JPH07149589A - アルミナセラミックス表面への金属層形成方法 - Google Patents
アルミナセラミックス表面への金属層形成方法Info
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- JPH07149589A JPH07149589A JP33911293A JP33911293A JPH07149589A JP H07149589 A JPH07149589 A JP H07149589A JP 33911293 A JP33911293 A JP 33911293A JP 33911293 A JP33911293 A JP 33911293A JP H07149589 A JPH07149589 A JP H07149589A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チタンを含んだ金属ロウを、アルミナセラミ
ックス表面に強固にロウ付けすることができる安価で簡
便な金属層を形成する方法を提供すること。 【構成】 アルミナセラミックスの表面に次亜硝酸塩
（次亜硝酸（ＨＯＮ＝ＮＯＨ）の塩）を塗布して窒素雰
囲気中にて１１００〜１４５０℃で加熱処理することに
より、アルミナセラミックス表面に窒化層を形成し、そ
の面上に銀と銅、或いは金とニッケルからなるマトリッ
クス中に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の活性
金属を含有した金属ロウをロウ付けすることにより金属
層を形成することとした。
ックス表面に強固にロウ付けすることができる安価で簡
便な金属層を形成する方法を提供すること。 【構成】 アルミナセラミックスの表面に次亜硝酸塩
（次亜硝酸（ＨＯＮ＝ＮＯＨ）の塩）を塗布して窒素雰
囲気中にて１１００〜１４５０℃で加熱処理することに
より、アルミナセラミックス表面に窒化層を形成し、そ
の面上に銀と銅、或いは金とニッケルからなるマトリッ
クス中に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の活性
金属を含有した金属ロウをロウ付けすることにより金属
層を形成することとした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス表面に金
属層を形成する方法に関し、特にアルミナセラミックス
表面に金属層を形成する方法に関する。
属層を形成する方法に関し、特にアルミナセラミックス
表面に金属層を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミナセラミックスは、特性が優れて
おりしかも安価であるなどの利点から現在最も一般的に
使われているセラミックスであるが、アルミナセラミッ
クスの表面に形成された金属層は、導体として、或いは
該セラミックスと異種金属との接合のためによく用いら
れる。そのため、形成された金属層は、セラミックス表
面に対して高強度で接合されていることが必要となる。
おりしかも安価であるなどの利点から現在最も一般的に
使われているセラミックスであるが、アルミナセラミッ
クスの表面に形成された金属層は、導体として、或いは
該セラミックスと異種金属との接合のためによく用いら
れる。そのため、形成された金属層は、セラミックス表
面に対して高強度で接合されていることが必要となる。
【０００３】従来のアルミナセラミックス表面への金属
層の形成方法は、高強度で接合する必要があるため、例
えば高融点金属であるＭｏ−ＭｎやＮｉ−Ｗなどから成
る金属を１５００℃程度の高温でセラミックス表面に焼
き付けて金属層を形成する方法が採られている。しかし
この方法では、製造に高温を要するため、生産効率が悪
く、歩留りを悪くしたり、製造原価を高くしたりなどの
問題があった。
層の形成方法は、高強度で接合する必要があるため、例
えば高融点金属であるＭｏ−ＭｎやＮｉ−Ｗなどから成
る金属を１５００℃程度の高温でセラミックス表面に焼
き付けて金属層を形成する方法が採られている。しかし
この方法では、製造に高温を要するため、生産効率が悪
く、歩留りを悪くしたり、製造原価を高くしたりなどの
問題があった。
【０００４】また、近年においては、金属層を形成する
安価で簡便な方法として、従来より使用されている銀と
銅との共晶組成から成るロウ中に、活性金属であるチタ
ンを含んだ金属ロウを使用して、８００℃前後の低い温
度でセラミックスにロウ付けする方法も採られている。
安価で簡便な方法として、従来より使用されている銀と
銅との共晶組成から成るロウ中に、活性金属であるチタ
ンを含んだ金属ロウを使用して、８００℃前後の低い温
度でセラミックスにロウ付けする方法も採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法では、
窒化珪素や炭化珪素などの非酸化物セラミックスに対し
ては、セラミックスとロウとの界面でロウ中に存在する
チタン（Ｔｉ）と、セラミックス中の窒素（Ｎ）や炭素
（Ｃ）とが、反応してＴｉＮやＴｉＣとなって強く結合
するため、高い接合強度を有する金属層が得られるが、
酸化物セラミックスに対しては、ロウ中のチタンと酸化
物セラミックス中の酸素（Ｏ）とが反応して、脆い酸化
物であるＴｉＯ及びＴｉＯ２が生成してしまい、また、
非酸化物セラミックスに比べロウの濡れ性が悪いなどの
理由のため、高い接合強度を有する金属層を得るのは難
しかった。
窒化珪素や炭化珪素などの非酸化物セラミックスに対し
ては、セラミックスとロウとの界面でロウ中に存在する
チタン（Ｔｉ）と、セラミックス中の窒素（Ｎ）や炭素
（Ｃ）とが、反応してＴｉＮやＴｉＣとなって強く結合
するため、高い接合強度を有する金属層が得られるが、
酸化物セラミックスに対しては、ロウ中のチタンと酸化
物セラミックス中の酸素（Ｏ）とが反応して、脆い酸化
物であるＴｉＯ及びＴｉＯ２が生成してしまい、また、
非酸化物セラミックスに比べロウの濡れ性が悪いなどの
理由のため、高い接合強度を有する金属層を得るのは難
しかった。
【０００６】この酸化物セラミックスの中でもアルミナ
セラミックスは、チタンを含んだロウの濡れ性が特に悪
く、そのため、チタンを含んだロウを用いて金属層を形
成することに対しては、実用に耐える接合強度を持つ金
属層を得るには非常に難しいという問題があった。
セラミックスは、チタンを含んだロウの濡れ性が特に悪
く、そのため、チタンを含んだロウを用いて金属層を形
成することに対しては、実用に耐える接合強度を持つ金
属層を得るには非常に難しいという問題があった。
【０００７】本発明は、上述した従来技術が有する課題
に鑑みなされたものであって、その目的は、アルミナセ
ラミックスに対し、チタンを含んだ金属ロウを、セラミ
ックス表面に強固にロウ付けすることができる安価で簡
便な金属層を形成する方法を提供することにある。
に鑑みなされたものであって、その目的は、アルミナセ
ラミックスに対し、チタンを含んだ金属ロウを、セラミ
ックス表面に強固にロウ付けすることができる安価で簡
便な金属層を形成する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、アルミナセラミック
ス表面に金属層を形成する方法として、アルミナセラミ
ックスの表面に窒化層を形成し、その面上に活性金属を
含有するロウで金属層を形成する方法を採れば目的を達
成することができるとの知見を得て、本発明を完成し
た。
を達成するため鋭意研究した結果、アルミナセラミック
ス表面に金属層を形成する方法として、アルミナセラミ
ックスの表面に窒化層を形成し、その面上に活性金属を
含有するロウで金属層を形成する方法を採れば目的を達
成することができるとの知見を得て、本発明を完成し
た。
【０００９】上記アルミナセラミックス表面に窒化層を
形成する方法としては、該セラミックスの表面に次亜硝
酸塩を塗布した後、窒素雰囲気中にて１１００〜１４５
０℃で加熱処理するものとした。
形成する方法としては、該セラミックスの表面に次亜硝
酸塩を塗布した後、窒素雰囲気中にて１１００〜１４５
０℃で加熱処理するものとした。
【００１０】アルミナセラミックスの表面に次亜硝酸塩
（次亜硝酸（ＨＯＮ＝ＮＯＨ）の塩〕を塗布して窒素雰
囲気中にて加熱処理することにより、アルミナ（Ａｌ２
Ｏ３）中のアルミニウム（Ａｌ）と、次亜硝酸塩中の窒
素（Ｎ）とが反応して結合し、窒化物であるＡｌＮの被
膜、即ち窒化層が形成される。
（次亜硝酸（ＨＯＮ＝ＮＯＨ）の塩〕を塗布して窒素雰
囲気中にて加熱処理することにより、アルミナ（Ａｌ２
Ｏ３）中のアルミニウム（Ａｌ）と、次亜硝酸塩中の窒
素（Ｎ）とが反応して結合し、窒化物であるＡｌＮの被
膜、即ち窒化層が形成される。
【００１１】また、上記次亜硝酸塩としては、例えば次
亜硝酸アンモニア、次亜硝酸ナトリウムなどがあるが、
それらをペースト状などにしてセラミックスの表面に塗
布すればよい。
亜硝酸アンモニア、次亜硝酸ナトリウムなどがあるが、
それらをペースト状などにしてセラミックスの表面に塗
布すればよい。
【００１２】さらに、加熱処理する温度としては、１１
００〜１４５０℃が好ましく、１１００℃よりも低いと
アルミナセラミックス中のＡｌと次亜硝酸塩中のＮとが
反応しないので、ＡｌＮ層が形成されず、また、１４５
０℃より高いとアルミナセラミックス中の焼結助剤が滲
み出してしまうので、これ以上高くできない。
００〜１４５０℃が好ましく、１１００℃よりも低いと
アルミナセラミックス中のＡｌと次亜硝酸塩中のＮとが
反応しないので、ＡｌＮ層が形成されず、また、１４５
０℃より高いとアルミナセラミックス中の焼結助剤が滲
み出してしまうので、これ以上高くできない。
【００１３】上記活性金属を含有する金属ロウとして
は、銀と銅、或いは金とニッケルから成るマトリックス
中に、チタンまたは同様の働きを持つジルコニウム、ハ
フニウム等の活性金属を含むロウであるとした。
は、銀と銅、或いは金とニッケルから成るマトリックス
中に、チタンまたは同様の働きを持つジルコニウム、ハ
フニウム等の活性金属を含むロウであるとした。
【００１４】このロウをアルミナセラミックス表面に形
成されたＡｌＮの室化層の面上に、８００℃程度の温度
でロウ付けすると、セラミックス面に良くロウが濡れ、
さらに窒化層中のＮとロウ中のＴｉ等とが反応してその
界面にＴｉＮ等を形成し、強固に接合して金属層が形成
される。
成されたＡｌＮの室化層の面上に、８００℃程度の温度
でロウ付けすると、セラミックス面に良くロウが濡れ、
さらに窒化層中のＮとロウ中のＴｉ等とが反応してその
界面にＴｉＮ等を形成し、強固に接合して金属層が形成
される。
【００１５】以上の方法を採ることにより、低温度で使
用されるチタン等を含んだ金属ロウを、アルミナセラミ
ックスに強固にロウ付けすることが出来、その結果、安
価で簡便にアルミナセラミックス表面に金属層を形成す
ることが出来る。
用されるチタン等を含んだ金属ロウを、アルミナセラミ
ックスに強固にロウ付けすることが出来、その結果、安
価で簡便にアルミナセラミックス表面に金属層を形成す
ることが出来る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。
本発明をより詳細に説明する。
【００１７】（実施例１〜５）セラミックスとして１０
ｍｍ角で、厚さ３ｍｍのアルミナセラミックス〔（株）
日本セラテック社製〕を用い、その表面にスクリーン印
刷で次亜硝酸ナトリウムを塗布し、１１００〜１４５０
℃の窒素雰囲気中で加熱処理した。加熱処理後、直径３
ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの活性金属を含有するロウ（７
１Ａｇ−２７Ｃｕ−２Ｔｉｗｔ％）を介して、直径３ｍ
ｍのコバール〔住友特殊金属（株）社製ＫＶ−２〕を接
合し、それを引っ張ることによりアルミナセラミックス
に接合した金属層の接合強度を求めた。
ｍｍ角で、厚さ３ｍｍのアルミナセラミックス〔（株）
日本セラテック社製〕を用い、その表面にスクリーン印
刷で次亜硝酸ナトリウムを塗布し、１１００〜１４５０
℃の窒素雰囲気中で加熱処理した。加熱処理後、直径３
ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの活性金属を含有するロウ（７
１Ａｇ−２７Ｃｕ−２Ｔｉｗｔ％）を介して、直径３ｍ
ｍのコバール〔住友特殊金属（株）社製ＫＶ−２〕を接
合し、それを引っ張ることによりアルミナセラミックス
に接合した金属層の接合強度を求めた。
【００１８】なお、この時のロウ付けは、真空雰囲気中
で８００℃に加熱処理することにより行った。また、接
合したコバールを垂直方向に引っ張り、破壊に至るまで
の引っ張り強度を測定し、その強度をロウ（金属層）の
接合強度とした。その結果を表１に示す。
で８００℃に加熱処理することにより行った。また、接
合したコバールを垂直方向に引っ張り、破壊に至るまで
の引っ張り強度を測定し、その強度をロウ（金属層）の
接合強度とした。その結果を表１に示す。
【００１９】（比較例１〜３）また、比較のため、実施
例と同一の材料を用い、次亜硝酸ナトリウムを塗布した
アルミナセラミックスを表１に示す温度で加熱処理した
後、実施例と同様に接合した。得られた接合体に対し
て、同じく実施例と同様に接合強度を求めた。その結果
を表１に示す。
例と同一の材料を用い、次亜硝酸ナトリウムを塗布した
アルミナセラミックスを表１に示す温度で加熱処理した
後、実施例と同様に接合した。得られた接合体に対し
て、同じく実施例と同様に接合強度を求めた。その結果
を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１から明らかなように、実施例において
は、いずれも実用強度（５０ＭＰａ）を満たす接合体が
得られた。これに対して比較例では、加熱処理温度が規
定範囲外にあるので、満足な結果が得られなかった。
は、いずれも実用強度（５０ＭＰａ）を満たす接合体が
得られた。これに対して比較例では、加熱処理温度が規
定範囲外にあるので、満足な結果が得られなかった。
【００２２】
【発明の効果】以上、説明した本発明にかかるアルミナ
セラミックス表面への金属層形成方法によれば、アルミ
ナセラミックスの表面に接合強度の高い金属層を接合す
ることが出来、その結果、アルミナセラミックス表面に
安価で簡便に金属層を形成することが出来る。
セラミックス表面への金属層形成方法によれば、アルミ
ナセラミックスの表面に接合強度の高い金属層を接合す
ることが出来、その結果、アルミナセラミックス表面に
安価で簡便に金属層を形成することが出来る。
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミナセラミックス表面に窒化層を形
成し、その面上に活性金属を含有する金属ロウをロウ付
けして金属層を形成することを特徴とするアルミナセラ
ミックス表面への金属層形成方法。 - 【請求項２】 アルミナセラミックス表面に窒化層を形
成する方法が、該セラミックスの表面に次亜硝酸塩を塗
布した後、窒素雰囲気中にて１１００〜１４５０℃で加
熱処理するものであることを特徴とする請求項１記載の
アルミナセラミックス表面への金属層形成方法。 - 【請求項３】 活性金属を含有するロウが、銀と銅、或
いは金とニッケルから成るマトリックス中に、チタン、
ジルコニウム、ハフニウムの活性金属を含むロウである
ことを特徴とする請求項１又は２記載のアルミナセラミ
ックス表面への金属層形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33911293A JPH07149589A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | アルミナセラミックス表面への金属層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33911293A JPH07149589A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | アルミナセラミックス表面への金属層形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07149589A true JPH07149589A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=18324379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33911293A Pending JPH07149589A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | アルミナセラミックス表面への金属層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07149589A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015337A3 (de) * | 1996-10-10 | 1998-06-11 | Marcel Huder | Festkörperfilter |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP33911293A patent/JPH07149589A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015337A3 (de) * | 1996-10-10 | 1998-06-11 | Marcel Huder | Festkörperfilter |
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