JP5236535B2 - Al合金−セラミックス複合材料用の接合材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)Al合金をマトリックスとし、強化材にセラミックスを用いたAl合金-セラミックス複合材料同士を接合するための接合材であって、主成分がZnであり、芯を構成する芯材と、主成分がAlであってMgを0.5〜2.5質量%含有し、表層を構成する表層材と、Al及びZnを含む合金からなり、前記芯材と前記表層材との間に形成された中間層と、を含み、当該接合材に含まれるAlとZnの質量比Al/Znが0.25〜2.33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。
(2)Al合金をマトリックスとし、強化材にセラミックスを用いたAl合金-セラミックス複合材料同士を接合するための接合材の製造方法であって、Mgを0.5〜2.5質量%含有するAl合金の薄板と、Znの薄板とを準備する工程と、前記Al合金の薄板と、前記Znの薄板とを重ね合わせて圧延接合する工程と、熱処理によりAl合金とZnとが相互に拡散した中間層を形成する工程と、を含み、当該接合材に含まれるAlとZnの質量比Al/Znが0.25〜2.33であることを特徴とするAl合金-セラミックス複合材料同士を接合するための接合材の製造方法。
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炭化珪素粉末を用い、マトリックスとなるアルミニウム合金としてAC3Aを用いた。市販のセラミックス粉末100質量部と、バインダとしてPVB(ポリビニルブチラール)5質量部と、コロイダルシリカ5質量部を添加し、これをプレスして所定の大きさに成形してプリフォームを製造した。
作製No.1では、接合材をクラッドせず、Zn箔をAl箔の間に挟み込んだだけで使用した以外は、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。作製No.2では、Al箔をZn箔の間に挟みこんだ以外は、上記作製例と同様の手順で接合材を作製した。作製No.13〜18では、被接合材のAl合金-セラミックス複合材料の強化材に、それぞれ市販のアルミナ、ジルコニア、窒化アルミ、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化ホウ素粉末を用いたこと以外は、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。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、接合面の荷重30g/cm2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。
EPMA(JXA-8500F日本電子社製)を用いて図1に示したような接合材断面の成分分布を測定した。
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。
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。
11 芯材
12 表層材
13 中間層
Claims (2)
- Al合金をマトリックスとし、強化材にセラミックスを用いたAl合金-セラミックス複合材料同士を接合するための接合材であって、
主成分がZnであり、芯を構成する芯材と、
主成分がAlであってMgを0.5〜2.5質量%含有し、表層を構成する表層材と、
Al及びZnを含む合金からなり、前記芯材と前記表層材との間に形成された中間層と、
を含み、当該接合材に含まれるAlとZnの質量比Al/Znが0.25〜2.33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。 - Al合金をマトリックスとし、強化材にセラミックスを用いたAl合金-セラミックス複合材料同士を接合するための接合材の製造方法であって、
Mgを0.5〜2.5質量%含有するAl合金の薄板と、Znの薄板とを準備する工程と、
前記Al合金の薄板と、前記Znの薄板とを重ね合わせて圧延接合する工程と、
熱処理によりAl合金とZnとが相互に拡散した中間層を形成する工程と、
を含み、当該接合材に含まれるAlとZnの質量比Al/Znが0.25〜2.33であることを特徴とするAl合金-セラミックス複合材料同士を接合するための接合材の製造方法。
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