JP5184934B2 - Al合金−セラミックス複合材料用の接合材及びそれを用いた接合体 - Google Patents
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Description
被接合材のAl合金-セラミックス複合材料は、強化材として市販のセラミックス粉末を用い、マトリックスのAl合金として、純Al(純度99.5%)にMgを添加し、Mg含有量を所定量に調整したものを用いた。このAl合金-セラミックス複合材料から試料を図1に示したような板材として幅100mm、奥行50mm、厚さ25mmの板状の被接合材、凹型材として同板材の片面の略中央に幅70mm、奥行20mm、深さ10mmの凹部を有する箱型の被接合材を切り出し、接合面の平面度が5μm以下となるように#800の砥石で研削した。図4に作製した凹型材42の平面図を示す。片面に凹部42bと接合面42aが形成されている。接合面の研削汚れはアセトンで洗浄した。
作製No.19、20では、接合材にそれぞれ、ホウ酸鉛ガラス(LS3051 日本電気硝子社製)、無鉛ガラス(BNL115BB 旭硝子社製)を用いた。ガラス粉末にアクリル樹脂バインダーを添加して厚さ250μmのグリーンシートにしたものを接合材として使用し、熱処理条件を大気中500℃、5分保持とした以外は、上記作製例と同様の手順で中空部を有する接合体を得た。
中空部を有する接合体でHeリーク試験を行った。Heリークは、予めボンビング装置にてHeを0.7MPaで30分加圧した試料を、チャンバー内に入れて真空差圧にて流出したHeを検出するボンビング法にて測定した。
各作製No.と同条件、同形状の接合体を作製し、接合強度試験用の試験片(3mm×4mm×40mm)を切り出して、下部スパン30mm、上部スパン10mmの4点曲げ試験(JISR1624準拠)を行い、接合強度を求めた。
EPMA(JXA-8500F日本電子社製)を用いて図3に示したような接合部断面の成分分布を測定し、成分分布においてZnを含有する層の厚さを拡散層の厚さとした。さらに、拡散層中のAl合金成分に対するZn成分を算出してZn含有量とした。
11、21、31:板材(被接合材)
11a、21a、31a:接合面
12、22、32、42:凹型材(被接合材)
12a、42a:接合面
12b、42b:凹部
20、30:接合層
23:中空部
24:接合体
31c、32c:拡散層
Claims (5)
- Mgを0.5〜5質量%含んだAl合金をマトリックスとしたAl合金-セラミックス複合材料同士を気密に接合するための接合材であって、その組成がAl、Znおよび、その他不純物成分からなり、AlとZnの質量比Al/Znが0.85〜2.33であることを特徴とするAl合金-セラミックス複合材料用の接合材。
- 前記接合材が、厚さ0.05〜0.5mmの箔形状である請求項1記載のAl合金-セラミックス複合材料用の接合材。
- Mgを0.5〜5質量%含んだAl合金をマトリックスとしたAl合金-セラミックス複合材料同士が請求項1または2に記載の接合材を用いてなる接合層を介して接合された接合体であって、
前記接合層に接したAl合金−セラミックス複合材料のマトリックスのAl合金中に前記接合材のZnが拡散した拡散層を有することを特徴とする接合体。 - 前記拡散層は、5〜100μmの厚さを有し、Al合金中にZnを1〜20質量%含むことを特徴とする請求項3記載の接合体。
- 前記接合層により外部との通気が遮断された中空部を有する請求項3または4記載の接合体。
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