KR20130022603A - Brazing filler metel alloy composite for preventing discolor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지르코니아의 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물로서, 지르코니아(ZrO2)와 티타늄(Ti)의 브레이징에 있어서 브레이징 이후에 지르코니아의 변색을 방지하기 위해, 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 티타늄(Ti)을 포함하여 이루어진 변색 방지용 용가재 합금 조성물을 제공하되, 여기에 지르코늄(Zr)과 주석(Sn)중 하나 이상을 첨가한 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물을 제공함으로써, 변색이 없는 백색 세라믹을 필요로 하는 분야, 즉 인공치아와 같은 치과용 임플란트, 인공뼈와 같은 생체 재료 및 의료기기에 적극적으로 활용할 수 있다.The present invention is a brazing filler metal composition for preventing discoloration of zirconia, in order to prevent discoloration of zirconia after brazing in brazing of zirconia (ZrO 2 ) and titanium (Ti), silver (Ag), aluminum (Al) and titanium ( Provide a discoloration preventing filler metal alloy composition comprising Ti), but providing a discoloration preventing brazing filler metal alloy composition in which at least one of zirconium (Zr) and tin (Sn) is added thereto, thereby requiring a white ceramic without discoloration. It can be actively used in the field, that is, dental implants such as artificial teeth, biomaterials such as artificial bones and medical devices.
Description
본 발명은 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 은(Ag), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 및 기타 불순물을 포함하여 이루어지되, 여기에 지르코늄(Zr)과 주석(Sn) 중 하나 이상을 첨가함으로써, 지르코니아(ZrO2)와 티타늄(Ti)의 브레이징에 있어서 브레이징 이후에 지르코니아의 변색을 방지할 수 있도록 한 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a braze filler metal composition for preventing discoloration, and more particularly, including silver (Ag), aluminum (Al), titanium (Ti) and other impurities, including zirconium (Zr) and tin (Sn). The present invention relates to a brazing filler metal composition for preventing discoloration in which brazing of zirconia (ZrO 2 ) and titanium (Ti) can be prevented from discoloration of zirconia after brazing.
최근 첨단산업의 발전에 따라 신소재의 개발이 필수적이며, 이에 따라 국가적 차원에서 신소재의 제조기술과 가공기술의 연구개발에 막대한 투자를 하고 있으나, 신소재의 개발과 접합에 대한 가공 기술을 분리하여 인식하는 경우가 많기 때문에 접합 기술의 개발은 아직 미약한 실정에 있다.With the recent development of high-tech industries, the development of new materials is essential, and accordingly, we invest heavily in the research and development of manufacturing and processing technologies for new materials at the national level. In many cases, the development of the bonding technology is still weak.
여기서, 상기 접합이라는 용어는 두 개의 물체를 서로 연결한다는 사전적 의미로서, 세부적으로 용접(welding)과 접합(bonding)으로 구별하여 사용되고 있는데, 상기 용접은 조선, 토목 및 건축 등 구조물을 제작하는 경우에 많이 사용되는 방법으로써 통상적으로는 열 또는 힘을 가하여 모재를 용융시킴으로써 재료를 접합하는 방법을 말하며, 접합은 모재를 용융시키지 않고 두 물체를 연결하는 방법을 말한다. Here, the term "bonding" is a dictionary meaning of connecting two objects to each other, and is used in detail by welding and bonding, and the welding is used when manufacturing a structure such as shipbuilding, civil engineering, and construction. As a method commonly used in the art, a method of bonding materials by melting a base material by applying heat or force is generally referred to, and joining refers to a method of connecting two objects without melting the base material.
한편, 브레이징(brazing)은 모재보다 융점이 낮은 재료를 접합매체로 하여 대략 450℃ 이상의 온도에서 모재를 녹이지 않고 충전재(filler, 용가재)만 용융시킨 후 용융된 충전재를 모재의 틈새에 침투시킴으로써 접합하는 방법이다.On the other hand, brazing is made by joining a material having a lower melting point than the base material as a bonding medium and melting only the filler without melting the base material at a temperature of about 450 ° C. or higher, and then injecting the molten filler into the gap between the base materials. That's how.
이러한 브레이징은 한번에 여러 곳을 접합할 수 있고 이종 금속간의 접합이 용이하며, 또한 기밀이 유지되고 접합강도가 우수하다는 장점이 있기 때문에 많이 이용되고 있다.Such brazing is widely used because it can join several places at once, facilitate bonding between dissimilar metals, maintain airtightness and have excellent bonding strength.
일예로서, 이종 재료간의 접합에 이용되는 브레이징재에 대한 종래기술이, 대한민국 특허공개 제1997-027016호에 개시되어 있다.As an example, the prior art of a brazing material used for bonding between dissimilar materials is disclosed in Korean Patent Publication No. 1997-027016.
즉, 상기 종래기술에 개시된 제 1 종래예에 따른 세라믹과 금속 접합용 브레이징재는, 규격번호 BAG-8T로서, 그 화학조성은 은(Ag) : 72중량%, 구리(Cu) : 26중량% 및 티타늄(Ti) 2중량%의 3원계로 이루어져 있다.That is, the brazing material for ceramic and metal joining according to the first conventional example disclosed in the prior art is the standard number BAG-8T, the chemical composition of which is silver (Ag): 72% by weight, copper (Cu): 26% by weight and It consists of a ternary system of 2% by weight of titanium (Ti).
또한, 상기 종래기술에 개시된 제 2 종래예에 따른 세라믹과 금속 접합용 브레이징재는, 상기 제 1 종래예에 따른 3원계의 브레이징재에 인듐(In)이 첨가된 규격번호 BAG-29T로서, 그 화학조성은 은(Ag) : 60중량%, 구리(Cu) : 25중량%, 인듐(In) : 14중량% 및 티타늄(Ti) : 2중량%의 4원계로 이루어져 있다.Further, the brazing material for ceramic and metal joining according to the second conventional example disclosed in the prior art is standard number BAG-29T in which indium (In) is added to the ternary brazing material according to the first conventional example, and the chemical The composition consists of a ternary system of silver (Ag): 60% by weight, copper (Cu): 25% by weight, indium (In): 14% by weight, and titanium (Ti): 2% by weight.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 세라믹과 금속 접합용 브레이징재는, 상술한 제 1 종래예 및 제 2 종래예에 나타낸 바와 같이 구리(Cu)가 포함되어 있기 때문에 변색이 발생되는 문제점이 있다.However, the brazing material for ceramic and metal joining according to the prior art as described above has a problem that discoloration occurs because copper (Cu) is included as shown in the first and second conventional examples.
즉, 종래기술에 따른 세라믹과 금속 접합용 브레이징재는, 세라믹이 질화규소나 탄화규소와 같은 흑색 계통의 세라믹인 경우에는 브레이징 이후에 변색이 되어도 문제가 되지 않으나, 지르코니아와 같은 백색 계통의 세라믹인 경우에는 변색이 발생되기 때문에, 치과용 임플란트 및 생체 재료용 임플란트 등에는 전혀 사용하지 못하는 문제점이 있다.That is, the brazing material for joining the ceramic and the metal according to the prior art is not a problem even if discoloration after brazing when the ceramic is a black ceramic such as silicon nitride or silicon carbide, but the white ceramic such as zirconia Since discoloration occurs, there is a problem that can not be used at all, such as dental implants and biomaterial implants.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 지르코니아(ZrO2)와 티타늄(Ti)의 브레이징에 있어서 브레이징 이후에 지르코니아의 변색을 방지하기 위해, 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 티타늄(Ti)을 포함하여 이루어진 변색 방지용 용가재 합금 조성물을 제공하되, 여기에 지르코늄(Zr)과 주석(Sn)중 하나 이상을 선택적으로 첨가한 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the purpose is to prevent discoloration of zirconia after brazing in the brazing of zirconia (ZrO 2 ) and titanium (Ti), silver (Ag), aluminum (Al) And to provide a discoloration-resistant filler material alloy composition comprising titanium (Ti), to provide a discoloration-resistant brazing filler metal alloy composition optionally added one or more of zirconium (Zr) and tin (Sn).
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물은, 지르코니아(ZrO2)와 티타늄(Ti)의 브레이징시 상기 지르코니아의 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물로서, 은(Ag) 69~92중량부를 기준으로, 알루미늄(Al) 7~30중량부 및 티타늄(Ti) 2~5중량부를 포함하여 이루어진다.Discoloration preventing brazing filler metal alloy composition according to the present invention for achieving the above object, as the brazing filler metal composition for preventing discoloration of zirconia (ZrO 2 ) and titanium (Ti), silver (Ag) 69 ~ 92 Based on the weight part, it comprises 7 to 30 parts by weight of aluminum (Al) and 2 to 5 parts by weight of titanium (Ti).
바람직하게는, 상기 은(Ag) 69~92중량부, 알루미늄(Al) 7~30중량부 및 티타늄(Ti) 2~5중량부에 지르코늄(Zr) 0.1~1중량부를 더 포함하여 이루어진다.Preferably, the silver (Ag) 69 to 92 parts by weight, aluminum (Al) 7 to 30 parts by weight and titanium (Ti) 2 to 5 parts by weight further comprises 0.1 to 1 parts by weight of zirconium (Zr).
더 바람직하게는, 상기 은(Ag) 69~92중량부, 알루미늄(Al) 7~30중량부 및 티타늄(Ti) 2~5중량부에 주석(Sn) 5~10중량부를 더 포함하여 이루어진다.More preferably, the silver (Ag) 69 to 92 parts by weight, aluminum (Al) 7 to 30 parts by weight and titanium (Ti) 2 to 5 parts by weight further comprises 5 to 10 parts by weight of tin (Sn).
또한, 상기 은(Ag) 69~92중량부, 알루미늄(Al) 7~30중량부 및 티타늄(Ti) 2~5중량부에 지르코늄(Zr) 0.1~1중량부와 주석(Sn) 3~5중량부를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the silver (Ag) 69 to 92 parts by weight, aluminum (Al) 7 to 30 parts by weight and titanium (Ti) 2 to 5 parts by weight of zirconium (Zr) 0.1 to 1 part by weight and tin (Sn) 3 to 5 It is preferable to further comprise a weight part.
본 발명에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물에 따르면, 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 티타늄(Ti)을 포함하여 이루어지되, 여기에 지르코늄(Zr)과 주석(Sn)중 하나 이상을 첨가함으로써, 지르코니아(ZrO2)와 티타늄(Ti)의 브레이징에 있어서 브레이징 이후에 지르코니아의 변색을 방지함으로써, 변색이 없는 백색 세라믹을 필요로 하는 분야, 즉 인공치아와 같은 치과용 임플란트, 인공뼈와 같은 생체 재료 및 의료기기에 적극적으로 활용할 수 있다.According to the braze filler metal composition for preventing discoloration according to the present invention, it comprises silver (Ag), aluminum (Al) and titanium (Ti), by adding at least one of zirconium (Zr) and tin (Sn) In the brazing of zirconia (ZrO 2 ) and titanium (Ti), it is possible to prevent discoloration of zirconia after brazing, thereby requiring a white ceramic without discoloration, ie, dental implants such as artificial teeth, living bodies such as artificial bones. It can be actively used in materials and medical devices.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물이 적용되는 모식도를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 1 및 2의 실험 결과를 나타내는 도면.
도 3 및 도 4는 비교예 1 및 비교예 2의 실험 결과를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 1 및 실험예 2의 접합부를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 3의 실험 결과를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 3의 접합부를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 3의 열시차 분석 결과를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 5의 실험 결과를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 5의 열시차 분석 결과를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 7의 실험 결과를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the schematic diagram to which the braze filler metal composition for discoloration prevention in accordance with this invention is applied.
2 is a view showing the experimental results of Experimental Examples 1 and 2 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
3 and 4 are diagrams showing experimental results of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. FIG.
5 is a view showing a junction of Experimental Example 1 and Experimental Example 2 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
6 is a view showing the experimental results of Experimental Example 3 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
7 is a view showing a joint of Experimental Example 3 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
8 is a view showing a thermal parallax analysis result of Experimental Example 3 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
9 is a view showing the experimental results of Experimental Example 5 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
10 is a view showing a thermal parallax analysis result of Experimental Example 5 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
11 is a view showing the experimental results of Experimental Example 7 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물의 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail embodiments of the anti-coloring brazing filler metal composition according to the present invention.
본 발명을 설명함에 앞서, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Prior to describing the present invention, a detailed description of related known functions or configurations will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.
참고로, 도 1은 본 발명에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물이 적용되는 모식도를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 1 및 2의 실험 결과를 나타내는 도면이며, 도 3 및 도 4는 비교예 1 및 비교예 2의 실험 결과를 나타내는 도면이다.For reference, FIG. 1 is a view showing a schematic diagram to which the anti-coloring braze filler metal composition according to the present invention is applied, FIG. 2 is a view showing the experimental results of Experimental Examples 1 and 2 to which the alloy composition according to the present invention is applied, and FIG. 3 and 4 are diagrams showing experimental results of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. FIG.
또한, 도 5는 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 1 및 실험예 2의 접합부를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 3의 실험 결과를 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 3의 접합부를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 3의 열시차 분석 결과를 나타내는 도면이다.In addition, Figure 5 is a view showing the junction of Experimental Example 1 and Experimental Example 2 to which the alloy composition according to the present invention is applied, Figure 6 is a view showing the experimental results of Experimental Example 3 to which the alloy composition according to the present invention is applied, Figure 7 is a view showing a junction of Experimental Example 3 to which the alloy composition according to the present invention is applied, and FIG. 8 is a diagram showing a thermal parallax analysis result of Experimental Example 3 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
또한, 도 9는 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 5의 실험 결과를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 5의 열시차 분석 결과를 나타내는 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 합금 조성물이 적용된 실험예 7의 실험 결과를 나타내는 도면이다.
9 is a view showing the experimental results of Experimental Example 5 to which the alloy composition according to the present invention is applied, FIG. Is a diagram showing the experimental results of Experimental Example 7 to which the alloy composition according to the present invention is applied.
<제 1 실시예>≪ Embodiment 1 >
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물(150)은, 하부 모재로서 금속의 일종인 티타늄(Ti)(100, 또는 티타늄 합금)과 상부 모재로서 세라믹의 일종인 지르코니아(ZrO2)(200) 사이에서 브레이징되는 합금 조성물로서, 은(Ag) 69~92중량부를 기준으로 하여, 알루미늄(Al) 7~30중량부 및 티타늄(Ti) 2~5중량부를 포함하는 조성 성분비로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the discoloration preventing brazing filler
여기서, 상기 하부 모재인 티타늄(Ti)(100, 또는 티타늄 합금)은 가볍고 강도가 강하며 내식성이 우수하기 때문에, 예를 들어 치아의 뿌리와 골격을 이루는 재료로 이용된다.Here, since the lower base metal (Ti) (100, or titanium alloy) is light, strong, and excellent in corrosion resistance, it is used as a material forming a root and a skeleton of a tooth, for example.
상기 상부 모재인 지르코니아(ZrO2)(200)는 예를 들어 치과에서 사용하는 세라믹 재료 중 가장 강도가 높고 심미성이 뛰어나 치아의 외면을 형성하는 재료로 이용된다.The upper base material zirconia (ZrO 2 ) (200) is used as a material for forming the outer surface of the teeth, for example, the highest strength and excellent aesthetics of the ceramic material used in the dentist.
은(Ag)은 다른 재료와의 융점을 낮추고 접착성을 향상시키기 위한 것으로서, 69중량부 이하일 때는 용융온도가 높아지고 편석이 일어나게 되며, 92중량부 이상일 때는 재료비가 상승하기 때문에 조성비를 69~92중량부로 한다.Silver (Ag) is for lowering the melting point with other materials and improving adhesion. When the content is 69 parts by weight or less, the melting temperature increases and segregation occurs. When the content is higher than 92 parts by weight, the composition ratio is 69 to 92 weight. To wealth.
알루미늄(Al)은 가볍고 내구성이 큰 특성을 가질 뿐만 아니라 가공성이 좋고 인체에 해가 없는 재료로서, 가공성 및 내구성 등을 고려하여 조성비를 7~30중량부로 한다.Aluminum (Al) is a material having not only light and durable properties but also good workability and no harm to the human body. The composition ratio is 7 to 30 parts by weight in consideration of workability and durability.
티타늄(Ti)은 강도가 우수하고 계면장력을 낮춤으로써 하부 모재인 티타늄에 대한 젖음성을 향상시키기 위한 것으로서, 2중량부 이하일 때는 효과가 적고 5중량부이상일 때는 브레이징 용가재의 용융온도를 지나치게 높이 상승시키며 접합부가 취성을 갖게 되므로 조성비를 2~5중량부로 한다.Titanium (Ti) is to improve the wettability of titanium, which is a lower base material, by improving the strength and lowering the interfacial tension. Since the joint becomes brittle, the composition ratio is made 2 to 5 parts by weight.
<제 2 실시예>≪ Embodiment 2 >
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물은, 상기 은(Ag) 69~92중량부를 기준으로 하여, 알루미늄(Al) 7~30중량부 및 타타늄(Ti) 2~5중량부에 지르코늄(Zr) 0.1~1중량부를 포함하여 이루어진다.In addition, the brazing filler metal alloy composition for preventing discoloration according to the second embodiment of the present invention, based on the silver (Ag) 69 ~ 92 parts by weight, 7 ~ 30 parts by weight of aluminum (Al) and titanium (Ti) 2 ~ It comprises 5 parts by weight of 0.1 to 1 part by weight of zirconium (Zr).
여기서, 상기 지르코늄(Zr)은 강도 및 내식성이 우수하고 상기 상부 모재 성분인 지르코니아(ZrO2)(200)와의 접합성을 향상시키기 위한 것으로서, 브레이징 후 잔류 응력을 줄이기 위하여 조성비를 0.1~1중량부로 한다.Here, the zirconium (Zr) is excellent in strength and corrosion resistance, and to improve the bonding with the zirconia (ZrO 2 ) 200, the upper base material component, the composition ratio is 0.1 to 1 parts by weight in order to reduce the residual stress after brazing. .
<제 3 실시예>Third Embodiment
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물은, 상기 은(Ag) 69~92중량부를 기준으로 하여, 알루미늄(Al) 7~30 중량부 및 타타늄(Ti) 2~5중량부에 주석(Sn) 5~10중량부를 포함하여 이루어진다.In addition, the discoloration preventing brazing filler metal alloy composition according to the third embodiment of the present invention, based on the silver (Ag) 69 ~ 92 parts by weight, 7 ~ 30 parts by weight of aluminum (Al) and titanium (Ti) 2 ~ It comprises 5 to 10 parts by weight of tin (Sn) in 5 parts by weight.
여기서, 상기 주석(Sn)은 용가재 합금 조성물에 대한 젖음성을 향상시키고 용융온도를 낮추는 첨가 원소이며, 티타늄 첨가량의 증가에 따른 용융온도의 상승과 접합부가 취약해지는 것을 막기 위해 사용되는 것으로서, 5중량부 이하일 때는 젖음성 및 접합성에 대한 효과가 적고 10중량부 이상일 때는 저온 취성이 일어나기 때문에 조성비를 5~10중량부로 한다.Here, the tin (Sn) is an additive element that improves the wettability of the filler metal alloy composition and lowers the melting temperature, and is used to prevent the rise of the melting temperature and the weakening of the joint due to the increase in the amount of titanium, which is 5 parts by weight. If less than the effect on the wettability and bonding properties and less than 10 parts by weight of low temperature brittleness occurs, the composition ratio is 5 to 10 parts by weight.
<제 4 실시예><Fourth Embodiment>
또한, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물은, 상기 은(Ag) 69~92중량부를 기준으로 하여, 알루미늄(Al) 7~30 중량부 및 타타늄(Ti) 2~5중량부에 지르코늄(Zr) 0.1~1중량부와 주석(Sn) 3~5중량부를 포함하여 이루어진다.In addition, the discoloration prevention brazing filler metal alloy composition according to the fourth embodiment of the present invention, based on the silver (Ag) 69 ~ 92 parts by weight, 7 ~ 30 parts by weight of aluminum (Al) and titanium (Ti) 2 ~ It comprises 5 parts by weight of 0.1 to 1 part by weight of zirconium (Zr) and 3 to 5 parts by weight of tin (Sn).
이하, 표 1을 참조하여 상술한 바와 같은 조성을 갖는 본 발명에 따른 변색 방지용 용가재 합금 조성물의 특정 실험예를 비교예와 대비하여 설명한다.Hereinafter, with reference to Table 1 will be described a specific experimental example of the filler material alloy composition for preventing discoloration according to the present invention having a composition as described above in comparison with the comparative example.
여기서, 실험은 하부 모재인 티타늄(Ti)(100, 또는 티타늄 합금)과 상부 모재인 지르코니아(ZrO2)(200) 사이에 상술한 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 용가재 합금 조성물을 배치시킨 후, 실험 조건으로서 700℃ ~ 800℃의 진공로를 이용하고 10-3 Torr ~ 10-6 Torr의 진공 상태에서 20~40분 동안 브레이징을 실시하였다.Here, the experiment is to place the filler metal composition according to the first to fourth embodiments described above between the lower base material titanium (Ti) (100, or titanium alloy) and the upper base material zirconia (ZrO 2 ) (200) , Using a vacuum furnace of 700 ℃ ~ 800 ℃ as experimental conditions and brazing for 20 to 40 minutes in a vacuum of 10 -3 Torr ~ 10 -6 Torr.
(중량%)Silver (Ag)
(weight%)
(중량%)Aluminum (Al)
(weight%)
(중량%)Titanium (Ti)
(weight%)
(중량%)Tin (Sn)
(weight%)
(중량%)Zirconium (Zr)
(weight%)
Ag-Al-Ti
Ag-Al-Ti-Zr
Ag-Al-Ti-Sn
<표 1> 실험예들과 비교예들의 조성물 성분비TABLE 1 Composition Composition Ratio of Experimental and Comparative Examples
먼저, 상기 표 1의 실험예 1, 실험예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 실험 조건으로서 800℃의 진공로를 이용하고 10-6 Torr의 진공 상태에서 30분 동안 브레이징을 실시하였다.First, using the vacuum furnace of 800 ℃ as experimental conditions of Experimental Example 1, Experimental Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of Table 1 and brazing for 30 minutes in a vacuum state of 10 -6 Torr.
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실험예 1의 은 91중량부, 알루미늄 7중량부 및 티타늄 2중량부의 용가재 합금 조성물, 또는 실험예 2의 은 82중량부, 알루미늄 13중량부 및 티타늄 5중량부의 용가재 합금 조성물을 800℃에서 진공 브레이징한 후의 상부 모재인 지르코니아의 변색은 없었다.That is, as shown in Figure 2, 91 parts by weight of silver, 7 parts by weight of aluminum and 2 parts by weight of a filler metal composition of Experimental Example 1, or 82 parts by weight of silver, 13 parts by weight of aluminum and 5 parts by weight of titanium of Experimental Example 2 There was no discoloration of the zirconia, the upper base material, after vacuum brazing the filler metal composition at 800 ° C.
그러나, 도 3에 나타낸 바와 같이, 비교예 1의 은 70중량부, 구리 28중량부 및 티타늄 2중량부의 합금 조성물은 브레이징후 지르코니아가 흑색으로 변색되었으며, 또한 도 4에 나타낸 바와 같이, 비교예 2의 은 63중량부, 구리 27중량부, 티타늄 2중량부 및 주석 8중량부의 합금 조성물은 브레이징후 지르코니아가 갈색으로 변색된 것을 확인할 수 있었다.However, as shown in FIG. 3, in the alloy composition of 70 parts by weight of silver, 28 parts by weight of copper, and 2 parts by weight of titanium, the zirconia turned black after brazing, and also, as shown in FIG. 4, Comparative Example 2 The alloy composition of 63 parts by weight of silver, 27 parts by weight of copper, 2 parts by weight of titanium, and 8 parts by weight of tin was confirmed to have discolored zirconia after brazing.
참고로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 실험예 1 또는 실험예 2의 용가재 합금 조성물을 브레이징한 후, 주사전자 현미경(SEM)을 통해 상부 모재와 하부 모재의 접합부를 확인한 결과 대략 30㎛ 두께의 접합층이 형성되었으며, 지르코니아의 변색없이 지르코니아와 용가재 합금 조성물의 양호한 접합이 확인되었다.For reference, as shown in FIG. 5, after brazing the filler metal composition of Experimental Example 1 or Experimental Example 2, the bonding portion of the upper base material and the lower base material was confirmed by scanning electron microscopy (SEM). A layer was formed and good bonding of the zirconia and filler metal composition was observed without discoloration of the zirconia.
한편, 상기 표 1의 실험예 3 및 실험예 4의 실험 조건으로서 750℃의 진공로를 이용하고 10-6 Torr의 진공 상태에서 30분 동안 브레이징을 실시하였다.On the other hand, using the vacuum furnace of 750 ℃ as the experimental conditions of Experimental Example 3 and Experimental Example 4 of Table 1 and brazing for 30 minutes in a vacuum state of 10 -6 Torr.
일예로서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 실험예 3의 은 86중량부, 알루미늄 11중량부, 티타늄 2중량부 및 지르코늄 1중량부의 용가재 합금 조성물을 750℃에서 진공 브레이징한 후의 상부 모재인 지르코니아의 변색은 없었다.As an example, as shown in FIG. 6, the discoloration of zirconia, which is the upper base material after vacuum brazing the soluble material alloy composition of 86 parts by weight of silver, 11 parts by weight of aluminum, 2 parts by weight of titanium, and 1 part by weight of zirconium at 750 ° C. Was not.
참고로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 실험예 3의 용가재 합금 조성물을 브레이징한 후, 주사전자 현미경(SEM)을 통해 상부 모재와 하부 모재의 접합부를 확인한 결과 대략 65㎛ 두께의 접합층이 형성되었으며, 지르코니아의 변색없이 지르코니아와 용가재 합금 조성물의 양호한 접합이 확인되었다.For reference, as shown in FIG. 7, after brazing the filler metal composition of Experimental Example 3, a bonding layer having a thickness of approximately 65 μm was formed through a scanning electron microscope (SEM). Good bonding between the zirconia and the filler metal composition was observed without discoloration of the zirconia.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 실험예 3의 용가재 합금 조성물의 열시차 분석 결과, 융점은 대략 571℃로 확인되었다.In addition, as shown in FIG. 8, the melting point was found to be approximately 571 ° C. as a result of the thermal parallax analysis of the filler metal alloy composition of Experimental Example 3 above.
한편, 상기 표 1의 실험예 5 및 실험예 6의 실험 조건으로서 700℃의 진공로를 이용하고 10-6 Torr의 진공 상태에서 30분 동안 브레이징을 실시하였다.On the other hand, using the vacuum furnace of 700 ℃ as the experimental conditions of Experimental Example 5 and Experimental Example 6 of Table 1 and brazing for 30 minutes in a vacuum state of 10 -6 Torr.
일예로서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 실험예 5의 은 79중량부, 알루미늄 11중량부, 티타늄 5중량부 및 주석 5중량부의 용가재 합금 조성물을 700℃에서 진공 브레이징한 후의 상부 모재인 지르코니아의 변색은 없었다.As an example, as shown in FIG. 9, 79 parts by weight of silver, 11 parts by weight of aluminum, 5 parts by weight of titanium, and 5 parts by weight of tin alloy composition of the filler metal composition after vacuum brazing at 700 ° C. was used to discolor zirconia. Was not.
참고로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 실험예 5의 용가재 합금 조성물의 열시차 분석 결과, 융점은 대략 567℃로 확인되었으며, 주석의 첨가로 인해 상기 실험예 3보다 융점이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.For reference, as shown in FIG. 10, the results of thermal disparity analysis of the filler metal alloy composition of Experimental Example 5 confirmed that the melting point was about 567 ° C. and that the melting point was lowered than Experimental Example 3 due to the addition of tin. Could.
한편, 상기 표 1의 실험예 7의 실험 조건으로서 750℃의 진공로를 이용하고 10-6 Torr의 진공 상태에서 30분 동안 브레이징을 실시하였다.On the other hand, using the vacuum furnace of 750 ℃ as the experimental conditions of Experimental Example 7 of Table 1 and brazing for 30 minutes in a vacuum state of 10 -6 Torr.
즉, 도 11에 나타낸 바와 같이, 실험예 7의 은 83중량부, 알루미늄 11중량부, 티타늄 2중량부, 주석 3중량부 및 지르코늄 1중량부의 용가재 합금 조성물을 750℃에서 진공 브레이징한 후의 상부 모재인 지르코니아의 변색은 없었다.That is, as shown in FIG. 11, the upper base material after vacuum brazing the soluble material alloy composition of 83 parts by weight of silver, 11 parts by weight of aluminum, 2 parts by weight of titanium, 3 parts by weight of tin, and 1 part by weight of zirconium at 750 ° C. There was no discoloration of phosphorus zirconia.
따라서, 본 발명에 따른 브레이징 용가재 합금 조성물은 티타늄과 지르코니아의 접합시 브레이징 이후에 지르코니아가 변색되지 않으므로, 백색 세라믹을 필요로 하는 분야에 적용될 수 있다.Therefore, the brazing filler metal composition according to the present invention can be applied to a field requiring a white ceramic because zirconia is not discolored after brazing when the titanium and zirconia are bonded.
이상, 상술한 본 발명의 여러 실시예 및 실험예에서 적용한 여러 가지 수치는 일예에 지나지 않고 다양한 조건 및 두께의 실시예가 가능할 것이다.As described above, various numerical values applied in various embodiments and experimental examples of the present invention described above are merely examples, and examples of various conditions and thicknesses may be possible.
또한, 본 발명이 도면을 참조하여 특정 실시예에 따라 설명되었지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.In addition, although the present invention has been described in accordance with specific embodiments with reference to the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. Naturally, changes and modifications within the scope without departing from the spirit of the present invention belong to the present invention.
Claims (4)
은(Ag) 69~92중량부를 기준으로, 알루미늄(Al) 7~30중량부 및 티타늄(Ti) 2~5중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물.As brazing filler metal composition for preventing discoloration of zirconia during brazing of zirconia (ZrO 2 ) and titanium (Ti),
Discoloration prevention brazing filler metal alloy composition comprising 7 to 30 parts by weight of aluminum (Al) and 2 to 5 parts by weight of titanium (Ti) based on 69 to 92 parts by weight of silver (Ag).
지르코늄(Zr) 0.1~1중량부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물.The method of claim 1,
Discoloration prevention brazing filler metal alloy composition comprising zirconium (Zr) 0.1 to 1 parts by weight further.
주석(Sn) 5~10중량부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물.The method of claim 1,
Discoloration prevention brazing filler metal alloy composition characterized in that it further comprises 5 to 10 parts by weight of tin (Sn).
지르코늄(Zr) 0.1~1중량부와 주석(Sn) 3~5중량부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변색 방지용 브레이징 용가재 합금 조성물.The method of claim 1,
Discoloration prevention brazing filler metal alloy composition comprising 0.1 to 1 part by weight of zirconium (Zr) and 3 to 5 parts by weight of tin (Sn).
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