JP2946810B2 - アルミナ系焼結体の接合方法 - Google Patents
アルミナ系焼結体の接合方法Info
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- JP2946810B2 JP2946810B2 JP9325491A JP9325491A JP2946810B2 JP 2946810 B2 JP2946810 B2 JP 2946810B2 JP 9325491 A JP9325491 A JP 9325491A JP 9325491 A JP9325491 A JP 9325491A JP 2946810 B2 JP2946810 B2 JP 2946810B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミナ系焼結体の接合
方法、詳しくはアルミナ系セラミックス基板の接合方法
に関する。
方法、詳しくはアルミナ系セラミックス基板の接合方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のセラミックス基板の接合方法、例
えばアルミナ基板とアルミナ基板とを接合する方法とし
ては、これらの両基板の間にアルミニウム合金のろう材
を挟み込み、所定の温度に加熱することによりろう付け
することが一般的であった。
えばアルミナ基板とアルミナ基板とを接合する方法とし
ては、これらの両基板の間にアルミニウム合金のろう材
を挟み込み、所定の温度に加熱することによりろう付け
することが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな接合方法によれば、アルミナ基板と異なる材質によ
るろう材部分は、アルミナ基板に比較してその高温強度
が低く、耐熱性、耐食性に劣るという課題があった。
うな接合方法によれば、アルミナ基板と異なる材質によ
るろう材部分は、アルミナ基板に比較してその高温強度
が低く、耐熱性、耐食性に劣るという課題があった。
【０００４】
【発明の目的】そこで、本発明は、ろう付けしたアルミ
ナ焼結体においてろう材部分もアルミナ焼結体と同質化
することにより、高温強度を上げ、耐熱性、耐食性を改
良したアルミナ焼結体の接合方法を提供することを、そ
の目的としている。
ナ焼結体においてろう材部分もアルミナ焼結体と同質化
することにより、高温強度を上げ、耐熱性、耐食性を改
良したアルミナ焼結体の接合方法を提供することを、そ
の目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、アルミナ系焼結体同士の間に、アルミニウムまたは
アルミニウム／ケイ素系合金からなるろう材を挟んで非
酸化雰囲気中で加熱接合した後、酸化処理するアルミナ
系焼結体の接合方法である。
は、アルミナ系焼結体同士の間に、アルミニウムまたは
アルミニウム／ケイ素系合金からなるろう材を挟んで非
酸化雰囲気中で加熱接合した後、酸化処理するアルミナ
系焼結体の接合方法である。
【０００６】請求項２に記載の発明は、上記ろう材とし
て、アルミニウムまたはアルミニウム／ケイ素系合金に
二酸化ケイ素等の酸化物を含むアルミナ系焼結体の接合
方法である。
て、アルミニウムまたはアルミニウム／ケイ素系合金に
二酸化ケイ素等の酸化物を含むアルミナ系焼結体の接合
方法である。
【０００７】請求項３に記載の発明は、上記ろう材中の
二酸化ケイ素等の酸化物の量または金属ケイ素の量を、
このろう材が上記酸化処理完了後、アルミナ系焼結体と
同じ酸化物の組成比になるように配合したアルミナ系焼
結体の接合方法である。
二酸化ケイ素等の酸化物の量または金属ケイ素の量を、
このろう材が上記酸化処理完了後、アルミナ系焼結体と
同じ酸化物の組成比になるように配合したアルミナ系焼
結体の接合方法である。
【０００８】
【作用】請求項１に記載の発明に係るアルミナ系焼結体
の接合方法にあっては、アルミナ系焼結体同士を接合す
る場合、これらのアルミナ系焼結体の間にろう材を挟ん
で非酸化雰囲気（例えば真空中）でろう付けした後、酸
化処理する。このろう付け、酸化処理においては、ろう
材はアルミニウムＡｌまたはアルミニウム／ケイ素合金
を有している。そして、この後の酸化処理において、ア
ルミニウムＡｌは雰囲気中からの酸素の供給により酸化
されてアルミナとなる。これらの結果、酸化完了後のろ
う材部分とそれ以外の部分とはいずれもほぼ同じ成分の
アルミナ系焼結体となって同質化しているものである。
の接合方法にあっては、アルミナ系焼結体同士を接合す
る場合、これらのアルミナ系焼結体の間にろう材を挟ん
で非酸化雰囲気（例えば真空中）でろう付けした後、酸
化処理する。このろう付け、酸化処理においては、ろう
材はアルミニウムＡｌまたはアルミニウム／ケイ素合金
を有している。そして、この後の酸化処理において、ア
ルミニウムＡｌは雰囲気中からの酸素の供給により酸化
されてアルミナとなる。これらの結果、酸化完了後のろ
う材部分とそれ以外の部分とはいずれもほぼ同じ成分の
アルミナ系焼結体となって同質化しているものである。
【０００９】請求項２に記載の発明に係るアルミナ系焼
結体の接合方法では、接合されるアルミナ系焼結体は、
例えば二酸化ケイ素を主成分として酸化マグネシウム、
酸化カルシウム等の酸化物を０．１〜１０重量％含んで
いる。また、これらを接合するためのろう材も、二酸化
ケイ素を主成分として酸化マグネシウム、酸化カルシウ
ム等の酸化物を含んでいる。したがって、ろう付け、酸
化処理において、ろう材を構成するアルミニウムは、ア
ルミナ系焼結体中（特にろう材との界面部中）および／
またはろう材中に含まれている二酸化ケイ素を主成分と
する酸化物から酸素を供給され、その結果、アルミナと
なる。特に、酸化処理においては、雰囲気中からも酸素
の供給がなされるため、アルミニウムばかりでなく、ア
ルミニウムにより還元されて生成したケイ素Ｓｉ等の金
属も酸化することとなる。これらの結果、酸化完了後の
ろう材部分の酸化物の割合は、アルミナ焼結体部分のそ
れとほぼ同じ割合となり、結局、アルミナ焼結体部分と
ろう材部分とは同質のものとなる。
結体の接合方法では、接合されるアルミナ系焼結体は、
例えば二酸化ケイ素を主成分として酸化マグネシウム、
酸化カルシウム等の酸化物を０．１〜１０重量％含んで
いる。また、これらを接合するためのろう材も、二酸化
ケイ素を主成分として酸化マグネシウム、酸化カルシウ
ム等の酸化物を含んでいる。したがって、ろう付け、酸
化処理において、ろう材を構成するアルミニウムは、ア
ルミナ系焼結体中（特にろう材との界面部中）および／
またはろう材中に含まれている二酸化ケイ素を主成分と
する酸化物から酸素を供給され、その結果、アルミナと
なる。特に、酸化処理においては、雰囲気中からも酸素
の供給がなされるため、アルミニウムばかりでなく、ア
ルミニウムにより還元されて生成したケイ素Ｓｉ等の金
属も酸化することとなる。これらの結果、酸化完了後の
ろう材部分の酸化物の割合は、アルミナ焼結体部分のそ
れとほぼ同じ割合となり、結局、アルミナ焼結体部分と
ろう材部分とは同質のものとなる。
【００１０】請求項３に記載の発明に係るアルミナ系焼
結体の接合方法では、ろう材を選択する場合にこれを挟
むアルミナ系焼結体の酸化物の含有割合に基づいて行
う。ろう付け、酸化処理後のろう材部分の酸化物成分と
それ以外の部分の酸化物成分とが同じ割合となるよう
に、このろう材を選択する。なお、この場合、アルミナ
系焼結体のろう材接合部界面にペースト状の酸化物を塗
布してろう付け、酸化処理を行ってもよい。結局、接合
されたアルミナ焼結体は同質のものとなる。この結果、
高温強度、耐熱性、耐食性に優れたアルミナ系焼結体を
形成することができる。
結体の接合方法では、ろう材を選択する場合にこれを挟
むアルミナ系焼結体の酸化物の含有割合に基づいて行
う。ろう付け、酸化処理後のろう材部分の酸化物成分と
それ以外の部分の酸化物成分とが同じ割合となるよう
に、このろう材を選択する。なお、この場合、アルミナ
系焼結体のろう材接合部界面にペースト状の酸化物を塗
布してろう付け、酸化処理を行ってもよい。結局、接合
されたアルミナ焼結体は同質のものとなる。この結果、
高温強度、耐熱性、耐食性に優れたアルミナ系焼結体を
形成することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係るアルミナ系焼結体の接合
方法の一実施例を図面に基づいて説明する。
方法の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は本発明の接合方法を説明するための
概念図である。
概念図である。
【００１３】この図に示すように、まず、アルミナ焼結
体として２枚のアルミナ基板１１Ａ、１１Ｂを準備す
る。これらのアルミナ基板１１Ａ、１１Ｂは、共に、９
０重量％のアルミナに、１０重量％の二酸化ケイ素およ
びその他のマグネシア、カルシア等を含むものである。
また、ろう材１２としてはアルミニウム／ケイ素系合金
であって酸化処理完了後アルミナ基板１１Ａ、１１Ｂと
同様の組成比になるように二酸化ケイ素、マグネシア、
カルシア等の成分を含むものとする。
体として２枚のアルミナ基板１１Ａ、１１Ｂを準備す
る。これらのアルミナ基板１１Ａ、１１Ｂは、共に、９
０重量％のアルミナに、１０重量％の二酸化ケイ素およ
びその他のマグネシア、カルシア等を含むものである。
また、ろう材１２としてはアルミニウム／ケイ素系合金
であって酸化処理完了後アルミナ基板１１Ａ、１１Ｂと
同様の組成比になるように二酸化ケイ素、マグネシア、
カルシア等の成分を含むものとする。
【００１４】そして、ろう材１２を挟んでこれらのアル
ミナ基板１１Ａ、１１Ｂを重ね合わせ、真空雰囲気中で
加熱してろう付けを行う。次に、この積層体１３を例え
ば大気中で６５０℃まで加熱し、酸化処理を行う。これ
らの一連の工程において、ろう材１２中のアルミニウム
は、アルミナ基板１１Ａ、１１Ｂ中およびろう材１２中
の二酸化ケイ素を主成分とする酸化物から酸素を奪い、
アルミナになる。酸素を奪われた二酸化ケイ素を主成分
とする酸化物はケイ素等の金属に還元される。しかし、
酸化処理工程においては、大気中からも酸素が供給され
るため、アルミニウムのほか金属ケイ素も酸化して、そ
れぞれアルミナ、二酸化ケイ素等の酸化物になる。した
がって、積層体１３は全体としてアルミナ焼結体と同質
のものとなる。
ミナ基板１１Ａ、１１Ｂを重ね合わせ、真空雰囲気中で
加熱してろう付けを行う。次に、この積層体１３を例え
ば大気中で６５０℃まで加熱し、酸化処理を行う。これ
らの一連の工程において、ろう材１２中のアルミニウム
は、アルミナ基板１１Ａ、１１Ｂ中およびろう材１２中
の二酸化ケイ素を主成分とする酸化物から酸素を奪い、
アルミナになる。酸素を奪われた二酸化ケイ素を主成分
とする酸化物はケイ素等の金属に還元される。しかし、
酸化処理工程においては、大気中からも酸素が供給され
るため、アルミニウムのほか金属ケイ素も酸化して、そ
れぞれアルミナ、二酸化ケイ素等の酸化物になる。した
がって、積層体１３は全体としてアルミナ焼結体と同質
のものとなる。
【００１５】なお、上記実施例では、ろう材１２中に、
金属アルミニウムを酸化させるため、酸素供給源である
二酸化ケイ素を主成分とする酸化物を含ませたものを用
いたが、二酸化ケイ素を主成分とする酸化物はペースト
状にしてこのアルミナ焼結体１１Ａ、１１Ｂの接合面に
被着するようにしてもよい。
金属アルミニウムを酸化させるため、酸素供給源である
二酸化ケイ素を主成分とする酸化物を含ませたものを用
いたが、二酸化ケイ素を主成分とする酸化物はペースト
状にしてこのアルミナ焼結体１１Ａ、１１Ｂの接合面に
被着するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、ろう付けしたアルミナ焼結体
においてそのろう材部分もアルミナ焼結体と同質化させ
ることができたため、全体としてアルミナ焼結体と同じ
程度にまでその高温強度が高められ、また、その耐熱
性、耐食性を改良することができた。これにより従来は
精密鋳造によってのみ形成されていたアルミナ系焼結体
を簡単な接合により形成することができ、コストメリッ
トも大きくなる。
においてそのろう材部分もアルミナ焼結体と同質化させ
ることができたため、全体としてアルミナ焼結体と同じ
程度にまでその高温強度が高められ、また、その耐熱
性、耐食性を改良することができた。これにより従来は
精密鋳造によってのみ形成されていたアルミナ系焼結体
を簡単な接合により形成することができ、コストメリッ
トも大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るアルミナ系焼結体の接
合方法を説明するための概念図である。
合方法を説明するための概念図である。
１１Ａ、１１Ｂ アルミナ基板 １２ ろう材 １３ 積層体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 秀昭 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−207773（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−85063（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 37/00
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミナ系焼結体同士の間に、アルミニ
ウムまたはアルミニウム／ケイ素系合金からなるろう材
を挟んで接合するアルミナ系焼結体の接合方法であっ
て、これらの積層体を非酸化雰囲気中で加熱接合した
後、酸化処理することを特徴とするアルミナ系焼結体の
接合方法。 - 【請求項２】 上記ろう材として、アルミニウムまたは
アルミニウム／ケイ素系合金に二酸化ケイ素等の酸化物
を含む請求項１に記載のアルミナ系焼結体の接合方法。 - 【請求項３】 上記ろう材中の二酸化ケイ素等の酸化物
の量または金属ケイ素の量を、このろう材が上記酸化処
理完了後のアルミナ系焼結体と同じ酸化物の組成比にな
るように配合した請求項２に記載のアルミナ系焼結体の
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9325491A JP2946810B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | アルミナ系焼結体の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9325491A JP2946810B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | アルミナ系焼結体の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305069A JPH04305069A (ja) | 1992-10-28 |
| JP2946810B2 true JP2946810B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=14077365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9325491A Expired - Lifetime JP2946810B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | アルミナ系焼結体の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2946810B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP9325491A patent/JP2946810B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04305069A (ja) | 1992-10-28 |
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