JPH055790B2 - - Google Patents
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- JPH055790B2 JPH055790B2 JP22479488A JP22479488A JPH055790B2 JP H055790 B2 JPH055790 B2 JP H055790B2 JP 22479488 A JP22479488 A JP 22479488A JP 22479488 A JP22479488 A JP 22479488A JP H055790 B2 JPH055790 B2 JP H055790B2
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- Ceramic Products (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は二以上の炭化珪素焼結体を接触させて
加熱接合する方法に関するものである。 (従来の技術) 従来、炭化珪素からなる二以上の焼結体を接合
する方法として、(1)反応焼結を利用した炭化珪素
の接合法(特開昭61−132562号公報、特開昭62−
197361号公報)、(2)加圧焼結による炭化珪素の拡
散接合法(特開昭62−41777++号公報)が知ら
れている。 このうち、反応焼結を利用した接合法において
は、複雑形状や大物の成形が可能となるととも
に、高い接合強度を得ることができる。また、加
圧焼結を利用した接合法においては、接合の均質
化を達成することができる。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した従来の接合法のうち、
反応焼結を利用した接合法では、接合部にSiが残
留するので高温特性が悪化するとともに、場合に
よつては接合時に圧力が必要な問題があつた。 また、加圧焼結を利用した接合法では、高い圧
力が必要であるとともに気孔が残存し易く、その
結果接合が困難となる問題があつた。 本発明の目的は上述した課題を解消して、高温
で安定かつ高強度の炭化珪素接合体を、高い圧力
を必要とせず、かつ確実安定に得ることができる
炭化珪素焼結体の接合方法を提供しようとするも
のである。 (課題を解決するための手段) 本発明の炭化珪素焼結体の接合方法は、二以上
の炭化珪素焼結体を接触させて加熱接合する方法
において、3C,2Hポリタイプのうち少なくとも
一種類からなるSiC粒子と、6H,4H,15Rポリ
タイプのうち少なくとも一種類からなるSiC粒子
とが、接触界面において接触部分を有するよう炭
化珪素焼結体を接触させた後、1700〜2100℃の温
度で加熱することを特徴とするものである。 (作用) 上述した構成において、3C,2Hポリタイプの
うち少なくとも一種類からなるSiC粒子(低温型
SiC粒子)と、6H,4H,15Rポリタイプのうち
少なくとも一種類からなるSiC粒子(高温型SiC
粒子)とが、接触界面において接触部分を有する
よう接触させた後、所定温度で加熱することによ
り、高温で安定で高強度の炭化珪素接合体を得る
ことができる。 接触界面において、高温型SiC粒子と低温型
SiC粒子の接触部での接触割合は、50%以上であ
るとより好ましい高温強度を得ることができるた
め好ましい。 そのためには、接合すべき焼結体中の各SiC粒
子の割合から高温型SiC粒子と低温型SiC粒子の
接触する割合を予じめ確率的に計算し、接触する
割合の高い状態で接触させることが好ましい。 高温型SiC粒子と低温型SiC粒子の接触する割
合の確率的計算は次のように行う。すなわち、
(焼結体Aでの高温型SiC結晶量(vol%)×焼結
体Bでの低温型SiC結晶量(vol%))と(焼結体
Aでの低温型SiC結晶量(vol%)×焼結体Bでの
高温型SiC結晶量(vol%))の和で表わす。 上述したように接触させた状態で1700〜2100℃
の温度で加熱すると、高温型SiC粒子は接触して
いる低温型SiC粒子を取り込んで粒子成長し、こ
の際物質移動が生じ緻密化して接合する。すなわ
ち、1700〜2100℃以外の温度では良好な接合強度
を有する接合体が得られないため、加熱温度を
1700〜2100℃と限定した。 (実施例) 以下、実際の例について説明する。 3C,2Hポリタイプのうち少なくとも一種類か
らなるSiC粉末(低温型SiC粉末)と6H,4H,
15Rポリタイプのうち少なくとも一種類からなる
SiC粉末(高温型SiC粉末)を調合して焼成し、
その後HIP処理して得られた炭化珪素焼結体を用
い接合を行つた。これら炭化珪素焼結体中の低温
型SiC結晶量と高温型SiC結晶量は第1表に示す
如くである。また接触界面において、高温型SiC
粒子と低温型SiC粒子の接触部での接触面積割合
は各炭化珪素焼結体中の高温型SiC結晶量と低温
型SiC結晶量とから前述した計算法を用い求め
た。 接合しようとする炭化珪素焼結体の接合面は平
面研削盤および高速ラツプ盤を用いて加工、平滑
にした。これら接合しようとする炭化珪素焼結体
の面粗度および平坦度は、面粗度がRa=0.1μm以
下、平坦度が0.2μm以下になるようにすると好ま
しい。 炭化珪素焼結体を接合するには、第1表に示す
温度で加熱するとともに、接合しようとする炭化
珪素焼結体同志が大幅な位置ずれを起こさないよ
う治具を用いて実施した。また、接合時に圧力を
加えず試料の自重のみとするとともに、熱処理の
雰囲気は真空又は不活性中とした。さらにまた、
保持時間は接合しようとする炭化珪素焼結体の接
合面の大きさ、さらに炭化珪素焼結体自体の大き
さおよび熱処理温度に依存し、その都度変化させ
た。第1表に本発明範囲内の実施例および本発明
範囲外の比較例の結果を示す。 第1表において、接合面への超音波探傷試験
は、接合体寸法38×36×6mm、プローブ周波数
25MHz、プローブ径0.25″、焦点距離4″の条件で
接合面へ対して実施して、欠陥の有無を判別し
た。また、接合強度は、JIS R1601に準じ、接合
面が内側スパン間のほぼ中央、垂直に位置するよ
うにして測定した。第1表に示すように、接合体
の室温での接合強度は接合に用いた炭化珪素焼結
体自体の四点曲げ強度650〜750MPaに匹敵する
値が得られた。また1400℃での接合強度は室温で
の接合強度に比べて約10%程度低下するのみで良
好な高温強度を有した。ここで、表欄中に「−」
で示しているものは、接合後の取り扱い(機械加
工を含む)ではく離したものであり、接合強度が
非常に低いものである。さらに、第1表中実施例
4においては、接合後1900℃、アルゴン雰囲気
中、2000atmの条件でHIP処理したものである。
加熱接合する方法に関するものである。 (従来の技術) 従来、炭化珪素からなる二以上の焼結体を接合
する方法として、(1)反応焼結を利用した炭化珪素
の接合法(特開昭61−132562号公報、特開昭62−
197361号公報)、(2)加圧焼結による炭化珪素の拡
散接合法(特開昭62−41777++号公報)が知ら
れている。 このうち、反応焼結を利用した接合法において
は、複雑形状や大物の成形が可能となるととも
に、高い接合強度を得ることができる。また、加
圧焼結を利用した接合法においては、接合の均質
化を達成することができる。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した従来の接合法のうち、
反応焼結を利用した接合法では、接合部にSiが残
留するので高温特性が悪化するとともに、場合に
よつては接合時に圧力が必要な問題があつた。 また、加圧焼結を利用した接合法では、高い圧
力が必要であるとともに気孔が残存し易く、その
結果接合が困難となる問題があつた。 本発明の目的は上述した課題を解消して、高温
で安定かつ高強度の炭化珪素接合体を、高い圧力
を必要とせず、かつ確実安定に得ることができる
炭化珪素焼結体の接合方法を提供しようとするも
のである。 (課題を解決するための手段) 本発明の炭化珪素焼結体の接合方法は、二以上
の炭化珪素焼結体を接触させて加熱接合する方法
において、3C,2Hポリタイプのうち少なくとも
一種類からなるSiC粒子と、6H,4H,15Rポリ
タイプのうち少なくとも一種類からなるSiC粒子
とが、接触界面において接触部分を有するよう炭
化珪素焼結体を接触させた後、1700〜2100℃の温
度で加熱することを特徴とするものである。 (作用) 上述した構成において、3C,2Hポリタイプの
うち少なくとも一種類からなるSiC粒子(低温型
SiC粒子)と、6H,4H,15Rポリタイプのうち
少なくとも一種類からなるSiC粒子(高温型SiC
粒子)とが、接触界面において接触部分を有する
よう接触させた後、所定温度で加熱することによ
り、高温で安定で高強度の炭化珪素接合体を得る
ことができる。 接触界面において、高温型SiC粒子と低温型
SiC粒子の接触部での接触割合は、50%以上であ
るとより好ましい高温強度を得ることができるた
め好ましい。 そのためには、接合すべき焼結体中の各SiC粒
子の割合から高温型SiC粒子と低温型SiC粒子の
接触する割合を予じめ確率的に計算し、接触する
割合の高い状態で接触させることが好ましい。 高温型SiC粒子と低温型SiC粒子の接触する割
合の確率的計算は次のように行う。すなわち、
(焼結体Aでの高温型SiC結晶量(vol%)×焼結
体Bでの低温型SiC結晶量(vol%))と(焼結体
Aでの低温型SiC結晶量(vol%)×焼結体Bでの
高温型SiC結晶量(vol%))の和で表わす。 上述したように接触させた状態で1700〜2100℃
の温度で加熱すると、高温型SiC粒子は接触して
いる低温型SiC粒子を取り込んで粒子成長し、こ
の際物質移動が生じ緻密化して接合する。すなわ
ち、1700〜2100℃以外の温度では良好な接合強度
を有する接合体が得られないため、加熱温度を
1700〜2100℃と限定した。 (実施例) 以下、実際の例について説明する。 3C,2Hポリタイプのうち少なくとも一種類か
らなるSiC粉末(低温型SiC粉末)と6H,4H,
15Rポリタイプのうち少なくとも一種類からなる
SiC粉末(高温型SiC粉末)を調合して焼成し、
その後HIP処理して得られた炭化珪素焼結体を用
い接合を行つた。これら炭化珪素焼結体中の低温
型SiC結晶量と高温型SiC結晶量は第1表に示す
如くである。また接触界面において、高温型SiC
粒子と低温型SiC粒子の接触部での接触面積割合
は各炭化珪素焼結体中の高温型SiC結晶量と低温
型SiC結晶量とから前述した計算法を用い求め
た。 接合しようとする炭化珪素焼結体の接合面は平
面研削盤および高速ラツプ盤を用いて加工、平滑
にした。これら接合しようとする炭化珪素焼結体
の面粗度および平坦度は、面粗度がRa=0.1μm以
下、平坦度が0.2μm以下になるようにすると好ま
しい。 炭化珪素焼結体を接合するには、第1表に示す
温度で加熱するとともに、接合しようとする炭化
珪素焼結体同志が大幅な位置ずれを起こさないよ
う治具を用いて実施した。また、接合時に圧力を
加えず試料の自重のみとするとともに、熱処理の
雰囲気は真空又は不活性中とした。さらにまた、
保持時間は接合しようとする炭化珪素焼結体の接
合面の大きさ、さらに炭化珪素焼結体自体の大き
さおよび熱処理温度に依存し、その都度変化させ
た。第1表に本発明範囲内の実施例および本発明
範囲外の比較例の結果を示す。 第1表において、接合面への超音波探傷試験
は、接合体寸法38×36×6mm、プローブ周波数
25MHz、プローブ径0.25″、焦点距離4″の条件で
接合面へ対して実施して、欠陥の有無を判別し
た。また、接合強度は、JIS R1601に準じ、接合
面が内側スパン間のほぼ中央、垂直に位置するよ
うにして測定した。第1表に示すように、接合体
の室温での接合強度は接合に用いた炭化珪素焼結
体自体の四点曲げ強度650〜750MPaに匹敵する
値が得られた。また1400℃での接合強度は室温で
の接合強度に比べて約10%程度低下するのみで良
好な高温強度を有した。ここで、表欄中に「−」
で示しているものは、接合後の取り扱い(機械加
工を含む)ではく離したものであり、接合強度が
非常に低いものである。さらに、第1表中実施例
4においては、接合後1900℃、アルゴン雰囲気
中、2000atmの条件でHIP処理したものである。
【表】
第1表の結果から、本発明範囲内の条件で接合
を実施して得られた接合体は、比較例の接合体と
比較して良好な接合状態を有し、かつ十分な接合
強度を有していた。しかし、比較例3の熱処理温
度1600℃ではβ相からα相への相転移が十分でな
く、接合状態は不良であつた。また、比較例4の
熱処理温度2200℃では接合する焼結体中に異常粒
成長が生じるため、接合は良好であるが接合する
焼結体自体の強度が低下した。 さらにまた、第1表の結果から、接触界面にお
いて、高温型SiC粒子と低温型SiC粒子の接触部
での接触面積割合が大きい程、炭化珪素焼結体の
接合が良好である。このことから、一方が高温型
SiC粒子、他方が低温型SiC粒子のみからなる炭
化珪素焼結体の接合が一番良好であるのは明らか
である。また、高温型SiC粒子を主相とする炭化
珪素焼結体同志の接合においては、低温型SiC粒
子を主相とする炭化珪素焼結体を間に介在させ
る。逆に、低温型SiC粒子を主相とする炭化珪素
焼結体同志の接合においては、高温型SiC粒子を
主相とする炭化珪素焼結体を間に介在させること
により接触界面において、高温型SiC粒子と低温
型SiC粒子の接触部での接触面積割合が50%以下
と低い場合でも良好な接合強度を有する接合体を
得ることができる。 (発明の効果) 以上の説明から、本発明の炭化珪素焼結体の接
合方法によれば、3C,2Hポリタイプのうち少な
くとも一種類からなるSiC粒子と6H,4H,15R
ポリタイプのうち少なくとも一種類からなるSiC
粒子とを、接触界面において接触部分を有するよ
う接触させた後、所定温度で加熱することによ
り、高温で安定で高強度の炭化珪素接合体を得る
ことができる。
を実施して得られた接合体は、比較例の接合体と
比較して良好な接合状態を有し、かつ十分な接合
強度を有していた。しかし、比較例3の熱処理温
度1600℃ではβ相からα相への相転移が十分でな
く、接合状態は不良であつた。また、比較例4の
熱処理温度2200℃では接合する焼結体中に異常粒
成長が生じるため、接合は良好であるが接合する
焼結体自体の強度が低下した。 さらにまた、第1表の結果から、接触界面にお
いて、高温型SiC粒子と低温型SiC粒子の接触部
での接触面積割合が大きい程、炭化珪素焼結体の
接合が良好である。このことから、一方が高温型
SiC粒子、他方が低温型SiC粒子のみからなる炭
化珪素焼結体の接合が一番良好であるのは明らか
である。また、高温型SiC粒子を主相とする炭化
珪素焼結体同志の接合においては、低温型SiC粒
子を主相とする炭化珪素焼結体を間に介在させ
る。逆に、低温型SiC粒子を主相とする炭化珪素
焼結体同志の接合においては、高温型SiC粒子を
主相とする炭化珪素焼結体を間に介在させること
により接触界面において、高温型SiC粒子と低温
型SiC粒子の接触部での接触面積割合が50%以下
と低い場合でも良好な接合強度を有する接合体を
得ることができる。 (発明の効果) 以上の説明から、本発明の炭化珪素焼結体の接
合方法によれば、3C,2Hポリタイプのうち少な
くとも一種類からなるSiC粒子と6H,4H,15R
ポリタイプのうち少なくとも一種類からなるSiC
粒子とを、接触界面において接触部分を有するよ
う接触させた後、所定温度で加熱することによ
り、高温で安定で高強度の炭化珪素接合体を得る
ことができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 二以上の炭化珪素焼結体を接触させて加熱接
合する方法において、3C,2Hポリタイプのうち
少なくとも一種類からなるSiC粒子と、6H,4H,
15Rポリタイプのうち少なくとも一種類からなる
SiC粒子とが、接触界面において接触部分を有す
るよう炭化珪素焼結体を接触させた後、1700〜
2100℃の温度で加熱することを特徴とする炭化珪
素焼結体の接合方法。 2 3C,2Hポリタイプのうち少なくとも一種類
からなるSiC粒子と、6H,4H,15Rポリタイプ
のうち少なくとも一種類からなるSiC粒子との接
触部の割合が、全体の接触界面の50%以上である
ことを特徴とする請求項1記載の炭化珪素焼結体
の接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22479488A JPH0274572A (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 炭化珪素焼結体の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22479488A JPH0274572A (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 炭化珪素焼結体の接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0274572A JPH0274572A (ja) | 1990-03-14 |
JPH055790B2 true JPH055790B2 (ja) | 1993-01-25 |
Family
ID=16819305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22479488A Granted JPH0274572A (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 炭化珪素焼結体の接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0274572A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5869437B2 (ja) * | 2012-06-28 | 2016-02-24 | 株式会社日本セラテック | SiC焼結体の接合方法 |
WO2022210470A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 京セラ株式会社 | 接合体の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP22479488A patent/JPH0274572A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0274572A (ja) | 1990-03-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |