KR101011606B1 - Method for Metallizing on Ceramic - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹의 메탈라이징 방법에 관한 것으로, 몰리브덴 90∼70중량% 및 금속 망간 10∼30중량%를 혼합하여 유기결합제로 균일 혼합한 페이스트를 준비하는 단계; 상기 페이스트를 알루미나 소결체(1)의 표면(2)에 도포하는 단계; 및 상기와 같이 도포된 알루미나 소결체를 10∼20℃의 물이 채워져 있는 습윤기(humidifier)를 통과한 질소가스에 대한 수소가스의 양을 변화시키면서, 즉 물 분압에 대한 수소 분압의 비율 log(PH2O/PH2)을 -1.64 내지 -1.34 범위에서 변화시켜 1450∼1550℃ 온도범위에서 메탈라이징 하는 단계를 포함하여 이루어지며, 본 발명에 의한 세라믹의 메탈라이징 방법은 몰리브덴의 산화방지와 망간의 산화를 촉진시키고, 몰리브덴과 산화 망간, 그리고 유리상과의 젖음을 촉진시켜 세라믹-금속 또는 세라믹-세라믹의 접합강도를 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a metallizing method of ceramics, comprising: preparing a paste uniformly mixed with an organic binder by mixing 90 to 70 wt% molybdenum and 10 to 30 wt% metal manganese; Applying the paste to the surface (2) of the alumina sintered body (1); And changing the amount of hydrogen gas to nitrogen gas passed through the alumina sintered body coated as described above through a humidifier filled with water at 10 to 20 ° C., that is, the ratio of the partial pressure of hydrogen to the partial pressure of water log (PH 2 O / PH 2 ) by changing the range from -1.64 to -1.34 to metallization at a temperature range of 1450 ~ 1550 ℃, the metallization method of the ceramic according to the present invention is to prevent the oxidation of molybdenum and manganese It promotes oxidation and promotes wetting of molybdenum, manganese oxide and glass phase, thereby improving the bonding strength of ceramic-metal or ceramic-ceramic.
세라믹, 메탈라이징, 금속 몰리브덴, 금속 망간, 접착강도Ceramic, Metallizing, Metal Molybdenum, Metal Manganese, Adhesive Strength
Description
도 1은 수소분위기에서 금속-금속산화물의 평형관계를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the equilibrium relationship between metal and metal oxides in a hydrogen atmosphere.
도 2는 본 발명에서 사용된 알루미나 시편을 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the alumina specimen used in the present invention.
도 3은 본 발명에서 사용된 코바 와셔 (KOVAR washer)를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a KOVAR washer used in the present invention.
도 4는 본 발명에서 사용된 브레이징 (brazing) 시편을 나타낸 조립도이다.4 is an assembly view showing a brazing specimen used in the present invention.
본 발명은 세라믹의 표면에 금속층을 피복시키기 위한 메탈라이징 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 세라믹의 메탈라이징 과정 중에 금속 몰리브덴은 산화가 되지 않게 하고, 금속 망간은 산화가 되도록 하게 하는 수소에 대한 물의 분압, 즉 PH2O/PH2을 조절하여 우수한 접착강도를 가지게 하는 세라믹의 메탈라이징 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metallizing method for coating a metal layer on the surface of a ceramic. More specifically, the present invention provides excellent adhesion strength by controlling the partial pressure of water, ie, PH 2 O / PH 2 , to hydrogen that causes metal molybdenum not to oxidize and metal manganese to oxidize during the metallizing process of ceramics. A method of metallizing ceramics to have.
H. Vatter가 진공에서 철 (Fe), 크롬 (Cr), 니켈 (Ni), 텅스텐 (W) 등의 금속 분말을 스테아타이트 (steatite) 세라믹에 최초로 메탈라아징 (독일특허 제645,871호(1935년 4월))을 시도하였다. 그 후 제너럴 일렉트릭사(General Electric Co.)의 H. J. Nolte와 R. F. Spurck (Television Engineering, 1[11], 14~16, 18, 19 (1950))는 이슬점(dew point)에 민감하고, 공정의 제어가 곤란해 신뢰성이 낮은 것을 고려해, 철 대신에 가습된 수소분위기에서 망간(Mn)을 이용한 Mo-Mn 공정을 개발하였다. 이 Mo-Mn 법에서는 금속층을 형성하는 몰리브덴 (Mo)의 산화를 방지하면서 망간만이 산화되어 알루미나 세라믹의 표면에 유리상으로 확산될 수 있는 열역학적인 분위기가 유지되어야 하므로 금속의 산화와 환원에 대한 열역학적 평형관계를 고려해야 한다. 그리하여 W. H. Chang은 몰리브덴과 망간의 온도에 대한 이슬점의 평형관계를 유도하였으며, 그 관계는 도 1에 나타내었다. 도 1에 의하면 온도-노점의 비가 곡선의 아래쪽의 오른쪽에 있는 조건을 이용하면 몰리브덴이 안정하며, 이 값이 곡선의 왼쪽의 위에 있으면 몰리브덴은 산화된다는 것이다. 이와 같이 몰리브덴의 산화, 환원의 예측이 어려우며, 특히 몰리브덴의 산화물인 MoO2와 MoO3가 메탈라이징 온도에서 상당한 양이 휘발된다는 것이다. 즉, 이슬점은 단순히 몰리브덴의 산화를 방지하면서 망간만 산화 망간(MnO)으로 산화시켜 접합을 용이하게 하는 열역학적인 평형관계로서만 중요한 것이 아니라, 몰리브덴과 유리상과의 젖음성 (wetting)과 접합강도에도 많은 영향을 주게 된다.H. Vatter first metallizes metal powders such as iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni) and tungsten (W) in steatite ceramics under vacuum (German Patent No. 645,871 (1935) April). After that, General Electric Co.'s HJ Nolte and RF Spurck (Television Engineering, 1 [11], 14-16, 18, 19 (1950)) are sensitive to dew point and process control. Considering its low reliability and low reliability, the Mo-Mn process using manganese (Mn) was developed in a humidified hydrogen atmosphere instead of iron. The Mo-Mn method prevents the oxidation of molybdenum (Mo) forming the metal layer while maintaining a thermodynamic atmosphere in which only manganese is oxidized and diffuses into the glass phase on the surface of the alumina ceramic. Consideration should be given to equilibrium relationships. Thus, WH Chang induced the equilibrium relationship of dew point with respect to the temperature of molybdenum and manganese, which is shown in FIG. According to FIG. 1, molybdenum is stable using the condition where the ratio of temperature-dew point is to the right of the bottom of the curve, and if this value is above the left of the curve, the molybdenum is oxidized. As such, it is difficult to predict the oxidation and reduction of molybdenum, and in particular, a significant amount of molybdenum oxides MoO 2 and MoO 3 are volatilized at the metallizing temperature. That is, the dew point is not only important as a thermodynamic equilibrium relationship that facilitates bonding by oxidizing only manganese to manganese oxide (MnO) while preventing the oxidation of molybdenum, but also has much wettability and bonding strength between molybdenum and glass phase. Will be affected.
그러나 이와 같은 세라믹의 메탈라이징을 수행하는 종래의 방법은 노점, 즉 수소에 대한 물의 분압, 즉 PH2O/PH2에 대한 정확한 조절 없이 수행되어 세라믹-금속 또는 세라믹-세라믹의 접합강도를 저하시키는 문제점이 있다.However, the conventional method of performing metallizing of such ceramics is performed without precise control of dew point, that is, partial pressure of water to hydrogen, that is, PH 2 O / PH 2 , thereby lowering the bonding strength of ceramic-metal or ceramic-ceramic. There is a problem.
세라믹의 메탈라이징 과정에서 수소에 대한 물의 분압, 즉 PH2O/PH2를 정확 하게 조절하지 않으면 몰리브덴의 산화방지와 망간의 산화를 촉진시키지 못하거나, 몰리브덴과 산화 망간의 젖음을 저하시켜 세라믹-금속 또는 세라믹-세라믹의 접합강도를 저하시키는 문제점이 있다.If the partial pressure of water to hydrogen, ie PH 2 O / PH 2 , is not controlled correctly during the metallization process of ceramics, it will not promote the prevention of molybdenum oxidation and the oxidation of manganese, or reduce the wettability of molybdenum and manganese oxide. There is a problem of lowering the bonding strength of metal or ceramic-ceramic.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 종래 세라믹의 메탈라이징 과정 중에 분위기 가스의 노점, 즉 수소에 대한 물의 분압 PH2O/PH2에 대한 정확한 조절 없이 수행에 의한 각종 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 메탈라이징의 분위기를 조절하기 위하여 사용되는 질소와 수소 가스의 상대적인 양, 즉, 수소에 대한 물의 분압을 조절하기 위하여 습윤기(humidifier)의 온도와 통과하는 질소가스의 양을 조절함으로써 몰리브덴의 산화방지와 망간의 산화를 촉진시키고, 몰리브덴과 산화 망간 그리고 유리상과의 젖음을 촉진시켜 세라믹-금속 또는 세라믹-세라믹의 접합강도를 향상시키는 세라믹의 메탈라이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention to solve the various problems by performing without precise control of the dew point of the atmosphere gas, that is, the partial pressure of water to hydrogen PH 2 O / PH 2 during the metallizing process of the conventional ceramic Invented by controlling the relative amount of nitrogen and hydrogen gas used to control the atmosphere of metallization, ie the temperature of the humidifier and the amount of nitrogen gas passing through to control the partial pressure of water to hydrogen An object of the present invention is to provide a metallization method of ceramics that promotes oxidation of molybdenum and manganese, and promotes wetting of molybdenum, manganese oxide and glass phase to improve the bonding strength of ceramic-metal or ceramic-ceramic.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 몰리브덴 90∼70중량% 및 금속 망간 10∼30중량%를 혼합하여 유기결합제로 균일 혼합한 페이스트를 준비하는 단계; 상기 페이스트를 알루미나 소결체(1)의 표면(2)에 도포하는 단계; 및 상기와 같이 도포된 알루미나 소결체를 10∼20℃의 물이 채워져 있는 습윤기(humidifier)를 통과한 질소가스에 대한 수소가스의 양을 변화시키면서, 즉 물 분압에 대한 수소 분압의 비율 log(PH2O/PH2)을 -1.64 내지 -1.34 범위에서 변화시켜 1450∼1550℃ 온도범위에서 메탈라이징 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 세라믹의 메탈라이징 방법을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of preparing a paste homogeneously mixed with an organic binder by mixing molybdenum 90 to 70% by weight and metal manganese 10 to 30% by weight; Applying the paste to the surface (2) of the alumina sintered body (1); And changing the amount of hydrogen gas to nitrogen gas passed through the alumina sintered body coated as described above through a humidifier filled with water at 10 to 20 ° C., that is, the ratio of the partial pressure of hydrogen to the partial pressure of water log (PH It provides a metallizing method of the ceramic comprising a; 2 / O / PH 2 ) in the range of -1.64 to -1.34 to metallize at a temperature range of 1450 ~ 1550 ℃.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 세라믹의 메탈라이징 방법은 몰리브덴 90∼70중량%와 금속 망간 10∼30중량%를 혼합하여 유기결합제(Type 424 vehicla, Elecro-Science Lab., INC., USA)로 균일 혼합한 페이스트를 알루미나 소결체(1)의 표면(2)에 도포한 후, 몰리브덴은 산화하지 않고 망간은 산화되도록 하기 위하여 10∼20℃의 물이 채워져 있는 습윤기 (humidifier)를 통과한 질소가스에 대한 수소가스의 양을 변화시키면서, 즉 물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)가 -1.64 내지 -1.34 범위에서 변화시켜 1450∼1550℃까지 메탈라이징 하는 것을 특징으로 한다.Metallizing method of the ceramic according to the present invention is a paste prepared by mixing 90 to 70% by weight of molybdenum and 10 to 30% by weight of metal manganese with an organic binder (Type 424 vehicla, Elecro-Science Lab., INC., USA) Is applied to the
Mo-Mn 방법의 접합기구는 몰리브덴이나 텡스텐 등의 고융점 금속이 소결되어 고융점 금속의 골격을 형성하고, 알루미나 중의 첨가제로 형성된 유리상이 고융점 금속의 기공을 채워 메탈라이징 층이 형성된다는 유리상 이동기구, 그리고 메탈라이징 층과 알루미나 소결체의 계면에 망간-알루미늄 스피넬 및 마그네슘-알루미늄 스피넬 층이 형성되는 반응에 의한 반응기구 등이 제안되고 있다. The bonding mechanism of the Mo-Mn method is a glass phase in which a high melting point metal such as molybdenum or tungsten is sintered to form a skeleton of a high melting point metal, and a glass phase formed of an additive in alumina fills pores of the high melting point metal to form a metallization layer. A moving mechanism and a reactor mechanism by a reaction in which a manganese-aluminum spinel and a magnesium-aluminum spinel layer are formed at the interface between the metallizing layer and the alumina sintered body have been proposed.
몰리브덴에 망간을 10중량% 이하로 첨가하면 알루미나 소결체로 이동할 수 있는 양의 충분한 유리상이 형성되지 않아서 견고한 메탈라이징 층을 형성하지 못한다. 그리고 몰리브덴에 망간의 함량이 30중량% 이상 첨가되면 산화 망간이 과도하게 생성되어, 이 산화 망간과 알루미나 중의 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 등의 원소의 상호확산에 의하여 스피넬 층이 과도하게 생성됨으로써, 이 스피넬과 알루미나의 열팽창 차이로 인하여 알루미나 모재의 강도 특성을 저하시키는 문제점이 있어서 알루미나 소결체의 메탈라이징 조성물로는 적합하지 못하다.Adding 10% by weight or less of manganese to molybdenum does not form a sufficient glass phase that can migrate to the alumina sintered body and thus does not form a solid metallization layer. When the content of manganese in molybdenum is added to 30% by weight or more, manganese oxide is excessively produced, and spinel is formed by the interdiffusion of elements such as silicon (Si), aluminum (Al), and calcium (Ca) in manganese oxide and alumina. The excessive generation of the layer causes a problem of lowering the strength characteristics of the alumina base material due to the difference in thermal expansion between the spinel and the alumina, which is not suitable as a metallizing composition of the alumina sintered body.
알루미나 세라믹의 메탈라이징 과정 중에 몰리브덴은 산화하지 않고 망간은 산화되도록 하기 위하여 20℃의 물이 채워져 있는 습윤기 (humidifier)를 통과한 질소가스에 대한 수소가스의 양을 변화시키면서, 즉 물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)가 -1.64 보다 낮거나 -1.34 보다 높으면 몰리브덴의 산화 방지와 망간의 산화가 억제되고, 몰리브덴과 산화 망간, 그리고 유리상과의 젖음을 방해하여 세라믹-금속 또는 세라믹-세라믹의 접합강도를 저하시키게 된다.During the metallizing process of alumina ceramics, the amount of hydrogen gas to nitrogen gas passed through a humidifier filled with water at 20 ° C in order to ensure that the molybdenum does not oxidize and the manganese is oxidized. If the ratio of hydrogen partial pressure, that is, log (PH 2 O / PH 2 ) is lower than -1.64 or higher than -1.34, it prevents the oxidation of molybdenum and the oxidation of manganese, and prevents the wetting of molybdenum, manganese oxide and glass phase. It lowers the bonding strength of the ceramic-metal or ceramic-ceramic.
물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)를 -1.64 내지 -1.34 범위내로 조절한 후, 세라믹의 메탈라이징 온도가 1450℃ 이하로 낮으면, 망간 산화물과 알루미나의 유리상과 반응하여 스피넬을 형성하기에 온도가 낮고, 또한 망간 산화물의 이동속도가 현저하게 느려서 알루미나로 충분히 이동할 수 없게 됨으로써 메탈라이징된 알루미나 소결체의 접합강도가 매우 낮아 제품으로 사용하기에 부적합하게 된다. 그리고 1550℃ 이상의 고온에서 열처리하면 알루미나 소결체의 소결 온도 보다도 높아서 메탈라이징 온도로는 적합하지 못하게 된다.
After adjusting the ratio of the partial pressure of hydrogen to the partial pressure of water, that is, log (PH 2 O / PH 2 ) within the range of -1.64 to -1.34, and the metallizing temperature of the ceramic is lower than 1450 ° C, the glass phase of manganese oxide and alumina The temperature is low to react with the spinel and the movement speed of the manganese oxide is so slow that it cannot be sufficiently transferred to the alumina, so that the bonding strength of the metallized alumina sintered body is very low, making it unsuitable for use as a product. And heat treatment at a high temperature of 1550 ℃ or higher is higher than the sintering temperature of the alumina sintered body is not suitable for the metallizing temperature.
이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to the examples.
[실시예 1~3] 및 [비교예 1~4][Examples 1 to 3] and [Comparative Examples 1 to 4]
도 2에 나타낸 내경 10.4mm, 외경 29.4mm 및 높이 14.5mm의 순도 96%의 알루미나 시편(1, 미국 규격 ASTM F19-64의 시편과 동일한 사양)의 표면(2)에 도 3의 내경 10.4mm, 외경 16.3mm 및 두계 0.6mm의 코바(KOVAR) 와셔(3)를 접합하는 것으로 본 발명을 실시하였다.3 on the
두께 90마이크론, 325메쉬의 스테인레스 망으로 된 체를 이용하여 몰리브덴 분말 80중량%에 망간 20중량%를 첨가한 페이스트를 알루미나 소결체(1)의 표면(2)에 도포하여 건조한 후, 물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)를 변화시키기 위하여 노점 20℃의 습윤기를 통과한 질소가스와 수소가스의 양을 각각 0.5와 2.5, 0.75와 2.25, 1과 2, 1.5와 1.5, 1.76과 1.24, 2와 1, 그리고 2.3과 0.7 리터/분의 혼합가스 분위기에서 1500℃ 온도에서 30분 동안 유지시켜 알루미나의 메탈라이징을 수행하였다. 메탈라이징된 시편은 아세톤 및 가성소다 용액으로 세척하여 니켈 무전해 도금 방법으로 니켈도금하였다. 도 4에 나타낸 것과 같이 메탈라이징 및 니켈 도금된 알루미나 소결체(4)에 두께 50 마이크론인 은(Ag) 72중량% - 구리(Cu) 28중량%의 조성인 필러 메탈(5)을 사용하여 코바 와셔(3)를 끼 워 흑연 치구(6)로 고정한 후, 승온 및 냉각속도가 20℃/분이 되도록하여 800℃ 온도에서 20분 동안 브레이징하였다.A paste of 80 mol% of molybdenum powder and 20 wt% of manganese was applied to a
브레이징된 알루미나 시편의 접합강도 측정은 인장강도 치구를 이용하여 만능시험기로 크로스헤드 속도 (crosshead speed) 0.5mm/분의 조건으로 인장하여 시편이 파괴될 때의 최대 하중을 접합면적으로 나누어 계산하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The bond strength of the brazed alumina specimen was calculated by dividing the maximum load when the specimen is broken by the joint area using a tensile strength jig, which is tensioned at a crosshead speed of 0.5 mm / min using a universal testing machine. The results are shown in Table 1.
log (PH 2 O / PH 2 )
금속의 접합강도
측정시
파괴면ceramic-
Bonding strength of metal
When measuring
Plane of destruction
(MPa)Bonding strength
(MPa)
(리터/분)Wet Nitrogen
(Liters / minute)
(리터/분)Hydrogen
(Liters / minute)
알루미나 계면molybdenum/
Alumina interface
표 1에 나타내었듯이 물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)가 -1.64보다 작거나, 또는 -1.12보다 크게 되면 몰리브덴의 산화 방지와 망간의 산화가 억제되거나, 몰리브덴과 산화 망간 그리고 유리상과의 젖음이 불량해져 세라믹-금속의 접합강도 값이 낮아 적합하지 않았다.As shown in Table 1, when the ratio of hydrogen partial pressure to water partial pressure, that is, log (PH 2 O / PH 2 ) is less than -1.64 or greater than -1.12, the prevention of the oxidation of molybdenum and the oxidation of manganese is suppressed, or molybdenum Due to poor wettability with manganese oxide and glass phase, ceramic-metal bond strength was low and not suitable.
[실시예 4~6] 및 [비교예 5~8] [Examples 4 to 6] and [Comparative Examples 5 to 8]
실시예 1과 동일한 방법과 조건으로 메탈라이징을 수행하고, 세라믹-세라믹의 접합강도를 측정하기 위하여 메탈라이징 및 니켈 도금된 알루미나 소결체(4)의 사이에 두께 50 마이크론인 은(Ag) 72중량% - 구리(Cu) 28중량%의 조성인 필러 메탈(5)을 흑연 치구(6)로 고정한 후, 승온 및 냉각속도가 20℃/분이 되도록하여 800℃ 온도에서 20분 동안 브레이징하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 접합강도를 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.72% by weight of silver (Ag) having a thickness of 50 microns between the metallized and nickel plated alumina sintered
세라믹 접합강도
측정시
파괴면ceramic-
Ceramic bonding strength
When measuring
Plane of destruction
(MPa)Bonding strength
(MPa)
(리터/분)Wet Nitrogen
(Liters / minute)
(리터/분)Hydrogen
(Liters / minute)
알루미나 계면molybdenum/
Alumina interface
세라믹-금속의 접합강도와 유사하게 물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)가 -1.64보다 작거나, 또는 -1.12보다 크게 되면 몰리브덴의 산화 방지와 망간의 산화가 억제되거나, 몰리브덴과 산화 망간, 그리고 유리상과의 젖음이 불량해져 세라믹-금속의 접합강도 값이 낮아 적합하지 않았다.Similar to the ceramic-metal bond strength, the ratio of hydrogen partial pressure to partial pressure of water, ie, log (PH 2 O / PH 2 ) is less than -1.64 or greater than -1.12, prevents the oxidation of molybdenum and the oxidation of manganese. It was suppressed or the wettability of molybdenum, manganese oxide and glass phase was poor, so that the bonding strength value of ceramic-metal was not suitable.
[실시예 7~12] EXAMPLES 7-12
실시예 1~6에서 최적의 강도를 나타낸 물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)가 -1.48인 메탈라이징 조건에서 몰리브덴에 망간의 첨가량이 10, 15, 20, 25 및 25중량%인 페이스트를 제조하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 메탈라이징, 니켈 도금 그리고 브레이징을 수행하였다. 실시예 1과 같이 세라믹-금속의 접합강도를 측정하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.The ratio of the partial pressure of hydrogen to the partial pressure of water showing the optimum strength in Examples 1 to 6, that is, the amount of manganese added to molybdenum under metallization conditions in which log (PH 2 O / PH 2 ) is -1.48 is 10, 15, 20, 25 and 25% by weight of paste were prepared and metallized, nickel plated and brazed in the same manner as in Example 1. Bonding strength of the ceramic-metal was measured as in Example 1, and the results are shown in Table 3.
온도 및 시간Metalizing
Temperature and time
측정시의 파괴면Bonding strength
Destructive surface at the time of measurement
(MPa)Bonding strength
(MPa)
표 3에서 알 수 있듯이 최적의 강도를 나타낸 물 분압에 대한 수소 분압의 비율, 즉 log(PH2O/PH2)가 -1.48에서 몰리브덴 70~90중량%에 망간을 10~30중량%를 첨가한 페이스트 그리고 메탈라이징 온도를 1450~1550℃로 조절함으로써 매우 우수한 접합강도를 얻을 수 있었다.As can be seen from Table 3, the ratio of the partial pressure of hydrogen to the partial pressure of water for optimum strength, i.e. log (PH 2 O / PH 2 ) is added from 10 to 30% by weight of manganese to 70 to 90% by weight of molybdenum at -1.48. Very good bonding strength was obtained by controlling the paste and metallizing temperature to 1450 ~ 1550 ℃.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 세라믹의 메탈라이징 방법은 메탈라이징 과정 중의 수소에 대한 물의 분압, 즉 PH2O/PH2에 대한 정확한 조절을 위하여 습윤기(humidifier)의 온도와 통과하는 질소가스의 양과 수소가스의 양을 조 절함으로써, 몰리브덴의 산화방지와 망간의 산화를 촉진시키고, 몰리브덴과 산화 망간, 그리고 유리상과의 젖음을 촉진시켜 세라믹-금속 또는 세라믹-세라믹의 접합강도를 향상시키는 효과가 있는 유용한 발명이다.As described above, the metallizing method of the ceramic according to the present invention provides a partial pressure of water to hydrogen during the metallizing process, that is, a temperature of a humidifier and nitrogen passing through for accurate control of PH 2 O / PH 2 . By adjusting the amount of gas and the amount of hydrogen gas, it promotes the prevention of molybdenum oxidation and manganese oxidation, and promotes the wetting of molybdenum, manganese oxide and glass phase to improve the bonding strength of ceramic-metal or ceramic-ceramic. It is a useful invention that works.
상기에서 본 발명은 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.While the invention has been described in detail above with reference to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the scope and spirit of the invention, and such modifications and variations fall within the scope of the appended claims. It is also natural.
Claims (1)
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KR1020030096004A KR101011606B1 (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Method for Metallizing on Ceramic |
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KR20030053245A (en) * | 2001-12-22 | 2003-06-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Composition of metallizing paste for alumina and metallizing method |
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2003
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR900001625A (en) * | 1988-07-30 | 1990-02-27 | 최근선 | Ceramic member having metallizing layer and method for manufacturing same |
KR20030053245A (en) * | 2001-12-22 | 2003-06-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Composition of metallizing paste for alumina and metallizing method |
KR20030053244A (en) * | 2001-12-22 | 2003-06-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Composition of metallizing paste and metallizing method |
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