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JPS59182283A - 導電性セラミツクス焼結体の製造方法 - Google Patents

導電性セラミツクス焼結体の製造方法

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Publication number
JPS59182283A
JPS59182283A JP58053420A JP5342083A JPS59182283A JP S59182283 A JPS59182283 A JP S59182283A JP 58053420 A JP58053420 A JP 58053420A JP 5342083 A JP5342083 A JP 5342083A JP S59182283 A JPS59182283 A JP S59182283A
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JP
Japan
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ceramic sintered
producing
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JP58053420A
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俊一郎 田中
池田　和男
顕生 佐谷野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Priority to DE8484103430T priority patent/DE3464235D1/de
Priority to EP84103430A priority patent/EP0122522B1/en
Publication of JPS59182283A publication Critical patent/JPS59182283A/ja
Publication of JPH046673B2 publication Critical patent/JPH046673B2/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は金属部材、特に鋼材との接合に好適する導電性
セラミックス焼結体の製造方法に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 従来より、セラミックス焼結体を金属部材に接合させる
方法としては、セラミックス焼結体表面にモリブデン粉
末とマンガン粉末とを主成分とし有機バインダーでペー
スト状にしたモリブデン−マンカンペーストを塗布し、
還元雰囲気中Ｃ゛焼成てメタライズした後、ニッケルめ
っきを施し、ろう（＝ｊけしで接合する方法が一般的で
ある。
この方法はセラミックス体がアルミナ等の酸化物系の場
合は有効であるが、窒化ケイ素等の非酸化物系の場合は
接合が不充分であり、特に金属部材が鋼材の場合は低温
ではほとんど直接接合しないばかりか、鋼材が接合時の
加熱により大幅に劣化するという問題があった。
ところで、窒化ケイ素等の非酸化物系セラミックス焼結
体は耐摩耗性や高温特性に優れＣいるのＣ１自動車部品
やガスタービン部品としＣの用途が考えられており、そ
のためにも金属、特に鋼材との接合技術の確立が強く望
まれＣいる。
［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、金属
部材特に鋼材等との接合に好適する導電性セラミックス
焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
［発明の概要コ すなわち本発明方法は、未焼結のセラミックス体表面に
、セラミックス体の焼結温度以上の融点または昇華温度
をもつ金属もしくはその塩および／または導電性を有す
る無機物質あるいは反応することにより焼成後、導電性
をもちうる非導電性無機物質を被着し、その後、焼成し
て導電性被ＩＱを形成することを特徴とする。
本発明に使用するセラミックス体としては、アルミナ等
の酸化物系セラミックス体、窒化ケイ素、炭化ケイ素、
サイアロン等の非酸化物系セラミックス体があげられる
。
本発明に使用づる金属としては、周期律表のＩＶ　。
Ｖ、Ｖｌ、ＶＵ、■族のうち、セラミックス体の焼結温
度以上の融点または昇華温度をもつものがあげられ、金
属塩としては、前記金属を含む硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸
塩１、亜硫酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、リン酸
塩、亜リン酸塩、塩化物、弗化物、塩素酸塩、アンモニ
ウム塩、蓚酸塩、水酸化物、水素化物、ヨウ化物、臭化
物およびアルコキシド等があげられる。これらは単体ま
１ｃは混合して使用することができる。また導電性を有
する無機物質としては、ケイ化物、炭化物、硼化物、窒
化物、酸化物のうち導電性を有するものがあげられ、例
えばモリブデンシリサイド（ＭＯ８ｉ　２）、タングス
テンシリサイド（ＷＳｉｚ＞、炭化タングステン（ＷＣ
＞、炭化モリブデン（Ｍ′０２Ｃ）、窒化チタン、窯化
ジルコニウムが例示される。
またカーボンを使用することもできる。ざらにまた反応
することにより焼成後、導電性をもちうる非導電性物質
としてはＴｉ　０２．７ｒ　０２等があげられ、これら
が焼成後、ＴｉＮ、ＺｒＮになる場合がこれに相当する
。
なお本発明においで導電性を有するとは比抵抗値が少な
くとも１にΩ・ｃｍ以下のものを意味する。
これら導電層を形成する成分以外に、ガラス繊維等の補
強材や酸化カルシウム、リン酸カルシウム等の反応促進
剤を５０［１％以下となるよう添加して使用することも
できる。
次に本発明方法についで説明する。
セラミックス粉末に焼結助剤および有機バインダーを添
加混合して成形後、あるいは脱脂後、あるいは仮焼後の
未焼結のセラミックス体の表面に、金属もしくはその塩
または無機物質を被着する。
被着方法としては、金属もしくはその塩または無機物質
を懸濁液もしくはペース１〜状にして塗布もしくは浸漬
あるいは粉末のまま段階プレスまたは化学蒸着により行
なう。溶液にすることが可能な金属塩を被着させる場合
は、金属塩を溶液状にしてセラミックス体表面に塗布あ
るいはセラミックス体を溶液中に浸漬することもできる
。
なお、被着面積はセラミックス体表面最外層での濃度が
５０％以上となるようにする。
このようにし−Ｃ金属もしくはその塩または無機□物質
を被着したセラミックス体を非酸化性雰囲気中Ｃ加熱し
、導電性被膜を形成するとともにセラミックス体を焼成
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 窒化ケイ素粉末に焼結助剤として５重量％の酸化イツト
リウムと４重量％の酸化アルミニウム、３重量％の窒化
アルミニウムおよび１．５重量％の酸化チタンを添加混
合した粉末に有機バインダーを添加混合し、金型を使用
して成型体を得た。
この成型体に脱脂及び仮焼処理を行ない、次いでモリブ
デンを主成分とするペーストを塗”布し、窒素雰囲気中
で８００℃で２時間加熱して仮焼した後、さらに窒素雰
囲気中で１７００〜１８００℃の温度範囲で焼成して窒
化ケイ素系セラミックス焼結体表面に導電性被膜を形成
した。
このようにして得られた１［性セラミックス焼結体およ
び鉄材（ＳＳ４１）の両方に電解めっき法によりニッケ
ルを被覆し、フォーミングガス中で約７００’Ｃひ焼付
けた後、両者の間に銀ろうを挾み、ろう材の溶ける温度
で加熱して両者の接合を行なった。接合強度は５６０　
ｋｇ　／　ｃＪ以上であつノこ。
実施例２ 実施例１で得られた窒化ケイ素系成型体を窒素雰囲気中
で１３５０℃、２時間加熱して仮焼し、これを微粉末の
モリブデンの懸濁液中に約３０秒間浸漬し、窒素雰囲気
中で１７００〜１８００℃の温度で焼成してセラミック
ス体表面に導電性被膜を形成した。
このようにして得られた導電性セラミックス焼結体を使
用して実施例１と同様に鉄材と接合しＩこところ、接合
強度は５２０　ｋｇ　／　ｃｔであつｌ〔。
実施例３ 実施例２で得られた窒化ケイ素系仮焼体をリンモリブデ
ン酸水溶液中に１５秒間浸漬した後、窒素雰囲気中で１
７００〜１８００℃で焼成して表面に導電性被膜を形成
した。
このようにして得られた導電性セラミックス焼結体を実
施例１と同様に鉄材と接合したところ、接合強度は４０
０　ｋｇ　／　ｃｔであった。
実施例４．５ 有機バインダーとしＣパラフィンを混合し、乾燥後、溶
剤であるトリクレンを飛ばした後、ふるいにかけた窒化
ケイ素系粉末（焼結助剤とし゛Ｃ５重酪％の酸化イソ１
〜リウムと２重量％の酸化アルミニウムを含有）を成型
用金型に入れて平らにならした後、その上からざらにタ
ングステンまたはモリブデン粉末を入れ、プレスした後
、１７４０℃で１時間ポットプレスを行なった。
このようにしＣ得られた導電性セラミックス焼結体を実
施例１と同様に鉄材と接合したと・ころ、接合強度はそ
れぞれ６２０　ｋｇ　／　ｃシ、６６０　ｋｇ／　ｃシ
以以上あった。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明方法によれば、未焼結のポー
ラスな状態のセラミックス体に金属等を被着しているの
で、強固な導電性被膜が形成され、金属部材特に接合の
困難な鋼材等に接合させる場合でも強固な接合体が得ら
れる。
代理人弁理士　　　須　山　佐　−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１〉未焼結のセラミックス体表面に、セラミックス体
    の焼結温度以上の融点または昇華温度をもつ金属もしく
    はその塩および／または導電性を有する無機物質もしく
    は焼成後導電性をもちうる非導電性無機物質を被着し、
    その後、焼成して導電性被膜を形成することを特徴とす
    る導電性セラミックス焼結体の製造方法。 〈２）セラミックス体は、窒化ケイ素系セラミックス体
    である特許請求の範囲第１項記載の導電性セラミックス
    焼結体の製造方法。 （３）金属は、周期律表（７）ＩＶ、、Ｖ、ＶＩ、■、
    ＶｆｒＨから選ばれた一種または二種以上であり、金属
    塩は前記金属を含む硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩′、亜硫
    酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、亜リン
    酸塩、塩化物、弗化物、塩素酸塩、アンモニウム塩、蓚
    酸塩、水酸化物、水素化物、ヨウ化物、臭化物およびア
    ルコ壬シトから選ばれた一種または二種以上である特許
    請求の範囲第１項または第２項記載の導電性セラミック
    ス焼結体の製造方法。 （４）導電性を有づる無機物質は、ケイ化物、炭化物、
    硼化物、窒化物、酸化物から選ばれた一種または二種以
    上である特許請求の範囲第１項または第２項記載の導電
    性セラミックス焼結体の製造方法。 （５）金属もしくはその塩または無機物質のセラミック
    ス体表面への被着は懸濁液もしくはペースト状にして塗
    布もしくは浸漬、粉末のまま段階プレスまたは化学蒸着
    により行なわれる特許請求の範囲第１項ないし第４項の
    いずれか１項記載の導電性セラミックス焼結体の製造方
    法。 （６〉金属塩の被着は溶液状にし−Ｃ塗布または浸漬に
    より行なわれる特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
    ずれか１項記載の導電性セラミックス焼結体の製造方法
    。 （７）焼成は非酸化性雰囲気中で行なわれる特許請求の
    範囲第１項ないし第６項のいずれか１項記載の導電性セ
    ラミックス焼結体の製造方法。
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