JPS63239165A - セラミツクス接合体 - Google Patents
セラミツクス接合体Info
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- JPS63239165A JPS63239165A JP7167287A JP7167287A JPS63239165A JP S63239165 A JPS63239165 A JP S63239165A JP 7167287 A JP7167287 A JP 7167287A JP 7167287 A JP7167287 A JP 7167287A JP S63239165 A JPS63239165 A JP S63239165A
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Landscapes
- 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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明はセラミックス部材どおし、あるいはセラミック
ス部材と金属部材とを接合一体化したセラミックス接合
体に関する。
ス部材と金属部材とを接合一体化したセラミックス接合
体に関する。
(従来の技術)
従来から、セラミックス部材の長所を生かし、かつ欠点
を補うためセラミックス部材に金属部材を接合したり、
セラミックス部材とおしを接合して複合部材として利用
するということがよく行われている。
を補うためセラミックス部材に金属部材を接合したり、
セラミックス部材とおしを接合して複合部材として利用
するということがよく行われている。
このようなセラミックス−セラミックスまたはセラミッ
クス−金属間の接合方法としては種々の方法が知られて
おり、例えば接合すべき両者の間にチタンやジルコニウ
ム等の活性金属を添加して濡れ性を改善したろう材を挿
入し加熱して接合する方法が知られている。また、ろう
材を使用しないで接合すべき面どおしを当接させ、高温
、加圧下で固相拡散により接合する方法も知られている
。
クス−金属間の接合方法としては種々の方法が知られて
おり、例えば接合すべき両者の間にチタンやジルコニウ
ム等の活性金属を添加して濡れ性を改善したろう材を挿
入し加熱して接合する方法が知られている。また、ろう
材を使用しないで接合すべき面どおしを当接させ、高温
、加圧下で固相拡散により接合する方法も知られている
。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながらこのような従来の接合方法において、例え
ばろう材を使用した接合方法は、接合温度が600°C
〜900°Cと低く作業性はよいが、得られる接合体の
接合界面に形成される中間層の高温強度が低いため、接
合体自体の高温における接合強度が低下するという問題
があった。また、固相拡散接合法は、高温における接合
強度は大きいものの場合によっては加圧を必要とし、さ
らに接合温度が1400°C〜1600°Cと高すぎる
ため作業性が悪いという問題があった。
ばろう材を使用した接合方法は、接合温度が600°C
〜900°Cと低く作業性はよいが、得られる接合体の
接合界面に形成される中間層の高温強度が低いため、接
合体自体の高温における接合強度が低下するという問題
があった。また、固相拡散接合法は、高温における接合
強度は大きいものの場合によっては加圧を必要とし、さ
らに接合温度が1400°C〜1600°Cと高すぎる
ため作業性が悪いという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、高温における接合強度が大きく、しかも接合温度
が従来の固相拡散接合の場合よりはるかに低く、作業性
の良好なセラミックス接合体を提供することを目的とす
る。
ので、高温における接合強度が大きく、しかも接合温度
が従来の固相拡散接合の場合よりはるかに低く、作業性
の良好なセラミックス接合体を提供することを目的とす
る。
[発明の構成コ
(問題点を解決するための手段)
本発明のセラミックス接合体は、接合すべき面にメタラ
イズ層を介して金属メッキ層が形成されたセラミックス
部材どおし、あるいは接合すべき面にメタライズ層を介
して金属メッキ層が形成されたセラミックス部材と金属
部材または接合すべき面に金属メッキ層が形成された金
属部材とが、前記金属メッキ層どおし、または金属メッ
キ層と前記金属部材の接合すべき面との固相拡散により
接合されてなることを特徴としている。
イズ層を介して金属メッキ層が形成されたセラミックス
部材どおし、あるいは接合すべき面にメタライズ層を介
して金属メッキ層が形成されたセラミックス部材と金属
部材または接合すべき面に金属メッキ層が形成された金
属部材とが、前記金属メッキ層どおし、または金属メッ
キ層と前記金属部材の接合すべき面との固相拡散により
接合されてなることを特徴としている。
本発明に使用するセラミックス部材としては、アルミナ
、酸化マグネシウム、ジルコニア等の酸化物系セラミッ
クス部材や窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素
等の非酸化物系セラミックス部材を使用することができ
るが、十分な高温強度を有する窒化ケイ素等の非酸化物
系セラミックス部材が好ましい、そして、これらのセラ
ミックス部材の接合すべき表面にメタライズ層を介して
金属メッキ層を形成したものを被接合部材として使用す
る。この金属メッキ層に使用する金属としては、相互の
拡散係数が大きく固相拡散しやすいものであればよく、
例えばニッケルーニッケル、金°−金、ニッケルー銅、
銅−銅等の組合わせが挙げられるが、拡散のしやすさお
よび高温強度の点で優れているニッケルーニッケルの組
合わせが特に好ましい。これJ5の金属メッキ層の形成
方法は、電気メツキ法、無電解メッキ法等どのようなメ
ッキ法を用いてもよく、また金属メッキ層の厚さは、そ
れぞれ1〜50μmの範囲が好ましい、tた、セラミッ
クス部材に形成するメタライズ層としては、通常セラミ
ックス部材のメチライズ層として使用するメタライズ組
成物のうち、高温強度に優れているものが好ましく、例
えばモリブデン酸リチウムm=酸化チタン系のようなメ
タライズ組成物が挙げられる。
、酸化マグネシウム、ジルコニア等の酸化物系セラミッ
クス部材や窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素
等の非酸化物系セラミックス部材を使用することができ
るが、十分な高温強度を有する窒化ケイ素等の非酸化物
系セラミックス部材が好ましい、そして、これらのセラ
ミックス部材の接合すべき表面にメタライズ層を介して
金属メッキ層を形成したものを被接合部材として使用す
る。この金属メッキ層に使用する金属としては、相互の
拡散係数が大きく固相拡散しやすいものであればよく、
例えばニッケルーニッケル、金°−金、ニッケルー銅、
銅−銅等の組合わせが挙げられるが、拡散のしやすさお
よび高温強度の点で優れているニッケルーニッケルの組
合わせが特に好ましい。これJ5の金属メッキ層の形成
方法は、電気メツキ法、無電解メッキ法等どのようなメ
ッキ法を用いてもよく、また金属メッキ層の厚さは、そ
れぞれ1〜50μmの範囲が好ましい、tた、セラミッ
クス部材に形成するメタライズ層としては、通常セラミ
ックス部材のメチライズ層として使用するメタライズ組
成物のうち、高温強度に優れているものが好ましく、例
えばモリブデン酸リチウムm=酸化チタン系のようなメ
タライズ組成物が挙げられる。
また、他方の被接合部材として金属部材を使用する場合
には、例えばセラミックス部材側にニッケルを使用して
金属メッキ層を形成する場合には、金属部材がニッケル
やニッケル合金であれば、これらの部材表面自体を接合
面とし、また鋼材等であれば、その接合すべき面に予め
ニッケルメッキを施しておく等接合すべき面とおしが上
述した金属メッキ層の組合わせになるように適宜設定す
る。
には、例えばセラミックス部材側にニッケルを使用して
金属メッキ層を形成する場合には、金属部材がニッケル
やニッケル合金であれば、これらの部材表面自体を接合
面とし、また鋼材等であれば、その接合すべき面に予め
ニッケルメッキを施しておく等接合すべき面とおしが上
述した金属メッキ層の組合わせになるように適宜設定す
る。
本発明のセラミックス接合体は、例えば次のようにして
製造される。
製造される。
すなわちまず、セラミックス部材の接合すべき面にメタ
ライズ層を形成し、さらにその上に金属メッキ層を形成
する。そして、これらのセラミックス部材の金属メッキ
層とおしを当接させるか、また他方の被接合部材として
金属部材を使用する場合には、必要に応じて金属メッキ
層を形成した接合面とセラミックス部材の金属メッキ層
とを当接させ、真空中あるいは不活性雰囲気中で荷重を
かけながら900〜1200℃程度に加熱して接合を行
う。
ライズ層を形成し、さらにその上に金属メッキ層を形成
する。そして、これらのセラミックス部材の金属メッキ
層とおしを当接させるか、また他方の被接合部材として
金属部材を使用する場合には、必要に応じて金属メッキ
層を形成した接合面とセラミックス部材の金属メッキ層
とを当接させ、真空中あるいは不活性雰囲気中で荷重を
かけながら900〜1200℃程度に加熱して接合を行
う。
(作 用)
本発明のセラミックス接合体において、金属メッキ層と
おしまたは金属メッキ層とこの金属メッキ層と固相拡散
しやすい金属表面との固相拡散により接合しているので
、高温強度が大きくなり、そして接合温度も比教的低温
で行なえる。
おしまたは金属メッキ層とこの金属メッキ層と固相拡散
しやすい金属表面との固相拡散により接合しているので
、高温強度が大きくなり、そして接合温度も比教的低温
で行なえる。
(実施例)
次に本発明の一実施例について説明する。
実施例1
まず、外径13+amx 51IIlの窒化ケイ素〈常
圧焼結513N4)を主成分とするセラミックス部材の
接合面をモリブデン酸リチウム−二酸化チタン系メタラ
イズ組成物でメタライズし、次いでメタライズ層の上に
メッキ厚が4μmとなるようにニッケルメッキを行った
。このように形成したセラミックス部材のメッキ面とお
しを当接させて、アルゴシ雰囲気中、0゜015に!l
lf/mイの荷重下で、約1100℃で約1時間加熱し
、両者を接合した。
圧焼結513N4)を主成分とするセラミックス部材の
接合面をモリブデン酸リチウム−二酸化チタン系メタラ
イズ組成物でメタライズし、次いでメタライズ層の上に
メッキ厚が4μmとなるようにニッケルメッキを行った
。このように形成したセラミックス部材のメッキ面とお
しを当接させて、アルゴシ雰囲気中、0゜015に!l
lf/mイの荷重下で、約1100℃で約1時間加熱し
、両者を接合した。
このようにして得られたセラミックス−セラミックス接
合体の常温および800℃におけるせん断強度を測定し
たところ、常温においては10kof/u4と良好な値
を示し、また800℃においても8kqf/−とほとん
ど強度低下を生じないことが判明した。
合体の常温および800℃におけるせん断強度を測定し
たところ、常温においては10kof/u4と良好な値
を示し、また800℃においても8kqf/−とほとん
ど強度低下を生じないことが判明した。
また、本発明との比較のため、実施例1と同一形状の窒
化ケイ素材を使用して、その接合面にTi−Cu −A
gろう材を挿入して、真空中、830°Cの条件で6分
間加熱して、セラミックス−セラミックス接合体を作製
した。このセラミックス−セラミックス接合体を使用し
て実施例1と同一条件でせん断強度を測定したところ、
常温においては20kgr/mdと良好な値を示したも
のの、800°Cにおいてはほとんど強度は残ってぃな
かった。
化ケイ素材を使用して、その接合面にTi−Cu −A
gろう材を挿入して、真空中、830°Cの条件で6分
間加熱して、セラミックス−セラミックス接合体を作製
した。このセラミックス−セラミックス接合体を使用し
て実施例1と同一条件でせん断強度を測定したところ、
常温においては20kgr/mdと良好な値を示したも
のの、800°Cにおいてはほとんど強度は残ってぃな
かった。
実施例2.3
次表に示すように、実施例1における加熱温度を変更し
たものと、金属メッキ層の厚さを変更したものを、それ
ぞれ他の条件は実施例1と同一条件で、それぞれセラミ
ックス−セラミックス接合体を作製した0次いで、これ
らのセラミックス−セラミックス接合体を使用して、そ
れぞれ実施例1と同一条件でせん断強度を測定した。そ
の結果を次表に示す。
たものと、金属メッキ層の厚さを変更したものを、それ
ぞれ他の条件は実施例1と同一条件で、それぞれセラミ
ックス−セラミックス接合体を作製した0次いで、これ
らのセラミックス−セラミックス接合体を使用して、そ
れぞれ実施例1と同一条件でせん断強度を測定した。そ
の結果を次表に示す。
表
実施例4
実施例1で用いたものと同一のセラミックス部材を一方
の被接合部材とし、他方の被接合部材を外径13+11
1nX 5IIIlのニッケル製の金属部材を使用して
、実施例1と同一条件でセラミックス−金属接合体を作
製し、実施例1と同一条件でせん断強度を測定したとこ
ろ、この接合体も同様の結果を示し、高温強度の大きい
ものであった。
の被接合部材とし、他方の被接合部材を外径13+11
1nX 5IIIlのニッケル製の金属部材を使用して
、実施例1と同一条件でセラミックス−金属接合体を作
製し、実施例1と同一条件でせん断強度を測定したとこ
ろ、この接合体も同様の結果を示し、高温強度の大きい
ものであった。
[発明の効果]
以上説明したように本発明のセラミックス接合体は、比
較的接合温度が低いにもがかわらず、接合部にろう材等
の低融点物質を含まないので高温における接合強度の低
下がほとんどなく、高温下での使用にも十分に耐えうる
ものである。
較的接合温度が低いにもがかわらず、接合部にろう材等
の低融点物質を含まないので高温における接合強度の低
下がほとんどなく、高温下での使用にも十分に耐えうる
ものである。
代理人 弁理士 則 近 憲 信
器 湯山幸夫
Claims (3)
- (1)接合すべき面にメタライズ層を介して金属メッキ
層が形成されたセラミックス部材どおし、あるいは接合
すべき面にメタライズ層を介して金属メッキ層が形成さ
れたセラミックス部材と金属部材または接合すべき面に
金属メッキ層が形成された金属部材とが、前記金属メッ
キ層どおし、または金属メッキ層と前記金属部材の接合
すべき面との固相拡散により接合されてなることを特徴
とするセラミックス接合体。 - (2)セラミックス部材および金属部材に形成された金
属メッキ層が、ニッケルメッキ層、銅メッキ層または金
メッキ層である特許請求の範囲第1項記載のセラミック
ス接合体。 - (3)セラミックス部材に形成された金属メッキ層がニ
ッケルメッキ層であり、かつ金属部材の接合すべき面が
ニッケル表面である特許請求の範囲第1項記載のセラミ
ックス接合体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7167287A JPS63239165A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | セラミツクス接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7167287A JPS63239165A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | セラミツクス接合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63239165A true JPS63239165A (ja) | 1988-10-05 |
Family
ID=13467313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7167287A Pending JPS63239165A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | セラミツクス接合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63239165A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0360414A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-15 | Toru Yoshida | 炭素材の接合方法その方法による接合物及びその接合物を用いた材料 |
JP2006519471A (ja) * | 2003-03-03 | 2006-08-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | X線管陰極アセンブリ及び界面反応接合プロセス |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP7167287A patent/JPS63239165A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0360414A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-15 | Toru Yoshida | 炭素材の接合方法その方法による接合物及びその接合物を用いた材料 |
JP2006519471A (ja) * | 2003-03-03 | 2006-08-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | X線管陰極アセンブリ及び界面反応接合プロセス |
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