JPH0474307B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0474307B2 JPH0474307B2 JP58075997A JP7599783A JPH0474307B2 JP H0474307 B2 JPH0474307 B2 JP H0474307B2 JP 58075997 A JP58075997 A JP 58075997A JP 7599783 A JP7599783 A JP 7599783A JP H0474307 B2 JPH0474307 B2 JP H0474307B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- ceramic sintered
- compound
- ceramic
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は熱膨張係数の異なるセラミツクス焼結
体どうしあるいはセラミツクス焼結体と金属部材
との接合方法およびセラミツクス接合体に関す
る。
体どうしあるいはセラミツクス焼結体と金属部材
との接合方法およびセラミツクス接合体に関す
る。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来より、熱膨張係数の異なるセラミツクス焼
結体どうしあるいはセラミツクス焼結体と金属部
材との接合は、接着剤による方法や機械的嵌合等
の方法により行われていた。
結体どうしあるいはセラミツクス焼結体と金属部
材との接合は、接着剤による方法や機械的嵌合等
の方法により行われていた。
しかしながら、このような方法は接合強度が小
さく、また使用時にかなりの熱がかかる場合は、
熱膨張係数の差により界面で剥離したり、クラツ
クが生じたりしていた。そのため、セラミツクス
焼結体に、中間の熱膨張係数を有する物質を溶射
等により披着して緩衝層を形成し、次いで熱膨張
係数の異なるセラミツクス焼結体あるいは金属部
材と接合する方法も試みられているが、中間の熱
膨張係数を有する物質を焼結体に披着するので、
焼結体と緩衝層との界面で剥離や強度劣化等が生
じるという問題があつた。
さく、また使用時にかなりの熱がかかる場合は、
熱膨張係数の差により界面で剥離したり、クラツ
クが生じたりしていた。そのため、セラミツクス
焼結体に、中間の熱膨張係数を有する物質を溶射
等により披着して緩衝層を形成し、次いで熱膨張
係数の異なるセラミツクス焼結体あるいは金属部
材と接合する方法も試みられているが、中間の熱
膨張係数を有する物質を焼結体に披着するので、
焼結体と緩衝層との界面で剥離や強度劣化等が生
じるという問題があつた。
［発明の目的］
本発明は、このような点に対処してなされたも
ので、熱膨張係数の異なるものであつても接合強
度が大きく、剥離等の生じることのない接合方
法、および信頼性の高い接合体を提供することを
目的とする。
ので、熱膨張係数の異なるものであつても接合強
度が大きく、剥離等の生じることのない接合方
法、および信頼性の高い接合体を提供することを
目的とする。
［発明の概要］
すなわち、本発明の接合方法は、熱膨張係数の
異なるセラミツクス焼結体どうしあるいはセラミ
ツクス焼結体と金属部材とを接合するにあたり、
前記一方のセラミツクス焼結体を形成するセラミ
ツクス粉末とともに焼成することにより、前記両
者の中間の熱膨張係数を有する化合物となる物
質、または両者の中間の熱膨張係数を有する化合
物を、前記セラミツクス粉末とともに、前記物質
または化合物が外層にくるようにして成形し、焼
成して前記化合物を含む層を形成しつつ、前記セ
ラミツクス焼結体を製造し、しかる後このセラミ
ツクス焼結体に前記中間の熱膨張係数を有する化
合物を含む層を介して他方のセラミツクス焼結体
または金属部材を接合させることを特徴としてい
る。
異なるセラミツクス焼結体どうしあるいはセラミ
ツクス焼結体と金属部材とを接合するにあたり、
前記一方のセラミツクス焼結体を形成するセラミ
ツクス粉末とともに焼成することにより、前記両
者の中間の熱膨張係数を有する化合物となる物
質、または両者の中間の熱膨張係数を有する化合
物を、前記セラミツクス粉末とともに、前記物質
または化合物が外層にくるようにして成形し、焼
成して前記化合物を含む層を形成しつつ、前記セ
ラミツクス焼結体を製造し、しかる後このセラミ
ツクス焼結体に前記中間の熱膨張係数を有する化
合物を含む層を介して他方のセラミツクス焼結体
または金属部材を接合させることを特徴としてい
る。
また、本発明の接合体は、熱膨張係数の異なる
セラミツクス焼結体どうし、あるいはセラミツク
ス焼結体と金属部材との接合であつて、一方のセ
ラミツクス焼結体は、接合面となる表面付近に前
記両者の中間の熱膨張係数を有する化合物を焼成
時に含有させた焼結体であり、かつこの焼結体
に、前記接合面を介して、他方のセラミツクス焼
結体または金属部材が接合されていることを特徴
としている。
セラミツクス焼結体どうし、あるいはセラミツク
ス焼結体と金属部材との接合であつて、一方のセ
ラミツクス焼結体は、接合面となる表面付近に前
記両者の中間の熱膨張係数を有する化合物を焼成
時に含有させた焼結体であり、かつこの焼結体
に、前記接合面を介して、他方のセラミツクス焼
結体または金属部材が接合されていることを特徴
としている。
中間の熱膨張係数を有する化合物となる物質と
しては、セラミツクス粉末と焼成中、反応して上
記中間の熱膨張係数を有する導電性の化合物とな
る金属または無機物質が挙げられる。これらは、
セラミツクス粉末との混合物として用いられる。
なお、熱膨張係数の異なるセラミツクス焼結体ど
うしを接合させる場合は、熱膨張係数の異なるセ
ラミツクス混合粉末を使用してもよい。
しては、セラミツクス粉末と焼成中、反応して上
記中間の熱膨張係数を有する導電性の化合物とな
る金属または無機物質が挙げられる。これらは、
セラミツクス粉末との混合物として用いられる。
なお、熱膨張係数の異なるセラミツクス焼結体ど
うしを接合させる場合は、熱膨張係数の異なるセ
ラミツクス混合粉末を使用してもよい。
上記金属としては、特に周期率表の、、
、、族から選ばれた一種または二種以上の
ものが例示され、セラミツクス焼結体との反応に
より形成されるモリブデンシリサイド、タングス
テンシリサイドのようなケイ化物、炭化物、ホウ
化物、窒化物、酸化物等のうち、導電性を有する
化合物となるものが適している。また、上記した
ような化合物を、直接セラミツクス粉末と混合し
て使用することもできる。
、、族から選ばれた一種または二種以上の
ものが例示され、セラミツクス焼結体との反応に
より形成されるモリブデンシリサイド、タングス
テンシリサイドのようなケイ化物、炭化物、ホウ
化物、窒化物、酸化物等のうち、導電性を有する
化合物となるものが適している。また、上記した
ような化合物を、直接セラミツクス粉末と混合し
て使用することもできる。
また焼成中、反応して導電性物質となる無機物
質としては、例えばTiO2、ZrO2のように焼結中
にSi3N4と反応し、導電性物質であるTin、ZrN
に変化するような無機物質を使用することができ
る。このらの化合物も同様に、直接セラミツクス
粉末と混合して使用することもできる。
質としては、例えばTiO2、ZrO2のように焼結中
にSi3N4と反応し、導電性物質であるTin、ZrN
に変化するような無機物質を使用することができ
る。このらの化合物も同様に、直接セラミツクス
粉末と混合して使用することもできる。
本発明において、外層に中間の熱膨張係数を有
する化合物、あるいは反応により上記化合物とな
る物質が存在するようにセラミツクス粉末を成形
するには、例えば次のような方法により行なう。
する化合物、あるいは反応により上記化合物とな
る物質が存在するようにセラミツクス粉末を成形
するには、例えば次のような方法により行なう。
すなわち、セラミツクス粉末の熱膨張係数を有
する化合物、あるいは反応により上記化合物とな
る物質との混合粉末を、内層がセラミツクス粉末
100％となるようにし、外層にいくに従いセラミ
ツクス粉末の濃度が小さくなるように分布をつけ
た状態で積層して成形するか、あるいはセラミツ
クス粉末をいったん成形し、その上に上記混合物
を順次プレスすることにより得ることができる。
する化合物、あるいは反応により上記化合物とな
る物質との混合粉末を、内層がセラミツクス粉末
100％となるようにし、外層にいくに従いセラミ
ツクス粉末の濃度が小さくなるように分布をつけ
た状態で積層して成形するか、あるいはセラミツ
クス粉末をいったん成形し、その上に上記混合物
を順次プレスすることにより得ることができる。
このようにして、外層に中間の熱膨張係数を有
する化合物、あるいは反応により上記化合物とな
る物質を含む層を形成した後、脱脂仮焼し、次い
で焼成した後、熱膨張係数の異なるセラミツクス
焼結体または金属部材と常法により接合する。
する化合物、あるいは反応により上記化合物とな
る物質を含む層を形成した後、脱脂仮焼し、次い
で焼成した後、熱膨張係数の異なるセラミツクス
焼結体または金属部材と常法により接合する。
［発明の実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例 １
窒化ケイ素粉末（焼結助剤として５重量％の酸
化ツトリウムと２重量％の酸化アルミニウムを含
有）を厚さ２mmとなるよう金型内に充填し、その
上にモリブデンの濃度が40モル％となるよう窒化
ケイ素粉末に混合した混合粉末を厚さ１mmとなる
よう充填し、さらに75モル％モリブデン−窒化ケ
イ素粉末の混合粉末を厚さ１mmとなるよう充填し
て成形し、450Kg／cm2の圧力て1750℃、１時間の
条件でホットプレスを行なつた。
化ツトリウムと２重量％の酸化アルミニウムを含
有）を厚さ２mmとなるよう金型内に充填し、その
上にモリブデンの濃度が40モル％となるよう窒化
ケイ素粉末に混合した混合粉末を厚さ１mmとなる
よう充填し、さらに75モル％モリブデン−窒化ケ
イ素粉末の混合粉末を厚さ１mmとなるよう充填し
て成形し、450Kg／cm2の圧力て1750℃、１時間の
条件でホットプレスを行なつた。
焼結体の熱膨張係数は、順次３×10-6、６×
10-6、８×10-6であつた。これは、添加したモリ
ブデンがモリブデンシリサイドとなつたことによ
る。
10-6、８×10-6であつた。これは、添加したモリ
ブデンがモリブデンシリサイドとなつたことによ
る。
次いで、上記モリブデンシリサイドを含む層上
にニツケルめつきを施して800℃で加熱した後、
ろう材を介して鋼材（熱膨張係数11×10-6）と接
合したところ、剪断強度は560Kg／cm2であつた。
なお、剪断試験においては窒化ケイ素焼結体内で
破壊した。
にニツケルめつきを施して800℃で加熱した後、
ろう材を介して鋼材（熱膨張係数11×10-6）と接
合したところ、剪断強度は560Kg／cm2であつた。
なお、剪断試験においては窒化ケイ素焼結体内で
破壊した。
一方、本発明との比較として、厚さ３mmの窒化
ケイ素焼結体に40モル％モリブデン−窒化ケイ素
粉末の混合粉末を厚さ0.1mm、75モル％モリブデ
ン−窒化ケイ素粉末の混合粉末を厚さ0.1mmとな
るように、それぞれ溶射により被着させ、ニツケ
ルめつきを施し後、実施例と同様にろう材を介し
て鋼材と接合したところ、剪断強度は300Kg／cm2
であつた。なお剪断試験においては窒化ケイ素焼
結体と混合物層との間で剥離した。
ケイ素焼結体に40モル％モリブデン−窒化ケイ素
粉末の混合粉末を厚さ0.1mm、75モル％モリブデ
ン−窒化ケイ素粉末の混合粉末を厚さ0.1mmとな
るように、それぞれ溶射により被着させ、ニツケ
ルめつきを施し後、実施例と同様にろう材を介し
て鋼材と接合したところ、剪断強度は300Kg／cm2
であつた。なお剪断試験においては窒化ケイ素焼
結体と混合物層との間で剥離した。
実施例 ２
実施例１で使用した窒化ケイ素粉末を厚さ２mm
となるよう充填し、その上に75モル％タングステ
ン−窒化ケイ素粉末の混合粉末を厚さ２mmとなる
よう充填し、実施例１と同様に焼成したのち鋼材
と接合したところ、剪断強度は150Kg／cm2であつ
た。
となるよう充填し、その上に75モル％タングステ
ン−窒化ケイ素粉末の混合粉末を厚さ２mmとなる
よう充填し、実施例１と同様に焼成したのち鋼材
と接合したところ、剪断強度は150Kg／cm2であつ
た。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、セラミツ
クス焼結体の製造時に中間の熱膨張係数をもつ化
合物を含む層を緩衝層として形成しているので、
セラミツクス焼結体と緩衝層との界面で剥離等が
生ずるおそれがなく、しかも接合強度の大きい接
合体を提供することが可能となる。
クス焼結体の製造時に中間の熱膨張係数をもつ化
合物を含む層を緩衝層として形成しているので、
セラミツクス焼結体と緩衝層との界面で剥離等が
生ずるおそれがなく、しかも接合強度の大きい接
合体を提供することが可能となる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱膨張係数の異なるセラミツクス焼結体どう
しあるいはセラミツクス焼結体と金属部材とを接
合するにあたり、前記一方のセラミツクス焼結体
を形成するセラミツクス粉末とともに焼成するこ
とにより、前記両者の中間の熱膨張係数を有する
化合物となる物質、または前記両者の中間の熱膨
張係数を有する化合物を、前記セラミツクス粉末
とともに、前記物質または化合物が外層にくるよ
うにして成形し、焼成して前記化合物を含む層を
形成しつつ、前記セラミツクス焼結体を製造し、
しかる後このセラミツクス焼結体に前記中間の熱
膨張係数を有する化合物を含む層を介して他方の
セラミツクス焼結体または金属部材を接合させる
ことを特徴とする熱膨張係数の異なるセラミツク
ス焼結体どうしあるいはセラミツクス焼結体と金
属部材との接合方法。 ２ 中間の熱膨張係数を有する化合物を含む層が
厚さ0.1mm以上である特許請求の範囲第１項記載
の熱膨張係数の異なるセラミツクス焼結体どうし
あるいはセラミツクス焼結体と金属部材との接合
方法。 ３ 中間の熱膨張係数を有する化合物を含む層は
連続的または断続的に熱膨張係数が変化している
特許請求の範囲第１項記載の熱膨張係数の異なる
セラミツクス焼結体どうしあるいはセラミツクス
焼結体と金属部材との接合方法。 ４ 成形は、セラミツクス粉末と、このセラミツ
クス粉末と中間の熱膨張係数を有する化合物また
は前記化合物となる物質との混合物とを積層して
行なわれる特許請求の範囲第１項ないし第３項の
いずれか１項記載の熱膨張係数の異なるセラミツ
クス焼結体どうしあるいはセラミツクス焼結体と
金属部材との接合方法。 ５ 成形は、セラミツクス粉末をいつたん成形
し、更にその外側にセラミツクス粉末と中間の熱
膨張係数を有する化合物または前記化合物となる
物質との混合物を順次プレスすることにより得ら
れる特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
か１項記載の熱膨張係数の異なるセラミツクス焼
結体どうしあるいはセラミツクス焼結体と金属部
材との接合方法。 ６ 熱膨張係数の異なるセラミツクス焼結体どう
し、あるいはセラミツクス焼結体と金属部材との
接合体であつて、一方のセラミツクス焼結体は、
接合面となる表面付近に前記両者の中間の熱膨張
係数を有する化合物を焼成時に含有させた焼結体
であり、かつこの焼結体に、前記接合面を介し
て、他方のセラミツクス焼結体または金属部材が
接合されていることを特徴とするセラミツクス接
合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7599783A JPS59203779A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 熱膨張係数の異なるセラミックス焼結体どうしあるいはセラミックス焼結体と金属部材との接合方法、およびセラミックス接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7599783A JPS59203779A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 熱膨張係数の異なるセラミックス焼結体どうしあるいはセラミックス焼結体と金属部材との接合方法、およびセラミックス接合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59203779A JPS59203779A (ja) | 1984-11-17 |
| JPH0474307B2 true JPH0474307B2 (ja) | 1992-11-25 |
Family
ID=13592433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7599783A Granted JPS59203779A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 熱膨張係数の異なるセラミックス焼結体どうしあるいはセラミックス焼結体と金属部材との接合方法、およびセラミックス接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59203779A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6131368A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-13 | 住友電気工業株式会社 | セラミツクスと金属の接合方法 |
| JPH0533466U (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-30 | 株式会社フジ電科 | 気密端子 |
| ITMI20031524A1 (it) * | 2003-07-24 | 2005-01-25 | Ansaldo Ricerche S R L Societa Pe R Lo Sviluppo | Proceddimento per ottenere giunti brasati ad alta resistenza di materiali compositi a piu'strati di tipo ceramico-ceramico e metallo-ceramico, e materiali compositi a piu'strati ottenuti mediante il medesino procedimento |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3975165A (en) * | 1973-12-26 | 1976-08-17 | Union Carbide Corporation | Graded metal-to-ceramic structure for high temperature abradable seal applications and a method of producing said |
| JPS5366910A (en) * | 1976-11-29 | 1978-06-14 | Ngk Spark Plug Co | Ceramicssaluminium alloy composites |
| JPS5434763A (en) * | 1977-08-24 | 1979-03-14 | Hitachi Ltd | Sealing jig |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP7599783A patent/JPS59203779A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59203779A (ja) | 1984-11-17 |
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