JPS60231472A - セラミツクスと金属の接合体及びその接合方法 - Google Patents
セラミツクスと金属の接合体及びその接合方法Info
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- JPS60231472A JPS60231472A JP8588884A JP8588884A JPS60231472A JP S60231472 A JPS60231472 A JP S60231472A JP 8588884 A JP8588884 A JP 8588884A JP 8588884 A JP8588884 A JP 8588884A JP S60231472 A JPS60231472 A JP S60231472A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）技術分野
本発明は接合強度の大きなセラミックスと金属の接合体
の構造、並びにその接合方法に関するものである。
の構造、並びにその接合方法に関するものである。
（＋１）従来技術の問題点
セラミックスと金属の接合法としては、機械的接合法、
メタライジング法、固相接合法、接着剤による接合法な
どが現在使用されている。セラミックスと金属を接合す
る際には、被接合部材の熱膨張率の差によって発生する
熱応力をいかにして緩和するかが重要な問題となってい
る。機械的接合法はいわゆる焼きばめ並びに鋳ぐるみと
称する方法である。焼きばめや鋳ぐるみによってセラミ
ックスと金属を接合する際には、まずセラミックス部材
を焼きばめや鋳ぐるみに適した形に加工しなければなら
ない。セラミックスと金属の熱膨張率に差がある場合に
は、高温で焼きばめや鋳ぐるみ処理を行った後、室温ま
で冷却してくる途中で熱応力が発生する為、セラミック
ス部材、特にその加工部分に応力集中が起こり、セラミ
ックスが破壊するケースが多い。また冷却途中で破壊が
起こらない場合でも、熱歪による残留応力によって使用
中に破壊が発生することがある。
メタライジング法、固相接合法、接着剤による接合法な
どが現在使用されている。セラミックスと金属を接合す
る際には、被接合部材の熱膨張率の差によって発生する
熱応力をいかにして緩和するかが重要な問題となってい
る。機械的接合法はいわゆる焼きばめ並びに鋳ぐるみと
称する方法である。焼きばめや鋳ぐるみによってセラミ
ックスと金属を接合する際には、まずセラミックス部材
を焼きばめや鋳ぐるみに適した形に加工しなければなら
ない。セラミックスと金属の熱膨張率に差がある場合に
は、高温で焼きばめや鋳ぐるみ処理を行った後、室温ま
で冷却してくる途中で熱応力が発生する為、セラミック
ス部材、特にその加工部分に応力集中が起こり、セラミ
ックスが破壊するケースが多い。また冷却途中で破壊が
起こらない場合でも、熱歪による残留応力によって使用
中に破壊が発生することがある。
メタライソングによる接合は、Ｎｏ−Ｍｎ法に代表され
るようにエレクトロニクス分野で酸化物セラミックスと
金属を接合するのに使用されてきた。
るようにエレクトロニクス分野で酸化物セラミックスと
金属を接合するのに使用されてきた。
このため本質的に大きな接合強度は必要とされず、それ
に応じてメタライズ層の弾性率を小さくすることによっ
て熱応力発生の問題を回避してきた。
に応じてメタライズ層の弾性率を小さくすることによっ
て熱応力発生の問題を回避してきた。
この結果、メタライジング法による接合強度は比較的小
さく、構造材料の接合法としては不十分なものになって
いる。
さく、構造材料の接合法としては不十分なものになって
いる。
固相接合法は、セラミックスと金属の被接合部材を１０
０〜２０００ｋｇ／ｃＸ程度の圧力で密着させながら、
被接合物の融点の１７２以上の高温域で接合を行うもの
である。この方法によれば、高温まで接合強度の大きな
接合体が得られる可能性があるが、被接合部材間に熱膨
張率の差がある場合には、接合温度から室温まで冷却し
て（る途中で熱応力が発生し、接合界面近傍に応力集中
が起こってセラミックス内部に亀裂が発生することが多
い。この問題を解決するために、界面に弾性率の小さな
金属箔などを挿入する方法が提案されているが、この方
法では亀裂の発生は抑えられても接合強度が低下する欠
点がある。
０〜２０００ｋｇ／ｃＸ程度の圧力で密着させながら、
被接合物の融点の１７２以上の高温域で接合を行うもの
である。この方法によれば、高温まで接合強度の大きな
接合体が得られる可能性があるが、被接合部材間に熱膨
張率の差がある場合には、接合温度から室温まで冷却し
て（る途中で熱応力が発生し、接合界面近傍に応力集中
が起こってセラミックス内部に亀裂が発生することが多
い。この問題を解決するために、界面に弾性率の小さな
金属箔などを挿入する方法が提案されているが、この方
法では亀裂の発生は抑えられても接合強度が低下する欠
点がある。
接着剤による接合は、接着剤の弾性率が小さいためそれ
自体が応力緩衝層の役目を果たすが、接合強度が一般に
小さいのが欠点である。
自体が応力緩衝層の役目を果たすが、接合強度が一般に
小さいのが欠点である。
以上述べたように、熱膨張係数の異なるセラミックスと
金属を従来の接合方法で接合しようとすると、数多くの
問題が存在し、接合強度が大きく信頼性の高い接合体を
得ることは不可能であった。
金属を従来の接合方法で接合しようとすると、数多くの
問題が存在し、接合強度が大きく信頼性の高い接合体を
得ることは不可能であった。
本発明者らはこれらの問題を解決し、接合強度が大きく
信頼性の高いセラミックスと金属の接合体を作成するこ
とを目的として研究を重ねた結果、本発明に至ったもの
である。
信頼性の高いセラミックスと金属の接合体を作成するこ
とを目的として研究を重ねた結果、本発明に至ったもの
である。
（ハ）発明の開示
本発明のセラミックス−金属接合体の構造を第１図に示
す。図中のセラミックス１と隣接しているＡ層にセラミ
ックスと類似の熱膨張率の金属あるいは金属とセラミ、
クスの複合材料を形成させるのが本発明の特徴である。
す。図中のセラミックス１と隣接しているＡ層にセラミ
ックスと類似の熱膨張率の金属あるいは金属とセラミ、
クスの複合材料を形成させるのが本発明の特徴である。
本発明が従来の接合方法と最も大きく異なる点は、セラ
ミックス部材の隣にセラミックスと類似の熱膨張係数を
持つ金属層、あるいは金属とセラミックスの複合材料の
層を形成させることにより、熱膨張率の異なるセラミッ
クスと金属を接合する際に発生する熱応力の影響が、直
接セラミックス部材に及ばないようにしたところにある
。なぜならばセラミックスは弾性率が大きく金属に比べ
て弾性変形も塑性変形もほとんどおこさないため、セラ
ミックス部材に直接熱応力がかかると、変形によって応
力を緩和することができず、熱応力がセラミックスの破
壊強度を越えた時点で破断してしまうからである。
ミックス部材の隣にセラミックスと類似の熱膨張係数を
持つ金属層、あるいは金属とセラミックスの複合材料の
層を形成させることにより、熱膨張率の異なるセラミッ
クスと金属を接合する際に発生する熱応力の影響が、直
接セラミックス部材に及ばないようにしたところにある
。なぜならばセラミックスは弾性率が大きく金属に比べ
て弾性変形も塑性変形もほとんどおこさないため、セラ
ミックス部材に直接熱応力がかかると、変形によって応
力を緩和することができず、熱応力がセラミックスの破
壊強度を越えた時点で破断してしまうからである。
第１図のセラミックス部材とＡ層は熱膨張率が類似して
いるために、セラミックス部材とＡ層の界面には、応力
集中はほとんど起こらず、熱膨張率の差に起因する熱応
力は、Ａ層と金属部材の界面あるいはＡ層とＢ層の界面
に集中する。この応力はＡ層が金属あるいは金属とセラ
ミ’）クスの複合材料であるために、Ａ層の弾性変形あ
るいは一部塑性変形によって緩和され、セラミックス部
材に伝わる応力は大幅に減少する。本発明によれば、以
上のようにして接合の際に発生する熱応力からセラミッ
クス部材を保護することができる。
いるために、セラミックス部材とＡ層の界面には、応力
集中はほとんど起こらず、熱膨張率の差に起因する熱応
力は、Ａ層と金属部材の界面あるいはＡ層とＢ層の界面
に集中する。この応力はＡ層が金属あるいは金属とセラ
ミ’）クスの複合材料であるために、Ａ層の弾性変形あ
るいは一部塑性変形によって緩和され、セラミックス部
材に伝わる応力は大幅に減少する。本発明によれば、以
上のようにして接合の際に発生する熱応力からセラミッ
クス部材を保護することができる。
これに対して、セラミックス部材と金属部材を直接接合
しようとする場合には、熱膨張係数の差に起因する熱応
力がセラミックス部材と金属部材の界面付近に集中する
ため、セラミックスに直接応力がかかりセラミックス内
に亀裂が発生する。
しようとする場合には、熱膨張係数の差に起因する熱応
力がセラミックス部材と金属部材の界面付近に集中する
ため、セラミックスに直接応力がかかりセラミックス内
に亀裂が発生する。
本発明の熱応力緩和層の効果をコンビユーターンユミレ
ーノヨンした結果を第２図に示す。
ーノヨンした結果を第２図に示す。
Ａ Ｉ ２０３とステンレス鋼の間にＮｂをはさんで接
合した場合、Ｎｂの厚さによってＡ１２０３−Ｎｂ界面
のＡｌ２Ｏ３側に発生する最大引張応力がどのように変
化するかをコンピューターを用いて応力解析した結果が
第２図である。Ａ ｌ ２０３とＮｂＯ熱膨張率は同じ
で８ Ｘ １０−６／’Ｃ、ステンレス鋼は＋３Ｘ １
０−’ ／’Ｃであり、Ａｌ２Ｏ３とＮｂとステンレス
鋼を１３００℃で固相接合した後、室温まで冷却した場
合を想定して計算を行った。この時金属の変形について
は、弾性変形のみを考え、塑性変形は考慮していない。
合した場合、Ｎｂの厚さによってＡ１２０３−Ｎｂ界面
のＡｌ２Ｏ３側に発生する最大引張応力がどのように変
化するかをコンピューターを用いて応力解析した結果が
第２図である。Ａ ｌ ２０３とＮｂＯ熱膨張率は同じ
で８ Ｘ １０−６／’Ｃ、ステンレス鋼は＋３Ｘ １
０−’ ／’Ｃであり、Ａｌ２Ｏ３とＮｂとステンレス
鋼を１３００℃で固相接合した後、室温まで冷却した場
合を想定して計算を行った。この時金属の変形について
は、弾性変形のみを考え、塑性変形は考慮していない。
第２図から明らかなように、Ａｌ２Ｏ３とステンレス鋼
の間にＡｌ２Ｏ３と熱膨張率の等しいＮｂをはさんだ効
果がはっきりと表われている。例えば、Ｎｂ相の厚みが
０の場合、すなわちＡｌ２Ｏ３とステンレス鋼を直接接
合した場合にはその界面に９５ ｋｇ／−♂の最大引張
応力が働く。この値はＡｌ２Ｏ３の破壊強度を越えてお
り、Ａｌ２Ｏ３が破断してしまう。これに対して１龍厚
みのＮｂ層を Ａｌ２Ｏ３とステンレス鋼の間に介在させると、熱膨張
率の差によってＮｂとステンレス鋼の界面近傍に集中す
る熱応力は、Ｎｂの弾性変形によって緩和され、Ａｌ２
Ｏ３とＮｂの界面での最大引張応力は４０ｋｇ／ｍ♂に
減少する。さらにＮｂ層の厚みを２層ｍに増加させると
、Ａｌ２Ｏ３とＮｂの界面に働く最大引張応力は１２
ｋｇ／−になり、はとんど問題にしなくてもよい値にな
る。以上の計算結果は塑性変形は考慮せず弾性変形のみ
を考えているが、実際にはＮｂ並びにステンレス鋼の塑
性変形も同時におこるため、さらに応力が緩和されるも
のと考えられる。これに対して、Ｔｉ １ＭｏなどＡｌ
２Ｏ３との熱膨張率の差がＮｂよりも大きな金属を用い
た場合に発生する最大引張応力についても第２図に併記
する。Ｔｉの熱膨張率は９．４Ｘ １０−” ／”Ｃ１
Ｍｏは５Ｘ Ｉ Ｏ−’ ／”Ｃである。この結果から
分かるように、Ａｌ２Ｏ３との熱膨張率の差が大きくな
るほど熱応力緩和の効果は小さくなり、ＭＯの様に熱膨
張率の差が絶対値で３ Ｘ １０−’ ／’Ｃであるよ
うな金属では逆に熱応力を増大させる可能性がある。
の間にＡｌ２Ｏ３と熱膨張率の等しいＮｂをはさんだ効
果がはっきりと表われている。例えば、Ｎｂ相の厚みが
０の場合、すなわちＡｌ２Ｏ３とステンレス鋼を直接接
合した場合にはその界面に９５ ｋｇ／−♂の最大引張
応力が働く。この値はＡｌ２Ｏ３の破壊強度を越えてお
り、Ａｌ２Ｏ３が破断してしまう。これに対して１龍厚
みのＮｂ層を Ａｌ２Ｏ３とステンレス鋼の間に介在させると、熱膨張
率の差によってＮｂとステンレス鋼の界面近傍に集中す
る熱応力は、Ｎｂの弾性変形によって緩和され、Ａｌ２
Ｏ３とＮｂの界面での最大引張応力は４０ｋｇ／ｍ♂に
減少する。さらにＮｂ層の厚みを２層ｍに増加させると
、Ａｌ２Ｏ３とＮｂの界面に働く最大引張応力は１２
ｋｇ／−になり、はとんど問題にしなくてもよい値にな
る。以上の計算結果は塑性変形は考慮せず弾性変形のみ
を考えているが、実際にはＮｂ並びにステンレス鋼の塑
性変形も同時におこるため、さらに応力が緩和されるも
のと考えられる。これに対して、Ｔｉ １ＭｏなどＡｌ
２Ｏ３との熱膨張率の差がＮｂよりも大きな金属を用い
た場合に発生する最大引張応力についても第２図に併記
する。Ｔｉの熱膨張率は９．４Ｘ １０−” ／”Ｃ１
Ｍｏは５Ｘ Ｉ Ｏ−’ ／”Ｃである。この結果から
分かるように、Ａｌ２Ｏ３との熱膨張率の差が大きくな
るほど熱応力緩和の効果は小さくなり、ＭＯの様に熱膨
張率の差が絶対値で３ Ｘ １０−’ ／’Ｃであるよ
うな金属では逆に熱応力を増大させる可能性がある。
第１図−（イ）に示すとおり、セラミックス部材と金属
部材の間にセラミックスと類似の熱膨張率を持つ金属を
１層はさむ場合には、上述のように中間にはさむ金属層
の厚みを大きくすることによって、セラミックス部材に
ががる熱応力を緩和することかできる。
部材の間にセラミックスと類似の熱膨張率を持つ金属を
１層はさむ場合には、上述のように中間にはさむ金属層
の厚みを大きくすることによって、セラミックス部材に
ががる熱応力を緩和することかできる。
また第１図−（ロ）に示すように、セラミックス部材と
金属部材の間に複数の層を介在させ、セラミックスと類
似の熱膨張率を持つ金属あるいは金属とセラミ、クスの
複合材料をＡ層に配するのに加えて、Ａ層と金属部材の
熱膨張率の差に起因する熱応力の集中を緩和する層をさ
らにＡＪ！と金属部材の間に配することによって、セラ
ミックスにががる熱応力をさらに低減できる。Ａ層と金
属部材の間に配する応力緩和層としては、Ａ層と金属部
材の中間の熱膨張率を持つ金属、あるいはＣｕやＺｒな
どの低弾性率金属が適している。
金属部材の間に複数の層を介在させ、セラミックスと類
似の熱膨張率を持つ金属あるいは金属とセラミ、クスの
複合材料をＡ層に配するのに加えて、Ａ層と金属部材の
熱膨張率の差に起因する熱応力の集中を緩和する層をさ
らにＡＪ！と金属部材の間に配することによって、セラ
ミックスにががる熱応力をさらに低減できる。Ａ層と金
属部材の間に配する応力緩和層としては、Ａ層と金属部
材の中間の熱膨張率を持つ金属、あるいはＣｕやＺｒな
どの低弾性率金属が適している。
以」二述べたように本発明によって、従来の接合方法で
は得られなかった接合強度の大きな信頼性の高いセラミ
ックスと金属の接合体が得られるようになった。以下本
発明を実施例によって説明する。
は得られなかった接合強度の大きな信頼性の高いセラミ
ックスと金属の接合体が得られるようになった。以下本
発明を実施例によって説明する。
実施例
実施例１
直径１５ＩＩ１１１長さ２０ＩＩＩｌ（Ｄ Ａ １２０
３円柱と直径１５ｗｒｍ、長さ２０ｍｍのステンレス鋼
円柱の間に、直径１５■、厚さ２■のＮｂ板をはさんで
パイレックスガラス製の封入容器に真空封入した。この
接合体をＨＩＰ（熱間静水圧成形）を用いて、１０００
気圧の圧力下テ＋３００℃３ｏ分子ｔｎ保持Ｌ １１合
Ｌ ｔ：。Ａｌ２Ｏ３トＮｂ （７）熱膨張率はほぼ同
じで８ Ｘ １０−’ ／”Ｃ、ステンレス鋼ハ＋３Ｘ
ｌｏ−６／”Ｃテアル。Ａ１２ｏ３トＮｂノ界面ニオ
イても、Ｎｂとステンレス鋼の界面においても、亀裂な
どの欠陥は発生しておらす、良好な接合体が得られた。
３円柱と直径１５ｗｒｍ、長さ２０ｍｍのステンレス鋼
円柱の間に、直径１５■、厚さ２■のＮｂ板をはさんで
パイレックスガラス製の封入容器に真空封入した。この
接合体をＨＩＰ（熱間静水圧成形）を用いて、１０００
気圧の圧力下テ＋３００℃３ｏ分子ｔｎ保持Ｌ １１合
Ｌ ｔ：。Ａｌ２Ｏ３トＮｂ （７）熱膨張率はほぼ同
じで８ Ｘ １０−’ ／”Ｃ、ステンレス鋼ハ＋３Ｘ
ｌｏ−６／”Ｃテアル。Ａ１２ｏ３トＮｂノ界面ニオ
イても、Ｎｂとステンレス鋼の界面においても、亀裂な
どの欠陥は発生しておらす、良好な接合体が得られた。
またこの接合体から巾４１１１１、厚さ３ＩＩ＋１１長
さ４２ｗの抗折試験片を切り出し、３０關スパンの４点
曲げ法で抗折試験を行った結果、この接合体の接合強度
は１２ ｋｇ／−であった。
さ４２ｗの抗折試験片を切り出し、３０關スパンの４点
曲げ法で抗折試験を行った結果、この接合体の接合強度
は１２ ｋｇ／−であった。
比較例！ 直径１５ｍｍ、長さ２ｏＩＩＩｌノＡ】２０
３円柱と直径１５ｍ＋＋１長さ２０１ｍのステンレス鋼
円柱の端面同士を直接接触させ、パイレックスガラス製
の封入容器に真空封入した。この接合体を実施例１と同
じ条件でＨＩＰ ＋、たが、Ａｌ２Ｏ３とステンレス鋼
の界面で剥離し、接合できなかった。
３円柱と直径１５ｍ＋＋１長さ２０１ｍのステンレス鋼
円柱の端面同士を直接接触させ、パイレックスガラス製
の封入容器に真空封入した。この接合体を実施例１と同
じ条件でＨＩＰ ＋、たが、Ａｌ２Ｏ３とステンレス鋼
の界面で剥離し、接合できなかった。
実施例２
直径１５ｍ＋ｉ、長さ２．０ ｍｍの２１０２円柱と、
直径１５１ｍ１長さ２０ｍ＋＋のステンレス鋼円柱の間
に、直径１５工、厚さ１■のＴｉ板をはさんでパイレッ
クスガラス製の密封容器に真空封入した。この接合体を
ＨＩＰを用いて、１０００気圧の圧力下で１０００°Ｃ
に３０分間保持し接合した。ＺｒＯ２の熱膨張率は９
Ｘ １０−’ ／’Ｃ。
直径１５１ｍ１長さ２０ｍ＋＋のステンレス鋼円柱の間
に、直径１５工、厚さ１■のＴｉ板をはさんでパイレッ
クスガラス製の密封容器に真空封入した。この接合体を
ＨＩＰを用いて、１０００気圧の圧力下で１０００°Ｃ
に３０分間保持し接合した。ＺｒＯ２の熱膨張率は９
Ｘ １０−’ ／’Ｃ。
Ｔｉは９．４Ｘ １０−６／’Ｃ、ステンレス鋼ハ＋３
Ｘ １０−’ Ａｌ：テある。この接合体では、ＺｒＯ
２とＴｉの界面においてもｓＴ＋とステンレス鋼の界面
においても、亀裂なとの欠陥は発生せず良好な接合体が
得られた。またこの接合体から巾４１璽、厚さ３鰭、長
さ４１鰭の抗折試験片を切り出し、３ｏＩ１１スパンの
４点曲げ法で抗折試験を行った結果、この接合体の接合
強度は１７ ｋｇ／−であった。
Ｘ １０−’ Ａｌ：テある。この接合体では、ＺｒＯ
２とＴｉの界面においてもｓＴ＋とステンレス鋼の界面
においても、亀裂なとの欠陥は発生せず良好な接合体が
得られた。またこの接合体から巾４１璽、厚さ３鰭、長
さ４１鰭の抗折試験片を切り出し、３ｏＩ１１スパンの
４点曲げ法で抗折試験を行った結果、この接合体の接合
強度は１７ ｋｇ／−であった。
実施例３
直径１５ｍ１１１長さ２０請■のＳＩＣ円柱と直径１５
１１厚さ１關のＺｒ板を、ホットプレスを用いて真空中
２６０ ｋ、／ｃ♂の圧力下１５００℃に３０分間保持
して接合した後、この接合体のＺｒ側端面と直径１５ｍ
ｍ、長さ２０ｍｍのＮｉ円柱を銀縁を用いて接合した。
１１厚さ１關のＺｒ板を、ホットプレスを用いて真空中
２６０ ｋ、／ｃ♂の圧力下１５００℃に３０分間保持
して接合した後、この接合体のＺｒ側端面と直径１５ｍ
ｍ、長さ２０ｍｍのＮｉ円柱を銀縁を用いて接合した。
銀鑞付けはＮ２ ｉ気圧ｅｏｏ℃で行なった。接合後の
銀縁層の厚みは０．０Ｇｍｍであった。ＳＩＣの熱膨張
率は４．８Ｘ ＩＧ−’ ／”Ｃ、Ｚｒは５ Ｘ ｌ
Ｏ’ ／”ＣＮ Ｎ ＋は＋４ＸｌＯ−＠／℃である。
銀縁層の厚みは０．０Ｇｍｍであった。ＳＩＣの熱膨張
率は４．８Ｘ ＩＧ−’ ／”Ｃ、Ｚｒは５ Ｘ ｌ
Ｏ’ ／”ＣＮ Ｎ ＋は＋４ＸｌＯ−＠／℃である。
また銀縁は弾性率がｓｘ＋ｏ”Ｎ／♂程度と小さいため
ＺｒとＮｆの間に発生する熱応力を緩和する動きも合わ
せ持っている。この接合体では５ＩＣ−Ｚｒ−銀縁−Ｎ
ｉの各層が順に組合さった構造になっているが銀縁内に
数個の気泡が存在する他はいずれの層の界面においても
亀裂などの欠陥は発生せず、良好な接合体が得られた。
ＺｒとＮｆの間に発生する熱応力を緩和する動きも合わ
せ持っている。この接合体では５ＩＣ−Ｚｒ−銀縁−Ｎ
ｉの各層が順に組合さった構造になっているが銀縁内に
数個の気泡が存在する他はいずれの層の界面においても
亀裂などの欠陥は発生せず、良好な接合体が得られた。
またこの接合体から中４ ｍｍ 、厚さ３１１１１１．
長さ４１龍の抗折試験片を切り出し、３０＋＋＋スパン
の４点曲げ法で抗折試験を行った結果、この接合体の接
合強度は１４ｋｇ／Ｉｌ■８であった。
長さ４１龍の抗折試験片を切り出し、３０＋＋＋スパン
の４点曲げ法で抗折試験を行った結果、この接合体の接
合強度は１４ｋｇ／Ｉｌ■８であった。
実施例４
直径＋ ５ ｍｅ、長さ２０關、のＳＩＣ円柱、直径１
５關、厚さ１關、のＺｒ板、直径１５ｍｍ、厚さ１イ璽
、のＮｂ仮、直径１５ｍｍ１長さ２０ ｍｘのＮｉ円柱
をこの順序で貼す合わせパイレックスガラス製の密封容
器に真空封入した。この接合体をＨＩＰを用いて！２０
０気圧の圧力下で１４５０℃に３０分間保持して接合し
た。
５關、厚さ１關、のＺｒ板、直径１５ｍｍ、厚さ１イ璽
、のＮｂ仮、直径１５ｍｍ１長さ２０ ｍｘのＮｉ円柱
をこの順序で貼す合わせパイレックスガラス製の密封容
器に真空封入した。この接合体をＨＩＰを用いて！２０
０気圧の圧力下で１４５０℃に３０分間保持して接合し
た。
ＳＩＣの熱膨張率は４．８Ｘ １０−＠／’Ｃ、Ｚｒは
５ＸＩＯ−’／’Ｃ１Ｎｂは８ Ｘ １０−’ ／’Ｃ
、Ｎｆは＋４Ｘ １０−” ／”Ｃ、である。この接合
体では５ＩＣ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｎｉの各層が順に組合さっ
た構造になっているが、いずれの層の界面においても亀
裂などの欠陥は発生せず、良好な接合体が得られた。ま
たこの接合体から巾４關、厚さ３ ｍ、長さ４２ｍｍの
抗折試験片を切出し、３０關゛ スパンの４点曲げ法で
抗折試験を行った結果、この接合体の強度は１ｓ ｋｇ
／ｗ♂であった。
５ＸＩＯ−’／’Ｃ１Ｎｂは８ Ｘ １０−’ ／’Ｃ
、Ｎｆは＋４Ｘ １０−” ／”Ｃ、である。この接合
体では５ＩＣ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｎｉの各層が順に組合さっ
た構造になっているが、いずれの層の界面においても亀
裂などの欠陥は発生せず、良好な接合体が得られた。ま
たこの接合体から巾４關、厚さ３ ｍ、長さ４２ｍｍの
抗折試験片を切出し、３０關゛ スパンの４点曲げ法で
抗折試験を行った結果、この接合体の強度は１ｓ ｋｇ
／ｗ♂であった。
第１図は本発明のセラミックスと金属の接合体の構成を
示す図、第２図は本発明の詳細な説明する図である。 １：セラミックス ２：金属 Ａ、Ｂ、Ｃ：中間層 代理人弁理士上代哲（） ７７図 ζイン （ロノ 質２図 ｒｎｔｃ’ｒｌ誓Ｔｈ１ｃｋｎｅｓｓ（ｒｎｒｎ）１、
事件の表示 昭和５９年特許願第８５８８８号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名 称（２１３
） 住友電気工業株式会社住 所 大阪市此花区島屋１
丁目１番３号住友電気工業株式会社内 ６、補正の対象 願書、明細書、委任状、 ７、補正の内容 （１）願書の訂正したものを、別紙の通り提出します。 （２）明細書の訂正したものを、別紙の通り提出します
。 （３）委任状４名分は昭和５９年６月１８日に提出して
おります。／（４）委任状、住友電気工業株式会社、用
上哲部の分は昭和５９年９月ｌＯ日提出しております。
示す図、第２図は本発明の詳細な説明する図である。 １：セラミックス ２：金属 Ａ、Ｂ、Ｃ：中間層 代理人弁理士上代哲（） ７７図 ζイン （ロノ 質２図 ｒｎｔｃ’ｒｌ誓Ｔｈ１ｃｋｎｅｓｓ（ｒｎｒｎ）１、
事件の表示 昭和５９年特許願第８５８８８号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名 称（２１３
） 住友電気工業株式会社住 所 大阪市此花区島屋１
丁目１番３号住友電気工業株式会社内 ６、補正の対象 願書、明細書、委任状、 ７、補正の内容 （１）願書の訂正したものを、別紙の通り提出します。 （２）明細書の訂正したものを、別紙の通り提出します
。 （３）委任状４名分は昭和５９年６月１８日に提出して
おります。／（４）委任状、住友電気工業株式会社、用
上哲部の分は昭和５９年９月ｌＯ日提出しております。
Claims (4)
- （１）セラミックスと金属の間に１層あるいはそれ以上
の複数層より成る介在層が存在し、この介在層のうちの
セラミックスに隣接する層が、セラミックスと類似の熱
膨張率を持つ金属あるいは金属とセラミックスの複合材
料であることを特徴とするセラミックスと金属の接合体
。 - （２）セラミックスに隣接する金属あるいは金属とセラ
ミックスの複合材料とセラミックスの熱膨張率の差が、
絶対値で２ Ｘ １Ｇ−＠／’Ｃ以下であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のセラミックスと金属
の接合体。 - （３）セラミックスと金属を接合する際に、被接合部材
間に１層あるいはそれ以上の複数層より成る介在層を形
成し、この介在層のうちのセラミックスに隣接する届を
、セラミックスと類似の熱膨張率を持つ金属あるいは金
属とセラミックスの複合材料とすることを特徴とするセ
ラミックスと金属の接合方法。 - （４）セラミックスに隣接する金属あるいは、金属とセ
ラミックスの複合材料とセラミックスの熱膨張率の差を
絶対値で２ Ｘ １０−” ／’Ｃ以下にすることを特
徴とする特許請求の範囲第３項記載のセラミックスと金
属の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8588884A JPS60231472A (ja) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | セラミツクスと金属の接合体及びその接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8588884A JPS60231472A (ja) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | セラミツクスと金属の接合体及びその接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60231472A true JPS60231472A (ja) | 1985-11-18 |
| JPH0360793B2 JPH0360793B2 (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=13871435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8588884A Granted JPS60231472A (ja) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | セラミツクスと金属の接合体及びその接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60231472A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1984
- 1984-04-26 JP JP8588884A patent/JPS60231472A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360793B2 (ja) | 1991-09-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |