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セラミック-金属の接合方法とは？
2023/10/19 09:40
- セラミックスと金属(SUS)の接合を行いたい方へ。適切な接合方法や活性ろうによる接合の懸念点などについて解説します。
- セラミック-金属の接合における熱膨張率差やセラミックスの寸法精度による隙間の懸念点について説明します。ろう付け相の厚みについても言及します。
- セラミック-金属の接合において、ろう付け以外の高温でも接合強度を保てる方法をお探しの方へ。水のシールを目指す接合方法についても紹介します。
セラミック-金属の接合について(ろう付け等)
2014/04/09 10:10
セラミックスと金属(SUS)の接合を行いたいのですが、どのような手法
が適しているでしょうか？
500度程度までの耐熱が必要であり、接合方法が決まらず、困っております。
(セラミックスの熱膨張率は3ppm/K、SUSは9ppm/K程度です。)
今まで調べたところでは、活性ろうによる接合を考えているのですが、
熱膨張率差によるワレと、セラミックスの寸法精度悪さ起因の隙間ができる
ことを懸念しております。
ろう付けを行う場合、セラミックス寸法悪さをカバーするため、できれば
ろう付け相の厚みを2mm程度まで厚くしたと考えております。
ただ、文献を調べると、一般にろう付けは100um程度までで行うと書かれて
いましたが、それ以上厚くできない理由があるのでしょうか？
また、ろう付け以外に高温でも接合強度を保てるセラミック-金属の接合
方法をご存知でしたらご教授ください。
上記接合は水のシールが目的であり、
数10L/minの流量の水を流してもリークのないような接合を目指しております。
回答 （3件中 1～3件目)
回答(2)さんご紹介の文献にも記載されていると思いますが、ロウ材を使う
方法以外に、金属とセラミックを直接接合する方法もあるようです。
ところで、熱膨張率 SUS：9ppm/K程度とは、どのようなSUSですか？
オーステナイト系SUSの場合、鋼材よりも熱膨張率が高くて熱歪みや熱応力を
考慮する場合、往々にして悩みます。
フェライト系のSUS430であれば、熱膨張率は通常の鋼材とほぼ同等で10～12
ppm/℃程度と思います。
http://www.silicolloy.co.jp/sus430.html
もし事情が許せば、8 ppm/℃の出典をご教示下さるようにお願いします。
＞もし事情が許せば、8 ppm/℃の出典をご教示下さるようにお願いします。
申し訳ありません。8 ppm/℃と9 ppm/℃を間違えました。
9 ppm/℃の出典をご教示頂ければ有難く存じます。
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色々あるみたいですね
お礼
2014/04/10 17:17
資料ご紹介いただきありがとうございます。
大変参考になっております。
もしご存知でしたらお教えいただきたいのですが、
ろう付け厚みが一般的に100um以下なのは、強度を保つためという理解でよろしいでしょうか
どのくらいの強度が必要なのか判りませんが
接着材でも固定程度はできます。
アロンセラミック
http://www.toagosei.co.jp/products/functional/adhesive/aron_ceramic.html
熱サイクルで信頼性を保つ必要があるならロウ付けではもたず
傾斜材料が必要になるのではないでしょうか。
お礼
2014/04/10 17:14
ご回答誠にありがとうございます。
質問に記載できておらず申し訳ないのですが、今回、接合部で水のリークのないような接合を目指しております。
ご教授頂いたアロンセラミックは検討できていないのですが、手持ちの無機接着剤は、乾燥後に気孔があり、水のシールを行えませんでした。
乾燥後の気密性を保てる接着材があるか探させていただきます。
お礼
2014/04/10 22:47
ご回答ありがとうございます。
ご教授頂いた資料を参考にさせていただいております。
SUSはフェライト系のSUS430を用いております。
ご指摘の通り、熱膨張差によるワレのため、接合が困難で困っております。