JPS58135783A - 拡散接合方法 - Google Patents
拡散接合方法Info
- Publication number
- JPS58135783A JPS58135783A JP1805382A JP1805382A JPS58135783A JP S58135783 A JPS58135783 A JP S58135783A JP 1805382 A JP1805382 A JP 1805382A JP 1805382 A JP1805382 A JP 1805382A JP S58135783 A JPS58135783 A JP S58135783A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- diffusion bonding
- insert material
- main component
- bonding
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はセラミックス特にシリコン系セラミックスと
金属との拡散接合方法に関する。
金属との拡散接合方法に関する。
シリコン系セラミックスは特に近時開発され、そのすぐ
れた性質は注目を浴びている。しかしながらとの工うな
セラミックスを実用に供するには、少量のセラミックス
ですませるため台となる金属と接合して使用することが
多い。ところが特にシリコン系セラミックスと金属との
接合は種々困難な問題点がある。
れた性質は注目を浴びている。しかしながらとの工うな
セラミックスを実用に供するには、少量のセラミックス
ですませるため台となる金属と接合して使用することが
多い。ところが特にシリコン系セラミックスと金属との
接合は種々困難な問題点がある。
すなわち従来からセラミックスと金属との接合法として
、メタライジング法、高融点法、および有機または無機
接着剤を用いる方法などあるが、前二者においては接合
に手間を要し、充分か接合強度が得られないなどの欠点
があり、また後者においては耐水性、気密性に劣り、接
合部の寿命が短い等の欠点がある。
、メタライジング法、高融点法、および有機または無機
接着剤を用いる方法などあるが、前二者においては接合
に手間を要し、充分か接合強度が得られないなどの欠点
があり、また後者においては耐水性、気密性に劣り、接
合部の寿命が短い等の欠点がある。
一方近時発達しつつある拡散接合方法は、一般には有効
な接合方法として知られているが、接合対象がセラミッ
クスと金属との場合は、種々困難々問題があり1、今迄
に実用になったものはない。
な接合方法として知られているが、接合対象がセラミッ
クスと金属との場合は、種々困難々問題があり1、今迄
に実用になったものはない。
そこでこの発明の発明者は、特にシリコン系のセラミッ
クスと金属との拡散接合に挑戦して前述問題点を解決せ
んとし、種々努力を重ねた結果、この発明方法を完成す
るに至り九ものである。
クスと金属との拡散接合に挑戦して前述問題点を解決せ
んとし、種々努力を重ねた結果、この発明方法を完成す
るに至り九ものである。
すなわち、合金の金属材料のうち、シリコン系のセラミ
ックス中のシリコン(Si)成分と高温中において共晶
反応をおこす金属や、もしくはセラミックスと合金との
間にインサート材をそう人し、このインサート材がSi
や合金の金属と高温中において共晶反応をおこす金属、
さらにこれらのうちでも実際に拡散接合しても熱膨張係
数の相違によって破壊されない金属の組合せ、および拡
散接合時前述共晶温度以上の温度において種々こころみ
ることにより、実用に供しうる組合せを見出して、この
発明方法が完成されたものである。
ックス中のシリコン(Si)成分と高温中において共晶
反応をおこす金属や、もしくはセラミックスと合金との
間にインサート材をそう人し、このインサート材がSi
や合金の金属と高温中において共晶反応をおこす金属、
さらにこれらのうちでも実際に拡散接合しても熱膨張係
数の相違によって破壊されない金属の組合せ、および拡
散接合時前述共晶温度以上の温度において種々こころみ
ることにより、実用に供しうる組合せを見出して、この
発明方法が完成されたものである。
以下この発明実施例を述べるに先立ち、これらと対照す
べき対照例を述べる。
べき対照例を述べる。
対照例;(インサート材なし)
テストピースとしてlO■φ、5■tのSiC118結
材lと、20■φ、8■tのステンレス5US804材
2とをアセトン中で10分間超音波洗浄して前処理後、
これらを重ね合せて、約10−5Torrの真空中で、
かつ接合温度800°C,850°Cおよび900°C
の8種類、接合圧力はいずれも約2.51#/−としそ
れぞれ60分間拡散接合を行なった0しかしこれらの場
合いずれも接合せず、−接合界面近辺のSiC側で破壊
がおこった。
材lと、20■φ、8■tのステンレス5US804材
2とをアセトン中で10分間超音波洗浄して前処理後、
これらを重ね合せて、約10−5Torrの真空中で、
かつ接合温度800°C,850°Cおよび900°C
の8種類、接合圧力はいずれも約2.51#/−としそ
れぞれ60分間拡散接合を行なった0しかしこれらの場
合いずれも接合せず、−接合界面近辺のSiC側で破壊
がおこった。
実施例1;(台金Ti、インサート材Ag)テストピー
スとしての焼結材lと純Ti材台金2とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材8として厚さ50顯
の紹箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行な
い、第2図のように重ね合わせて、約10−5Torr
の真空中で、かつ接合温度850°Cおよび900°C
1接合圧力約2.5−呻/−で各60分間拡散接合した
。この結果各温度において良好な接合が得られた。この
ときの剪断強度は6〜10峙/−であり、SiC側で剥
離ま九紘SICが破損した。
スとしての焼結材lと純Ti材台金2とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材8として厚さ50顯
の紹箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行な
い、第2図のように重ね合わせて、約10−5Torr
の真空中で、かつ接合温度850°Cおよび900°C
1接合圧力約2.5−呻/−で各60分間拡散接合した
。この結果各温度において良好な接合が得られた。この
ときの剪断強度は6〜10峙/−であり、SiC側で剥
離ま九紘SICが破損した。
実施例2;(台金Ti、インサート材At)テストピー
、スとしての焼結材lと台金2とは実施例1と同様のも
のを使用し、インサート材8として厚さ60μmのA4
を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行ない、第
2図のように重ね合わせて、約10’Torrの真空中
で、かつ接合温度650°Cおよび700°C1接合圧
力約2.5呻/−で各60分間拡散接合した。この結果
各温度のものにおいて、良好な接合が得られた。このと
きの剪断強度は4〜7 kg / dであり、SiC側
で剥離した0 なお実施例1および2において、台金2のTiは純Ti
の他、これを主成分とする合金であってもよく、さらに
インサート材8はAgまたはAtを主成分とする合金で
あってもよく、またAgとAtとの合金であっても、は
ぼ同等の成果をあげることができたO 実施例8;(台金Cu、インサート材Ag)テストピー
スとしての焼結材lとCu材の台金2とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材8としては実施例1
のものと同様のM箔とし、いずれも対照例と同様の前処
理を行ない、第2図のように重ね合わせて、約10”T
orrの真空中で、かつ接合温度850°Cおよび90
0°C1接合圧力約2.5kf/−で各60分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
、スとしての焼結材lと台金2とは実施例1と同様のも
のを使用し、インサート材8として厚さ60μmのA4
を使用し、いずれも対照例と同様の前処理を行ない、第
2図のように重ね合わせて、約10’Torrの真空中
で、かつ接合温度650°Cおよび700°C1接合圧
力約2.5呻/−で各60分間拡散接合した。この結果
各温度のものにおいて、良好な接合が得られた。このと
きの剪断強度は4〜7 kg / dであり、SiC側
で剥離した0 なお実施例1および2において、台金2のTiは純Ti
の他、これを主成分とする合金であってもよく、さらに
インサート材8はAgまたはAtを主成分とする合金で
あってもよく、またAgとAtとの合金であっても、は
ぼ同等の成果をあげることができたO 実施例8;(台金Cu、インサート材Ag)テストピー
スとしての焼結材lとCu材の台金2とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材8としては実施例1
のものと同様のM箔とし、いずれも対照例と同様の前処
理を行ない、第2図のように重ね合わせて、約10”T
orrの真空中で、かつ接合温度850°Cおよび90
0°C1接合圧力約2.5kf/−で各60分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
このときの剪断強度は0.5〜2 kg / mjであ
り、SiC側で剥離した。この場合も、台金2はCuを
主成分とした合金であってもよく、またインサート材A
gもまた同様である。
り、SiC側で剥離した。この場合も、台金2はCuを
主成分とした合金であってもよく、またインサート材A
gもまた同様である。
実施例4;(台金Ni、インサート材At)テストピー
スとしての焼結材lとNi材の台金2とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材8として実施例2と
同様のAt箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理
を行ない、第2図のように重ね合わせて、約1O−5T
orrの真空中で、かつ接合温度700°Cおよび75
00C、接合圧力約2.5kp/−で各60分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
スとしての焼結材lとNi材の台金2とは対照例と同様
の寸法の物を使用し、インサート材8として実施例2と
同様のAt箔を使用し、いずれも対照例と同様の前処理
を行ない、第2図のように重ね合わせて、約1O−5T
orrの真空中で、かつ接合温度700°Cおよび75
00C、接合圧力約2.5kp/−で各60分間拡散接
合した。この結果各温度のものにおいて良好な接合が得
られた。
このときの剪断強度は0.8〜2kf、/−であり、S
iC側で剥離した。この場合においても、台金2はNi
を主成分と・する合金であってもよく、またインサート
材klも同様である。
iC側で剥離した。この場合においても、台金2はNi
を主成分と・する合金であってもよく、またインサート
材klも同様である。
実施例5;(台金Fe、インサート材At)テストピー
スとしての焼結材1とFe材の台金2とは対照例と同様
の寸法および材質とし、インサート材8としては実施例
2と同様のAt箔を使用し、いずれも前述同様の前処理
を行ない、第3図のように重ね合わせて、約1O−5T
orrの真空中で、かつ接合温度650°Cおよび70
0°Cで、接合圧力2.5 kg / mJで各60分
間拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られ
た。このときの剪断強度は4〜6 kg / mjであ
り、界面SiC側で破壊した。この場合も、Feおよび
Amこれらを主成分とする金属であれば、その結果はほ
ぼ同じである。
スとしての焼結材1とFe材の台金2とは対照例と同様
の寸法および材質とし、インサート材8としては実施例
2と同様のAt箔を使用し、いずれも前述同様の前処理
を行ない、第3図のように重ね合わせて、約1O−5T
orrの真空中で、かつ接合温度650°Cおよび70
0°Cで、接合圧力2.5 kg / mJで各60分
間拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られ
た。このときの剪断強度は4〜6 kg / mjであ
り、界面SiC側で破壊した。この場合も、Feおよび
Amこれらを主成分とする金属であれば、その結果はほ
ぼ同じである。
実施例6;(台金Ag、インサート材なし)テストピー
スとしての焼結材1とAg材の台金2とは対照例と同様
寸法のものを使用し、インサート材は使用せず、いずれ
も対照例と同様の前処理を行ない、第1図のように重ね
合わせて、約1O−5Torrの真空中で、かつ接合温
度850°Cで、接合圧力2.5kf/−で%60分間
拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られた
。このときの剪断強度は0.5〜2kg/−であり、S
iC側で剥離した。この場合も合金のAgUこれを主成
分とする合金であってもよい。
スとしての焼結材1とAg材の台金2とは対照例と同様
寸法のものを使用し、インサート材は使用せず、いずれ
も対照例と同様の前処理を行ない、第1図のように重ね
合わせて、約1O−5Torrの真空中で、かつ接合温
度850°Cで、接合圧力2.5kf/−で%60分間
拡散接合した。この結果いずれも良好な結合が得られた
。このときの剪断強度は0.5〜2kg/−であり、S
iC側で剥離した。この場合も合金のAgUこれを主成
分とする合金であってもよい。
実施例7;(台金A4インサート材なり、 )実施例6
において台金2の材質をAtとしたものであり、約10
’Torrの真空中で接合温度650゜C1接合圧力2
.5kg/−で60分間拡散接合した。
において台金2の材質をAtとしたものであり、約10
’Torrの真空中で接合温度650゜C1接合圧力2
.5kg/−で60分間拡散接合した。
その結果は良好であり、剪断強度は1〜4 kg /
mJであり、SiC側で破壊がおこった。この場合も合
金のAmこれを主成分とする合金であってもよい。
mJであり、SiC側で破壊がおこった。この場合も合
金のAmこれを主成分とする合金であってもよい。
またさらに実施例6および7において、合金の材質はA
gと17)合金であってもよいものである。
gと17)合金であってもよいものである。
またさらに前述実施例の総てにおいて、合金の材質はい
わゆるムクでなく、接合面にメッキな、どの手段によっ
て被覆をほどこしたものであってもよい。またインサー
ト材も接合面におけるメッキにどのコーティングに置き
換えてもXい。
わゆるムクでなく、接合面にメッキな、どの手段によっ
て被覆をほどこしたものであってもよい。またインサー
ト材も接合面におけるメッキにどのコーティングに置き
換えてもXい。
またSiCはカーボン基材にコーティングしたものを用
いても、よい。さらにシリコン系セラミックスとしてS
iCのほか、シリコンナイトライド(Si3N4)を使
用してもほぼ同等の結果が得られた。
いても、よい。さらにシリコン系セラミックスとしてS
iCのほか、シリコンナイトライド(Si3N4)を使
用してもほぼ同等の結果が得られた。
以上の説明によって明らかなように、この発明方法によ
るときは、簡単な操作で、シリコン系セラミックスと金
属とを確実強固に拡散接合しうると共に、耐水性、気密
性をも満足せしめるという、特有かつ顕著な効果を奏し
うるものである。
るときは、簡単な操作で、シリコン系セラミックスと金
属とを確実強固に拡散接合しうると共に、耐水性、気密
性をも満足せしめるという、特有かつ顕著な効果を奏し
うるものである。
図面はいずれもこの発明方法の別個の実施例による接合
物の側面図である。 1・・・SiC焼結材、2・・台金、3・・インサート
材。 出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁上 正 (ほか1名)
物の側面図である。 1・・・SiC焼結材、2・・台金、3・・インサート
材。 出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁上 正 (ほか1名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) シリコン系セラミックスと金属台金とを拡散
接合する方法であって、前記セラミックスと合金との間
に金属インサート材をそう人し、かつ前記セラミックス
中のSiとインサート材との間、およびインサート材と
合金との間に共晶をおこしうるように前記インサート材
および合金の材質を選定し、さらに接合温度はこれら共
晶温度をこえる温度に設定して拡散接合することを特徴
とする、前記拡散接合方法。 (2、特許請求の範囲第1項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はTiを主成分とする金属であり、前
記インサート材はAgを主成分とする金属である、前記
拡散接合方法。 (8)特許請求の範囲第1項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はTiを主成分とする金属であり、前
記インサート材はAtを主成分とする金属である前記拡
散接合方法。 (4) 特許請求、の範囲第1項記載の拡散接合方法
において、前記金属台金はTiを主成分とする金属であ
り、前記インサート材は紹とAtとの合金である、前記
拡散接合方法。 (5)特許請求の範囲第1項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はCuを主成分とする金属であり、前
記インサート材は紹を主成分とする金属である、前記拡
散接合方法。 (6)特許請求の範囲第1項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はNiを主成分とする金属であり、前
記インサート材はAtを主成分とする金属である、前記
拡散接合方法。 (7)特許請求の範囲第1項記載の拡散接合方法におい
て、前記金属台金はFeを主成分とする金属であり、前
記インサート材はAtを主成分とする金属である、前記
拡散接合方法。 (8) シリコン系セラミックスと金属台金とを拡散
接合する方法であって、前記台金は、AgもしくはAt
を主成分とする金属またはこれら、の合金とじたことを
特徴とする、前記拡散接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1805382A JPS58135783A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1805382A JPS58135783A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 拡散接合方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58135783A true JPS58135783A (ja) | 1983-08-12 |
Family
ID=11960949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1805382A Pending JPS58135783A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 拡散接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58135783A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517247A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-26 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクと金属部材との接合方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 | ||
JPS5747778A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-18 | Hitachi Ltd | Manufacture of one-body structure of ceramic and metal |
JPS5841774A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | 大同特殊鋼株式会社 | セラミツクス−金属複合体の製造方法 |
-
1982
- 1982-02-05 JP JP1805382A patent/JPS58135783A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 | ||
JPS5747778A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-18 | Hitachi Ltd | Manufacture of one-body structure of ceramic and metal |
JPS5841774A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | 大同特殊鋼株式会社 | セラミツクス−金属複合体の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517247A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-26 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクと金属部材との接合方法 |
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