JPS62187181A - 導電性棒体のセラミツクス体への内嵌封着方法 - Google Patents
導電性棒体のセラミツクス体への内嵌封着方法Info
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Classifications
-
- 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】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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、セラミックス体に導電性棒体を内嵌封着する
方法に係り、特にセラミックスの熱膨張係数が導電性棒
体の熱膨張係数より小さい場合の内嵌封着方法に関する
。
方法に係り、特にセラミックスの熱膨張係数が導電性棒
体の熱膨張係数より小さい場合の内嵌封着方法に関する
。
セラミックス体への導電性棒体の内嵌封着の実用例とし
て、セラミックス真空管におけるリードの取出部、電気
伝導度計におけるセラミックス製試料容器の壁を貫通し
た電極の封着、電磁流量計におけるセラミックス製測定
管の壁を貫通した電極の封着などがある。
て、セラミックス真空管におけるリードの取出部、電気
伝導度計におけるセラミックス製試料容器の壁を貫通し
た電極の封着、電磁流量計におけるセラミックス製測定
管の壁を貫通した電極の封着などがある。
しかして、この種の内嵌封着の従来技術は、セラミック
スの熱膨張係数αが導電性棒体の熱膨張係数βより大き
い場合が一般的であった。すなわち、セラミックスとし
ては。
スの熱膨張係数αが導電性棒体の熱膨張係数βより大き
い場合が一般的であった。すなわち、セラミックスとし
ては。
マグネシア（ＮｇＯ）・・・α＝ １２ Ｘ １０−’
フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ，）−ａ ＝１１
Ｘ１０−’などを用い、電極など切棒体としては。
フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ，）−ａ ＝１１
Ｘ１０−’などを用い、電極など切棒体としては。
白金（Ｐｔ）・・・β＝８．９Ｘ１０−＠が耐食性の点
から多用されている。
から多用されている。
上記の材料の組合せからなる導電性棒体のセラミックス
体への内嵌封着方法を第６図（ａ） ｅ （ｂ） ｔ
（ｃ）、（ｄ）を参照して説明する。第６図（ａ）に示
すようにマグネシアで成形され未焼成のセラミックス体
（１）（マグネシア微粉に一般的にはプラスチックスバ
インダを混ぜプレス成形したやわらかい物体）に第６図
（ｂ）に示うように嵌合用穴（２）を明け、この穴に第
６図（Ｃ）に示すように白金層の棒体（３）を内嵌して
取付ける。これをセラミックスの種類で決まる焼成温度
（一般的には１０００℃〜１５００℃程度）で焼成する
。焼成時にセラミックスが線収縮１６％（体収縮４１％
に相当）乃至線収縮２６％（体収縮６０％に相当）内外
収縮するので、焼成後の高温状態で第６図（ｄ）に示す
ようにセラミックス体（１ａ）の嵌合用穴（２ａ）と棒
体（３）との隙間が無くなる。この状態から温度を下げ
て常温状態にすると、αくβすなわちα−β〉０なる関
係により、更にセラミックス体（１ａ）は大きな締付力
で棒体（３）を締付け、セラミックス体（１ａ）と棒体
（３）間の気密封着が完成する。
体への内嵌封着方法を第６図（ａ） ｅ （ｂ） ｔ
（ｃ）、（ｄ）を参照して説明する。第６図（ａ）に示
すようにマグネシアで成形され未焼成のセラミックス体
（１）（マグネシア微粉に一般的にはプラスチックスバ
インダを混ぜプレス成形したやわらかい物体）に第６図
（ｂ）に示うように嵌合用穴（２）を明け、この穴に第
６図（Ｃ）に示すように白金層の棒体（３）を内嵌して
取付ける。これをセラミックスの種類で決まる焼成温度
（一般的には１０００℃〜１５００℃程度）で焼成する
。焼成時にセラミックスが線収縮１６％（体収縮４１％
に相当）乃至線収縮２６％（体収縮６０％に相当）内外
収縮するので、焼成後の高温状態で第６図（ｄ）に示す
ようにセラミックス体（１ａ）の嵌合用穴（２ａ）と棒
体（３）との隙間が無くなる。この状態から温度を下げ
て常温状態にすると、αくβすなわちα−β〉０なる関
係により、更にセラミックス体（１ａ）は大きな締付力
で棒体（３）を締付け、セラミックス体（１ａ）と棒体
（３）間の気密封着が完成する。
しかしながら、前記のマグネシア、フォルステライトに
比べて耐食性が優れているセラミックスであるアルミナ
（Ａｌ、Ｏ，）、スピネル（ＭｇＯ・Ａ１□０．）では
、熱膨張係数αが７．１〜７．３ Ｘ １０−’で白金
の熱膨張係数β＝ ８．９ Ｘ １０−’ より小さい
。このため、アルミナと白金の組合せで上記従来方法で
内嵌封着を行なうと、焼成後常温状態にしたとき、αく
βすなわちβ−α〉０なる関係により棒体（３）と嵌合
用穴（２ａ）内面との間に隙間が発生し気密の確保がで
きないという問題があった。
比べて耐食性が優れているセラミックスであるアルミナ
（Ａｌ、Ｏ，）、スピネル（ＭｇＯ・Ａ１□０．）では
、熱膨張係数αが７．１〜７．３ Ｘ １０−’で白金
の熱膨張係数β＝ ８．９ Ｘ １０−’ より小さい
。このため、アルミナと白金の組合せで上記従来方法で
内嵌封着を行なうと、焼成後常温状態にしたとき、αく
βすなわちβ−α〉０なる関係により棒体（３）と嵌合
用穴（２ａ）内面との間に隙間が発生し気密の確保がで
きないという問題があった。
本発明の目的は、内嵌封着される導電性棒体の熱膨張係
数より導電性棒体を保持するセラミックス体の熱膨張係
数ｐ＜小さい場合でも気密封着ができる導電性棒体のセ
ラミックス体への内嵌封着方法を提供することにある。
数より導電性棒体を保持するセラミックス体の熱膨張係
数ｐ＜小さい場合でも気密封着ができる導電性棒体のセ
ラミックス体への内嵌封着方法を提供することにある。
本発明は、熱膨張係数がαのセラミックスからなる物体
に、αくβの関係にある熱膨張係数βを持つ導電性材料
で形成された棒体を内嵌封着する場合、前記セラミック
スで成形された未焼成の物体に嵌合用穴を明け、この嵌
合用穴に内嵌する部分にその部分からはみ出さない範囲
で形成された小径部を有する前記棒体を前記未焼成の物
体の嵌合用穴に内嵌取着し、この状態でこの物体を焼成
するようにしたもので、焼成時のセラミックスの線収縮
によって棒体に形成された小径部と嵌合用穴内面との間
の空間を充たすようにセラミックスが入り込む。そして
、焼成後常温状態にしたときαくβすなわちβ−α〉０
なる関係により棒体の方が多く縮み、小径部の両端の段
部が入り込んだセラミックスに当接して押圧するためこ
の間で気密が確保され、気密封着が可能となるものであ
る。
に、αくβの関係にある熱膨張係数βを持つ導電性材料
で形成された棒体を内嵌封着する場合、前記セラミック
スで成形された未焼成の物体に嵌合用穴を明け、この嵌
合用穴に内嵌する部分にその部分からはみ出さない範囲
で形成された小径部を有する前記棒体を前記未焼成の物
体の嵌合用穴に内嵌取着し、この状態でこの物体を焼成
するようにしたもので、焼成時のセラミックスの線収縮
によって棒体に形成された小径部と嵌合用穴内面との間
の空間を充たすようにセラミックスが入り込む。そして
、焼成後常温状態にしたときαくβすなわちβ−α〉０
なる関係により棒体の方が多く縮み、小径部の両端の段
部が入り込んだセラミックスに当接して押圧するためこ
の間で気密が確保され、気密封着が可能となるものであ
る。
以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明に係る導電性棒体のセラミックス体への内嵌封着
方法の一実施例の工程を第１図（ａ） ＃ （ｂ） 。
方法の一実施例の工程を第１図（ａ） ＃ （ｂ） 。
（Ｃ） 、 （ｄ） 、 （ｅ）に示す、第１図（ａ）
に示すように、アルミナ（Ａｌ□０１．α＝７．１〜７
．３ Ｘ １０″″りで成形され未焼成のセラミックス
体（１１）に、第１図（ｂ）に示すように、嵌合用穴（
１２）を明ける。白金（Ｐｔ、 β＝８．９Ｘ１０’
″′）の棒体（１３）は、第１図（Ｃ）に示すように、
嵌合用穴（１２）に内嵌する部分の両端部を残した中央
部分が小径部（１４）に形成され、小径部（１４）の段
部（１５）は傾斜面になっている。この棒体（１３）を
第１図（ｃ）に示すように、セラミックス体（１１）の
嵌合用穴（１２）に内嵌して取付ける。この状態でセラ
ミックス体（１１）をアルミナの焼成温度で焼成する。
に示すように、アルミナ（Ａｌ□０１．α＝７．１〜７
．３ Ｘ １０″″りで成形され未焼成のセラミックス
体（１１）に、第１図（ｂ）に示すように、嵌合用穴（
１２）を明ける。白金（Ｐｔ、 β＝８．９Ｘ１０’
″′）の棒体（１３）は、第１図（Ｃ）に示すように、
嵌合用穴（１２）に内嵌する部分の両端部を残した中央
部分が小径部（１４）に形成され、小径部（１４）の段
部（１５）は傾斜面になっている。この棒体（１３）を
第１図（ｃ）に示すように、セラミックス体（１１）の
嵌合用穴（１２）に内嵌して取付ける。この状態でセラ
ミックス体（１１）をアルミナの焼成温度で焼成する。
焼成時にセラミックスが線収縮で１６％〜２６％内外収
縮し、第１図（ｄ）に示すように、棒体（１３）の小径
部（１４）とセラミックス体（１１）の嵌合用穴（１２
ａ）内面との間の空間を充たすようにセラミックスが入
り込み、焼成後のセラミックス体（ｌｌａ）と棒体（１
３）との間に隙間が無くなる。焼成完了後温度を下げて
常温状態にすると、α＜βすなわちβ−α〉Ｏなる関係
により棒体（１３）の方が多く縮むため、第１図（ｅ）
に示すように、棒体（１３）の軸心に平行な外面部分と
嵌合用穴（１２ａ）内面との間には隙間が発生するが、
棒体（１３）の小径部（１４）の両端の段部（１５）が
入り込んだセラミックスめ両端と当接してそれ以上の収
縮を阻止されるので、棒体（１３）の小径部（１４）に
は引張応力が発生し、それにより、段部（１５）が入り
込んだセラミックスの両端を押圧して気密が確保される
。このように本発明に係る導電性棒体のセラミックス体
への内嵌封着方法によれば、従来不可能であったα＜β
の場合の気密嵌着が可能となる。
縮し、第１図（ｄ）に示すように、棒体（１３）の小径
部（１４）とセラミックス体（１１）の嵌合用穴（１２
ａ）内面との間の空間を充たすようにセラミックスが入
り込み、焼成後のセラミックス体（ｌｌａ）と棒体（１
３）との間に隙間が無くなる。焼成完了後温度を下げて
常温状態にすると、α＜βすなわちβ−α〉Ｏなる関係
により棒体（１３）の方が多く縮むため、第１図（ｅ）
に示すように、棒体（１３）の軸心に平行な外面部分と
嵌合用穴（１２ａ）内面との間には隙間が発生するが、
棒体（１３）の小径部（１４）の両端の段部（１５）が
入り込んだセラミックスめ両端と当接してそれ以上の収
縮を阻止されるので、棒体（１３）の小径部（１４）に
は引張応力が発生し、それにより、段部（１５）が入り
込んだセラミックスの両端を押圧して気密が確保される
。このように本発明に係る導電性棒体のセラミックス体
への内嵌封着方法によれば、従来不可能であったα＜β
の場合の気密嵌着が可能となる。
次に１本発明に係る内嵌封着方法の種々な実施態様につ
き説明する。第２図は、電磁流量計のセラミックス製測
定管（１６）に白金製の電極（１７）を気密嵌着した例
を示している。測定管（１６）の材料はアルミナを用い
、したがってα＜βであり、電極（１７）には小径部を
予め成形しておき、第１図（ａ）〜（ｅ）の方法によっ
て気密嵌着を可能にしている。
き説明する。第２図は、電磁流量計のセラミックス製測
定管（１６）に白金製の電極（１７）を気密嵌着した例
を示している。測定管（１６）の材料はアルミナを用い
、したがってα＜βであり、電極（１７）には小径部を
予め成形しておき、第１図（ａ）〜（ｅ）の方法によっ
て気密嵌着を可能にしている。
第３図（ａ）、 （ｂ）は内嵌封着される棒体の変形例
を示すもので、第３図（ａ）の棒体（１８）は小径部（
１９）が径を異ならした２つに分けられており、且つ大
径部（２０）の外面は球面状に形成され、焼成後の冷却
過程で棒体（１８）がβ−α〉０によって縮む場合にセ
ラミックスに対して滑り易いようにしたものである。第
３図（ｂ）の棒体（２１）は小径部（２２）が３つ形成
され、外側の小径部がそれぞれ棒体の端まで達している
形状である。そして、中央の小径部に向いた大径部（２
３）の外面は球面状をしていて第３図（ａ）と同様の効
果を奏する。
を示すもので、第３図（ａ）の棒体（１８）は小径部（
１９）が径を異ならした２つに分けられており、且つ大
径部（２０）の外面は球面状に形成され、焼成後の冷却
過程で棒体（１８）がβ−α〉０によって縮む場合にセ
ラミックスに対して滑り易いようにしたものである。第
３図（ｂ）の棒体（２１）は小径部（２２）が３つ形成
され、外側の小径部がそれぞれ棒体の端まで達している
形状である。そして、中央の小径部に向いた大径部（２
３）の外面は球面状をしていて第３図（ａ）と同様の効
果を奏する。
第４図（ａ）は、内嵌封着される電極として白金電極の
代りにセラミックスに導電性物質例えば白金粉を混入し
て焼成したサーメット電極（２４）であり、また第４図
（ｂ）は、セラミックスの表面に導電性物質例えば白金
ペーストを塗布して焼成した導電性のある電極（２５）
で、いずれも導電性は導電性物質部（２４ａ）、 （２
５ａ）が担当し、内嵌封着時のセラミックス体との親和
性はセラミックス部（２４ｂ） 。
代りにセラミックスに導電性物質例えば白金粉を混入し
て焼成したサーメット電極（２４）であり、また第４図
（ｂ）は、セラミックスの表面に導電性物質例えば白金
ペーストを塗布して焼成した導電性のある電極（２５）
で、いずれも導電性は導電性物質部（２４ａ）、 （２
５ａ）が担当し、内嵌封着時のセラミックス体との親和
性はセラミックス部（２４ｂ） 。
（２５ｂ）が担当する。α＜βの関係が成立し、いづれ
の電極にも小径部を予め形成して第１図（ａ）〜（ｅ）
の方法で内嵌封着される。
の電極にも小径部を予め形成して第１図（ａ）〜（ｅ）
の方法で内嵌封着される。
第５図は、セラミックス体例えばセラミックス管壁ある
いはセラミックス製容器壁を貫通するように内嵌封着さ
れる電極ではなく、セラミックス体（２６）に埋込んで
設けられる導電性埋込スタッド（２７）の例を示してい
る。この場合、導電性埋込スタッド（２７）を白金で作
り、セラミックス体（２６）にアルミナを用いればα＜
βの関係が成立し、導電性埋込スタッド（２７）の埋込
み部分に小径部（２８）を予め形成しておき、第１図（
ａ）〜（ｅ）の方法で内嵌封着される。
いはセラミックス製容器壁を貫通するように内嵌封着さ
れる電極ではなく、セラミックス体（２６）に埋込んで
設けられる導電性埋込スタッド（２７）の例を示してい
る。この場合、導電性埋込スタッド（２７）を白金で作
り、セラミックス体（２６）にアルミナを用いればα＜
βの関係が成立し、導電性埋込スタッド（２７）の埋込
み部分に小径部（２８）を予め形成しておき、第１図（
ａ）〜（ｅ）の方法で内嵌封着される。
以上詳述したように本発明によれば、熱膨張係数がαの
セラミックスからなる物体に、αくβの ４関係にある
熱膨張係数を持つ導電性材料で形成された棒体を内嵌封
着する場合、前記セラミックスで成形され未焼成の物体
に嵌合用穴を明け、この嵌合用穴に内嵌する部分にその
部分からはみ出さない範囲で形成された小径部を有する
前記棒体を前記未焼成の物体の嵌合用穴に内嵌封着し、
この状態でこの物体を焼成するという内嵌封着方法を創
成したので、焼成時にセラミックスが線収縮することに
よって棒体に形成された小径部と嵌合用穴内面との間の
空間を充たすようにセラミックスが入り込み、焼成機常
温状態にしたときαくβすなわちβ−α〉０なる関係に
より棒体の方が多く縮み、小径部の両端の段部が入り込
んだセラミックスの両端と当接してそれ以上の当接を阻
止されるため、棒体の小径部には引張応力が発生し、そ
れにより段部が、入り込んだセラミックスの両端を押圧
して気密が確保される。このようにして。
セラミックスからなる物体に、αくβの ４関係にある
熱膨張係数を持つ導電性材料で形成された棒体を内嵌封
着する場合、前記セラミックスで成形され未焼成の物体
に嵌合用穴を明け、この嵌合用穴に内嵌する部分にその
部分からはみ出さない範囲で形成された小径部を有する
前記棒体を前記未焼成の物体の嵌合用穴に内嵌封着し、
この状態でこの物体を焼成するという内嵌封着方法を創
成したので、焼成時にセラミックスが線収縮することに
よって棒体に形成された小径部と嵌合用穴内面との間の
空間を充たすようにセラミックスが入り込み、焼成機常
温状態にしたときαくβすなわちβ−α〉０なる関係に
より棒体の方が多く縮み、小径部の両端の段部が入り込
んだセラミックスの両端と当接してそれ以上の当接を阻
止されるため、棒体の小径部には引張応力が発生し、そ
れにより段部が、入り込んだセラミックスの両端を押圧
して気密が確保される。このようにして。
従来不可能であったαくβの場合の導電性棒体のセラミ
ックス体への気密嵌着が可能となる。
ックス体への気密嵌着が可能となる。
第１図（ａ）乃至（ｅ）は本発明に係る導電性棒体のセ
ラミックス体への内嵌封着方法の一実施例の一連の工程
を示す説明図、第２図は本発明の方法により電極が気密
嵌着された電磁流量計のセラミックス製測定管を示す概
略図、第３図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ内嵌封着され
る棒体の異なる変形例を示す外形図、第４図（ａ）は内
嵌封着される電極がサーメット電極の場合の説明図、第
４図（ｂ）は同じくセラミックスの表面に導電性物質を
塗布して焼成した導電性のある電極の場合の説明図、第
５図は本発明の方法によって内嵌封着されたセラミック
ス体への埋込スタッドの概略図、第６図（ａ）乃至（ｄ
）は導電性棒体をセラミックス体へ内嵌封着する従来方
法の一連の工程を示す説明図である。
ラミックス体への内嵌封着方法の一実施例の一連の工程
を示す説明図、第２図は本発明の方法により電極が気密
嵌着された電磁流量計のセラミックス製測定管を示す概
略図、第３図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ内嵌封着され
る棒体の異なる変形例を示す外形図、第４図（ａ）は内
嵌封着される電極がサーメット電極の場合の説明図、第
４図（ｂ）は同じくセラミックスの表面に導電性物質を
塗布して焼成した導電性のある電極の場合の説明図、第
５図は本発明の方法によって内嵌封着されたセラミック
ス体への埋込スタッドの概略図、第６図（ａ）乃至（ｄ
）は導電性棒体をセラミックス体へ内嵌封着する従来方
法の一連の工程を示す説明図である。
Claims (1)
- 熱膨張係数がαのセラミックスからなる物体に、α＜β
の関係にある熱膨張係数βを持つ導電性材料で形成され
た棒体を内嵌封着する場合、前記セラミックスで成形さ
れ未焼成の物体に嵌合用穴を明け、この嵌合用穴に内嵌
する部分にその部分からはみ出さない範囲で形成された
小径部を有する前記棒体を前記未焼成の物体の嵌合用穴
に内嵌取着し、この状態でこの物体を焼成することを特
徴とする導電性棒体のセラミックス体への内嵌封着方法
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61026839A JPS62187181A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 導電性棒体のセラミツクス体への内嵌封着方法 |
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