JPS61281078A - Method of joining ceramics to metal, same ceramics each other or different ceramics - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はセラミックスと金属、同種セラミックス同志
または異種セラミックス間の接合方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for joining ceramics and metals, or between ceramics of the same type or ceramics of different types.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、セラミックスは金属に較べて耐摩耗性。 In general, ceramics are more wear resistant than metals.

耐熱性、耐腐食性、絶縁性などにすぐれた特性を有する
材料であるが、機械的な衝撃に脆い、導電性に劣る、加
工性に劣るなどの欠点を有している。Although it is a material with excellent properties such as heat resistance, corrosion resistance, and insulation, it has drawbacks such as being fragile to mechanical shock, having poor conductivity, and poor workability.

一方、金属はこのようなセラミックスの欠点とされる面
には逆にすぐれていることが多い。On the other hand, metals often have advantages over the disadvantages of ceramics.

そこで、セラミックスを金属との接合体として使用した
場合には、それぞれの持つ欠点を相互に補うことが可能
となり、セラミックスと金属との有用性を共に生かして
利用することができ、セラミックス−金属接合体として
の用途範囲が広いものとなる。Therefore, when ceramics is used as a bonded body with metal, it becomes possible to mutually compensate for the drawbacks of each, and the usefulness of ceramics and metal can be utilized together, and ceramic-metal bonding becomes possible. It has a wide range of uses as a body.

また、同種セラミックス同志の接合による場合はセラミ
ックスの成形方法を簡略化でき、小型で構成できること
から価格が安くなり、セラミックスの用途範囲が極めて
広いものとなる。In addition, when ceramics of the same type are bonded together, the method of molding the ceramics can be simplified, the size can be made smaller, the price can be lowered, and the range of applications of the ceramics can be extremely widened.

さらに、異種セラミックス間の接合による場合、それぞ
れのセラミックスのもつ特性、たとえば電気絶縁性、熱
伝導性、耐摩耗性などの特性を相互に補うことができ、
セラミックスの用途範囲は極めて広いものとなる。Furthermore, when bonding different types of ceramics, the properties of each ceramic, such as electrical insulation, thermal conductivity, and abrasion resistance, can be mutually complemented.
The range of applications for ceramics is extremely wide.

しかるに、このようなセラミックスと金属との接合体は
、通常過酷な条件下で使用されることが多く、特にセラ
ミックスと金属との熱膨張率の差に起因して両者の接合
部では高い熱応力が発生しやすいという問題がある。ま
た、同種セラミックス同志の接合においては、セラミッ
クスの特性を生かす必要があるところから、耐熱性ある
いは気密性のある接合を必要とする問題がある。さらに
、異種セラミックス間の接合においても同様の技術的な
問題がある。However, such joined bodies of ceramics and metals are often used under harsh conditions, and in particular, the joints between ceramics and metals are subject to high thermal stress due to the difference in coefficient of thermal expansion between the two. There is a problem that this is likely to occur. Furthermore, in bonding similar ceramics together, there is a problem in that heat-resistant or airtight bonding is required because it is necessary to take advantage of the characteristics of the ceramics. Furthermore, there are similar technical problems in joining different types of ceramics.

このため、セラミックスと金属、同種セラミックス同志
または異種セラミックス間は強力に接合されていること
が要求されるが、このような接合を金属ろう材を用いて
一回の加熱により行う方法は極めて利用価値の高いもの
である。For this reason, strong bonding is required between ceramics and metals, between ceramics of the same type, or between ceramics of different types, but the method of achieving such a bond by a single heating using a metal brazing material is extremely useful. It has a high value.

従来、セラミックスと金属との接合体を得る方法として
、酸化物型セラミックスと銅とを酸化性雰囲気中で加熱
して両者を接合させる方法が知られている（特公昭５８
−３９９９号公報、特開昭５９−２１７６８４号公報）
。この方法は一回の加熱により良好な接合強度を得るす
ぐれた方法ではあるが、酸化性雰囲気による加熱によっ
て銅表面にこの表面性状を著しく阻害する酸化銅被膜が
形成され、かつ高温による加熱のため銅自体が変形し、
このため後加工が必要となるなどの欠点があった。Conventionally, as a method for obtaining a bonded body of ceramics and metal, a method is known in which oxide type ceramics and copper are heated in an oxidizing atmosphere to bond them together (Japanese Patent Publication No. 58
-3999, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-217684)
. Although this method is an excellent method for obtaining good bonding strength with one heating, heating in an oxidizing atmosphere forms a copper oxide film on the copper surface that significantly impairs the surface quality, and because of heating at high temperatures, The copper itself deforms,
Therefore, there were drawbacks such as the need for post-processing.

また、焼結セラミックスの金属化法として、マンガンの
融点より低い温度でマンガンと珪素との反応を起こし得
る珪素化合物を含有する焼結セラミックス表面に、マン
ガン含有金属層を形成し、この金属層をマンガンの融点
より低い温度に加熱してマンガンと珪素との結合反応を
行わせる方法であって、上記マンガン含を金属層を上記
結合反応に先立って上記セラミックス表面に緊密に密着
させ、上記珪素化合物とマンガンとをマンガンの融点よ
り低い温度で反応させる方法が提案されている（特開昭
５８−２０４８８５号公報）。In addition, as a metallization method for sintered ceramics, a manganese-containing metal layer is formed on the surface of sintered ceramics that contains a silicon compound that can cause a reaction between manganese and silicon at a temperature lower than the melting point of manganese. A method of heating to a temperature lower than the melting point of manganese to perform a bonding reaction between manganese and silicon, the method comprising: bringing the manganese-containing metal layer into close contact with the ceramic surface prior to the bonding reaction; A method has been proposed in which manganese is reacted with manganese at a temperature lower than the melting point of manganese (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-204885).

しかるに、この方法はマンガン含有金属層とセラミック
スとを加熱中に緊密に密着させる必要があり、また被接
合セラミックスにはマンガン含有金属層と反応を起こし
得る珪素化合物すなわちＳｉＯ２およびＳｉＮ４を必ず
含有させておかねばならず、被接合セラミックスの種類
が限定されるという欠点があった。However, this method requires that the manganese-containing metal layer and the ceramic be brought into close contact with each other during heating, and the ceramic to be bonded must contain silicon compounds, that is, SiO2 and SiN4, which can react with the manganese-containing metal layer. However, there was a drawback that the types of ceramics to be joined were limited.

また、特に酸化物型のセラミックスの金属化法として、
たとえばＭ　ｏ　−Ｍ　ｎ粉末を主体に５ｉｎ２゜Ｃａ
Ｏなどを添加してなるメタライズペーストを塗布し、加
熱還元雰囲気中で焼結して金属化層を形成し、しかるの
ちＮｉメッキを施してろう付けする方法が一般的に行わ
れている。この方法は焼結とろう付けの二度の加熱を必
要とし、またその間にＮｉメッキを行わねばならないの
で、生産性が悪く、煩雑な工程管理を必要とするなどの
欠点があった。In addition, especially as a metallization method for oxide type ceramics,
For example, 5in2゜Ca mainly using Mo-Mn powder.
A commonly used method is to apply a metallized paste containing O or the like, sinter it in a heat-reducing atmosphere to form a metallized layer, and then plate it with Ni and braze it. This method requires two heating steps, one for sintering and one for brazing, and Ni plating must be performed in between, resulting in poor productivity and the need for complicated process control.

また、酸素に対して活性な金属Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂなどと
セラミックスとの界面における反応を利用して接合する
活性金属法が知られている。たとえばアルミナに対して
はＴｉ−２５％ｖ−２５％Ｃｒ合金が用いられ、その接
合温度は１，５５０〜１．６５０℃で真空、Ａｒなどの
不活性雰囲気中で行われている。この方法は接合温度が
高く、設備面から制約を受は生産性の低いものであった
。Furthermore, an active metal method is known in which a metal active against oxygen, such as Ti, Zr, or Nb, is bonded by utilizing a reaction at the interface between the ceramic and the ceramic. For example, a Ti-25%v-25%Cr alloy is used for alumina, and the bonding temperature is 1,550 to 1.650°C in an inert atmosphere such as vacuum or Ar. This method required a high bonding temperature and was limited by equipment, resulting in low productivity.

さらに、従来、酸化物型セラミックス、窒化物型セラミ
ックス、炭化物型セラミックスにおいてセラミックス同
志を接合する接着剤として、フッ化ナトリウムおよびフ
ッ化カルシウムの少なくとも１種、またはこれとカオリ
ンとの混合物を有効成分とする接着剤が提案されている
（特開昭５８−９５６６８号公報）。しかるにこの方法
は接着後の接合強度は大きいが、接合加熱中に接合面は
半溶融状態となり、接合後のセラミックスの相互寸法精
度の維持が難しいという欠点があった。Furthermore, in oxide type ceramics, nitride type ceramics, and carbide type ceramics, at least one of sodium fluoride and calcium fluoride, or a mixture of these and kaolin has been used as an active ingredient as an adhesive for bonding ceramics together. An adhesive has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-95668). However, although this method has a high bonding strength after bonding, it has the disadvantage that the bonded surfaces become semi-molten during bonding heating, making it difficult to maintain mutual dimensional accuracy of the ceramics after bonding.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このように、セラミックスと金属あるいはセラミックス
同志の接合方法としては、今日まで種々の方法が提案さ
れているが、それぞれ固有の問題点を有している。この
問題点の一部はすでに記述したとおりであるが、この点
も含めてさらに検討整理すれば以下の如くである。As described above, various methods have been proposed to date for joining ceramics and metals or ceramics together, but each method has its own problems. A part of this problem has already been described, but if this point is also considered and organized further, it will be as follows.

まず、上記従来の酸化銅法では、前記問題点のほか、こ
の方法で得られた金属化面を利用して引き続いて金属構
造体に接合する場合、セラミックスと銅層との熱膨張率
の差に起因して、約８００℃付近の硬ろう付を行うとセ
ラミックス側にクラックが生じるため、強度の低い約３
００℃以下で施工する軟ろう付により金属構造体に接合
せざるを得ない。その結果、最終的な接合強度は総合し
て弱いものとなり、また折角のセラミックスの耐熱性も
軟ろう付の耐熱性が低いことにより、その性能を充分に
発渾されないという重大な問題があった。First of all, in addition to the above-mentioned problems, the conventional copper oxide method described above suffers from the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic and the copper layer when subsequently bonding to a metal structure using the metallized surface obtained by this method. Due to this, cracks occur on the ceramic side when hard brazing is performed at around 800°C, so the
It must be joined to a metal structure by soft brazing, which is performed at temperatures below 00°C. As a result, the final joint strength was weak overall, and due to the low heat resistance of ceramics and soft brazing, there was a serious problem that the performance could not be fully developed. .

また、上記従来のマンガン含有金属による接合法は加熱
と同時に加圧する必要があり、それだけ複雑な治具ある
いは装置を必要とする問題があり、またマンガン含有金
属層と反応を起こし得る珪素化合物をセラミックス側に
含有させておく必要があり、セラミックスの特性を劣化
させる場合があると同時に、そのセラミックスの種類が
限定されるという問題がある。In addition, the conventional bonding method using manganese-containing metals requires heating and pressurization at the same time, which poses the problem of requiring complicated jigs or equipment. It is necessary to contain it in the side, which may deteriorate the characteristics of the ceramic, and at the same time there is a problem that the types of ceramics can be limited.

また、上記従来のＭｏ−Ｍｎ法は焼結−メツキーろう付
という複雑な工程が必要とされると同時に、Ｓｉｎｇと
ＣａＯなどの比較的融点の低い脆弱なガラス質の中にＭ
ｏ、Ｗなどの粉末が混在してなる異質層が残っていると
いう問題がある。In addition, the conventional Mo-Mn method described above requires a complicated process of sintering and Metsky brazing, and at the same time, Mn is mixed into brittle glass materials with relatively low melting points such as Sing and CaO.
There is a problem in that a heterogeneous layer consisting of a mixture of powders such as O, W, etc. remains.

また、上記従来の活性金属法は接合に用いるろう材の融
点が高く、設備面からの制約が大きく、生産性の低いも
のであると同時に温度が高いことにより、セラミックス
と金属化面の熱膨張差が大きく影響し、総合的な接合強
度は低いものとならざるをえなかった。In addition, in the conventional active metal method described above, the melting point of the brazing filler metal used for joining is high, and there are significant restrictions from the equipment perspective, resulting in low productivity and high temperatures. Due to this difference, the overall bonding strength had to be low.

さらに、上記従来のフッ化ナトリウムおよびフッ化カル
シウムの少なくとも１種またはこれとカオリンとの混合
物を用いるセラミックス用接着剤は被接着セラミックス
へはげしく拡散し、半溶融ガラス層がセラミックス接合
境面に生じ、セラミックス相互の寸法精度の維持が難し
いと同時に接合面全体にわたり均一な境界層を得ること
が困難であるという問題がある。Furthermore, the conventional ceramic adhesive using at least one of sodium fluoride and calcium fluoride, or a mixture of these and kaolin, diffuses vigorously into the bonded ceramics, and a semi-molten glass layer is formed at the ceramic bonding interface. There are problems in that it is difficult to maintain dimensional accuracy between the ceramics and at the same time it is difficult to obtain a uniform boundary layer over the entire joint surface.

したがって、この発明は、上記従来の諸方法の問題点を
すべて解決して、加熱接合時の温度制御が容易で、−回
の加熱により安定して大きな接合強度を得ることができ
、被接合体相互の寸法精度維持が容易である工業的に有
用なセラミックスと金属、同種セラミックス同志または
異種セラミックス間を接合する方法を提供することを目
的としている。Therefore, the present invention solves all of the problems of the conventional methods described above, makes it easy to control the temperature during heating bonding, stably obtains high bonding strength with - times of heating, and The object of the present invention is to provide an industrially useful method for joining ceramics and metals, ceramics of the same type, or ceramics of different types, in which mutual dimensional accuracy can be easily maintained.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した
結果、セラミックスと金属などとの接合部に、チタニウ
ムおよびこのチタニウムと合金を形成しうるチタニウム
より低融点の金属ろう材を両者が充分に接触するように
介在させ、真空中で上記ろう材は溶融するがチタニウム
は固形状態を保つ温度に加熱することにより、チタニウ
ムの一部分を金属ろう材へ拡散させるという接合方法を
とった場合には、上記の如き問題点をことごと（解消で
き、特にセラミックスと金属などとの接合強度の大きい
接合体が得られることを知った。As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventor discovered that titanium and a metal brazing material with a lower melting point than titanium that can form an alloy with titanium are used in the joints between ceramics and metals. If a bonding method is adopted in which a part of the titanium is diffused into the metal brazing material by interposing them so that they are in contact with each other and heating them in a vacuum to a temperature where the brazing material melts but the titanium remains solid, It has been learned that all of the above problems can be solved, and that a bonded body with particularly high bonding strength between ceramic and metal can be obtained.

一般に、チタニウムはその溶融状態でセラミックスに対
して良好なぬれ性を示し、かつセラミックス中へ拡散す
る性質を有していることから、この特性を利用した金属
ろう材が種々開発されてきた。In general, titanium exhibits good wettability to ceramics in its molten state and has the property of diffusing into ceramics, so various metal brazing materials have been developed that take advantage of this property.

しかしながら、チタニウムを多量に含むろう材において
は、たとえばチタニウム−銅二元合金を利用する場合、
その融点はチタニウム２０重量％で８９０℃、３３重量
％の場合では９７０℃である。またチタニウム−ニッケ
ル二元合金を利用する場合、ニッケル２７重量％で最も
低く、その融点は９６０℃である。そして、ろう付温度
はろう材の融点より約５０℃ないし１５０℃高く設定さ
れるから、実際の接合作業温度は９４０°Ｃないし１，
１２０℃の高温とせざるを得なかった。However, when using a titanium-copper binary alloy, for example, in a brazing filler metal containing a large amount of titanium,
Its melting point is 890° C. for 20% by weight titanium and 970° C. for 33% by weight titanium. Further, when a titanium-nickel binary alloy is used, the melting point is the lowest at 27% by weight of nickel, and its melting point is 960°C. Since the brazing temperature is set approximately 50°C to 150°C higher than the melting point of the brazing material, the actual joining temperature is 940°C to 1,000°C.
The temperature had to be as high as 120°C.

その結果、接合作業性が悪くなるとともに、高温加熱に
よる被接合物間の僅少の熱膨張率の差によっても大きい
内部応力を発生させ接合特性は悪いものであった。また
、一般にこれらチタニウムを多量に含むろう材はろう付
後脆く延性が低いものとなる。As a result, bonding workability deteriorated, and even a slight difference in coefficient of thermal expansion between the objects to be bonded due to high-temperature heating generated large internal stress, resulting in poor bonding properties. Further, these brazing materials containing a large amount of titanium are generally brittle and have low ductility after brazing.

一方、チタニウムを少量含有する銀ろう材、銅ろう材、
ニッケルろう材も考えられ、これらは比較的低融点で延
性のある特性を付与することができるが、セラミックス
へのぬれ性が悪く、やはり充分な接合特性が得られない
。On the other hand, silver brazing filler metal, copper brazing filler metal containing a small amount of titanium,
Nickel brazing filler metals are also considered, and although these can provide ductile properties with a relatively low melting point, they have poor wettability to ceramics and still do not provide sufficient bonding properties.

これに対し、この発明では、前記の如く、被接合物の接
合箇所に、チタニウムおよびこのチタニウムと合金を形
成しうるチタニウムより低融点の金属ろう材を、別体に
つまり両者を合金化しないでたとえばその一方もしくは
両方が板状体とされた状態でかつ両者が接触するように
介在させ、この状態で低融点の金属ろう材は溶融するが
チタニウムは固形状態を保つような温度に加熱するよう
にしたものである。In contrast, in the present invention, as described above, titanium and a metal brazing material having a lower melting point than titanium that can form an alloy with the titanium are placed separately at the joint parts of the objects to be joined, so that the two are not alloyed. For example, one or both of them may be in the form of a plate, and the two may be placed in contact with each other, and heated to a temperature such that the low-melting point brazing metal melts but the titanium remains solid. This is what I did.

この場合、加熱初期においては、溶融した低融点の金属
ろう材が被接合物であるセラミックスと固形状態を保つ
チタニウムとの間を液密に充填して、かつこのチタニウ
ム量対してぬれ性良好に接触する。ここで、チタニウム
と金属ろう材とは互いに合金化しうる性質を有している
ため、引き続く加熱保温によりチタニウムが部分的に金
属ろう材へ溶解拡散する現象がおこり、この拡散によっ
てろう材自身がセラミックスに対して充分なぬれ性を発
揮するようになる。In this case, in the early stage of heating, the molten low-melting-point metal brazing filler fluid-tightly fills the space between the ceramics to be joined and the solid titanium, and has good wettability with respect to the amount of titanium. Contact. Here, since titanium and the metal brazing material have the property of being able to alloy with each other, a phenomenon occurs in which titanium partially dissolves and diffuses into the metal brazing material due to subsequent heating and insulating, and this diffusion causes the brazing material itself to become ceramic. It comes to exhibit sufficient wettability against.

そして、上記拡散したチタニウムは、これがさらにセラ
ミックス中に拡散してい（ことにより、セラミックスの
接合強度の増大に大きく寄与する。The diffused titanium is further diffused into the ceramic (thereby greatly contributing to an increase in the bonding strength of the ceramic).

一方、上記セラミックスへの拡散により、金属ろう材中
のチタニウム量は減少するが、これは金属ろう材とぬれ
性良好に接触する固体状態のチタニウムから逐次的に補
給されるため、ろう材中のチタニウム量は一定量に保た
れ、この量は加熱温度と加熱時間を制御することによっ
て必要最小限に設定できる。On the other hand, the amount of titanium in the brazing metal decreases due to the diffusion into the ceramics, but this is successively replenished from solid titanium that contacts the brazing metal with good wettability. The amount of titanium is kept constant, and this amount can be set to the necessary minimum by controlling the heating temperature and heating time.

このため、加熱処理後のろう材中にチタニウムが過剰に
存在するという弊害もなく、金属ろう材自身は延性を保
ち、またそれ自身比較的熱膨張率が低いうえに加熱温度
も低いため、残留応力からくる接合特性の低下への影響
は少ない。さらに、固体状態のチタニウムは加熱処理中
金属ろう材へ溶解拡散していくことによって減少するた
め、その初期の量と加熱処理の温度９時間を適当に定め
ることによって、加熱処理後にこれがろう材成分にほと
んど残存しない状態とすることも可能である。しかし、
これが残存していてもセラミックスの接合特性には特に
悪影響をおよぼさないものであり、この残存をあえてさ
ける必要はない。For this reason, there is no problem of excessive titanium existing in the brazing filler metal after heat treatment; the metal brazing filler metal itself remains ductile, and since it itself has a relatively low coefficient of thermal expansion and is heated at a low temperature, no residual titanium remains. There is little effect on deterioration of bonding properties due to stress. Furthermore, solid titanium decreases as it dissolves and diffuses into the brazing metal during heat treatment, so by appropriately determining its initial amount and heat treatment temperature of 9 hours, titanium becomes a component of the brazing metal after heat treatment. It is also possible to achieve a state in which almost no residue remains. but,
Even if this remains, it does not particularly adversely affect the bonding properties of ceramics, and there is no need to intentionally avoid this remaining.

また、この発明においては、上記の加熱接合を真空中で
行っていることにより、加熱初期における金属ろう材の
チタニウムに対するぬれ性を良好にでき、またろう材中
へのチタニウムの溶解拡散によるろう材自身のセラミッ
クスへのぬれ性を一層良好とすることができるのである
。In addition, in this invention, by performing the above-mentioned thermal bonding in a vacuum, it is possible to improve the wettability of the metal brazing material to titanium at the initial stage of heating, and also to improve the wettability of the metal brazing material to titanium by dissolving and diffusing titanium into the brazing material. This makes it possible to improve the wettability of the material itself to ceramics.

このように、前記この発明の接合方法によれば、チタニ
ウムの有するセラミックスへの良好なぬれ性と拡散性を
充分に利用できるうえに、接合時の加熱温度を低く設定
できるから、セラミックスと金属などとの接合強度を大
幅に向上できるとともに接合作業性の改善をも図りうる
。As described above, according to the bonding method of the present invention, titanium's good wettability and diffusivity to ceramics can be fully utilized, and the heating temperature during bonding can be set low, so that ceramics and metals can be bonded together. It is possible to significantly improve the bonding strength with the material, and also to improve the bonding workability.

この発明は、以上の知見をもとになされたものであり、
その要旨とするところは、セラミックスと金属、同種セ
ラミックス同志または異種セラミックス間を接合する方
法において、各接合部に、チタニウムおよびこのチタニ
ウムと合金を形成しうるチタニウムより低融点の金属ろ
う材を介在させて、真空中で上記金属ろう材の融点以上
の温度でかつチタニウムが固形状態を保つ温度に加熱す
ることにより、チタニウムの一部を金属ろう材中へ拡散
させることを特徴とするセラミックスと金属、同種セラ
ミックス同志または異種セラミックス間の接合方法にあ
る。This invention was made based on the above knowledge,
The gist of this is that in the method of joining ceramics and metals, ceramics of the same type, or ceramics of different types, titanium and a metal brazing material with a lower melting point than titanium that can form an alloy with titanium are interposed in each joint. Ceramics and metals, characterized in that a part of titanium is diffused into the metal brazing material by heating in vacuum at a temperature higher than the melting point of the metal brazing material and at a temperature at which titanium remains in a solid state. It is a method of joining ceramics of the same type or ceramics of different types.

〔発明の構成・作用〕[Structure and operation of the invention]

この発明の接合方法には、セラミックスと金属、同種セ
ラミックス同志および異種セラミックス間の接合方法が
包含される。上記のセラミックスには、酸化物型セラミ
ックス、窒化物型セラミックスなどの従来公知のセラミ
ックスがいずれも含まれ、またこれと接合させる金属と
してはろう材の融点より高い金属であれば特に制限はな
く、たとえばＴｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉなどの金属ないし
合金あるいはこれら金属と他種金属との合金などが挙げ
られる。The joining method of the present invention includes a joining method between ceramics and metals, between ceramics of the same type, and between ceramics of different types. The above-mentioned ceramics include all conventionally known ceramics such as oxide-type ceramics and nitride-type ceramics, and there are no particular restrictions on the metal to be bonded to it as long as it has a melting point higher than that of the brazing material. Examples include metals or alloys such as Ti, Cu, Fe, and Ni, and alloys of these metals and other metals.

同種セラミックス同志の接合とは、たとえば酸化物型セ
ラミックス同志の接合、窒化物型セラミックス同志の接
合などをいい、また異種セラミックス間の接合とは、た
とえば酸化物型セラミックスと窒化物型セラミックスと
の接合などである。Bonding of similar ceramics refers to, for example, bonding of oxide-type ceramics or bonding of nitride-type ceramics, and bonding of different types of ceramics refers to, for example, bonding of oxide-type ceramics and nitride-type ceramics. etc.

この発明において上記接合に用いる金属ろう材は、チタ
ニウムと合金化が可能でかつチタニウムより低融点のも
のであればよく、このものは一般に真空中での加熱にお
いてチタニウムと良好なぬれ性を示す。具体的には、限
ろう（Ａｇ７２％。In the present invention, the metal brazing material used for the above-mentioned bonding may be one that can be alloyed with titanium and has a melting point lower than that of titanium, and generally exhibits good wettability with titanium when heated in a vacuum. Specifically, limited aluminum (Ag72%).

Ｃｕ２８％）、含リチウム銀ろう　（Ａｇ７２％。Cu28%), lithium-containing silver solder (Ag72%).

Ｃｕ２７゜８％、ＬｉＯ，２％）、パラジウムろう（Ｐ
ｄ５％、Ａｇ６．８％、Ｃｕ２７％）、パラジウムろう
（Ｐｄ１０％、Ａｇ５８％、Ｃｕ２７％）、銅ろう　（
Ｃｕ１００％）、銅合金ろう　（Ｃｕ６８％、Ｍｎ２２
％、ＮｉｌＯ％）、金ろう　（Ａｕ３８％、Ｃｕ６２％
）などの従来公知の金属ろう材から適宜選択使用できる
。なお、上記（）内の％はいずれも重量％である。Cu27゜8%, LiO, 2%), palladium wax (P
d5%, Ag6.8%, Cu27%), palladium solder (Pd10%, Ag58%, Cu27%), copper solder (
Cu100%), copper alloy solder (Cu68%, Mn22
%, NiO%), gold solder (Au38%, Cu62%
) can be selected and used as appropriate from conventionally known metal brazing materials. Note that all percentages in parentheses above are percentages by weight.

なお、金属ろう材の一成分として、マンガンおよびモリ
ブデンのうちの少なくとも一方、好ましくは両方を含ま
せるようにすると、これが加熱溶融時にセラミックス表
面の解離反応を促進する機能を有していることによって
接合特性に好結果を与える。したがって、このようなろ
う相成分の使用は、この発明において、特に好ましいも
のである。In addition, if at least one of manganese and molybdenum, preferably both, is included as a component of the metal brazing material, this will promote the dissociation reaction on the ceramic surface during heating and melting, thereby improving the bonding. Gives good results to characteristics. Therefore, the use of such waxy phase components is particularly preferred in the present invention.

この発明においては、まず上記の如き金属ろうを 材とチタニウムと戸者を近接させて、セラミックスと金
属、同種セラミックス同志または異種セラミックス間の
各接合部に介在させる。この介在手段は任意であり、用
いる金属ろう材の種類とチタニウムとの組み合わせに応
じて適宜法めればよい。In this invention, first, the metal solder as described above is brought into close proximity to the material, titanium, and the door, and is interposed at each joint between ceramic and metal, between ceramics of the same type, or between ceramics of different types. This intervening means is arbitrary and may be appropriately determined depending on the type of brazing metal used and the combination with titanium.

介在形態は板状、粉末状１粒状、塗膜またはこれらの組
み合わせなどの種々の態様をとれ、この際金属ろう相成
分の一部もしくは全部が予め合金化された状態であって
も、また合金化されない単体の状態であってもよい。The intervening form can take various forms such as a plate, a single powder, a coating, or a combination of these. It may be in a standalone state without being converted into

すなわち、板状の場合、チタニウム箔の両面に所要量の
金属ろう打箔を貼り付けたクラツド板としておけば使用
上極めて簡便である。また、線状や粉末状のチタニウム
の場合、その表面にたとえば溶融後所要成分となるよう
に限ろう（前出）の成分比率に相当する銀、銅の単体メ
ッキを所要量積層して行えば、加熱時にこれらは合金化
し、金属ろう相成分としてこの発明の作用効果を同様に
発揮することができる。That is, in the case of a plate, it is extremely convenient to use if it is made into a clad plate with a required amount of soldered metal foil affixed to both sides of titanium foil. In addition, in the case of linear or powdered titanium, for example, if the required amount of silver or copper is plated on the surface of the titanium, the required amount of silver or copper corresponding to the ratio of the ingredients (mentioned above) can be laminated so as to become the required components after melting. When heated, they are alloyed and can similarly exhibit the effects of the present invention as a metal wax phase component.

また、チタニウムと金属ろう材とのクラツド板として利
用する場合において、セラミックス接合面側にはセラミ
ックスに対してぬれ性の一層よい含リチウム銀ろう　（
前出）を、Ｎｉ、Ｆｅあるいはこれらの合金からなる金
属接合面側にはこれと接合性のよいパラジウムろう材（
前出）を貼り付けることにより、この両者の金属ろう材
はほぼ類似の溶融点を有することから、−回の加熱操作
でセラミックスと上記金属との強固な接合体を得ること
ができる。In addition, when used as a cladding plate between titanium and a metal brazing material, a lithium-containing silver solder with better wettability to the ceramic (
(mentioned above), and a palladium brazing filler metal (which has good bonding properties) is placed on the joint surface of the metal made of Ni, Fe, or their alloy.
By pasting the above-mentioned brazing materials, a strong bonded body of the ceramic and the metal can be obtained in -times of heating operation, since these two metal brazing materials have substantially similar melting points.

さらに、金属ろう材の少なくとも一部、たとえば前述し
たモリブデン、マンガンなどを用いるときは、これをス
クリーンオイルなどで練ったペーストとしてセラミック
スの接合部に塗膜状に設けるなどの手段により、上記接
合部に介在させるようにしてもよい。Furthermore, when using at least a part of the metal brazing material, such as molybdenum or manganese as mentioned above, the above-mentioned joint is coated with a paste made of screen oil or the like and applied in the form of a coating on the joint of the ceramic. It may be made to intervene.

このような各種態様にて介在させる金属ろう材の使用量
としては、たとえばチタニウムが板状で、通常の突き合
わせろう付の場合、チタニウムの接合部の片面表面積１
ｃｒＡあたり２０■ないし１００■が適当である。もち
ろん、この使用量は接合形状や接合後のろう材の所望の
凝固形状ないし所要特性から決まるものであって、自由
に選択できる。The amount of metal brazing material used in these various embodiments is, for example, when titanium is plate-shaped and normal butt brazing is performed, the surface area of one side of the titanium joint is 1
20 to 100 μ per crA is appropriate. Of course, the amount used is determined by the joining shape and the desired solidified shape or required characteristics of the brazing filler metal after joining, and can be freely selected.

また、チタニウムの量も特に限定されず、接合部の全域
にわたって介在しており、加熱冷却後その一部が残存し
ても使用上差し支えない所要量と形状を適宜選定すれば
よく、任意である。Further, the amount of titanium is not particularly limited, and the amount and shape of titanium may be arbitrarily selected so that it is present over the entire area of the joint and there is no problem in use even if a portion of it remains after heating and cooling. .

なお、この発明では、前述のとおり、真空中での加熱に
よって接合部に金属ろう材と共存するチタニウムからろ
う材中へその一部が拡散してい（ことによりセラミック
スへのぬれ性が確保され、ついでセラミックス中へのチ
タニウムの拡散が起こることによる接合機構を利用して
いるので、上記の介在に際して、セラミックスの接合部
分に特に面倒な前処理を施す必要はなく、単に洗浄によ
って浄化しておくのみでよい。In addition, in this invention, as mentioned above, by heating in vacuum, a part of the titanium coexisting with the metal brazing material in the joint part diffuses into the brazing material (thereby ensuring wettability to ceramics, Since the bonding mechanism is based on the subsequent diffusion of titanium into the ceramic, there is no need to perform any particularly troublesome pretreatment on the ceramic bonding area during the above-mentioned intervention, just purify it by cleaning. That's fine.

このように介在させたのち、真空中での加熱処理に供さ
れる。この際の加熱温度は金属ろう材の融点以上の温度
でかつチタニウムが固形状態を保つ温度、つまり金属ろ
う材とチタニウムとが全体として溶融し合金化してしま
うことのないような温度にする必要があり、一般には金
属ろう材の融点、つまり液相点温度より５０℃ないし１
５０℃高い温度に保持すればよい。After being interposed in this manner, it is subjected to heat treatment in a vacuum. The heating temperature at this time must be above the melting point of the metal brazing material and at a temperature at which the titanium remains in a solid state, that is, the temperature must be such that the metal brazing material and titanium do not melt as a whole and form an alloy. Generally, the temperature is 50°C to 1° below the melting point of the metal brazing material, that is, the liquidus temperature.
It is sufficient to maintain the temperature at a temperature 50°C higher.

保持時間は、溶融した金属ろう材中へ溶解拡散させるべ
きチタニウムの量、つまり各接合態様に応じて決められ
る上記チタニウムの拡散溶解量に応じて選択でき、この
溶解量は温度と時間の関数で定まるものであるが、通常
は２〜３０分間で充分である。このような温度１時間は
通常の金属同志のろう付作業条件と大差なく、生産性の
向上に大きく寄与するものである。The holding time can be selected depending on the amount of titanium to be dissolved and diffused into the molten brazing metal, that is, the amount of titanium diffused and dissolved, which is determined depending on each joining mode, and this amount of dissolution is a function of temperature and time. However, 2 to 30 minutes is usually sufficient. One hour at such a temperature is not much different from normal brazing work conditions for metals together, and greatly contributes to improving productivity.

この加熱処理における真空度は、チタニウムの高温酸化
を防止しかつ金属ろう材のぬれ性をよくするため、１　
×１０−”ｍ５）（ｇ以上の高真空度とするのが好まし
く、さらに好ましくはＩ　Ｘ　１０−’ｗＨｇ以上とす
るのがよい。The degree of vacuum during this heat treatment is set to 1.5 degrees in order to prevent high-temperature oxidation of titanium and improve wettability of the metal brazing material.
It is preferable to set the degree of vacuum to a high degree of vacuum of 10-'m5) (g or higher, more preferably 10-'wHg or higher).

上記の加熱処理により、加熱初期においてまず金属ろう
材が溶融してチタニウム表面にぬれ性良好になじみ、つ
いでこの溶融ろう材中へチタニウムが徐々に溶解拡散す
ることにより、ろう材自身がセラミックスによくぬれ、
ろう材中へ拡散したチタニウムはさらにセラミックス中
へ拡散していく。この拡散によって消費されたチタニウ
ムは溶融ろう材に接触しているチタニウムよりさらに平
衡量に達するまで適宜補充される。Through the above heat treatment, the metal brazing material first melts and adheres to the titanium surface with good wettability in the initial stage of heating, and then the titanium gradually dissolves and diffuses into this molten brazing material, so that the brazing material itself is well bonded to the ceramics. Wet,
Titanium that has diffused into the brazing filler metal further diffuses into the ceramic. The titanium consumed by this diffusion is replenished as appropriate, further than the titanium in contact with the molten brazing material, until an equilibrium amount is reached.

そして、上記の平衡量は加熱温度などの設定によって必
要最小限に調整できるから、加熱処理後の金属ろう材は
良好な延性を保ち、これと上記溶融ろう材のセラミック
スへの良好なぬれ性およびチタニウムのセラミックスへ
の拡散作用とにより、接合特性の良好なつまりセラミッ
クスと金属などとの接合強度の非常に大きい接合体が得
られる。Since the above-mentioned equilibrium amount can be adjusted to the necessary minimum by setting the heating temperature, etc., the metal brazing material after heat treatment maintains good ductility, and this and the above-mentioned molten brazing material have good wettability to ceramics. Due to the diffusion effect of titanium into the ceramic, a bonded body with good bonding properties, that is, a very high bonding strength between ceramic and metal, etc., can be obtained.

つぎに、この発明者は、上記の接合方法において、接合
部に予め前記金属ろう材およびチタニウムとともに、チ
タニウムもしくはジルコニウムの窒化物、炭化物または
ほう化物の中から選ばれた少なくとも一種または二種以
上を介在させてお（ことにより、金属ろう材のセラミッ
クスへのぬれ性を一層向上させることができ、またろう
材凝固後の延性と同時に高強度とすることができ、さら
にこれらの化合物はいずれも高融点であるところから金
属ろう材の加熱溶融時において形状保持機能を発揮させ
うろことを知った。Next, in the above-mentioned joining method, the inventor added in advance at least one kind or two or more kinds selected from nitrides, carbides, or borides of titanium or zirconium together with the brazing metal and titanium to the joining portion. By intervening (in particular, it is possible to further improve the wettability of the metal brazing filler metal to ceramics, it is also possible to achieve high strength at the same time as ductility after solidification of the filler metal, and furthermore, both of these compounds have high Because of its melting point, it was found that the metal brazing filler metal exhibits a shape-retaining function when heated and melted.

これらの化合物の物理特性とその主要特性は、下記の第
１表に示されるとおりであり、この表から判るように、
これらの化合物はいずれもその熱膨張率が小さく、その
中の一種あるいは二種以上を選定組み合わせることによ
り、ろう材の熱膨張率を接合するべきセラミックスの熱
膨張率へ近づけることができるから、熱応力の緩和にも
有効である。The physical properties of these compounds and their main properties are shown in Table 1 below, and as can be seen from this table,
All of these compounds have a small coefficient of thermal expansion, and by selecting one or more of them in combination, it is possible to bring the coefficient of thermal expansion of the brazing filler metal closer to that of the ceramics to be joined. It is also effective in relieving stress.

なお、上記化合物の中でもＴｉｃは電気良導体であるた
め、たとえばセラミックスとチタニウム粉末および金属
ろう材粉末を用いてセラミックスプリント基板を作製す
る際に、上記粉末とともにＴｉｃを混合使用すれば、金
属ろう材自身のＴｉＣに対するぬれ性が良好なことから
、ＴｉＣ０高融点からくる形状保持機能によりセラミッ
クスに対して過度にろう材が流れることがなく、プリン
ト基板の作製作業が容易となるという効果が得られる。Among the above compounds, Tic is a good electrical conductor, so when making a ceramic printed circuit board using ceramics, titanium powder, and metal brazing powder, for example, if Tic is mixed with the above powder, the metal brazing material itself can be used. Since TiC has good wettability with TiC, the shape retention function resulting from the high melting point of TiC prevents the brazing filler metal from flowing excessively toward the ceramic, making it easier to manufacture printed circuit boards.

これら化合物は一般に１５０メツシュバス程度の粉末状
として用いられ、その使用量としては金属ろう材１００
！ｌｉｔ部に対して１〜２０重量部、さらに好ましくは
３〜７重量部程度とするのがよい。また、これら化合物
を接合部に介在させる方法としては、金属ろう材成分中
に粉末形態で混在させておいてもよく、またスクリーン
オイルなどの有機バインダと混合してセラミックス接合
部に塗布乾燥する方法をとってもよい。These compounds are generally used in the form of powder of about 150 mesh baths, and the amount used is about 100 mesh baths of metal brazing material.
! The amount is preferably about 1 to 20 parts by weight, more preferably about 3 to 7 parts by weight, based on the lit part. In addition, as a method for intervening these compounds in the joint, it is possible to mix them in powder form in the metal brazing material component, or to mix them with an organic binder such as screen oil and apply the mixture to the ceramic joint and dry it. You can also take

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明においては、接合部にチタニウ
ムおよびこのチタニウムにぬれ性を有する低融点でかつ
チタニウムと合金化しうる金属ろう材を介在させ、真空
中において上記ろう材が融液となる温度に加熱すること
によってろう材中へチタニウムの一部分の拡散をはかり
、ついで溶融ろう材を介してセラミックス中へのチタニ
ウムの拡散を行わせることによって、セラミックスと金
属、同種セラミックス同志または異種セラミックス間を
接合するという手段を採用したことにより、前記従来の
接合法における問題点が悉く解消され、特にセラミック
スや金属の種類、形状にかかわりなく一回の加熱により
安定した大きな接合強度を得ることができるとともに、
接合にあたって接合体相互の寸法精度をよく確保でき、
また加熱接合時の温度制御が容易で大量生産が可能とな
る工業的に有利な接合方法を提供することができる。As described above, in the present invention, titanium and a metal brazing material that has a low melting point that wets the titanium and can be alloyed with titanium are interposed in the joint, and a temperature at which the brazing material becomes a melt in a vacuum is provided. A portion of the titanium is diffused into the brazing filler metal by heating to a temperature of By adopting this method, all the problems with the conventional bonding methods mentioned above are solved, and in particular, it is possible to obtain stable and high bonding strength by one heating regardless of the type and shape of ceramics or metals, and
When joining, the dimensional accuracy of the joined parts can be ensured well,
Further, it is possible to provide an industrially advantageous joining method that allows easy temperature control during heating joining and enables mass production.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下において％および部とあるはそれぞれ
重量％および重量部を意味するものとする。また、各実
施例で用いた限ろうおよび含すチウム限ろうはいずれも
前出の金属組成を存するものである。すなわち、銀ろう
はＡｇ７２％。EXAMPLES Below, examples of the present invention will be described in more detail. In the following, % and parts mean % by weight and parts by weight, respectively. In addition, the solder solders used in each example and the lithium solders used have the metal compositions described above. In other words, silver solder is 72% Ag.

Ｃｕ２８％であり、含リチウム銀ろうはＡｇ７２％、Ｃ
ｕ２７．８％、Ｌｉ０．２％である。Cu is 28%, and the lithium-containing silver solder is Ag72%, C
U27.8%, Li 0.2%.

実施例１ アルミナ含有率８０％のセラミックス円筒をアルミナ含
有率８０％のセラミックス円板上に置き、接合部に１０
０μｍ厚さで１．５　ｃｍ角のチタニウム箔を置き、さ
らに１００μｍ厚さの限ろうまたは含リチウム銀ろうを
チタニウム箔の両面に充分接触させて置いた。この銀ろ
うまたは含リチウム銀ろうはチタニウム片面の表面積１
ｃＩａあたり３８．９■である。Example 1 A ceramic cylinder with an alumina content of 80% was placed on a ceramic disc with an alumina content of 80%, and a
A 1.5 cm square titanium foil with a thickness of 0 μm was placed, and a 100 μm thick solder or lithium-containing silver solder was placed in sufficient contact with both sides of the titanium foil. This silver solder or lithium-containing silver solder has a surface area of 1 on one side of titanium.
It is 38.9■ per cIa.

また、別に、アルミナ含有率８０％のセラミックス円板
上に、厚さ３ｍ、大きさ１０鶴角の窒化珪素セラミック
スを置き、接合部に１００μｍ厚さでｌ　ｃｍ角のチタ
ニウム箔を置き、さらに上記と同様の比率からなる限ろ
うまたは含リチウム銀ろうをチタニウム箔の両面に充分
接触させて置いた。Separately, a silicon nitride ceramic with a thickness of 3 m and a size of 10 cm square was placed on a ceramic disk with an alumina content of 80%, and a titanium foil of 1 cm square with a thickness of 100 μm was placed on the joint, and further as described above. A filler metal solder or a lithium-containing silver solder having the same proportions as the titanium foil was placed in sufficient contact with both sides of the titanium foil.

上記ふたつの組み合わせ体を真空炉へ装入し、５　Ｘ　
Ｉ　Ｏ−’１１Ｈｇの真空度において８８０℃で７分間
の加熱処理を行ったのち、炉内で冷却し取り出して、四
種の接合体を得た。各接合体の接合部にはチタニウムが
一部残存していた。各接合体の接合特性は下記の第２表
に示されるとおりであった。Charge the above two combinations into a vacuum furnace, and
After performing a heat treatment at 880° C. for 7 minutes at a vacuum level of IO-’11 Hg, it was cooled in a furnace and taken out to obtain four types of joined bodies. A portion of titanium remained at the joint of each bonded body. The bonding characteristics of each bonded body were as shown in Table 2 below.

第２表 実施例２ アルミナ含有率８０％のセラミックス円筒をアルミナ含
有率８０％のセラミックス円板上に置き、接合部に１０
０μｍ厚さで１．５ｃｍ角のチタニウム箔を置き、さら
に１００μｍ厚さの銀ろうをチタニウム箔の両面に充分
接触させて置いた。この銀ろうはチタニウム片面の表面
積１ｄあたり３８．９■である。また、上記接合部には
、予めチタニウムもしくはジルコニウムの窒化物、炭化
物またはほう化物（いずれも２５０メツシユバス）をス
クリーンオイルで練ったものを、上記化合物が金属ろう
材１００部に対して第３表に示す部数となるように塗布
し、充分に乾燥した。Table 2 Example 2 A ceramic cylinder with an alumina content of 80% is placed on a ceramic disc with an alumina content of 80%, and a
A 1.5 cm square titanium foil with a thickness of 0 μm was placed, and silver solder with a thickness of 100 μm was placed in sufficient contact with both sides of the titanium foil. This silver solder has a surface area of 38.9 square meters per 1 d of surface area of one side of titanium. In addition, for the above-mentioned joint part, a titanium or zirconium nitride, carbide, or boride (all 250 mesh bath) kneaded with screen oil was added to the above-mentioned joint, so that the above-mentioned compound was mixed in accordance with Table 3 per 100 parts of the metal brazing material. The number of coats shown was applied and thoroughly dried.

また、別に、アルミナ含有率８０％のセラミックス円板
上に、厚さ３ｍ、大きさ１０ｆｌ角の窒化珪素セラミッ
クスを置き、接合部に上記と同様の操作および比率にて
チタニウム箔と含リチウム銀ろうとを置き、さらにチタ
ニウム化合物としてのＴｉＢｚを上記と同様にして塗布
、乾燥した。Separately, a silicon nitride ceramic with a thickness of 3 m and a size of 10 fl square was placed on a ceramic disk with an alumina content of 80%, and a titanium foil and a lithium-containing silver solder were attached to the joint using the same operation and ratio as above. Further, TiBz as a titanium compound was applied and dried in the same manner as above.

上記ふたつの組み合わせ体を真空炉へ装入し、５　Ｘ　
Ｉ　Ｑ−’ｍ）（Ｈの真空度において８８０℃で７分間
の加熱処理を行ったのち、炉内で冷却し取り出して、１
０種の接合体を得た。各接合体の接合部にはチタニウム
が一部残存していた。各接合体の接合特性は下記の第３
表に示されるとおりであった。Charge the above two combinations into a vacuum furnace, and
I
Zero zygotes were obtained. A portion of titanium remained at the joint of each bonded body. The bonding characteristics of each bonded body are shown in the third section below.
It was as shown in the table.

第３表 実施例３ アルミナ含有率８０％のセラミックス円筒をアルミナ含
を率８０％のセラミックス円板上に置き、接合部に１０
０μｍ厚さで１゜５　ｃｍ角のチタニウム箔を置き、さ
らに１．００．ｃｒｍ厚さの限ろうまたは含リチウム銀
ろうをチタニウム箔の両面に充分接触させて置いた。こ
の実施例では、上記銀ろうまたは含すチウム限ろうの量
を、チタニウム片面の表面積１ｄあたり２３．４■、３
１．１■、３８．９■。Table 3 Example 3 A ceramic cylinder with an alumina content of 80% is placed on a ceramic disc with an alumina content of 80%, and a
A 1°5 cm square titanium foil with a thickness of 0 μm was placed, and an additional 1.00 mm thick was placed. crm thick solder or lithium-containing silver solder was placed in full contact with both sides of the titanium foil. In this example, the amount of the above-mentioned silver solder or lithium-containing solder was 23.4 cm per 1 d of surface area of one side of titanium.
1.1■, 38.9■.

７７８８■と変化させてその接合特性を検討した。7788■ and its bonding characteristics were examined.

上記の組み合わせ体を真空炉へ装入し、５×１０−’＋
ｎＨｇの真空度において８８０℃で７分間の加熱処理を
行ったのち、炉内で冷却し取り出して。Charge the above combination into a vacuum furnace and
After performing a heat treatment at 880° C. for 7 minutes in a vacuum of nHg, it was cooled in a furnace and taken out.

大棟の接合体を得た。各接合体の接合部にはチタニウム
が一部残存していた。各接合体の接合特性は下記の第４
表に示されるとおりであった。A zygote with a large ridge was obtained. A portion of titanium remained at the joint of each bonded body. The bonding characteristics of each bonded body are shown in the fourth section below.
It was as shown in the table.

第４表 （注１）・・・チタニウムの片面表面積１ｃ１１Ｎあた
りの金属ろう材の重量を示す （注２）・・・ろう材部からの破断はな（いずれもセラ
ミックスの破損による破断 以上の各実施例の結果から明らがなように、この発明の
方法によれば、接合強度の大きい接合体を作業性良好に
製造できるものであることが判る。Table 4 (Note 1)...Indicates the weight of the metal brazing filler metal per 1c11N of surface area on one side of titanium (Note 2)...There is no breakage from the brazing filler metal (in any case, there is no breakage due to damage to the ceramics or more). As is clear from the results of the Examples, it can be seen that according to the method of the present invention, a bonded body with high bonding strength can be manufactured with good workability.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）セラミックスと金属、同種セラミックス同志また
は異種セラミックス間を接合する方法において、各接合
部に、チタニウムおよびこのチタニウムと合金を形成し
うるチタニウムより低融点の金属ろう材を介在させて、
真空中で上記金属ろう材の融点以上の温度でかつチタニ
ウムが固形状態を保つ温度に加熱することにより、チタ
ニウムの一部を金属ろう材中へ拡散させることを特徴と
するセラミックスと金属、同種セラミックス同志または
異種セラミックス間の接合方法。(1) A method for joining ceramics and metals, ceramics of the same type or ceramics of different types, in which titanium and a metal brazing material having a lower melting point than titanium that can form an alloy with titanium is interposed in each joint,
Ceramics, metals, and similar ceramics characterized in that a part of titanium is diffused into the metal brazing material by heating in vacuum to a temperature higher than the melting point of the metal brazing material and at a temperature at which titanium remains in a solid state. A method of joining similar or dissimilar ceramics. （２）各接合部に、チタニウムおよび金属ろう材ととも
に、チタニウムもしくはジルコニウムの窒化物、炭化物
またはほう化物の中から選ばれた少なくとも一種または
二種以上を介在させたことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載のセラミックスと金属、同種セラミック
ス同志または異種セラミックス間の接合方法。(2) A patent claim characterized in that at least one or two or more selected from nitride, carbide, or boride of titanium or zirconium is interposed in each joint together with titanium and a metal brazing material. A method for joining ceramics and metals, the same type of ceramics, or different types of ceramics as described in scope item (1).