JPS5895673A - 酸化物ソルダ−によるセラミツクスと金属の接合方法 - Google Patents
酸化物ソルダ−によるセラミツクスと金属の接合方法Info
- Publication number
- JPS5895673A JPS5895673A JP19208781A JP19208781A JPS5895673A JP S5895673 A JPS5895673 A JP S5895673A JP 19208781 A JP19208781 A JP 19208781A JP 19208781 A JP19208781 A JP 19208781A JP S5895673 A JPS5895673 A JP S5895673A
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- Japan
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- metal
- oxide
- glass
- oxide solder
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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】
本発明はセラミックスと金属の接合方法に関するもので
ある。
ある。
近年、セラミックスはその耐熱性が優れているため各方
面で利用されており、金属との接着による複合体の開発
が進められている。アルミナ磁器とＦ・−Ｎｉ−００合
金（通称１コパール”）との接着を例にとると、モリブ
デンとマンガンの微粉末に有機バインダーを添加混練し
たのち。
面で利用されており、金属との接着による複合体の開発
が進められている。アルミナ磁器とＦ・−Ｎｉ−００合
金（通称１コパール”）との接着を例にとると、モリブ
デンとマンガンの微粉末に有機バインダーを添加混練し
たのち。
アルミナ表面に塗布し、加温水素ガス中、１３００ない
し１７００’Ｃでの加熱処理により、モリブデンとマン
ガンを合金化し、次にニッケルメッキを施した後、低融
点の台金によりコパールとのろう付を行っている。
し１７００’Ｃでの加熱処理により、モリブデンとマン
ガンを合金化し、次にニッケルメッキを施した後、低融
点の台金によりコパールとのろう付を行っている。
この方法によれば気密性の高い接合が可能であるが、セ
ラミックスと金属の間の熱特性、具体的には熱膨張率お
よび熱伝導率にかなりの差違があるため、高温時の使用
において、また急加熱、急冷峙される条件下の使用にお
いては耐熱衝撃性の点で十分なものとはいえない、また
接合操作も煩雑かつ困難なものである。
ラミックスと金属の間の熱特性、具体的には熱膨張率お
よび熱伝導率にかなりの差違があるため、高温時の使用
において、また急加熱、急冷峙される条件下の使用にお
いては耐熱衝撃性の点で十分なものとはいえない、また
接合操作も煩雑かつ困難なものである。
本発明の目的は熱変化に対して優れた耐熱輌撃性を示す
接合物を得るためのセラミックスと金属の接合方法を提
供することにある。
接合物を得るためのセラミックスと金属の接合方法を提
供することにある。
本発明の接合方法は酸化ビスマス８ないし印嵐量−、ア
ルミン酸リチウム５ないし４０１量憾、および接合され
る金属の酸化物な０ないし１０１Ｊ６亀量−好ましくは
約２％を含むガラス粉末をセラミックスの表面に塗布し
、金属を圧着しつ＼＃接合材Ｖ溶融せしめた後冷却し、
４００ないし１２０σＧ、好ましくは７００ないし９５
０℃の間で結晶を含むガラス相を接合層中に生成せしむ
ることを特徴とする。
ルミン酸リチウム５ないし４０１量憾、および接合され
る金属の酸化物な０ないし１０１Ｊ６亀量−好ましくは
約２％を含むガラス粉末をセラミックスの表面に塗布し
、金属を圧着しつ＼＃接合材Ｖ溶融せしめた後冷却し、
４００ないし１２０σＧ、好ましくは７００ないし９５
０℃の間で結晶を含むガラス相を接合層中に生成せしむ
ることを特徴とする。
すなわちセラミックスと金属の中間的な熱特性を有する
ガラス層を形成し、セラミックス相と金属相との熱特性
の相違の緩和をはかった点に特徴を有する。
ガラス層を形成し、セラミックス相と金属相との熱特性
の相違の緩和をはかった点に特徴を有する。
本発明の方法で使用するガラス粉末は、通常のフリント
ガラスの酸化珪素が４０ないし６０嘩を占めるに対し３
〇−以下（ニし、酸化ビスマスと酸化リチウムの比率を
高くしたものである。
ガラスの酸化珪素が４０ないし６０嘩を占めるに対し３
〇−以下（ニし、酸化ビスマスと酸化リチウムの比率を
高くしたものである。
ビスマス、リチウムはガラス相に結晶領域を発３Ｊ′８
せる効果があり、特にビスマスは繊維状微結晶を析出せ
しめて、ガラス相の熱膨張係数を低くし耐熱衝撃性を高
めている。金属咳化物は接合される金属とのなじみを増
す点で効果があるが１０９６程度を越えるとビスマス、
リチウムの特性を損うことになる。
せる効果があり、特にビスマスは繊維状微結晶を析出せ
しめて、ガラス相の熱膨張係数を低くし耐熱衝撃性を高
めている。金属咳化物は接合される金属とのなじみを増
す点で効果があるが１０９６程度を越えるとビスマス、
リチウムの特性を損うことになる。
一般にガラスの軟化点は４００ないし１６００°０の間
にあり１本発明の方法に於ては一旦ガラス粉末を溶融せ
しめた後、冷却の過程で一定の温度範囲で一定時間保つ
ことにより、結晶の生長を促す必要が、ある。その範囲
は組成により異なるが４００ないし１２００℃の間にあ
り、特に７００ないし９５０℃が上記の繊維状微結晶の
成長にとって好ましい。
にあり１本発明の方法に於ては一旦ガラス粉末を溶融せ
しめた後、冷却の過程で一定の温度範囲で一定時間保つ
ことにより、結晶の生長を促す必要が、ある。その範囲
は組成により異なるが４００ないし１２００℃の間にあ
り、特に７００ないし９５０℃が上記の繊維状微結晶の
成長にとって好ましい。
このようにして得られるセラミックスと金属の接合層の
断面を模式的に示したのか第１図である。第１−におい
てｌはアルミナ磁器、２はペタライト（リチウムアルミ
ニウムシリケート、ＬｔＡＪｓｉＯ４０，。）の結晶を
含み、アルミーナに富むガラス中間ｍ％３ははゾ完全に
結晶化したガラス相で繊維状の８１□Ｂ、Ｏ，の結晶を
含んでいる。４はコバルト及びニッケルに富むガラス中
間層。
断面を模式的に示したのか第１図である。第１−におい
てｌはアルミナ磁器、２はペタライト（リチウムアルミ
ニウムシリケート、ＬｔＡＪｓｉＯ４０，。）の結晶を
含み、アルミーナに富むガラス中間ｍ％３ははゾ完全に
結晶化したガラス相で繊維状の８１□Ｂ、Ｏ，の結晶を
含んでいる。４はコバルト及びニッケルに富むガラス中
間層。
５はコパールである。すなわち結晶化がラス相と被接合
材料との間に薄い中間層を有していることが熱特性の不
整合を緩和し、更に中心部のガラス相における繊維状微
結晶の存在が耐熱衝撃性の強化に役立っているとみられ
る。
材料との間に薄い中間層を有していることが熱特性の不
整合を緩和し、更に中心部のガラス相における繊維状微
結晶の存在が耐熱衝撃性の強化に役立っているとみられ
る。
実施例
酸化ビスマス４８重量％、アルミン酸リチウム２７ｉ１
！［量チ酸化珪素２１重量％、酸化コバルト２，２東量
−及び酸ｇ真量−の組成を有するガラスな細粉化したも
の１００部に対し酢酸カルビノール２０部を加え、混練
してペーストとした。次に高純度アルミナ焼結体（５０
ｍｘ５ｏｇｍＸ６ｍ、ｌｆｉ粗度０．１μ）の表面に約
７０μの厚さで上記のペーストを塗布し、コバール板（
５０ｍ Ｘ ５（ｍ＋×−）を圧着した後、 １２（ｍ
、 ２０分間の熱処理で酢酸カルピトールを揮散せし
めた。引続き窒素１簡気中１３００，１０分間でガラス
粉末を溶融せしめて十分、アルミナ磁器とコパール（＝
なじませた後、 ２０鶴僅の冷却速度で９００℃に冷却
後そのまま４０分間保ち次に室温まで冷却した。
！［量チ酸化珪素２１重量％、酸化コバルト２，２東量
−及び酸ｇ真量−の組成を有するガラスな細粉化したも
の１００部に対し酢酸カルビノール２０部を加え、混練
してペーストとした。次に高純度アルミナ焼結体（５０
ｍｘ５ｏｇｍＸ６ｍ、ｌｆｉ粗度０．１μ）の表面に約
７０μの厚さで上記のペーストを塗布し、コバール板（
５０ｍ Ｘ ５（ｍ＋×−）を圧着した後、 １２（ｍ
、 ２０分間の熱処理で酢酸カルピトールを揮散せし
めた。引続き窒素１簡気中１３００，１０分間でガラス
粉末を溶融せしめて十分、アルミナ磁器とコパール（＝
なじませた後、 ２０鶴僅の冷却速度で９００℃に冷却
後そのまま４０分間保ち次に室温まで冷却した。
比較例
モリブデンとマンガンの高純度粉末を、それぞれ４０重
量係、６０重量−の比で混合し、この混合物１００部に
対し酢酸カルピトール３０部を添加し、十分に攪拌混合
して得たペーストな実施例と同様に高純度アルミナ焼結
体に塗布した。１２０℃にて乾燥後２９６の水分を含む
水素雰囲気中、１５０００で２時間の熱処理を行ない、
Ｍ。
量係、６０重量−の比で混合し、この混合物１００部に
対し酢酸カルピトール３０部を添加し、十分に攪拌混合
して得たペーストな実施例と同様に高純度アルミナ焼結
体に塗布した。１２０℃にて乾燥後２９６の水分を含む
水素雰囲気中、１５０００で２時間の熱処理を行ない、
Ｍ。
−Ｍｎ合金の皮膜を形成した。次にこの皮膜上に電解ニ
ッケルメッキを施した後、通常のろう材でコパールにろ
う付した。
ッケルメッキを施した後、通常のろう材でコパールにろ
う付した。
上記の実施例、比較例によって得た接合物について接着
強度試験を行なった結果を第２図。
強度試験を行なった結果を第２図。
第３図に示す、（白点：実施例、黒点：比較例）第２図
は八ツセルマン試験による加熱後空冷の温度差と接着強
度との関係を示し、第３図は３００℃から空冷への急冷
試験繰返し回数と接着強度との関係を示す。第２図、第
３図を通じ温度差や試験回数がふえるほど実施例と比較
例との優劣の差が拡がることが明らかである。
は八ツセルマン試験による加熱後空冷の温度差と接着強
度との関係を示し、第３図は３００℃から空冷への急冷
試験繰返し回数と接着強度との関係を示す。第２図、第
３図を通じ温度差や試験回数がふえるほど実施例と比較
例との優劣の差が拡がることが明らかである。
ｊｌｌＧｉｌｌは本発明により得られた接合部の模式Ｗ
ｋ面図、第２図は八ツセルマン試験による接着強度を示
すグラフ、第３図は急冷繰返し試験による接着強度す表
わすグラフである。 図中。 ｌ・・・アルミナ磁器 ２・−アルミナに富むガラス中間層 ３・−結晶化ガラス層 ４−−ｃｏ、ｍｉに富むガラス中間層 ５・・・コバール 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社矛１図
ｋ面図、第２図は八ツセルマン試験による接着強度を示
すグラフ、第３図は急冷繰返し試験による接着強度す表
わすグラフである。 図中。 ｌ・・・アルミナ磁器 ２・−アルミナに富むガラス中間層 ３・−結晶化ガラス層 ４−−ｃｏ、ｍｉに富むガラス中間層 ５・・・コバール 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社矛１図
Claims (1)
- 酸化ビスマス８ないし６０重量％、アルミン酸リチウム
５ないし４０重量％および接合される金属の酸化物な０
ないし１０Ｉ［量チを含むガラス楡末をセラミックスの
表面に塗布し、金属を圧着しつ〜皺襞合材を溶融せしめ
た後冷却し、４００ないし１２０向の間で結晶を含むガ
ラス相を接合層中に生成せしむることを特徴とする酸化
物ソルダーによるセラミックスと金属の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19208781A JPS5895673A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 酸化物ソルダ−によるセラミツクスと金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19208781A JPS5895673A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 酸化物ソルダ−によるセラミツクスと金属の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895673A true JPS5895673A (ja) | 1983-06-07 |
Family
ID=16285426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19208781A Pending JPS5895673A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 酸化物ソルダ−によるセラミツクスと金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5895673A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60171277A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-04 | 株式会社東芝 | 金属−セラミツクス接合体 |
| WO1993020017A1 (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-14 | Nippon Steel Corporation | Jointed body of heat-resistant alloy and method of jointing |
| JP2002180014A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Ngk Insulators Ltd | 接着体の製造方法、接着体および接着剤 |
| JP2022107513A (ja) * | 2021-01-08 | 2022-07-21 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | 接合部、電気フィードスルーおよびセンサ |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19208781A patent/JPS5895673A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60171277A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-04 | 株式会社東芝 | 金属−セラミツクス接合体 |
| JPH0362671B2 (ja) * | 1984-02-17 | 1991-09-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| WO1993020017A1 (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-14 | Nippon Steel Corporation | Jointed body of heat-resistant alloy and method of jointing |
| US5679464A (en) * | 1992-03-31 | 1997-10-21 | Nippon Steel Corporation | Joined product of heat-resisting alloys and method for joining heat-resisting alloys |
| JP2002180014A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Ngk Insulators Ltd | 接着体の製造方法、接着体および接着剤 |
| JP4698018B2 (ja) * | 2000-12-12 | 2011-06-08 | 日本碍子株式会社 | 接着体の製造方法、および接着剤 |
| JP2022107513A (ja) * | 2021-01-08 | 2022-07-21 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | 接合部、電気フィードスルーおよびセンサ |
| US11783971B2 (en) | 2021-01-08 | 2023-10-10 | Kistler Holding Ag | Joint, electrical feedthrough, and sensor |
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