KR100355119B1 - 절연조작로드 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

세라믹스 및 금속부재간이 양호하게 접합되어 있는 절연조작로드 및 그의 제조방법을 제공한다.
진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스(1)와, 금속부재 (6)가 접합된 절연조작로드에서, 세라믹스(1)과 금속부재(6)사이에 중간재(4)로서, Fe-Ni 계 합금, 동계복합재료; 탄소강, 혹은 동 또는 그 합금을 설치하였다.
또 그 제조방법으로서 세라믹스(1)및 금속부재(6)에 철(凸)부 및 요(凹)부를 하나 이상 설치해서 가열 접합하는 슈링케이지피트법, 그 감합평면을 납땜하는 접합법을 병용하였다.

Description

절연조작로드 및 그의 제조방법{INSULATING OPERATING ROD AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은 진공중의 용기내에서 절연과 조작력 전달을 필요로 하는 개폐장치의 절연조작로드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 6 은 예를들면 일본국(주) 산교기주츠서비스센터 발행의 세라믹스접합과 하이테크납땜에 표시된, 종래의 절연조인트의 단면도를 표시한다.
도 6 에서, 2 는 메타라이즈층, 11 은 통상세라믹스, 12 는 조인트, 13 은 Ag 납땜재이다.
다음 작용에 대해 설명한다.
알루미나제의 통상세라믹스(11)의 양단의 연면 부분에 메타라이즈층(2)을 형성하고, 수소중에서 820℃ 로 가열해서 통상세라믹스(11)와 코바(kovar)제의 조인트(10)를 Ag 납땜재(13)로 접합해서 절연조인트를 얻고 있었다.
진공중의 공기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 절연조작로드는 절연을 담당하는 세라믹스에 고도전성 금속부재나 조작기구에 연결되는 금속부재가 접합된 것이다.
이 로드가 진공용기에 조립될때에, 진공중에서 가열처리가 되므로, 열이 가해진후에도, 건전한 접합성이 필요하게 된다.
또, 조작력에 견디는 접합성도 요구된다.
도 6 에 표시한 종래의 접합방법은 대기중이나 가스중에서의 절연 및 조작력 전달을 하기 위해 된것으로, 코바제의 조인트(12)를 Ag 납땜재(13)로 알루미나제의 통상세라믹스(11)와, 접합하고 있다.
그러나, 진공용기조립시의 가열온도로 납땜재료가 재용융해서 초기의 접합상태를 유지하지 못하고 접합성이 저하하거나 접합면이 축방향과 평행이므로 인장력에 대해서는 접합면에 전단응력이 부하되어 파괴가 일어나기 쉽다.
또 고가인 코바를 조인트로 하고 있기 때문에, 값이 비싸다는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 된것으로 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스와 금속부재가 접합된 절연조작로드에서, 세라믹스 및 금속 부재간이 양호하게 접합되어 있는 절연조작로드 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1 의 발명은, 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스와 금속부재가 접합된 절연조작로드에서, 상기 세라믹스와 상기 금속부재사이에 중간재로서 Fe-Ni 계합금;동계복합재료, 탄소강; 혹은 동, 또는 합금을 설치한 것을 특징으로 하는 절연조작로드이다.청구항 2 의 발명은, 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스 및 금속부재를 구비한 절연조작로드의 제조방법에서 상기 세라믹스와 상기 금속부재간에 중간재로서 Fe-Ni 계 합금 ; 동계복합재료 ; 탄소강 ; 혹은 등 또는 그의 합금을 설치하고, 상기 세라믹스와 상기 금속부재를 접합하는 것을 특징으로 하는 절연조작로드의 제조방법이다.
청구항 3 의 발명은 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스와 금속으로 된 절연조작로드의 제조방법에서 세라믹스 및 금속부재에 철(凸)부 및 요(凹)부를 하나 이상 설치해서 가열접압하는 슈링케이지 피드법과 그 접합평면을 납땜하는 접합법을 병용한 것을 특징으로 하는 절연조작로드의 제조방법이다.
본 발명에서의 절연조작로드는 세라믹스와 금속부재사이에 Fu-Ni계 합금, 동계복합재료,탄소강,또는 동이나 그 합금의 중간재를 배치해서 접합한 것으로, 세라믹스와 금속부재의 열팽착차로 발생하는 접합부의 응력을 완화 또는 완충하고 값싸게 접합성을 향상시킬수가 있다.
또 세라믹스에 철(凸)부와 금속부재에 요(凹)부를 설치해 가열접합하는 슈링케이지 피트법과 그 접합평면을 납땜하는 접합법을 병용해서 접합성을 향상시킨다.
여기서, Fe-Ni 계 합금의 적합한 조성범위에 대해 설명한다.
본 발명에 적합하게 사용되는 Fe-Ni 계 합금은 Ni 를 20~50 질량% 함유하는 Fe-Ni 합금 ; Ni 를 20~50질량%, 및 Co 를 3~25 질량 % 함유하는 Fe-Ni 계합금 ; Ni 를 20~50 질량% 및 Cr 를 1~12 질량% 함유하는 Fe-Ni 계합금 ; 또는 Ni 를 20~50질량% 및 Co 를 3~25질량% 함유하는 상기한 Fe-Ni계 합금에, 0.5~5질량% 의 C 와 0.1~3질량 % 의 Si 및 Mn 의 어느한종 또는 2종을 함유하는 Fe-Ni 계합금이다.
이들 Fe-Ni 계 합금은, 인버,에린버,펠니코 42 알로이, 코바등으로 불리는 저팽창 금속도 포함할 수가 있다.
산화물,질화물,탄화물의 각 세라믹스의 열팽창계수의 범위는 4~12×10-6/K 로 절연세라믹스와 금속부재의 열팽창차에 기인하는 응력을 경감하기 위해서는 세라믹스와 중간재의 열팽창계수를 정합시킬 필요가 있다.
Fe 에 Ni,Co,Cr,C,Si,Mn 을 상기 범위로 첨가한 것은, 4~12×10-6/K 의 열팽창계수를 얻을수 있고, 세라믹스와 금속부재의 중간의 열팽창특성을 표시하는 Fe-Ni 계합금을 선택함으로써, 발생하는 응력을 완화할 수 있고, 접합성이 향상된다.
다음에 동계 복합재료의 적합한 조성범위에 대해 설명한다.
본 발명에 적합하게 사용되는 동계복합재료는 Cu 에 Mo 또는 W 의 입자를 40~90질량% 의 범위에서 복합화한것,또는 2층의 Cu 간에 20~80질량% 가 되도록 Mo 를 샌드위치한 3층구조의 클래드재료이다.
이것도 세라믹스의 열팽창계수에 가까운 4~12×10-6/K 를 얻기위해 정한것으로, 세라믹스와 금속부재의 중간의 열팽창특성을 표시하는 동계 복합재를 선택함으로써, 발생하는 응력을 완화할 수 있고, 접합성이 향상된다.
또 Cu 로 Mo 를 샌드위치한 클래드재는, Cu 가 세라믹스와 금속부재간에 발생하는 열응력을 완충하는 역활도 한다.
탄소강은 냉각시의 변태에 의한 열팽창 특성을 이용하면 세라믹스와 직접 접합할 수 있으므로, 금속부재와의 접합이 쉬워진다.
탄소강을 접합할때의 적합한 냉각속도에 대해 설명한다.
공석탄소강(0.9%탄소)를 875℃로 가열해서 조직을 오스테나이트화한후, 물담금질로 약 300℃ 까지 냉각했을때의 체적팽창은, 가열시의 체적팽창에 비해 작은 열팽창을 표시하고, 그대로 300℃ 이하로 냉각하게 되면 조직이 멀텐사이트화해서 체적이 역으로 팽창하는 것이 알려져 있다.
탄소강과 세라믹스의 접합은 이 열팽창이 작아지는 것을 이용해서 접합하는 것이다.
냉각속도가 50~200℃/sec에서 적합한 것은 50℃/sec 미만에서는 가열시의 열팽창과 동등하고, 저팽창을 이용한 직접 납땜을 할수가 없고 한편 200℃/sec 을 초과하면 세라믹스가 열충격으로 파괴할 가능성이 있기 때문이다.
동 또는 그의 합금은, 세라믹스와 금속부재의 열팽창차에 의해 발생하는 응력을 완충하는 역활을 해서 건전한 접합을 얻는다.
동, 또는 그 합금의 항복응력은 4~10kgf/mm2가 적당하다.
그 이유는 4kgf/mm2는 순동의 항복응력에서 정해지는 수치이고, 상한의 10kgf/mm2를 초과했을때는 접합부에 발생하는 응력을 완충하는 효과가 얻기 힘들기때문이다.
또 상기 범위의 항복응력을 표시하는 동 또는 그의 합금은 무산소동(4kgf/mm2), 터후피치강(7kgf/mm2), Cu-O.03~0.15중량% Ag 합금(소둔재, 8kgf/mm2), Cu-0.8 중량% Cr 합금(소둔재, 9kgf/mm2), Cu-O.15중량% Zr합금(소둔재, 9kgf/mm2)등을 들수 있다.
상기 동 또는 그 합금을 선택한 이유를 아래에 기술한다.
진공용기내에 절연조작로드가 조립될때, 진공중에서 통상 800~1000℃로 가열해서 진공용기의 조립이 실시된다.
Al , Pb , In , Bi , Zn , Sn , Mg 등의 금속, 및 이들을 함유하는 동계합금도, 10kgf/mm2이하의 항복응력을 표시하나, 진공중에서 800~1000℃로 가열되면, 이들의 저융점 금속은, 금속증기가 되고, 진공용기내나 세라믹스의 표면을 오염하고 절연성등을 저하시키는 문제가 있기 때문이다.
또 여기서 말하는 항복응력이라는 것은, 원래의 길이의 0.2% 의 영구신장을 발생하는 응력치이다.
도 1 은 본 발명의 절연조작로드의 한 실시의 형탱의 단면도.
도 2 는 동(銅)계 복합재료의 한 실시의 형태의 횡단면도.
도 3 은 본 발명의 절연조작로드의 한 실시의 형태의 종단면도.
도 4 는 활성금속법을 적용한 본 발명의 절연조작로드의 한 실시의 형태의 단면도.
도 5 는 슈링케이지피트와 면접합을 병용한 본 발명의 절연조작로드의 한 실시의 형태의 단면도.
도 6 은 종래의 절연조인트의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1. 절연세라믹스, 2. 메탈라이즈층,
3. 도금층, 4. 중간재,
5. 납땜재 a, 6. 금속부재,
7. 납땜재 b, 8. 동 또는 그의 합금,
9. 세라믹스, 10. 활성금속납땜재,
11. 통상세라믹스, 12. 조인트,
13. Ag 땜재료
실시의 형태 1
이하, 본 발명의 실시의 형태 1 에 대해 설명한다.
도 1 은 본 발명의 절연조작로드의 단면도를 표시한다.
도 1 에서, 1 은 절연세라믹스, 2 는 메타라이즈층 3 은 도금층, 4 는 중간재, 5 는 납땜재 a , 6 은 금속부재, 7 은 납땜재 b 이다.
실시의 형태 1 은, 중간재에 Fe-Ni 합금을 사용해서 Mo-Mn 법으로 접합한 경우에 대해 설명한다.
직경 15mm , 길이 25mm 의 알루미나 제의 절연 세라믹스(1)의 접합면에 두께 30㎛의 Mo-Mn 의 메탈라이즈층(2)를 만들고, 그 위에 전해법으로 두께 5㎛ 의 Ni 도금층(3)을 형성하였다.
그리고 두께 1mm 의 Fe-42질량% Ni,Fe-29질량 % Ni-17 중량% Co 및 Fe-32질량% Ni-5질량% Co-2 질량% Si-0.2질량 % Mn 의 3종을 중간재로서 사용하였다.
중간재 4 와 도금을 한 절연세라믹스 1 사이에, 두께 50㎛의 BNi-7(Ni-13% , Cr-10%P)의 납땜재 a(5)의 박을 배치하고, 1kg 의 하중을 가하면서 진공중 950℃×20분으로 가열해서 접합하였다.
계속해서 절연 세라믹스(1)에 접합한 중간재(4)위에 직경 15mm , 길이 25mm 의 스테인레스강(SUS 304)의 금속부재(6)을 접합하기 위해 BAg-18(Ag-30% Cu-10% Sn-0.025%P)의 납땜재 b(7) 을 중간재(4)와 금속부재(6)사이에 두고, 1kg 의 하중을 가하면서, 진공중 8200C ×20분으로 가열해서 접합체를 얻었다.
비교재는 중간재(4)를 두지 않고 알루미나제 절연세라믹(1)과 SUS 304 제 금속부재(6)를 Mo-Mn 법으로 BNi-7 을 사용해서 진공중 950℃×20분으로 가열해 접합하였다.
이 절연조작로드의 접합성을 조사하기 위해 외관검사와 인장시험에 의한 접합강도를 측정하였다.
그 결과를 표1의 실시의 형태 1(No1~3)에 표시한다.
본 발명의 실시의 형태인 No1 , No2 , No3 는 세라믹스의 균열이나 접합부의 박리, 변형은 보이지 않았다.
비교예의 No 12 는 세라믹스에 균열이 발생하였다.
인장시험을 실시한 결과, 본 발명에서의 인장강도는 No 1 이 15kgf/mm2, No2 , No 3가 23kgf/mm2이상으로 비교재의 3kgf/mm2에 대해 현저하게 접합강도가 향상되었다.
또 인장시험후의 파단부는 접합부근방의 세라믹스내부에서 판단된것으로부터 세라믹스의 강도보다 견고한 접합이 얻어져 있었다.
또 본 실시의 형태에서는 Ni 납땜재를 사용해서 절연세라믹스와 중간재를 접합하고 있었으나, Cu , Au , Ag 등의 납땜재를 사용해도 된다.
실시의 형태 2
실시의 형태 2 는 중간재에 동계복합재료를 사용해서 MO-Mn 법으로 접합한 경우에 대해 설명한다.
직경 15mm , 길이 25mm 의 알루미나의 제어절연세라믹스(1)의 접합면에 두께 30㎛ 의 Mo-Mn 의 메타라이즈층(2)를 만들고, 그 위에 전해법으로 두께 5㎛ 의 Ni 의 도금층(3)을 형성시켰다.
그리고 두께 1mm 의 Cu-20질량% W , Cu-50질량% Mo 및 Cu/Mo/Cu(1:2:1, 47질량%Cu)의 3종의 중간재(4)와 도금을 실시한 절연세라믹스(1)사이에 두께 50㎛의 BNi-7(Ni-13% Cr-10%P)의 납땜재 a(5)의 박을 배치하고, 1kg 의 하중을 가하면서 진공중 950℃×20분으로 가열하고 접합하였다.
계속해서, 절연세라믹스(1)에 접합한 중간재(4)의 위에 직경 15mm , 길이 25mm 의 스테인레스강(SUS 304)의 금속부재(6)을 접합하기 위해, BAg-18(Ag-30% Cu-10% Sn-0.025%P)의 납땜재 b(7)을 중간재(4)와 금속부재(6)사이에 두고 1kg 의 하중을 가하면서 진공중 820℃×20분으로 가열해서 접합재를 얻었다.
비교재는 중간재(4)를 두지않고 알루미나제 절연 세라믹스 1 과 SUS 304 제 금속부재(6)을 Mo-Mn 법으로 BNi-7 을 사용해서 진공중 950℃×20분으로 가열해서 접합하였다.
이 절연조작로드의 접합성을 조사하기 위해, 외관 검사와 인장시험에 의한 접합강도를 측정하였다.
이 결과를 표1의 실시의 형태 2(No 4~6)에 표시한다.
본 실시의 형태인 No 4~6 은 세라믹스의 균열이나 접합부의 박리, 변형은 볼수 없었다.
인장시험을 한 결과, 본 발명에서는 인장강도가 23kgf/mm2이상이고, 비교재 No 12 와 비교해 접합강도가 높으며, 파단부는 접합부 근방의 세라믹스내부에서 파단된것으로부터 양호한 접합이 얻어졌다.
또 본 실시의 형태에서는 절연 세라믹스(1)과 중간재(4)의 접합을 Mo-Mn 법으로 실시하였으나, Ti-Ag-Cu납땜재, Zr-Ag-Cu 땜납재, Ti-Cu 땜납등을 사용한 활성금속법으로 접합해도 된다.
또 동계복합재료는 Cr,WC,C,Al2O3, SiC 등의 입자를 Cu 와 복합화한것도 무방하다.
실시의 형태 3
상기 실시의 형태 2 에서는 동계복합재료가 Cu 에 Mo 또는 W 의 입자를 복잡화한것 및 Cu/Mo/Cu 의 클래드재를 사용한 경우에 대해 설명하였으나, 도 2 의 횡단면도에 표시한바와같은 동 또는 그 합금(8)에 관통공을 설치해 그 관통공에 세라믹스(9)를 가열 접합한 동계복합재를 중간재(4)로서 접합해도 된다.
이하, 이 예에 대해 설명한다.
가열 접합한 동계 복합재는 직경 30mm , 길이 10mm 의 무산소동(8)에, 직경 5,000mm 의 관통공을 7개소 설치하고, 그 관통공에 직경 5,002mm , 길이 10mm 의 알루미나의 세라믹스(9)를 1000℃에서 가열 접합하고, 세라믹스의 체적율이 20% 로 한것을 얻었다.
그리고 직경 30mm , 길이 25mm 의 알루미나제의 절연세라믹스(1)와 직경 30mm , 길이 25mm 의 스테인레스강(SUS 304)의 금속부재(6)사이에 동계 복합재의 중간재(4)를 배치하고 알루미나제 절연세라믹스(1)와 중간재(4)사이 및 금속부재 (6)와 중간재(4)사이에는 Cu-28wt% Ti 의 활성급속 납땜재(10)의 박(箔)을 두고, 1kg 의 하중을 가하면서 진공중 950℃×20분간 가열해서 접합체를 얻었다.
도 3 에 절연조작로드의 종단면도를 표시한다.
절연조작로드의 접합성을 조사하기 위해 외관검사와 인장시험에 의한 접합강도를 측정하였다.
이 결과를 표1의 실시의 형태 3 의 No 7 에 표시한다.
이 예도 접합성이 양호하고, 인장강도가 23kgf/mm2이상이었다.
실시의 형태 4
실시의 형태 4 는 탄소강의 냉각속도를 제어했을때의 저열팽창특성을 이용해서, 세라믹스와 탄소강을 직접 접합한 예에 대해 설명한다.
직경 15mm , 길이 25mm 의 질코니아제 절연 세라믹스(1)와 직경 15mm , 두께 1 mm 의 탄소강(S45)의 중간재(4)와의 사이에 Cu-28wt% Ti 의 활성금속납땜재(8)의 박을 배치하고, 1kg 의 하중을 가하면서 진공중 950℃×20분간 가열하고 50℃/sec 이상의 냉각속도를 얻기 위해 냉각조중에 이동시켜서 접합하였다.
계속해서 질코니어제 절연세라믹스(1)에 접합한 탄소강의 중간재(4)위에 직경 15mm , 길이 25mm 의 스테인레스강(SUS 304)의 금속부재(6)를 접합하기 위해 BAg-18(Ag-30% Cu-10% Sn-0.025%P)의 납땜재 b(7)을 중간재(4)와 금속부재(6)사이에 두고, 1kg 의 하중을 가하면서, 진공중 820℃×20분으로 가열해서 접합체를 얻었다.
도 4 에 활성금속법을 적용한 본 발명의 절연조작로드의 단면도를 표시한다.
비교재는 50℃/sec 이하에서 냉각해서 질코니어제 절연세라믹스(1)과 중간재(4)를 접합한 것이다.
상기 절연성 조작로드의 접합성을 조사하기 위해, 외관검사의 접합강도를 측정한 결과를 표 1 의 실시의 형태 4(No8)에 표시한다.
본 발명에서는 세라믹스의 균열이나 접합부의 박리, 변형은 보이지 않고 양호한 접합이 되었다.
인장시험을 실시한 결과, 본 발명에서는 인장강도가 23kg/mm2이상에서, 파단부는 접합부근방의 세라믹스내부에서 판단된것으로 보아 양호한 접합이 되었다.
비교예 No 13 을 냉각속도를 50℃/sec 이라고 한것이 있으나, 접합부가 박리하였다.
이로써, 중간재로서 탄소강의 접합이 가능해지고, 금속부재와의 접합이 쉬워졌다.
또 본 실시예에서는 중간재로서 탄소강을 사용하였으나 금속부재를 탄소강으로서 절연세라믹스와 직접 접합해도 같은 효과가 있다.
또 접합법은 활성금속법외에 Mo-Mn 법이라도 무방하다.
실시의 형태 5
실시의 형태 5 에서는, 절연세라믹스(1)과 금속부재(6)와의 사이에 항복응력이 4~10kgf/mm2의 동 또는 그 합금을 중간재로서 설치하고, Mo-Mn 법으로 접합한 경우에 대해 설명한다.
직경 15mm 길이 25mm 의 알루미나제의 절연세라믹스(1)의 접합면에, 두께 30㎛의 Mo-Mn 의 메타라이즈층(2)를 만들고 그 위에 전해법으로 두께 5㎛의 Ni도금층(3)을 형성시켰다.
그리고 두께가 0.5mm 의 무산소동판(C1020)과 Cu-0.8중량% Cr 의 2종류를 중간재(4)로 하고, 도금을 한 세라믹스 사이에 두께 50㎛ 의 BNi-7 의 납땜재 a(5)의 박을 배치하고, 1kg 의 하중을 가하면서 진공중 950℃×20분 가열해서 접합하였다.
계속해서 절연세라믹스 (1)에 접합한 중간재(4)위에 직경 15mm , 길이 25mm 의 스테인레스강(SUS 304)의 금속부재(6)을 접합하기 위해, BAg-18(Ag-30% Cu-10% , Sn - 0.025% P)의 납땜재 b(7)을 중간재(4)와 금속부재(6)사이에 두고, 1kg 의 하중을 가하면서, 진공중 820℃×20분으로 가열해서 접합체를 얻었다.
비교재는 중간재(4)를 두지 않고 SUS 304 제 금속부재(6)를 접합하고, 진공중 950℃×20분으로 Mo-Mn 법으로 BNi-7 로 접합한 것과, 중간재(4)로서 항복응력이 17.5kgf/mm2의 Cu-30 중량% Ni 를 사용한 것을 제작하였다.
이상의 절연조작로드의 접합성을 조사하기 위해, 외관검사와 인장시험에 의한 접합강도를 측정한 결과를 표1의 실시의 형태 5(No9 , No10)에 표시한다.
본 발명의 실시의 형태인 No9 , 10 은 세라믹스의 균열이나 접합부의 박리 변형은 볼수 없었다.
인장시험을 한 결과, 본 발명에서는 인장강도가 23kgf/mm2이상이고, 비교예 No 12 나 No 14 와 비교해 접합강도가 높고, 파단부는 접합부 근방의 세라믹내부에서 파단되어, 양호한 결과를 얻었다.
본 실시의 형태에서는 절연세라믹스(1)와 중간재(4)의 접합을 Mo-Mn 법으로 실시하였으나, Ti-Ag-Cu 납땜재나 Zr-Ag-Cu 납땜재, Ti-Cu 납땜재 등을 사용하는 활성금속법으로 접합해도 된다.
실시의 형태 6
여기서는 세라믹스와 금속의 열팽창차를 이용해서 접합하는 슈링케이지 피트법과 납땜재료를 사용해서 면접합법을 병용한 실시의 형태에 대해 설명한다.
도 5 는 본 발명의 절연조작로드의 종단면도를 표시한다.
1 은 접합부가 철(凸)형상의 절연세라믹스, 6 은 접합부가 요(凹)형상의 금속부재, 8 은 활성금속납땜재료이다.
외경 20mm , 길이 60mm 로 접합부의 철(凸)부 치수가 직경 14.00 1mm , 높이 5mm 의 알루미나제 절연세라믹스(1)과 외경 20mm , 길이 30mm 로 접합부의 요(凹)부 치수가 14,000mm , 깊이 5mm 의 SUS 304 제의 금속부재(6)를 준비하였다.
이 절연세라믹스(1)와 금속부재(6)의 접합부를 맞부디치게 되고, 축방향에 대해 직각인 면사이에 Cu-28wt% Ti 의 활성금속납땜재(10)를 배치해서, 1kg 의 하중을 걸면서 진공중 950℃×20분간 가열하고 접합과 납땜을 동시에 실시해 접합체를 얻었다.
또 비교재로서 실시예와 같은 외치수의 원주상 절연세라믹스(1)과 금속부재 (6)를 준비하고, 같은 접합법으로 면접합하였다.
본 발명의 절연조작로드에 대해 인장시험을 실시한 결과를 실시의 형태 6 의 No 11 에 표시한다.
본 발명은 23kgf/mm2이상의 인장강도가 얻어졌으나, 비교예의 No15 의 인장강도는 7.5kgf/mm2였다.
파괴된 접합체를 관찰하면 본 발명재는 세라믹스 내부에서 파단되고, 접합이 견고한것이 있다.
비교재의 No 15 는 세라믹스와 납땜재료의 계면에서 파괴가 발생하였다.
이 결과에 의해 비교재는 본 발명보다 인장강도가 약하고, 슈링케이지 피드법에 의한 접합과 납땜의 면접합을 병용한 본 발명은 양호한 접합이 이루어졌다.
본 실시의 형태에서는 세라믹스에 철(凸)부와 금속부재에 요(凹)부를 하나 설치한것에 대해 설명하였으나, 2개 이상 설치함으로써 접합면적이 큰것도 접합이 가능하다.
청구항 1 의 발명에 의하면, 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스와 금속부재가 접합된 절연조작로드에서 상기 세라믹스와 상기 금속부재사이에 중간재로서, Fe-Ni 계합금, 동계 복합재료, 탄소강, 또는 동 또는 그 합금을 설치하였으므로 열팽창차에 의한 응력을 경감,완충하고, 접합성이 우수한 절연조작로드가 얻어진다.
청구항 2 의 발명에 의하면 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스 및 금속부재를 구비한 절연조작로드의 제조방법에서 상기 세라믹스와 상기 금속부재사이에 중간재로서 Fe-Ni 계합금, 동계 복합재료, 탄소강 또는 동 또는 그 합금을 두고, 상기 세라믹스와 상기 금속부재를 접합하므로 열팽창차에 의한 응력을 경감하고 접합성이 우수한 절연조작로드가 얻어진다.
청구항 3 의 발명에 의하면 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스와 금속으로 된 절연조작로드의 제조방법에서 세라믹스 및 금속부재에 철(凸)부 및 요(凹)부를 하나 이상 설치해서 가열 접합하는 슈링케이지피트법과 그 접합평면을 납땜하는 접합법을 병용하였으므로 접합력이 증가해서 접합성이 우수한 절연조작로드가 얻어진다.

Claims (3)

  1. 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스와, 금속부재가 접합된 절연조작로드에서 상기 세라믹스와, 상기 금속부재 사이에, 중간재로서, Fe-Ni 계합금 , 동계복합재료, 탄소강, 또는 동 또는 그 합금을 설치한 것을 특징으로 하는 절연조작로드.
  2. 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스 및 금속부재를 구비한 절연조작 로드의 제조방법에 있어서, 상기 세라믹스와 상기 금속부재사이에 중간재로서, Fe-Ni 계합금, 동계복합재료, 탄소강, 혹은 동 또는 그 합금을 설치하고, 상기 세라믹스와 상기 금속부재를 접합하는 것을 특징으로 하는 절연조작로드의 제조방법.
  3. 진공중의 용기내에서 절연 및 조작력 전달을 하는 세라믹스와 금속으로 된 절연조작 로드의 제조방법에서 세라믹스 및 금속부재에 철(凸)부 및 요(凹)부를 하나이상 설치해서 가열접합하는 슈링케이지 피트법과, 그 접합평면을 납땜하는 접합법을 병용한 것을 특징으로 하는 절연조작로드의 제조방법.
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