３は、その凹部で非
酸化物系セラミツクス板１と酸化物系セラミツク
ス板２とを機械的に結合するものであるから、図
に示されるように非酸化物系セラミツクス板１と
の当接面を傾斜面９に構成しても、非酸化物系セ
ラミツクス板１と酸化物系セラミツクス板２とを
挾持できることは明らかである。そこで、図に示
されるように非酸化物系セラミツクス板１の、傾
斜面９に当接する箇所も傾斜面として高温側の面
を非酸化物系セラミツクス板１と面一とすること
ができる。 係る構成で、第１図および第２図に示した耐火
壁を例にとつて、製作手順を説明する。先ず、金
属体５の表面に予め各セラミツクス製結合部材３
の一端フランジ部が嵌合可能な切欠き溝を設け
る。次に、セラミツクス製結合部材３で、非酸化
物系セラミツクス板１と酸化物系セラミツクス板
２とを結合して、結合体４を構成し、この結合体
４を金属体５表面上に各セラミツクス製接合部材
３のフランジ部を嵌合させた状態で、かつ酸化物
系セラミツクス板２を金属体５表面に面接合させ
た状態で置く。このとき、金属体５が例えばニツ
ケル（Ni）であれば、金属体５表面の酸化物系
セラミツクス板２との接合面にTi−Ni−Ag系の
ろう材粉末を散布しておく。次に、結合体４と金
属体５とを仮止めし終ると、これらを炉中に入れ
て加熱する。そうすると、前記ろう材が溶け、結
合体４と金属体５はろう付により接合される。こ
のとき、セラミツクス製結合部材３の金属体５表
面の切欠き溝に嵌合したフランジ部は、酸化物系
セラミツクス板２によつて押さえられ、固定され
ることになる。これにより、非酸化物系セラミツ
クス板１、酸化物系セラミツクス板２および金属
体５による三重構造の耐火壁が一体的に構成され
ることとなる。 第６図〜第９図は、本発明に係る耐火壁をデイ
ーゼルエンジンのピストン上面等、円形の耐火壁
に用いた例を示す。構成、製作手順はほぼ前述の
ものと変らないので、同一の働きをなすものに同
一番号を付して説明を省略する。なお、本実施例
におけるセラミツクス製結合部材３は、断面がＩ
形状で平面視十字状に組まれた中央部用のもの
と、断面が変形Ｉ形状で平面視リング状とされた
端部用のものとから構成され、非酸化物系セラミ
ツクス板１および酸化物系セラミツクス板２もこ
のセラミツクス製結合部材３の凹部に嵌まり易い
よう、円板を1/4に分割した構成とされている。 以上本発明によれば、次の効果を得ることがで
きる。 (1) 非酸化物系セラミツクス板や金属体の形状を
変化させずに非酸化物系セラミツクス板を金属
体に取付けた構成の耐火壁を提供することがで
きる。 (2) 非酸化物系セラミツクス板を高温側としたの
で、耐熱、耐衝撃性に優れている。 (3) セラミツクスを比較的単純形状のまま使用で
きるので、低価格で実施できる。 (4) 小さな寸法のセラミツクスを使用することが
でき、この小さな寸法のセラミツクスで大型の
耐火壁を製造することもできる。 (5) 酸化物系セラミツクス板と金属体の接合面は
酸化物系セラミツクス板が断熱材であることか
ら、比較的低融点のろう材等を施すことができ
る。 (6) 非酸化物系セラミツクス板と酸化物系セラミ
ツクス板とを機械的に結合して化学的に結合し
ていないので、これらとセラミツクス製結合部
材とのすき間を適当にとることにより、非酸化
物系セラミツクス板と酸化物系セラミツクス板
および金属体の熱膨張係数の差による熱応力を
緩和することができる。
各図面は本発明の一実施例を示し、第１図は第
１実施例における耐火壁の正面図、第２図は第１
図Ａ−Ａ断面図、第３図ａ，ｂは第１図および第
２図におけるセラミツクス製結合部材の拡大断面
図、第４図ａ，ｂは第３図ａ，ｂのセラミツクス
製結合部材の他の構成例を示す拡大断面図、第５
図は第２実施例における耐火壁の断面図、第６図
は第３実施例における耐火壁の正面図、第７図は
第６図のＢ−Ｂ断面図、第８図は第６図のＣ−Ｃ
断面図、第９図は第３実施例における非酸化物系
セラミツクス板１つの正面図である。 １……非酸化物系セラミツクス板、２……酸化
物系セラミツクス板、３……セラミツクス製結合
部材、４……結合体、５……金属体。
１実施例における耐火壁の正面図、第２図は第１
図Ａ−Ａ断面図、第３図ａ，ｂは第１図および第
２図におけるセラミツクス製結合部材の拡大断面
図、第４図ａ，ｂは第３図ａ，ｂのセラミツクス
製結合部材の他の構成例を示す拡大断面図、第５
図は第２実施例における耐火壁の断面図、第６図
は第３実施例における耐火壁の正面図、第７図は
第６図のＢ−Ｂ断面図、第８図は第６図のＣ−Ｃ
断面図、第９図は第３実施例における非酸化物系
セラミツクス板１つの正面図である。 １……非酸化物系セラミツクス板、２……酸化
物系セラミツクス板、３……セラミツクス製結合
部材、４……結合体、５……金属体。
Claims (1)
- １ 非酸化物系セラミツクス板と酸化物系セラミ
ツクス板とをセラミツクス製結合部材で機械的に
結合して、前記非酸化物系セラミツクス板を高温
側とする結合体を構成し、この結合体を金属体表
面に前記酸化物系セラミツクス板を面接合させた
状態で取付けたことを特徴とする耐火壁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4650583A JPS59173447A (ja) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | 耐火壁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4650583A JPS59173447A (ja) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | 耐火壁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173447A JPS59173447A (ja) | 1984-10-01 |
| JPS6315143B2 true JPS6315143B2 (ja) | 1988-04-04 |
Family
ID=12749101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4650583A Granted JPS59173447A (ja) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | 耐火壁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04134150U (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-14 | 松下電器産業株式会社 | 電動機の検出器カバー |
-
1983
- 1983-03-19 JP JP4650583A patent/JPS59173447A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04134150U (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-14 | 松下電器産業株式会社 | 電動機の検出器カバー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59173447A (ja) | 1984-10-01 |
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