JPH09108886A - 部材の接合構造 - Google Patents
部材の接合構造Info
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- JPH09108886A JPH09108886A JP30039795A JP30039795A JPH09108886A JP H09108886 A JPH09108886 A JP H09108886A JP 30039795 A JP30039795 A JP 30039795A JP 30039795 A JP30039795 A JP 30039795A JP H09108886 A JPH09108886 A JP H09108886A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膨脹係数の異なる二つの部材の接合歪みを小
さくできる接合構造に係わる。 【解決手段】 少なくとも一方の部材の接合面が金属か
らなる二つの部材がＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の
融体相を間に挟んで冶金的に接合された構造であって、
該接合部金属面が金属Ｍの融体と反応せず、かつ該Ｍ−
Ｘ合金の接合時の融体温度では固相状態で存在する金属
Ｙからなり、該金属Ｙに該活性金属Ｘが拡散することに
よって合金Ｍ−Ｘと金属Ｙが冶金的に接合されてなるこ
とを特徴とする。
さくできる接合構造に係わる。 【解決手段】 少なくとも一方の部材の接合面が金属か
らなる二つの部材がＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の
融体相を間に挟んで冶金的に接合された構造であって、
該接合部金属面が金属Ｍの融体と反応せず、かつ該Ｍ−
Ｘ合金の接合時の融体温度では固相状態で存在する金属
Ｙからなり、該金属Ｙに該活性金属Ｘが拡散することに
よって合金Ｍ−Ｘと金属Ｙが冶金的に接合されてなるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、部材の接合構造に関わ
り、さらに詳しくは、膨脹係数の異なる二つの部材の接
合歪みを小さくできる接合構造に係わるものである。
り、さらに詳しくは、膨脹係数の異なる二つの部材の接
合歪みを小さくできる接合構造に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】金属−金属あるいは金属−セラミックの
接合で、熱膨張係数の異なる部材を接合する際、柔らか
い金属をろう材に使用して接合する場合が多い。例え
ば、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ等の低融点金属、Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金属はおしなべて柔らかい
金属で、これらを用いて接合すると熱膨張係数の違いに
よって生ずる熱歪はこれらの金属の塑性変形あるいは弾
性変形によって緩和される。この際問題は、これらろう
材金属の中に接合部材の接合面金属の溶け込みが起こる
ことである。この結果、ろう材金属が硬化し、ろう材金
属の変形抵抗が大きくなり、接合部の残留応力が大きく
なる。部材の一方がセラミックの場合、最悪の場合、セ
ラミックが破壊されることがある。この溶け込みは冶金
学的に不可避な現象であるので、従来は溶け込みによる
変形抵抗の増大は容認した上で、いかにして残留応力を
小さくするかに考慮が払われている。最も一般的な方法
は中間的な膨脹係数を有する中間層を挿入することであ
る。中間層の挿入によって、隣り合う部材間の熱膨張差
をできるだけ小さくして残留応力を小さくすることが行
われているにすぎず、根本的な解決は計られていないの
が現状である。
接合で、熱膨張係数の異なる部材を接合する際、柔らか
い金属をろう材に使用して接合する場合が多い。例え
ば、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ等の低融点金属、Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金属はおしなべて柔らかい
金属で、これらを用いて接合すると熱膨張係数の違いに
よって生ずる熱歪はこれらの金属の塑性変形あるいは弾
性変形によって緩和される。この際問題は、これらろう
材金属の中に接合部材の接合面金属の溶け込みが起こる
ことである。この結果、ろう材金属が硬化し、ろう材金
属の変形抵抗が大きくなり、接合部の残留応力が大きく
なる。部材の一方がセラミックの場合、最悪の場合、セ
ラミックが破壊されることがある。この溶け込みは冶金
学的に不可避な現象であるので、従来は溶け込みによる
変形抵抗の増大は容認した上で、いかにして残留応力を
小さくするかに考慮が払われている。最も一般的な方法
は中間的な膨脹係数を有する中間層を挿入することであ
る。中間層の挿入によって、隣り合う部材間の熱膨張差
をできるだけ小さくして残留応力を小さくすることが行
われているにすぎず、根本的な解決は計られていないの
が現状である。
【０００３】
【発明が解決する課題】本発明は、かかる状況に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、接合面金属
の溶け込みを皆無あるいは極小にすることができる新し
い接合構造を提供せんとするものである。
なされたもので、その目的とするところは、接合面金属
の溶け込みを皆無あるいは極小にすることができる新し
い接合構造を提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記問題に関
して鋭意研究を行った結果、次の知見を得た。すなわ
ち、接合部での溶け込みをなくすためには、ろう材と接
合部金属が反応しない、あるいは合金を作らない金属の
組合わせにすると、溶融したろう材に接合部金属は溶け
込むことがない（しかし反面接合も起こらないが）こと
に着目し、本発明に思い至った。すなわち、 １．少なくとも一方の部材の接合面が金属からなる二つ
の部材がＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体相を間
に挟んで冶金的に接合された構造であって、該接合部金
属面が金属Ｍの融体と反応せず、かつ該Ｍ−Ｘ合金の接
合時の融体温度では固相状態で存在する金属Ｙからな
り、該金属Ｙに該活性金属Ｘが拡散することによって合
金Ｍ−Ｘと金属Ｙが冶金的に接合されてなることを特徴
とする部材の接合構造。 ２．上記金属ＭがＩｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａ
Ｌ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，の中から選ばれた一種あ
るいは二種以上の金属を主成分にする合金であって、金
属ＹがＣｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた金属である１に記載
の接合構造。 ３．上記冶金的接合がロー付である１あるいは２に記載
の接合構造。 ４．少なくとも一方の部材が金属からなる二つの部材
が、Ｍ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体相を間に挟
んで冶金的に接合された構造であって、該金属部材の少
なくとも接合面が、（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）の中から選ば
れた一種あるいは二種以上の金属と、（Ｃｒ，ＡＬ，Ｓ
ｉ）の中から選ばれた一種あるいは二種以上の金属を主
成分とする合金で、かつＣｒにあっては１０％以上，Ａ
Ｌにあっては１％以上，Ｓｉにあっては１％以上の合金
からなり、該合金の表面に成分として含むＣｒあるいは
ＡＬあるいはＳｉの酸化膜が形成されてなることを特徴
とする部材の接合構造。 ５．上記金属Ｍが、Ｉｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａ
Ｌ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，の中から選ばれた一種あ
るいは二種以上の金属を主成分にする合金である４に記
載の接合構造。 ６．少なくとも一方の部材が金属からなる二つの部材が
Ｍ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融汰を間に挟んで冶
金的に接合された構造であって、該接合部金属表面が窒
化されてなることを特徴とする部材の接合構造。 ７．上記活性金属Ｘが、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中か
ら選ばれた金属である１〜６のいずれかに記載の接合構
造。
して鋭意研究を行った結果、次の知見を得た。すなわ
ち、接合部での溶け込みをなくすためには、ろう材と接
合部金属が反応しない、あるいは合金を作らない金属の
組合わせにすると、溶融したろう材に接合部金属は溶け
込むことがない（しかし反面接合も起こらないが）こと
に着目し、本発明に思い至った。すなわち、 １．少なくとも一方の部材の接合面が金属からなる二つ
の部材がＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体相を間
に挟んで冶金的に接合された構造であって、該接合部金
属面が金属Ｍの融体と反応せず、かつ該Ｍ−Ｘ合金の接
合時の融体温度では固相状態で存在する金属Ｙからな
り、該金属Ｙに該活性金属Ｘが拡散することによって合
金Ｍ−Ｘと金属Ｙが冶金的に接合されてなることを特徴
とする部材の接合構造。 ２．上記金属ＭがＩｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａ
Ｌ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，の中から選ばれた一種あ
るいは二種以上の金属を主成分にする合金であって、金
属ＹがＣｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた金属である１に記載
の接合構造。 ３．上記冶金的接合がロー付である１あるいは２に記載
の接合構造。 ４．少なくとも一方の部材が金属からなる二つの部材
が、Ｍ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体相を間に挟
んで冶金的に接合された構造であって、該金属部材の少
なくとも接合面が、（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）の中から選ば
れた一種あるいは二種以上の金属と、（Ｃｒ，ＡＬ，Ｓ
ｉ）の中から選ばれた一種あるいは二種以上の金属を主
成分とする合金で、かつＣｒにあっては１０％以上，Ａ
Ｌにあっては１％以上，Ｓｉにあっては１％以上の合金
からなり、該合金の表面に成分として含むＣｒあるいは
ＡＬあるいはＳｉの酸化膜が形成されてなることを特徴
とする部材の接合構造。 ５．上記金属Ｍが、Ｉｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａ
Ｌ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，の中から選ばれた一種あ
るいは二種以上の金属を主成分にする合金である４に記
載の接合構造。 ６．少なくとも一方の部材が金属からなる二つの部材が
Ｍ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融汰を間に挟んで冶
金的に接合された構造であって、該接合部金属表面が窒
化されてなることを特徴とする部材の接合構造。 ７．上記活性金属Ｘが、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中か
ら選ばれた金属である１〜６のいずれかに記載の接合構
造。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、少なくとも一方の部材
が金属からなる部材の接合構造である。すなわち、金属
−金属、、金属−セラミックの接合構造である。これら
部材はＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体相を間に
挟んで接合されている。つまり溶融したＭ−Ｘ合金によ
って冶金的に接合されている。このとき金属部材の接合
面は金属Ｍとは合金を形成しない金属Ｙあるいは溶融し
た金属Ｍと反応しない酸化膜あるいは窒化膜が形成され
た金属材料からなる。金属Ｙの場合、Ｙは溶融した金属
Ｍに溶け込むこともないし、また、酸化膜、窒化膜が形
成された金属材料の場合、この金属成分が金属Ｍに溶け
込むこともない。しかし反面、冶金的に接合されること
もない。ここでＭの中に添加された活性金属Ｘが金属Ｙ
あるいは酸化膜、窒化膜に拡散することによって融体Ｍ
−Ｘ合金と金属Ｙあるいは融体Ｍ−Ｘ合金と酸化膜ある
いは窒化膜が冶金的に接合される。
が金属からなる部材の接合構造である。すなわち、金属
−金属、、金属−セラミックの接合構造である。これら
部材はＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体相を間に
挟んで接合されている。つまり溶融したＭ−Ｘ合金によ
って冶金的に接合されている。このとき金属部材の接合
面は金属Ｍとは合金を形成しない金属Ｙあるいは溶融し
た金属Ｍと反応しない酸化膜あるいは窒化膜が形成され
た金属材料からなる。金属Ｙの場合、Ｙは溶融した金属
Ｍに溶け込むこともないし、また、酸化膜、窒化膜が形
成された金属材料の場合、この金属成分が金属Ｍに溶け
込むこともない。しかし反面、冶金的に接合されること
もない。ここでＭの中に添加された活性金属Ｘが金属Ｙ
あるいは酸化膜、窒化膜に拡散することによって融体Ｍ
−Ｘ合金と金属Ｙあるいは融体Ｍ−Ｘ合金と酸化膜ある
いは窒化膜が冶金的に接合される。
【０００６】添加される活性金属Ｘは０．１〜数％の添
加で十分である。好ましくは０．１〜５％、最も好まし
くは０．５〜２％である。過度（１０％以上）の添加は
Ｍ−Ｘ合金を硬くするので好ましくない。
加で十分である。好ましくは０．１〜５％、最も好まし
くは０．５〜２％である。過度（１０％以上）の添加は
Ｍ−Ｘ合金を硬くするので好ましくない。
【０００７】金属Ｙは、少なくとも部材表面がＹであれ
ばよいので、部材全体が必ずしもＹである必要はない。
異種材の上に金属Ｙが被覆されたものでもよい。被覆の
有効な手段はメッキ、溶射、スパッタリングである。
ばよいので、部材全体が必ずしもＹである必要はない。
異種材の上に金属Ｙが被覆されたものでもよい。被覆の
有効な手段はメッキ、溶射、スパッタリングである。
【０００８】金属ＹはＣｒ，Ｍｏ，Ｗあるいはこれらの
合金であり、金属Ｍは、Ｉｎ，ＳｎＺｎ，Ｐｂ，Ｃｄ、
ＡＬ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄの中から選ばれた一種あ
るいは二種以上の金属を主成分にする合金である。
合金であり、金属Ｍは、Ｉｎ，ＳｎＺｎ，Ｐｂ，Ｃｄ、
ＡＬ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄの中から選ばれた一種あ
るいは二種以上の金属を主成分にする合金である。
【０００９】表面に酸化膜が形成された部材にあって
は、表面の成分組成が、（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）の中から
選ばれた一種あるいは二種以上の金属と、（Ｃｒ，Ａ
Ｌ，Ｓｉ）の中から選ばれた一種あるいは二種以上の金
属を主成分とする合金で、かつＣｒ ＡＬ，Ｓｉが単独
で存在する場合、Ｃｒにあっては１０％以上，ＡＬにあ
っては１％以上，Ｓｉにあっては１％以上のものが好ま
しい。ＣｒとＡＬ、ＣｒとＳｉが共存する場合、Ｃｒは
５％以上で、ＡＬ，Ｓｉはそれぞれ０．５％以上が好ま
しい。ＡＬ，Ｓｉが共存する場合、ＡＬ，Ｓｉの和が１
％以上が好ましい。Ｃｒ、ＡＬ，Ｓｉが共存する場合、
Ｃｒは５％以上でＡＬ，Ｓｉの和が０．５％以上が好ま
しい。これらの成分範囲のものは表面に緻密で、密着性
が強く、安定した酸化膜が形成できる。これらの元素の
上限は、Ｃｒには特別な制限はないが、経済性を考慮す
ると、４０％程度まで、ＡＬでは５％程度まで、Ｓｉで
は１０％程度までである。上限を越えると溶製が困難に
なる。部材は、全体が上記成分の材料で一体的に形成さ
れていてもよく、あるいは表面だけこの成分になるよう
にしたものでもよい。つまりこの成分のものを表面に被
覆したものでもよい。被覆に当たって、特別な限定はな
く、本成分の被覆が形成できればいかなる方法でも適用
できるが、中でもとりわけ溶射が有効である。本成分の
材料は、高温８００℃以上で酸化焼鈍するとさらに緻密
で厚い酸化膜が形成される。また、接合部材金属の表面
にセラミックを被覆することによって酸化膜を形成する
ようにしてもよい。すなわち、セラミックを溶射、スパ
ッタリング、ＰＶＤ，ＣＶＤ、あるいはゾルーゲル法等
の手段で被覆してもよい。スパッタリング、ＰＶＤ，Ｃ
ＶＤの手法を採用すると窒化物、炭化物被膜も形成で
き、いずれも本発明には有効である。
は、表面の成分組成が、（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）の中から
選ばれた一種あるいは二種以上の金属と、（Ｃｒ，Ａ
Ｌ，Ｓｉ）の中から選ばれた一種あるいは二種以上の金
属を主成分とする合金で、かつＣｒ ＡＬ，Ｓｉが単独
で存在する場合、Ｃｒにあっては１０％以上，ＡＬにあ
っては１％以上，Ｓｉにあっては１％以上のものが好ま
しい。ＣｒとＡＬ、ＣｒとＳｉが共存する場合、Ｃｒは
５％以上で、ＡＬ，Ｓｉはそれぞれ０．５％以上が好ま
しい。ＡＬ，Ｓｉが共存する場合、ＡＬ，Ｓｉの和が１
％以上が好ましい。Ｃｒ、ＡＬ，Ｓｉが共存する場合、
Ｃｒは５％以上でＡＬ，Ｓｉの和が０．５％以上が好ま
しい。これらの成分範囲のものは表面に緻密で、密着性
が強く、安定した酸化膜が形成できる。これらの元素の
上限は、Ｃｒには特別な制限はないが、経済性を考慮す
ると、４０％程度まで、ＡＬでは５％程度まで、Ｓｉで
は１０％程度までである。上限を越えると溶製が困難に
なる。部材は、全体が上記成分の材料で一体的に形成さ
れていてもよく、あるいは表面だけこの成分になるよう
にしたものでもよい。つまりこの成分のものを表面に被
覆したものでもよい。被覆に当たって、特別な限定はな
く、本成分の被覆が形成できればいかなる方法でも適用
できるが、中でもとりわけ溶射が有効である。本成分の
材料は、高温８００℃以上で酸化焼鈍するとさらに緻密
で厚い酸化膜が形成される。また、接合部材金属の表面
にセラミックを被覆することによって酸化膜を形成する
ようにしてもよい。すなわち、セラミックを溶射、スパ
ッタリング、ＰＶＤ，ＣＶＤ、あるいはゾルーゲル法等
の手段で被覆してもよい。スパッタリング、ＰＶＤ，Ｃ
ＶＤの手法を採用すると窒化物、炭化物被膜も形成で
き、いずれも本発明には有効である。
【００１０】表面に窒化膜が形成された部材にあって
は、成分に特別な制限はないが、窒化鋼と称せられる鋼
材が好ましい。
は、成分に特別な制限はないが、窒化鋼と称せられる鋼
材が好ましい。
【００１１】活性金属は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ
の中から一種あるいは二種以上を選んで適宜使用しても
よい。
の中から一種あるいは二種以上を選んで適宜使用しても
よい。
【００１２】
実施例１ 部材１： アルミナの板（φ２００ｍｍ×１０ｍｍ厚
さ） 部材２： 炭素鋼の板（φ２００ｍｍ×２０ｍｍ厚さ） ろう材：Ｉｎ−１％Ｔｉ（１００ミクロン） 部材１と２の間にろう材の箔を挟み、真空中（１×１０
−５トール）８００℃に加熱してロー付した。アルミナ
の板にはクラックが発生した。ろう材（Ｉｎ−１％Ｔ
ｉ）には鉄が多量に溶け込んでいた。次に、部材２の炭
素鋼の板に５ミクロン、ニッケルメッキし、この上にク
ロムを１０ミクロンメッキし、同じくＩｎ−１％Ｔｉ
（１００ミクロン）を挟んで同じ条件でロー付した。ア
ルミナは割れることなく接合できた。ミクロ組織を観察
した結果、クロムのＩｎ中への溶け込みは認められなか
った。また成分分析でも、ろう材へのクロムの溶け込み
は認められなかった。クロムを被覆することによって、
Ｉｎ中へ鋼の溶け込みが阻止され、割れ防止に効果があ
ることが確認できた。
さ） 部材２： 炭素鋼の板（φ２００ｍｍ×２０ｍｍ厚さ） ろう材：Ｉｎ−１％Ｔｉ（１００ミクロン） 部材１と２の間にろう材の箔を挟み、真空中（１×１０
−５トール）８００℃に加熱してロー付した。アルミナ
の板にはクラックが発生した。ろう材（Ｉｎ−１％Ｔ
ｉ）には鉄が多量に溶け込んでいた。次に、部材２の炭
素鋼の板に５ミクロン、ニッケルメッキし、この上にク
ロムを１０ミクロンメッキし、同じくＩｎ−１％Ｔｉ
（１００ミクロン）を挟んで同じ条件でロー付した。ア
ルミナは割れることなく接合できた。ミクロ組織を観察
した結果、クロムのＩｎ中への溶け込みは認められなか
った。また成分分析でも、ろう材へのクロムの溶け込み
は認められなかった。クロムを被覆することによって、
Ｉｎ中へ鋼の溶け込みが阻止され、割れ防止に効果があ
ることが確認できた。
【００１３】実施例２ 部材１： Ｍｏの板（φ１８０ｍｍ×５ｍｍ厚さ） 部材２： 純銅の板（φ１８０ｍｍ×１０ｍｍ厚さ） ろう材：Ｓｎ−１％Ｚｒ（８０ミクロン） 部材１と２の間にろう材の箔を挟み、真空中（１×１０
−５トール）８５０℃に加熱してロー付した。接合材は
純銅の方向に弓なりに反っていた。反り量は、１０００
ミクロンであった。ろう材（Ｓｎ−１％Ｚｒ）には銅が
多量に溶け込んでいた。次に、部材２の純銅の板に１０
０ミクロン，タングステンを溶射し、Ｓｎ−１％Ｚｒ
（８０ミクロン）を挟んで同じ条件でロー付した。反り
量は、３００ミクロンであった。ミクロ組織を観察した
結果、タングステンのＳｎ中への溶け込みはなかった。
また成分分析でも、ろう材へのタングステンの溶け込み
は認められなかった。タングステンを被覆することによ
って、Ｓｎ中へ銅の溶け込みが阻止され、変形防止に著
効があることが確認できた。
−５トール）８５０℃に加熱してロー付した。接合材は
純銅の方向に弓なりに反っていた。反り量は、１０００
ミクロンであった。ろう材（Ｓｎ−１％Ｚｒ）には銅が
多量に溶け込んでいた。次に、部材２の純銅の板に１０
０ミクロン，タングステンを溶射し、Ｓｎ−１％Ｚｒ
（８０ミクロン）を挟んで同じ条件でロー付した。反り
量は、３００ミクロンであった。ミクロ組織を観察した
結果、タングステンのＳｎ中への溶け込みはなかった。
また成分分析でも、ろう材へのタングステンの溶け込み
は認められなかった。タングステンを被覆することによ
って、Ｓｎ中へ銅の溶け込みが阻止され、変形防止に著
効があることが確認できた。
【００１４】実施例３ 部材１：アルミナの板（φ８０ｍｍ×５ｍｍ厚さ） 部材２：Ｆｅ−３％Ｃ−３％ＡＬ鋳鉄の板（φ８０ｍｍ
×１０ｍｍ厚さ） 比較材１：Ｆｅ−３％Ｃ鋳鉄の板（φ８０ｍｍ×１０ｍ
ｍ厚さ） 比較材２：Ｆｅ−３％Ｃ鋳鉄の板（φ８０ｍｍ×１０ｍ
ｍ厚さ）にＮｉ−１０％Ｃｒ−３％ＡＬ−１％Ｙ合金を
１００ミクロン溶射したもの。 ろう材：ＡＬ−０．５％Ｔｉ（１２０ミクロン） 部材２は大気中９００℃に２時間加熱して酸化処理し
た。部材１と２、および部材１と比較材１，２の間にそ
れぞれろう材の箔を挟み、真空中（１×１０−５トー
ル）８５０℃に加熱してロー付した。部材１と２ではア
ルミナは割れることなく接合できた。成分分析では、ろ
う材（ＡＬ−０．５％Ｔｉ）への鋳鉄の溶け込みは認め
られなかった。一方部材１と比較材１ではアルミナが割
れた。この組み合わせでは、アルミニウムと鋳鉄が合金
化し、硬くて脆い相が形成されていた。一方部材１と比
較材２ではアルミナが割れることなく接合できた。成分
分析では、ろう材（ＡＬ−０．５％Ｔｉ）への溶射層の
溶け込みは認められなかった。溶射層表面の酸化膜で溶
け込みが阻止されていた。部材表面の酸化膜によって合
金層の形成を阻止し、割れを防止できることが確認でき
た。
×１０ｍｍ厚さ） 比較材１：Ｆｅ−３％Ｃ鋳鉄の板（φ８０ｍｍ×１０ｍ
ｍ厚さ） 比較材２：Ｆｅ−３％Ｃ鋳鉄の板（φ８０ｍｍ×１０ｍ
ｍ厚さ）にＮｉ−１０％Ｃｒ−３％ＡＬ−１％Ｙ合金を
１００ミクロン溶射したもの。 ろう材：ＡＬ−０．５％Ｔｉ（１２０ミクロン） 部材２は大気中９００℃に２時間加熱して酸化処理し
た。部材１と２、および部材１と比較材１，２の間にそ
れぞれろう材の箔を挟み、真空中（１×１０−５トー
ル）８５０℃に加熱してロー付した。部材１と２ではア
ルミナは割れることなく接合できた。成分分析では、ろ
う材（ＡＬ−０．５％Ｔｉ）への鋳鉄の溶け込みは認め
られなかった。一方部材１と比較材１ではアルミナが割
れた。この組み合わせでは、アルミニウムと鋳鉄が合金
化し、硬くて脆い相が形成されていた。一方部材１と比
較材２ではアルミナが割れることなく接合できた。成分
分析では、ろう材（ＡＬ−０．５％Ｔｉ）への溶射層の
溶け込みは認められなかった。溶射層表面の酸化膜で溶
け込みが阻止されていた。部材表面の酸化膜によって合
金層の形成を阻止し、割れを防止できることが確認でき
た。
【００１５】実施例４ 部材１：アルミナの板（φ１００ｍｍ×５ｍｍ厚さ） 部材２：窒化処理したＦｅ−０．１％Ｃ−２％Ｃｒ鋼の
板（φ１００ｍｍ×１０ｍｍ厚さ） 比較材：Ｆｅ−０．１％Ｃ−２％Ｃｒ鋼の板（無処理）
（φ１００ｍｍ×１０ｍｍ厚さ） ろう材：Ｓｎ−０．５％Ｔｉ（１００ミクロン） 部材１と２、および部材１と比較材の間にそれぞれろう
材の箔を挟み、真空中（１×１０−５トール）８５０℃
に加熱してロー付した。部材１と２ではアルミナは割れ
ることなく接合できた。成分分析では、ろう材（Ｓｎ−
０．５％Ｔｉ）への鉄の溶け込みは認められなかった。
一方部材１と比較材ではアルミナが割れた。この組み合
わせでは、鉄がＳｎ中に溶け込んで硬くて脆い相が形成
されていた。部材表面の窒化膜によって合金層の形成を
阻止し、割れを防止できることが確認できた。
板（φ１００ｍｍ×１０ｍｍ厚さ） 比較材：Ｆｅ−０．１％Ｃ−２％Ｃｒ鋼の板（無処理）
（φ１００ｍｍ×１０ｍｍ厚さ） ろう材：Ｓｎ−０．５％Ｔｉ（１００ミクロン） 部材１と２、および部材１と比較材の間にそれぞれろう
材の箔を挟み、真空中（１×１０−５トール）８５０℃
に加熱してロー付した。部材１と２ではアルミナは割れ
ることなく接合できた。成分分析では、ろう材（Ｓｎ−
０．５％Ｔｉ）への鉄の溶け込みは認められなかった。
一方部材１と比較材ではアルミナが割れた。この組み合
わせでは、鉄がＳｎ中に溶け込んで硬くて脆い相が形成
されていた。部材表面の窒化膜によって合金層の形成を
阻止し、割れを防止できることが確認できた。
【００１６】実施例５ 部材１：炭化ケイ素の板（φ８０ｍｍ×２ｍｍ厚さ） 部材２：Ｆｅ−４２％Ｎｉ鋼の板（φ８０ｍｍ×１０ｍ
ｍ厚さ）（接合面に高純度アルミナを３０ミクロン溶
射） 比較材１：Ｆｅ−４２％Ｎｉ鋼の板（無処理）（φ８０
ｍｍ×１０ｍｍ厚さ） 比較材２：接合面にＴｉＣを０．５ミクロン、ＰＶＤで
被覆したＦｅ−４２％Ｎｉ鋼の板（φ８０ｍｍ×１０ｍ
ｍ厚さ） ろう材：Ｓｎ−５％Ａｇ−１％Ｚｒ（１００ミクロン） 部材１と２、および部材１と比較材１，２の間にそれぞ
れろう材の箔を挟み、真空中（１×１０−５トール）８
５０℃に加熱してロー付した。部材１と２ではセラミッ
クは割れることなく接合できた。一方部材１と比較材１
ではセラミックの板が割れた。この組み合わせでは、ろ
う材と４２Ｎｉ鋼が合金化し、硬くて脆い相が形成され
ていた。一方部材１と比較材２ではセラミックが割れる
ことなく接合できた。成分分析では、ろう材への４２Ｎ
ｉ鋼の溶け込みは認められなかった。ＴｉＣのＰＶＤ被
膜で溶け込みが阻止されていた。部材表面のセラミック
膜によって合金層の形成を阻止し、割れを防止できるこ
とが確認できた。
ｍ厚さ）（接合面に高純度アルミナを３０ミクロン溶
射） 比較材１：Ｆｅ−４２％Ｎｉ鋼の板（無処理）（φ８０
ｍｍ×１０ｍｍ厚さ） 比較材２：接合面にＴｉＣを０．５ミクロン、ＰＶＤで
被覆したＦｅ−４２％Ｎｉ鋼の板（φ８０ｍｍ×１０ｍ
ｍ厚さ） ろう材：Ｓｎ−５％Ａｇ−１％Ｚｒ（１００ミクロン） 部材１と２、および部材１と比較材１，２の間にそれぞ
れろう材の箔を挟み、真空中（１×１０−５トール）８
５０℃に加熱してロー付した。部材１と２ではセラミッ
クは割れることなく接合できた。一方部材１と比較材１
ではセラミックの板が割れた。この組み合わせでは、ろ
う材と４２Ｎｉ鋼が合金化し、硬くて脆い相が形成され
ていた。一方部材１と比較材２ではセラミックが割れる
ことなく接合できた。成分分析では、ろう材への４２Ｎ
ｉ鋼の溶け込みは認められなかった。ＴｉＣのＰＶＤ被
膜で溶け込みが阻止されていた。部材表面のセラミック
膜によって合金層の形成を阻止し、割れを防止できるこ
とが確認できた。
【００１７】
【発明の効果】以上詳記したように本発明は接合部材の
割れ、変形を極小化できる特徴を有し、金属、セラミッ
ク材料の大型部材の接合に多大の威力を発揮するもので
ある。
割れ、変形を極小化できる特徴を有し、金属、セラミッ
ク材料の大型部材の接合に多大の威力を発揮するもので
ある。
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも一方の部材の接合面が金属から
なる二つの部材がＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融
体相を間に挟んで冶金的に接合された構造であって、該
接合部金属面が金属Ｍの融体と反応せず、かつ該Ｍ−Ｘ
合金の接合時の融体温度では固相状態で存在する金属Ｙ
からなり、該金属Ｙに該活性金属Ｘが拡散することによ
って合金Ｍ−Ｘと金属Ｙが冶金的に接合されてなること
を特徴とする部材の接合構造。 - 【請求項２】上記金属ＭがＩｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃ
ｕ，ＡＬ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，の中から選ばれた
一種あるいは二種以上の金属を主成分にする合金であっ
て、金属ＹがＣｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた金属である請
求項１に記載の接合構造。 - 【請求項３】上記冶金的接合がロー付である請求項１あ
るいは２に記載の接合構造。 - 【請求項４】少なくとも一方の部材が金属からなる二つ
の部材が、Ｍ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体を間
に挟んで冶金的に接合された構造であって、該金属部材
の少なくとも接合面が、（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）の中から
選ばれた一種あるいは二種以上の金属と、（Ｃｒ，Ａ
Ｌ，Ｓｉ）の中から選ばれた一種あるいは二種以上の金
属を主成分とする合金で、かつＣｒにあっては１０％以
上，ＡＬにあっては１％以上，Ｓｉにあっては１％以上
の合金からなり、該合金の表面に成分として含むＣｒあ
るいはＡＬあるいはＳｉの酸化膜が形成されてなること
を特徴とする部材の接合構造。 - 【請求項５】上記金属ＭがＩｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃ
ｕ，ＡＬ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，の中から選ばれた
一種あるいは二種以上の金属を主成分にする合金である
請求項４に記載の接合構造。 - 【請求項６】少なくとも一方の部材が金属からなる二つ
の部材がＭ−Ｘ（Ｘは活性金属）なる合金の融体相を間
に挟んで冶金的に接合された構造であって、該接合部金
属表面が窒化されてなることを特徴とする部材の接合構
造。 - 【請求項７】上記活性金属Ｘが、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔ
ａの中から選ばれた金属である請求項１〜６のいずれか
に記載の接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30039795A JPH09108886A (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 部材の接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30039795A JPH09108886A (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 部材の接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09108886A true JPH09108886A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17884302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30039795A Pending JPH09108886A (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 部材の接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09108886A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100362655C (zh) * | 2002-01-30 | 2008-01-16 | 霍尼韦尔国际公司 | 热界面材料以及包括铟和锌的组合物 |
| US7398912B2 (en) | 2002-12-26 | 2008-07-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Different materials bonded member and production method thereof |
| JP2011092973A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Kobe Steel Ltd | 異材接合体 |
| US8051562B2 (en) | 2007-01-23 | 2011-11-08 | Denso Corporation | Method and apparatus for manufacturing fuel pump |
-
1995
- 1995-10-11 JP JP30039795A patent/JPH09108886A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100362655C (zh) * | 2002-01-30 | 2008-01-16 | 霍尼韦尔国际公司 | 热界面材料以及包括铟和锌的组合物 |
| US7398912B2 (en) | 2002-12-26 | 2008-07-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Different materials bonded member and production method thereof |
| US7758970B2 (en) | 2002-12-26 | 2010-07-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Different materials bonded member and production method thereof |
| US8051562B2 (en) | 2007-01-23 | 2011-11-08 | Denso Corporation | Method and apparatus for manufacturing fuel pump |
| JP2011092973A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Kobe Steel Ltd | 異材接合体 |
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