JPH055790B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- silicon carbide
- contact
- sic particles
- carbide sintered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 78
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 78
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4925608A (en) | Joining of SiC parts by polishing and hipping | |
| Elssner et al. | Metal/ceramic joining | |
| KR101960264B1 (ko) | 잔류응력이 없는 탄화규소 접합체 및 그 제조방법 | |
| US4471026A (en) | Ternary alloys in brazing ceramics | |
| JP2006083057A (ja) | セラミック構成要素を低変形拡散溶接するための方法 | |
| CN111960844B (zh) | 一种陶瓷连接件及其制备方法和应用 | |
| JPH0723264B2 (ja) | 炭化ケイ素成形体部材の結合方法 | |
| JPH0247428B2 (ja) | ||
| US5407504A (en) | Method for joining ceramic to ceramic or to carbon | |
| JPH055790B2 (ja) | ||
| CN109369208B (zh) | 一种碳化硅连接用钎料及其制备方法和应用 | |
| GB2066291A (en) | Ternary alloys | |
| Singh | Joining of Silicon Carbide‐Based Ceramics by Reaction Forming Approach | |
| JPS60200868A (ja) | 炭化ケイ素又は窒化ケイ素焼結体の接合方法 | |
| Nakamura et al. | Joining of silicon nitride ceramics by hot pressing | |
| JPH0930870A (ja) | セラミックス金属接合体および加速器用ダクト | |
| JPS63164228A (ja) | セラミツク製ワイヤボンデイング用キヤピラリ− | |
| Ahmad et al. | Microwave-assisted pyrolysis of SiC and its application to joining | |
| JP2676413B2 (ja) | 黒鉛とチタンまたはチタン合金との接合方法 | |
| JPH0134954B2 (ja) | ||
| JPS61132570A (ja) | セラミツク部材の接合方法 | |
| JP2597880B2 (ja) | セラミックス用接合剤 | |
| JP2005139057A (ja) | 粉末焼結セラミックスのメタライズ法 | |
| CN117773413A (zh) | 一种用于陶瓷钎焊的高温难熔合金钎料及其制备方法 | |
| JPS63162584A (ja) | 窒化珪素質焼結体の接合体及び接合方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |