陶瓷接合体的制造方法技术

在由金属元素或半金属元素与非金属元素的化合物的陶瓷形成的被接合材料（10A、10B）之间配置由含有该化合物的微粒的片状成形体形成的接合材料12，并且在该被接合材料（10A、10B）与该接合材料（12）之间配置由该金属元素单质或半金属元素单质形成的层（11A、11B），形成层叠结构体（20）。接着，在对层叠结构体（20）施加了负荷的状态下，在该非金属元素的气氛下或含有该非金属元素的化合物的气氛下进行烧成，使该层叠结构体（20）成为接合体（1）。在与烧成时施加的负荷相同或比该负荷低的负荷下对该接合体（1）进行热处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将两个以上的陶瓷接合而成的陶瓷接合体的制造方法。
技术介绍
将由陶瓷形成的被接合材料彼此接合的方法已经提出了多种。例如，已经提出了下述方法：使用氧化铝陶瓷作为陶瓷，在该氧化铝陶瓷间夹持金属铝等低熔点金属，加热到该金属的熔点以上，将氧化铝陶瓷彼此钎焊（参照专利文献1和2）。另外，也提出了使氧化铝粉末介于氧化铝陶瓷彼此之间、通过热压进行物理压接的方法（参照专利文献3和4以及非专利文献1和2）。还提出了替代氧化铝或者在氧化铝的基础上夹入其它金属氧化物粉末的方法（参照专利文献5和6）。进而，还提出了不使用上述各种结合材料、而是通过组合氧化铝陶瓷并在真空状态下进行加热而使之一体化的方法（参照专利文献7）。现有技术文献专利文献专利文献1：US5451279Ａ专利文献2：日本特开平6-270336号公报专利文献3：US2007/0166570Ａ1专利文献4：日本特开2010-18448号公报专利文献5：日本特开2003-335583号公报专利文献6：日本特开2006-36552号公报专利文献7：日本特开2007-119262号公报非专利文献非专利文献1：Phys.Stat.Sol.(a)175,549(1999)非专利文献2：J.Mater.Res.,15,1724(2000)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，进行低熔点金属的钎焊时，有所得到的接合体的耐热性和耐化学反应性变差的倾向。在以热压为首的物理压接方法中，需要特殊的大型制造装置，在经济上不利。因此，本专利技术的课题在于提供能够消除上述现有技术所具有的各种缺点的陶瓷接合体的制造方法。用于解决课题的手段本专利技术提供陶瓷接合体的制造方法，其特征在于，在由金属元素或半金属元素与非金属元素的化合物的陶瓷形成的被接合材料之间配置由含有该化合物的微粒的片状成形体形成的接合材料，并且在该被接合材料与该接合材料之间配置由该金属元素单质或半金属元素单质形成的层，形成层叠结构体；在对该层叠结构体施加负荷的状态下，在该非金属元素的气氛下或含有该非金属元素的化合物的气氛下进行烧成，使该层叠结构体成为接合体；在与烧成时施加的负荷相同或比该负荷低的负荷下对所述接合体进行热处理。另外，本专利技术提供了陶瓷接合体的制造方法，其特征在于，在由金属元素或半金属元素与非金属元素的化合物的陶瓷形成的被接合材料之间配置由含有该化合物的微粒的片状成形体形成的接合材料，并且在该被接合材料与该接合材料之间配置含有该金属元素单质或该半金属元素单质与该非金属元素单质的层，形成层叠结构体；在对所述层叠结构体施加负荷的状态下进行烧成，使该层叠结构体成为接合体；在与烧成时施加的负荷相同或比该负荷低的负荷下对所述接合体进行热处理。专利技术效果根据本专利技术的制造方法，能够不使用热压炉等大型炉，根据目标接合体的组成，使用设定为氮气氛或大气等氧化气氛的通用烧成炉，能容易地得到具有高耐热性及耐化学反应性的陶瓷接合体。附图说明图1（a）、（b）及（c）为表示实施例1制造的氧化铝陶瓷接合体的制造工序的概略图。图2为表示实施例1中的烧成温度程序的图。具体实施方式以下基于其优选的实施方式对本专利技术进行说明。作为本专利技术的制造方法中所使用的被接合材料的陶瓷由金属元素或半金属元素与非金属元素的化合物形成。作为金属元素，只要能够形成陶瓷，就没有特别的限制，例如可以使用Al、Ti、Zr、Cr、Ta及Nb等。这些金属元素可以使用一种或者两种以上组合使用。作为半金属元素，只要能够形成陶瓷，就没有特别的限制，例如可以使用Si及B等。另一方面，作为与这些金属元素或半金属元素形成化合物的非金属元素，例如可列举出C、N及O等。作为这些金属元素或半金属元素与非金属元素的化合物的具体例子，可以列举出氧化铝（氧化铝）、二氧化钛（氧化钛）、氧化锆（氧化锆）、氧化铬、氧化钽、氧化铌、二氧化硅（氧化硅）、氧化硼等氧化物；氮化钛、氮化锆、氮化硼、氮化硅等氮化物；碳化钛、碳化锆、碳化铬、碳化钽、碳化铌、碳化硅、碳化硼等碳化物等。以上各化合物根据其种类，具有不同的结晶系（例如氧化铝或二氧化钛等），在本专利技术中，所有的结晶系均能使用。例如氧化铝有α氧化铝、β氧化铝、γ氧化铝等，均能使用。另外，在由上述各化合物形成的陶瓷中，以提高其稳定性为目的，也可以含有其它化合物。例如，在使用氮化硅陶瓷作为陶瓷时，也可以添加氧化铝或三氧化二钇作为助剂。上述各化合物的陶瓷根据目标陶瓷接合体的用途，可采用各种形状。例如，可采用长方体或立方体等六面体、具有平滑的截面的圆柱或管等形状。特别是应当接合的两个陶瓷优选具有互相进行面接触的部位。通过具有该部位，能够充分提高接合部位的陶瓷接合体的强度。作为被接合材料的两个陶瓷只要主要材料是相同的化合物，可以是相同的组成，或者也可以是不同的组成。实施本专利技术的方法时，将作为被接合材料的两个陶瓷以它们的接合面彼此对置的方式进行配置。另外，在两个陶瓷之间配置由片状成形体形成的接合材料（以下也称作“片状接合材料”），所述片状成形体含有构成该陶瓷的化合物的微粒。进而在各被接合材料与接合材料之间分别配置由构成陶瓷的化合物中的金属元素单质或非金属元素单质形成的层（以下也将这些层总称作“金属层”）。金属层的配置方式有以下（1）～（3）三种。（1）预先在各被接合材料的接合面粘着金属层的方式。（2）预先在片状接合材料的各面形成金属层的方式。（3）预先在被接合材料与片状接合材料之间配置与被接合材料及片状接合材料不同地作为独立部件的由金属元素单质或非金属元素单质形成的箔、或以金属元素单质或非金属元素单质的粉末为原料的片（以下也将这些总称作“金属箔”）。在本专利技术中，可以根据被接合材料的形状或接合面的宽度及形状等，适当采用上述（1）～（3）中的一种或两种以上的组合。选择（1）及（2）的方式时，金属层例如可以通过金属元素单质或非金属元素单质的蒸镀或溅射等各种真空薄膜形成手段、或金属箔的粘贴等，粘着于被接合材料的接合面、或片状接合材料的表面。金属层是为了提高被接合材料与接合材料的接合性而使用的层，通过后述的烧成变化成构成陶瓷的化合物。从该观点考虑，在上述（1）～（3）的任一种的情况下，金属层的厚度优选为1～500μm，特别优选为2～100μm。片状接合材料只要以构成被接合材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.27 JP 2010-1676621.一种陶瓷接合体的制造方法，其特征在于，
在由金属元素或半金属元素与非金属元素的化合物的陶瓷形成的被接
合材料之间配置由含有该化合物的微粒的片状成形体形成的接合材料，并
且在该被接合材料与该接合材料之间配置由该金属元素单质或半金属元素
单质形成的层，形成层叠结构体；
在对该层叠结构体施加负荷的状态下，在该非金属元素的气氛下或含
有该非金属元素的化合物的气氛下进行烧成，使该层叠结构体成为接合体；
在与烧成时施加的负荷相同或比该负荷低的负荷下对所述接合体进行
热处理。
2.一种陶瓷接合体的制造方法，其特征在于，
在由金属元素或半金属元素与非金属元素的化合物的陶瓷形成的被接
合材料之间配置由含有该化合物的微粒的片状成形体形成的接合材料，并
且在该被接合材料与该接合材料之间配置含有该金属元素单质或该半金属
元素单质与该非金属元素单质的层，形成层叠结构体；
在对所述层叠结构体施加负荷的状态下进行烧成，使该层叠结构体成
为接合体；
在与烧成时施加的负荷相同或比该负荷低的负荷下对所述接合体进行
热处理。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述非金属元素为O或N，
在含氧气氛或含氮气氛下进行烧成。
4.根据权利要求1或3所述的制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：井筒靖久，北英纪，宫崎广行，近藤直树，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：
国别省市：