JPS62191478A - セラミツクス・金属結合体 - Google Patents

セラミツクス・金属結合体

Info

Publication number
JPS62191478A
JPS62191478A JP61032851A JP3285186A JPS62191478A JP S62191478 A JPS62191478 A JP S62191478A JP 61032851 A JP61032851 A JP 61032851A JP 3285186 A JP3285186 A JP 3285186A JP S62191478 A JPS62191478 A JP S62191478A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
metal
intermediate member
metal composite
recess
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.)
Granted
Application number
JP61032851A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0336787B2 (ja
Inventor
功 小田
隆雄 相馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP61032851A priority Critical patent/JPS62191478A/ja
Priority to US07/012,508 priority patent/US4874674A/en
Priority to EP87301333A priority patent/EP0233772B1/en
Priority to DE3752056T priority patent/DE3752056T2/de
Publication of JPS62191478A publication Critical patent/JPS62191478A/ja
Publication of JPH0336787B2 publication Critical patent/JPH0336787B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B4/00—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts at different temperature; Force fits; Non-releasable friction-grip fastenings
    • 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
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • 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
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/345—Refractory metal oxides
    • C04B2237/348—Zirconia, hafnia, zirconates or hafnates
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/365—Silicon carbide
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/403—Refractory metals
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/56—Using constraining layers before or during sintering
    • C04B2237/565—Using constraining layers before or during sintering made of refractory metal oxides, e.g. zirconia
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/56—Using constraining layers before or during sintering
    • C04B2237/567—Using constraining layers before or during sintering made of metal
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/56—Using constraining layers before or during sintering
    • C04B2237/568—Using constraining layers before or during sintering made of non-oxide ceramics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/85—Ceramic-to-metal-connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/915—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes with titanium nitride portion or region
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652—Of asbestos
    • Y10T428/31667—Next to addition polymer from unsaturated monomers, or aldehyde or ketone condensation product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミックスと金属との結合体に関するもので
ある。
（従来の技術） 従来、セラミックスと金属との結合体としては、第７図
にその部分断面を示すように、金属製部材４１の結合端
面に凹部４２を形成してその凹部４２内に結合すべきセ
ラミック製部材４３の凸部をがん合して結合するのが一
般的であった。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した構造のセラミックス・金属結合体においては、
金属製部材４１とセラミック製部材４３との間に熱膨張
差が存在するため、高温において結合が緩んで極端な場
合はセラミック製部材４３が金属製部材４１から抜けて
しまう欠点があった。
また、がん合端では、かん合による圧縮力のため、セラ
ミック製部材中に応力集中が生じ、その結果、結合体の
破壊につながることもあり、信頼性の高いセラミックス
・金属結合体を得ることが出来ない欠点があった。
本発明の目的は上述した不具合を解消して、室温から高
温までの広い温度範囲においてセラミック製部材と金属
製部材との結合強度が高いと共に、結合によるセラミッ
ク製部材の応力集中が小さく、その結果、破壊しにくく
信頼性が高いセラミックス・金属結合体を提供しようと
するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明のセラミックス・金属結合体は、セラミック製部
材に凸部を設けて該凸部を金属製部材に設けられた凹部
にがん合により結合したセラミ・７クス・金属結合体に
おいて、セラミック製部材と金属製部材との間に低熱膨
張金属からなる中間部材を設け、該中間部材に該凹部を
設けてかん合し、該中間部材の他端を金属製部材と接合
すると共に該セラミック製部材凸部を該中間部材凹部か
ら抜いた時、該セラミック製部材凸部外径と該中間部材
凹部の内径の差が該セラミック製部材凸部外径の０．２
％以上であることを特徴とするものであり、好ましくは
セラミック製部材凸部の実質的全周にわたって溝を設け
て、液溝の端がかん合開始部になるように中間部材凹部
が位置することを特徴とするものである。
（作用） 上述した構造のセラミックス・金属結合体において、セ
ラミック製部材と金属製部材との間に低熱膨張金属から
なる中間部材を設けて、圧入部を抜いた時の中間部材凹
部の内径とセラミック製部材凸部外径の差がセラミック
製部材凸部外径の０．２％以上とすることにより室温か
ら高温までの広い温度範囲において十分な結合強度を維
持できる。
本発明においてセラミック製部材凸部を中間部材凹部か
ら抜いた時に該セラミック製部材凸部外径と中間部材凹
部内径の差が、該セラミック製部材凸部外径の０．２％
以上と限定した理由は、以下の実施例に示すように、０
．２％以下であるとセラミック製部材と中間部材の結合
力が不足して使用中、特に高温で緩んだり極端な場合は
抜けてしまうことがあるためである。
また、セラミック製部材凸部の全周にわたって溝を設け
て、液溝の一部をおおうように中間部材のかん合端が位
置するように構成することにより、従来生じていたかん
合端の応力集中が回避できる。
本発明において、セラミック製部材凸部の全周にわたっ
て設けた溝の深さをセラミック製部材凸部外径の２〜１
２％好ましくは３〜８％と限定した理由は、以下の実施
例に示すように引っ張りに対して溝の深さが浅いと溝に
よるがん合端の応力集中緩和の効果が小さく、逆に深い
と切欠きによる応力集中が大きくなるためである。
（実施例） 第１図（ａｌ〜Ｆｄｌは、本発明のセラミックス・金属
結合体の一実施例を示す部分断面図である。本実施例は
セラミック製部材１、低熱膨張金属よりなる中間部材２
および金属製部材３の外径が等しい軸構造の例を示して
いるが、本発明は軸径が等しい場合にのみ限定されるも
のではない。本実施例では、セラミック製部材１の端部
に凸部１ａを設け、この凸部１ａを中間部材２の一端に
設けた凹部２ｂまたは貫通穴２ｃに圧入等の方法により
がん合して結合している。また、中間部材２の他端２ｄ
は金属製部材３と摩擦圧接等の方法により接合されてい
る。
さらに、第１図ｆｃｌおよび（ｄｌに示す実施例では、
セラミック製部材凸部１ａの実質的全周にわたって溝４
を設け、溝の端部５ががん合開始部６になるように中間
部材凹部２ｈが位置するように結合された構造を示して
いる。
尖狗■土 第２図（ａ）、（ｂ）にその部分断面図および側面図を
示す形状のＳｉＪ、よりなるセラミック製部材１１、低
熱膨張合金であるインコロイ９０３（商品名）よりなる
中間部材１２およびＳＡＣＭ６４５よりなる金属製部材
１３よりなるねじり試験体を室温で圧入し、７２０℃８
時間、６２０℃ｌＯ時間の時効処理後加工して作製し、
５００℃でねじりトルクを測定し、ねじり試験後引抜き
、中間部材１２の内径ｄｍおよびセラミック製部材凸部
外径ｄａを測定し、中間部材１２の内径ｄｍとセラミッ
ク製部材凸部外径ｄｃとの差２δ、すなわち、２δ＝　
ｄｃ　−ｄｍを求めた。第３図に結果を示す。なお、圧
入部の形状はセラミック製部材１１の凸部直径１０ｍｍ
、中間部材１２の外径１５ｍｍ、圧入距離６ｍｍであっ
た。また、中間部材として、インコロイ９０９、コバー
ルを用いた同形状の試験体についてもねじりトルク、２
δを測定した。結果を第３図に示す。また、各金属の熱
膨張係数を表１に示す。
表　　　１ 第３図から明らかなように２δ／ｄｃが０．４χ程度の
もので低熱膨張金属からなる中間部材１２を設けた本発
明品のねじりトルクが３．９〜４．４ｋｇ−ｍであるの
に対し、中間部材を設けなかったものはねじりトルクが
１．５〜１．９ｋｇ−ｍと十分な結合力が得られなかっ
た。また、中間部材を設けたものでも２δ／ｄｃが０．
２％以上のものは、ねじりトルクが２ｋｇ−ｍ以上あり
十分な締めつけ力が得られるのに対し、２δ／ｄｃが０
．２％以下では結合力が十分に得られなかった。
大施拠主 第４図に示す形状の５ｉＪ４よりなるセラミック製部材
２１、インコロイ９０３よりなる中間部材２２およびＳ
ＮＣＭ４３９よりなる金属製部材２３よりなる引張試験
体を圧入により得、図示した荷重Ｐを負荷して破断荷重
を測定した。第５図に結果を示す。なお、圧入部の形状
はセラミック製部材２１の凸部直径１１ｍｍ、中間部材
２２の外径１６ｍｍ、圧入距離８ｍｍ、２δ／ｄｃ＝ｏ
、４χであった。
第５図から明らかなように、本発明に属する溝を設けた
セラミックス・金属結合体の引張強度は溝の深さａがセ
ラミック製部材凸部外径ｄｃの２〜１２％で十分な引張
強度が得られ、特に、３〜８％で優れている。
ス財１迂ｌ 第６図は、本発明をセラミックターボチャージャーロー
タに応用した例を示す部分断面図である。
本実施例では、直径４１ｍｍのＳｉ３Ｎ、よりなるター
ビンホイール３１を外径１０ｍｍの大軸部３２において
、インコロイ９０３よりなる外径１５１の中間部材３３
と圧入によりかん合し、中間部材３３はＳＮＣＭ４３９
よりなる金属製軸３４に摩擦圧接により接合されている
。
さらに、本実施例では、セラミック装輪凸部の全周にわ
たって深さａ　＝０．５ｍｍの溝３５を設け、溝の部端
３６がかん合開始部になるように中間部材凹部が位置し
ており、ＳＮＣＭ４３９よりなる軸部を高周波焼入れ、
焼戻しにより硬さを調整した。
このセラミックターボチャージャーロータを高温回転試
験装置に組み込んで８００℃の燃焼ガスにより、１００
．　ＯＯＯｒｐｍの回転数で５０時間の回転試験を行っ
たがなんら異常は認められなかった。
なお、セラミックターボチャージャーロータを引き抜い
た後の２δ／ｄｃは、０．４２％であった。
上述した結果から、セラミック製部材と金属製部材との
間に低熱膨張金属からなる中間部材を設。
けて、圧入部を抜いた時の中間部材凹部の内径とセラミ
ック製部材凸部外径の差がセラミック製部材凸部外径の
０．２％以上とすることにより室温から高温までの広い
温度範囲において十分な結合強度を維持でき、また、セ
ラミック製部材凸部の全周にわたって溝を設けて、液溝
の端部がかん合開始部になるように中間部材凹部が位置
するように構成することにより結合部の強度を高められ
ることがわかった。
本発明は、上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、幾多の変形、変更が可能である。例えば、セラミッ
クスとしてＳｉ３Ｎ、を用いたがこれに限定されるもの
ではなく、例えば、炭化ケイ素、サイアロン、ジルコニ
ア、ムライト、アルミナ、ベリリア等も使用できる。ま
た、中間部材としてはインコロイ９０３、インコロイ９
０９、コバールを使用したがこれに限定されるものでは
なく他の低熱膨張金属であればなんでも使用できること
はいうまでもない。さらに、金属製部材としてはＳＮＣ
Ｍ４３９　、ＳＡＣＭ６４５を使用したがこれに限定さ
れるものではなく他の金属も使用できることはいうまで
もない。
（発明の効果） 以上詳細に説明したことから明らかなように、本発明の
セラミックス・金属結合体によれば、セラミック製部材
と金属製部材との間に低熱膨張金属からなる中間部材を
設け、かん合部を引き抜いた時の中間部材凹部内径とセ
ラミック製部材凸部外径との差を限定することにより、
室温から高温までの広い範囲において結合強度が高いと
共に、セラミック製部材凸部に設けた溝によりがん合端
の応力集中が回避され、信顛性の高いセラミックス・金
属結合体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｄｌはそれぞれ本発明のセラミックス
・金属結合体の一実施例を示す部分断面図、第２図（ａ
）、　（ｂ）は本発明のねじり試験体の部分断面図およ
び側面図、 第３図はねじりトルクと２δ／ｄｃとの関係を示すグラ
フ、 第４図は本発明の引張試験体の部分断面図、第５図は引
張荷重とａ／ｄｃとの関係を示すグラフ、 第６図は本発明をセラミックターボチャージ−ロータに
応用した例を示す部分断面図、第７図は従来のセラミッ
クス・金属結合体の一実施例を示す部分断面図である。 ＬＩＬ２１・・・セラミック製部材 ｌａ・・・凸部　　　　　　２，１２．２２・・・中間
部材２ｂ・・・凹部　　　　　　２ｃ・・・貫通孔２ｄ
・・・摩擦圧接　　　　３，１３．２３・・・金属製部
材４・・・溝　　　　　　　５・・・溝の端部６・・・
かん合開始部　　３１・・・セラミソクローク３２・・
・大軸部　　　　　３３・・・中間部材３４・・・金属
製軸　　　　３５・・・溝３６・・・溝の端部 第１図 第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 ２Ｓ／ｄｃζ％） 第５図 ａｌｄｃ　（ｚ２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック製部材に凸部を設けて該凸部を金属製部
    材に設けられた凹部にかん合により結合したセラミック
    ス・金属結合体において、セラミック製部材と金属製部
    材との間に低熱膨張金属からなる中間部材を設け、該中
    間部材に該凹部を設けてかん合し、該中間部材の他端を
    金属製部材と接合すると共に、該セラミック製部材凸部
    を該中間部材凹部から抜いた時に該セラミック製部材凸
    部外径と該中間部材凹部の内径の差が該セラミック製部
    材凸部外径の０．２％以上であることを特徴とするセラ
    ミックス・金属結合体。 ２、上記セラミック製部材凸部の実質的全周にわたって
    溝を設けて、該溝の端がかん合開始部になるように中間
    部材凹部が位置することを特徴とした特許請求の範囲第
    １項記載のセラミックス・金属結合体。 ３、上記溝の深さが該セラミック製部材凸部外径に対し
    て２〜１２％である特許請求の範囲第１項又は第２項記
    載のセラミックス・金属結合体。 ４、上記溝の深さが該セラミック製部材凸部外径に対し
    て３〜８％である特許請求の範囲第１項又は第２項記載
    のセラミックス・金属結合体。 ５、上記かん合が圧入である特許請求の範囲第１項ない
    し第４項いずれかに記載のセラミックス・金属結合体。 ６、上記中間部材と金属製部材との接合が摩擦圧接であ
    る特許請求の範囲第１項ないし第５項いずれかに記載の
    セラミックス・金属結合体。 ７、上記セラミックス・金属結合体がターボチャジャー
    ロータもしくはガスタービンロータの回転軸である特許
    請求の範囲第１項ないし第６項いずれかに記載のセラミ
    ックス・金属結合体。
JP61032851A 1986-02-19 1986-02-19 セラミツクス・金属結合体 Granted JPS62191478A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61032851A JPS62191478A (ja) 1986-02-19 1986-02-19 セラミツクス・金属結合体
US07/012,508 US4874674A (en) 1986-02-19 1987-02-09 Metal-ceramic composite bodies
EP87301333A EP0233772B1 (en) 1986-02-19 1987-02-17 Metal-ceramic composite bodies
DE3752056T DE3752056T2 (de) 1986-02-19 1987-02-17 Aus Metall und Keramik zusammengefügte Körper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61032851A JPS62191478A (ja) 1986-02-19 1986-02-19 セラミツクス・金属結合体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62191478A true JPS62191478A (ja) 1987-08-21
JPH0336787B2 JPH0336787B2 (ja) 1991-06-03

Family

ID=12370337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61032851A Granted JPS62191478A (ja) 1986-02-19 1986-02-19 セラミツクス・金属結合体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4874674A (ja)
EP (1) EP0233772B1 (ja)
JP (1) JPS62191478A (ja)
DE (1) DE3752056T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH072577A (ja) * 1994-01-25 1995-01-06 Ngk Insulators Ltd セラミックと金属との結合体
US5881607A (en) * 1991-12-09 1999-03-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic-metal composite assembly

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4942999A (en) * 1987-08-31 1990-07-24 Ngk Insulators, Inc. Metal-ceramic joined composite bodies and joining process therefor
US5028162A (en) * 1988-02-29 1991-07-02 Ngk Insulators, Ltd. Metal-ceramic joined composite bodies
JP2510041B2 (ja) * 1990-08-23 1996-06-26 日本特殊陶業株式会社 回転接合体
DE4214878C2 (de) * 1992-05-05 1996-02-29 Interelectric Ag Getriebeanordnung mit einer Achse aus einem harten Werkstoff
JP3174979B2 (ja) * 1992-12-03 2001-06-11 日本特殊陶業株式会社 セラミックスと金属との回転体
DE19934855C1 (de) * 1999-07-24 2000-11-09 Daimler Chrysler Ag Reibgeschweißtes Welle-Scheibe-Verbundwerkstück und Verfahren zu seiner Herstellung
US6212349B1 (en) 1999-07-30 2001-04-03 Xerox Corporation Ceramic donor roll with shaft
DE10010923A1 (de) * 2000-03-06 2001-09-13 Alstom Power Nv Verfahren und Vorrichtung zur Fixierung einer keramischen Komponente in einem metallischen Support
AT500716B8 (de) * 2004-09-13 2007-02-15 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur ausgestaltung eines verbindungselementes und verbindungselement
DE102005026497A1 (de) * 2005-06-09 2006-12-14 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Fügen von Bauteilen
DE102010011486A1 (de) * 2010-03-16 2011-09-22 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Rotor für eine Ladeeinrichtung
AU2011316048B2 (en) * 2010-10-13 2015-03-26 Imperial Innovations Thermally insulating turbine coupling
EP2574807B1 (de) * 2011-09-30 2014-11-12 Maxon Motor AG Verbindung zwischen einer Welle und einem Nabenbauteil sowie Verfahren zum Herstellen der Verbindung
DE102014213641A1 (de) * 2014-01-17 2015-08-06 Borgwarner Inc. Verfahren zur Verbindung eines Verdichterrades mit einer Welle einer Aufladeeinrichtung
DE102015116019A1 (de) * 2015-09-22 2017-03-23 Mp-Engineering Gmbh Turbine mit Keramik-Turbinenrotor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55140771A (en) * 1979-04-16 1980-11-04 Tokyo Shibaura Electric Co Joint of ceramic member to metal member
JPS5845336U (ja) * 1981-09-11 1983-03-26 大泉征雄 セラミツク部材と金属部材の組付け構造

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2686655A (en) * 1949-09-02 1954-08-17 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Joint between ceramic and metallic parts
JPS5845336B2 (ja) * 1976-06-25 1983-10-08 株式会社クボタ パイプの２本押出成形方法
EP0156484B1 (en) * 1984-03-29 1989-07-19 Ngk Insulators, Ltd. Metal ceramics composite article and a method of producing the same
US4639194A (en) * 1984-05-02 1987-01-27 General Motors Corporation Hybrid gas turbine rotor
US4749334A (en) * 1984-12-06 1988-06-07 Allied-Signal Aerospace Company Ceramic rotor-shaft attachment
GB2169058B (en) * 1984-12-19 1989-01-05 Honda Motor Co Ltd Fitting assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55140771A (en) * 1979-04-16 1980-11-04 Tokyo Shibaura Electric Co Joint of ceramic member to metal member
JPS5845336U (ja) * 1981-09-11 1983-03-26 大泉征雄 セラミツク部材と金属部材の組付け構造

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5881607A (en) * 1991-12-09 1999-03-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic-metal composite assembly
US5937708A (en) * 1991-12-09 1999-08-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic-metal composite assembly
JPH072577A (ja) * 1994-01-25 1995-01-06 Ngk Insulators Ltd セラミックと金属との結合体

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0336787B2 (ja) 1991-06-03
US4874674A (en) 1989-10-17
DE3752056D1 (de) 1997-06-05
EP0233772B1 (en) 1997-05-02
DE3752056T2 (de) 1997-09-11
EP0233772A1 (en) 1987-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62191478A (ja) セラミツクス・金属結合体
JPS63251127A (ja) セラミック製部材と金属製部材の結合方法
JPH043129Y2 (ja)
JP2531708Y2 (ja) セラミックス・金属結合体
JPH05155668A (ja) セラミックスと金属との結合体
JPS61219767A (ja) 金属・セラミツクス結合体
US4959258A (en) Joined metal-ceramic assembly method of preparing the same
JPS62289385A (ja) セラミツクス・金属結合体
JPS6335464A (ja) セラミック製部材と金属製部材の結合法
JPH0360794B2 (ja)
JPH01215769A (ja) セラミックス・金属結合体の製造方法
JPH0240031B2 (ja)
JPH0516192Y2 (ja)
JPH0351319Y2 (ja)
JP3119981B2 (ja) セラミックス部材と金属部材の結合体及びその結合方法
JPS61155268A (ja) 拡散接合方法
JPH02115555A (ja) セラミックスー金属の摩擦圧接体およびそれから成るセラミックス鋳ぐるみピストン
JPS61219765A (ja) セラミツクスと金属との複合体
JPH0829991B2 (ja) セラミックス・金属結合体の製造方法
JPH052585Y2 (ja)
JPH0338401Y2 (ja)
JPS60255678A (ja) セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法
JPH02149477A (ja) セラミック回転体と金属軸との結合方法
JPH0322489Y2 (ja)
JPS5913678A (ja) セラミツク軸と金属軸との接合構造

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees