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JP3103124B2 - Electric joining method of ceramics - Google Patents
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JP3103124B2 - Electric joining method of ceramics - Google Patents

Electric joining method of ceramics

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JP3103124B2
JP3103124B2 JP03033207A JP3320791A JP3103124B2 JP 3103124 B2 JP3103124 B2 JP 3103124B2 JP 03033207 A JP03033207 A JP 03033207A JP 3320791 A JP3320791 A JP 3320791A JP 3103124 B2 JP3103124 B2 JP 3103124B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特に大型形状及び複雑
形状のセラミックスの接合に際して、その突合せ部全体
を良好に通電加熱させながら所望の接合温度に昇温させ
るセラミックスの電気接合方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for electrically joining ceramics, particularly when joining large-sized and complicated-shaped ceramics, to raise the temperature to a desired joining temperature while satisfactorily energizing and heating the butt portion. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来一般的に行なわれているセラミック
スの電気接合方法は、大きく別けて下記の(1)ないし
(4)の方法に分けられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a general method of electrically joining ceramics is roughly divided into the following methods (1) to (1).
The method is divided into (4) .

【0003】(1)高温において導電性を有するセラミ
ックスを接合する場合に、突合せ部を予熱してセラミッ
クスまたは接合剤に導電性を持たせた後、セラミックス
または接合剤に通電することにより発熱させて接合剤を
加熱し、接合する方法。この場合には、2つのセラミッ
クスの突合せ面の間に接合剤を介在させて突合せ部を構
成し、突合せ部をガスバーナ等の補助加熱手段または予
熱加熱手段によって予熱する。そしてセラミックスまた
は接合剤が導電性を有するようになった後に、突合せ部
に対応して設けた少なくとも一対の通電電極間に電圧を
印加し、これらの電極を通して導電性を帯びた高温の
ラミックスまたは接合剤に通電することにより、ジュー
ル熱を発生させて突合せ部を加熱し、接合剤と被接合セ
ラミックスとを反応させることにより接合を行う。
(1) Ceramic having conductivity at high temperatures
When joining the components, preheat the
After making the mix or bonding agent conductive, the ceramics
Alternatively, heat is generated by energizing the bonding agent,
How to heat and join. In this case, the joining portion is formed by interposing a bonding agent between the joining surfaces of the two ceramics, and the joining portion is preheated by an auxiliary heating means such as a gas burner or a preheating heating means. Then, after the ceramics or the bonding agent becomes conductive, a voltage is applied between at least a pair of conducting electrodes provided corresponding to the butted portions, and a high-temperature conductive member having a conductive property is passed through these electrodes. By energizing the lamix or the bonding agent , Joule heat is generated to heat the butted portion, and the bonding is performed by reacting the bonding agent with the ceramic to be bonded.

【0004】(2)少なくとも一方のセラミックスが室
温において導電性を有する2つのセラミックスどうし
接合する場合に、両者を突合わせて、突合せ面と平行
方向に沿って導電性セラミックスに通電することによ
、突合せ面を加熱して接合する方法 接合する2つの
セラミックスの少なくとも一方が室温において導電性を
有している場合には、2つのセラミックスの間に接合剤
を介在させて突合せ部を構成する。導電性を有するセラ
ミックスの突合せ部を構成する部分に少なくとも一対の
通電電極または帯状の通電電極を当接させ、導電性を有
するセラミックスを被通電部材として少なくとも一対の
通電電極により被通電部材に通電して、導電性を有する
セラミックスの突合せ部近傍をジュール熱により加熱
し、これにより接合剤を反応させて接合を行う。
[0004] (2) Two ceramic each other having conductivity at least one of the ceramics at room temperature
When joined, the butt of both, by energizing the conductive ceramic along the abutment surface and parallel <br/> direction, a method of bonding by heating the abutting surfaces. Two to join
At least one of the ceramic if the electrically conductive at room temperature, is interposed bonding agent between the two ceramics constituting the butt portion. At least a pair of current-carrying electrodes or a strip-shaped current-carrying electrode is brought into contact with a portion constituting a butt portion of the ceramic having conductivity, and the current- carrying member is energized by the ceramic having conductivity as at least a pair of current-carrying electrodes. Then, the vicinity of the butted portion of the ceramics having conductivity is heated by Joule heat, whereby the bonding agent is reacted to perform bonding.

【0005】(3)室温において導電性を有する加熱用
インサート材を2つの被接合体の間に介在させ、両被接
合体の突合せ面に対して平行な方向に沿って加熱用イン
サート材に通電することにより発熱させて接合する方
。この方法には、以下に示す(A)及び(B)の方法
がある。 (A) 絶縁性または高抵抗を有する2つのセラミック
スどうしを接合する場合に、両面に接合剤を付着させた
導電性セラミックスからなる加熱用インサート材を、接
合しようとする2つのセラミックスの突合せ面の間に
在させて突合せ部を構成する。加熱用インサート材の両
端表面に少なくとも一対の通電電極または帯状の通電電
極を当接させ、突合せ面に平行な方向に沿って加熱用イ
ンサート材に通電して、該インサート材から発生する
ュール熱により接合剤を反応させて接合を行う。
[0005] (3) a heating insert material having conductivity at room temperature is interposed between the two object to be bonded, both the contact
Heating in the direction parallel to the
A method of joining by generating heat by passing electricity through the support material . This method includes the following methods (A) and (B).
There is. (A) when bonding two ceramic each other with insulating or high-resistance was deposited bonding agent to both sides
The heating insert made of conductive ceramics is
A butting portion is formed between two butting surfaces of ceramics to be joined . At least a pair of current-carrying electrodes or strip-shaped current-carrying electrodes are brought into contact with both end surfaces of the heating insert material, and a current is applied to the heating insert material along a direction parallel to the abutting surface to generate a die generated from the insert material. The joining is performed by causing the joining agent to react with the heat of the cement.

【0006】(B)少なくとも一方が高導電性を有する
2つのセラミックスどうしを接合する場合、または金属
とセラミックスとを接合する場合に、導電性セラミック
スを基材として該導電性セラミックスに絶縁性セラミッ
クスを積層した構造の加熱用インサート材を、2つの被
接合体の突合せ面の間に挿入し、該インサート材と被接
合体との間に接合剤を介在させて突合せ部を構成する。
加熱用インサート材は高導電性を有する被接合体側に
絶縁性セラミックスを位置させた状態で配置する。加熱
用インサート材の導電性セラミックスの両端表面に少な
くとも一対の通電電極または帯状の通電電極を当接さ
突合せ面に平行な方向に沿って加熱用インサート材
に通電して、該インサート材から生じるジュール熱によ
り接合剤を反応させることにより接合を行う。
(B) At least one has high conductivity
When joining two ceramics or using metal
Conductive ceramic when joining
Insulating ceramic is applied to the conductive ceramics
Heating insert material with a laminated structure
Insert between the butted surfaces of the joined body, and
The butting portion is formed by interposing a bonding agent between the joining and the joining.
Heating the insert member is to be joined side having high conductivity
It is arranged with the insulating ceramics positioned . At least a pair of current-carrying electrodes or strip-shaped current-carrying electrodes are brought into contact with both end surfaces of the conductive ceramic of the heating insert material, and electricity is supplied to the heating insert material along a direction parallel to the abutting surface to be generated from the insert material. Bonding is performed by causing the bonding agent to react with Joule heat.

【0007】(4)室温において導電性を有するセラミ
ックスどうし、または室温において導電性を有するセラ
ミックスと金属とを被接合体として、2つの被接合体を
接合する場合に、両者の突合せ面に対して垂直な方向に
沿って通電することにより、両被接合体の突合せ部を加
熱して接合する方法。この方法には以下に示す(A)及
び(B)に示す方法がある。 (A)2つの被接合体の 間に接合剤を介在させて突合せ
部を構成する。2つの被接合体にそれぞれ通電電極を当
接させ、一方の被接合体から他方の被接合体へ通電する
ことにより発生させたジュール熱により接合剤を反応さ
せて接合を行う
(4) Ceramic having conductivity at room temperature
Sera that have conductivity at room temperature or at room temperature
Using the mix and metal as objects to be joined,
When joining, in the direction perpendicular to the butting surface of both
Energized along the joints to add
How to join by heating. This method includes the following (A) and
And (B). (A) A butting portion is formed by interposing a bonding agent between two members to be bonded . A current-carrying electrode is brought into contact with each of the two objects, and power is supplied from one object to the other object.
The bonding agent reacts with the Joule heat generated
To join .

【0008】(B)2つの被接合体の間に被接合体より
も抵抗率大きい導電性セラミックスからなる加熱用イ
ンサート材を配置し、該インサート材と2つの被接合体
との間に接合剤を介在させて突合せ部を構成する。2つ
の被接合体にそれぞれ通電電極を当接させ、一方の被接
合体から他方の被接合体へ通電することにより発生させ
ジュール熱により接合剤を反応させて接合を行う。
[0008] (B) two heating insert material resistivity than object to be bonded is made of high conductive ceramic between object to be bonded is arranged, the insert material and the two object to be bonded
The butting portion is formed with a bonding agent interposed therebetween . An electric current is generated by applying a current- carrying electrode to each of two objects to be joined and applying an electric current from one object to the other object.
The bonding agent is reacted by the generated Joule heat to perform bonding.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】被接合体が小形である
場合、また被接合体の形状が単純な場合には、通電電極
を固定しておいても、また通電電極の数が少なくても突
合せ部を十分に加熱できる。しかしながら、被接合体が
大形で、接合長(または突合せ部の長さ)が長い場合
や、突合せ部の形状が複雑な場合には、通電電極が固定
されたままであったり、通電電極の数が少かったりする
と、突合せ部を充分に加熱することができない。そのた
め、(イ)通電電極と被通電部材との間に適当な移動手
段で相対移動を生じさせながら接合する方法や、(ロ)
複数対の電極または帯状の電極を突合せ部に沿って設け
て全ての電極に同時に通電して加熱する方法が提案され
ている(特開平1−176282号公報)。
[SUMMARY OF THE INVENTION] object to be bonded is a small
If, also in the simple case the shape of the object to be bonded is Oite are also sufficiently heated even butted portion number less energized electrodes by fixing the powered electrode. However, the object
Large, long joint length (or butt length)
If the shape of the butted part is complicated, the current-carrying electrode is fixed
Or the number of current-carrying electrodes is small
Then, the butted portion cannot be sufficiently heated. That
Because, (b) a method of joining while resulting relative movement by suitable moving means between the powered electrode and the object to be conducting member, (b)
A method has been proposed in which a plurality of pairs of electrodes or strip-shaped electrodes are provided along the abutting portion, and all the electrodes are energized and heated at the same time (JP-A-1-176282).

【0010】しかしながら、(イ)の方法による場合、
突合せ部をより良好に加熱するためには、かなり速いス
ピードで電極またはセラミックスを移動させる移動手段
が必要となるため、装置のコストが高くなるだけでな
く、装置を設置するスペースも大きくなるのを避けられ
ない。また可動部分が設けられていると、メンテナンス
の回数を多くすることが必要になる上に、安全性の上で
も問題がある。更に被通電部材の抵抗が小さい場合に必
要な温度まで突合せ部を加熱するためには、大きな電流
を電極から被通電部材へ通電する必要があるが、そのた
めには接触抵抗をできるだけ小さくしなければならな
い。しかしながら電極またはセラミックスを移動させる
と、両者間の接触状態が悪くなって接触抵抗が増加し、
電極接触箇所で放電が発生し易くなるため、放電の際の
熱衝撃によって被接合セラミックスを破損または劣化さ
せる恐れがあった。
[0010] However, in the case of the method (a) ,
To heat the butt better, a fairly fast switch
Moving means to move electrodes or ceramics by speed
Not only increases the cost of the equipment, but also
And the space for installing the equipment can be avoided.
Absent. Also, if moving parts are provided, maintenance
It is necessary to increase the number of times, and on the safety
There is also a problem. Further, in order to heat the butted portion to a necessary temperature when the resistance of the member to be energized is small, it is necessary to supply a large current from the electrode to the member to be energized. No. However, when the electrodes or ceramics are moved, the contact state between them becomes worse and the contact resistance increases,
Since discharge is likely to occur at the electrode contact points, there is a risk that the ceramics to be joined may be damaged or deteriorated by thermal shock at the time of discharge.

【0011】また、(ロ)の方法による場合には、突合
せ部全体に同時に通電を行うため、必要な電源の電源容
量が大きくなり、コスト高になるという問題があった。
また異形断面を持つセラミックス及び非対称形状のセラ
ミックス同士を接合する場合には、各位置での電極間の
抵抗値及び熱容量が異なるため、突合せ部全体に同時に
通電すると、接合面全体に均一な電力投入を行うことが
できない。そのため、局所的な過熱が発生して、接合不
良を起す恐れがあり、適応できるセラミックスの形状、
寸法に制限があるという問題があった。 本発明の目的
は、可動部分の存在により生じていた従来のセラミック
ス接合方法の問題点、並びに突合せ部全体に同時に通電
することにより生じていた接合性能、コスト面及び安全
面での問題点を解決して、良好な接合結果を得ることを
可能にしたセラミックスの接合方法を提供することにあ
る。
In addition, in the case of the method (b), since power is supplied to the entire butting portion at the same time, there is a problem that the required power supply capacity is increased and the cost is increased .
Also, when ceramics with irregular cross-section and ceramics with asymmetric shape are joined together ,
Since the resistance value and heat capacity are different,
When power is supplied, uniform power can be applied to the entire joint surface.
Can not. As a result, local overheating occurs,
The shape of ceramics that can cause
There was a problem that dimensions were limited. Object of the present invention
Is a conventional ceramic caused by the existence of moving parts
Problem with the welding method and the entire joint
Performance, cost, and safety
To solve the problems on the surface and obtain good joining results.
To provide a method for joining ceramics
You.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
方がセラミックスからなる2つの被接合体の突合せ面の
間に接合剤を介在させるかまたは導電性セラミックス
を基体とする加熱用インサート材と接合剤とを介在させ
て突合せ部を構成して、被接合体、接合剤及び加熱用イ
ンサート材のうちジュール熱を発生させるために通電さ
れる被通電部材の表面に3つ以上の通電電極を所定の間
隔をあけて当接させ、通電電極を通して被通電部材に通
電することにより該被通電部材から発生させたジュール
熱により接合剤を加熱反応させて2つの被接合体を接合
するセラミックスの電気接合方法を対象とする。 本発明
においては、被通電部材に通電する際に、上記3つ以上
の通電電極から選択した少なくとも一対の通電電極間に
通電を行うようにし、少くとも一対の通電電極間に通電
した際に生じる通電領域を突合せ部に沿って移動させる
電極切換パターンを複数種類用意して、突合せ部の条件
の変化に応じて複数種類の電極切換パターンの中から適
切な電極切換パターンを選択するとともに、通電初期に
おいては短い通電距離で通電を行う電極切換パターンを
選択し、その後段階的に通電距離を長くするように電極
切換パターンを選択して通電領域を前記突合せ部に沿っ
て移動させながら2つの被接合体を接合する
According to the present invention, there is provided a heating insert material having a bonding agent interposed between abutting surfaces of two members to be bonded, at least one of which is made of ceramics , or a conductive ceramics base material. A butt portion is formed with a bonding agent interposed therebetween, and the object to be bonded, the bonding agent, and the heating
Of the insert material to generate Joule heat
Three or more current-carrying electrodes on the surface of the
Contact with a gap, and pass through the current-carrying member through the current-carrying electrode.
Joule generated from the energized member by charging
Joining two workpieces by heating and reacting the joining agent with heat
The method is intended for electrical bonding of ceramics. The present invention
In the above, when energizing the energized member, the above three or more
Between at least one pair of conducting electrodes selected from the conducting electrodes of
Energize so that at least between a pair of energized electrodes
To move the energized area that occurs when
Prepare multiple types of electrode switching patterns,
Out of multiple types of electrode switching patterns
Select the appropriate electrode switching pattern and
In this case, the electrode switching pattern for energizing with a short energizing distance
And then gradually increase the energizing distance
Select the switching pattern and set the energized area along the
The two joined objects are joined while moving .

【0013】本明細書において、「突合せ面」とは2つ
の被接合体の相互に接合される部分の面を言う。3つ以
上の通電電極は、等間隔で配置してもよいし、突合せ部
の形状や加熱部分の熱容量の相違に応じて電極間の距離
を変えて配置してもよい。
In this specification, two "butting surfaces" are used.
Of the parts to be joined to each other. The three or more current-carrying electrodes may be arranged at equal intervals, or may be arranged by changing the distance between the electrodes according to the shape of the butted portion or the difference in the heat capacity of the heated portion.

【0014】加熱用インサート材としては、導電性セラ
ミックスを基体とするものを用いるが、例えば特開平1
−320273号公報及び特開平1−320276号公
報に示される加熱用インサート材のように導電性セラミ
ックスの片面または両面に絶縁性セラミックスを設けた
層状複合セラミックス等を用いることもできる。
As the heating insert, a material having a conductive ceramic base material is used.
Layered composite ceramics in which insulating ceramics are provided on one or both sides of conductive ceramics, such as a heating insert material disclosed in JP-A-320273 and JP-A-1-320276, can also be used.

【0015】なお、導電性を有するセラミックスとして
は、ランタンクロマイトなどの酸化物系、TiN,Zr
Nなどの窒化物系、SiC,TiCなどの炭化物系、M
oSi2 などのケイ化物、TiB2 ,ZrB2 などのホ
ウ化物系セラミックス及びAl2 O3 ,Si3 N4 など
の絶縁性セラミックスとTiN,ZrNなどの導電性セ
ラミックスまたは金属との複合セラミックスなどを例示
できる。
The conductive ceramics include oxides such as lanthanum chromite, TiN, Zr
Nitrides such as N, carbides such as SiC and TiC, M
Examples thereof include silicides such as oSi2, boride-based ceramics such as TiB2 and ZrB2, and composite ceramics of an insulating ceramic such as Al2 O3 and Si3 N4 and a conductive ceramic or metal such as TiN and ZrN.

【0016】2つの被接合体の組み合せは種々あるが、
例えば2つの被接合体が絶縁性セラミックスからなる場
合、両者の組み合わせとしては、室温では導電性を有し
ないが高温では導電性を有するセラミックスからなる場
合、少なくとも一方の被接合体は導電性セラミックスか
らなる場合、及び2つの被接合体のうち一方はセラミッ
クスからなり他方は金属からなる場合等がある。
There are various combinations of two objects to be joined,
For example, when two bonded objects are made of insulating ceramics, a combination of the two is made of ceramics that have no conductivity at room temperature but have conductivity at high temperatures, and at least one of the bonded objects is made of conductive ceramics. made case, and two other one is made of a ceramic of the object to be bonded in some cases, such as made of metal.

【0017】また被通電部材への通電態様は、接合剤を
加熱するジュール熱を発生できるものであればいかなる
態様でもよい。例えば3つ以上の通電電極から選択した
少くとも1対の通電電極を通して突合せ面に対して平行
な方向に電流を流してもよく、また3つ以上の通電電極
から選択した少くとも1対の通電電極を通して突合せ面
に対して垂直な方向に電流を流すようにしてもよい。
通電部材に通電するための電極切換パターンは、通電領
域を突合せ部に沿って移動させることができるものであ
ればいかなるものでもよい。 本発明においては、電極切
換パターンを複数種類用意して、突合せ部の条件の変化
に応じて複数種類の電極切換パターンの中から適切な電
極切換パターンを選択する。こで突合せ部の条件の変化
とは、突合せ部の温度の上昇や通電領域の抵抗値の低
下、通電する部分の熱容量の相違などに基づく条件の変
化をいう。
In addition, the mode of energizing the member to be energized may be any mode as long as it can generate Joule heat for heating the bonding agent . For example, selected from three or more energized electrodes
Parallel to the butt surface through at least one pair of conducting electrodes
Current may flow in any direction, and three or more conducting electrodes
Butt surface through at least one pair of conducting electrodes selected from
The current may flow in a direction perpendicular to the direction. Suffered
The electrode switching pattern for energizing the energizing member may be any pattern as long as the energizing region can be moved along the butting portion . In the present invention, the electrode disconnection
Prepare multiple types of replacement patterns to change
Appropriate from among multiple types of electrode switching patterns
Select the pole switching pattern. Here, the change in the condition of the butted portion refers to a change in the condition based on a rise in the temperature of the butted portion, a decrease in the resistance value of the energized region, a difference in the heat capacity of the energized portion, and the like.

【0018】また本発明では、通電初期においては短い
通電距離で通電を行う電極切換パターンを選択し、その
後段階的に通電距離を長くする電極切換パターンを選択
するが、ここで段階的とは1段階を含むものとする。
Further, in the present invention, the initial period is short.
Select the electrode switching pattern that energizes at energizing distance,
Select an electrode switching pattern to increase the energizing distance later
However, stepwise here includes one step.

【0019】本発明においてはまた、前の通電領域と後
の通電領域とが部分的に重なるように電極切換パターン
を選択するようにすることもできる。
In the present invention, it is also possible to select an electrode switching pattern such that the current-carrying region before and the current-carrying region partially overlap.

【0020】更に、本発明においては、(a)通電位置
によって異なる突合せ部の条件に応じて通電電流、電力
及び通電保持時間の少なくとも一つを変化させて突合せ
部をほぼ均等に加熱する通電条件及び(b)予め定め
た温度制御パターンに従って通電電流、電力及び通電保
持時間の少なくとも一つを時間の経過とともに変化させ
被接合体の熱衝撃の緩和と接合剤の反応の促進とを図
る通電条件の少なくとも一方と通電切換パターンとを組
み合わせて、被通電部材への通電を行わせるようにして
もよい。
Furthermore, Oite the present invention, the energizing current, is heated substantially uniformly the butted portion by changing at least one of power and current-supply holding time in accordance with the different abutment of the conditions by (a) energizing position The energization conditions , and (b) at least one of the energization current, power and energization holding time is changed over time according to a predetermined temperature control pattern to reduce the thermal shock of the object to be bonded and to promote the reaction of the bonding agent. The figure
At least one of the energization conditions
In addition, the current-carrying member may be energized .

【0021】また本発明を実施する場合には、3つ以上
の通電電極の全てを一括して通電制御するだけでなく、
突合せ部の長さが非常に長い場合や、突合せ部の形状が
複雑な場合等には、3つ以上の通電電極を1つのグルー
プとして前記多数の通電電極を複数の電極グループに分
け、被通電部材に通電する際に、各電極グループに属す
る電極群の中から選択した少くとも一対の電極間に通電
を行うようにし、選択した少くとも一対の通電電極間に
通電した際に生じる通電領域を突合せ部に沿って移動さ
せる電極切換パターンを各電極グループ毎に複数種類用
意して、各電極グループ毎に所定の電極切換パターン及
び所定の通電条件に従って通電を制御して、通電領域を
突合せ部に沿って移動させながら2つの被接合体を接合
するようにしてもよい。この場合にも通電電極間の距離
を突合せ部の条件に応じて変えてもよいのは勿論であ
る。複数の電極グループに分けて制御を行う場合には、
各電極グループを1つの通電制御装置により通電制御し
てもよいが、各電極グループをそれぞれ独立した通電制
御装置により通電制御してもよい。各電極グループの制
御の態様は任意である。
In practicing the present invention, not only the energization of all three or more energized electrodes is controlled collectively, but also
When the length of the butted portion is very long or the shape of the butted portion is complicated , three or more current-carrying electrodes are connected to one group.
The large number of current-carrying electrodes into a plurality of electrode groups
When applying power to the member to be energized,
Current between at least one pair of electrodes selected from a group of electrodes
Between the selected at least one pair of conducting electrodes.
The energized area generated when energized is moved along the butt
Multiple electrode switching patterns for each electrode group
Therefore, a predetermined electrode switching pattern and
And energization is controlled according to specified energization conditions to
Joins two workpieces while moving along the butt
It may be. Also in this case, it is needless to say that the distance between the current-carrying electrodes may be changed according to the condition of the butting portion. When performing control by dividing into multiple electrode groups,
Each electrode group may be energized by one energization controller, or each electrode group may be energized by an independent energization controller. The mode of control of each electrode group is arbitrary.

【0022】[0022]

【作用】上記のように、本発明では、被通電部材に当接
させた3つ以上の通電電極から順次選択した少くとも1
対の通電電極間に通電するようにして、少くとも一対の
通電電極間に通電した際に生じる通電領域を突合せ部に
沿って移動させる電極切換パターンを複数種類用意して
おき、通電初期においては短い通電距離で通電を行う電
極切換パターンを選択し、その後段階的に通電距離を長
くするように電極 切換パターンを選択して、通電領域を
突合せ部に沿って移動させながら接合を行うようにして
いる。そのため従来のように通電電極と被接合体との間
に相対移動を生じさせる必要がなく、また可動部分がな
いためにメンテナンスの回数が少なくてすみ、しかも安
全である。また通電電極と被通電部材とを緊密に接触さ
せることができるため電流を大きくしても放電の発生が
なく、セラミックスを破損させたり劣化させることがな
い。更に通電領域を突合せ部に沿って移動させると、突
合せ部全体に同時に通電を行う従来の方法と比べて、小
容量の電源を用いて長い突合せ部を所定の温度まで加熱
することができる。また異形断面を持つセラミックス及
び非対称形状のセラミックスどうしを接合する場合に
は、通電電極間の抵抗値及び熱容量の相違に応じて通電
条件を制御することにより、各部をほぼ均等に加熱する
ことできるため、突合せ部全体を同時に通電する従来
の方法のように局所的な過熱が発生するのを防止でき
る。その結果、本発明は、特に大口径の管形状セラミッ
クスどうしを突合せて接合する場合、長尺の板状セラミ
ックスどうしの長手方向の面を突合せて接合する場合、
また異形断面を持つセラミックス及び非対称形状のセラ
ミックスどうしを接合する場合に対して有効に作用し、
これらの突合せ部全体を良好な状態に通電加熱させなが
ら所望の接合温度まで昇温させて接合することができ、
または所望の接合温度まで適宜の加熱パターンで昇温さ
せて接合することができる。
As described above, according to the present invention, the abutting member contacts the member to be energized.
At least one selected sequentially from three or more energized electrodes
Apply current between the pair of current-carrying electrodes so that at least
The energized area generated when energized between energized electrodes is
Prepare multiple types of electrode switching patterns to move along
In the initial period of power supply,
Select the pole switching pattern and then gradually increase the energizing distance
Select the electrode switching pattern so that the
Join while moving along the butt
I have. Therefore, there is no need to cause relative movement between the energized electrode and the joined body as in the related art, and since there are no movable parts, the number of maintenance operations can be reduced and the operation is safe. Further, since the current-carrying electrode and the current-carrying member can be brought into close contact with each other, no discharge occurs even if the current is increased, and the ceramic is not damaged or deteriorated. Further, when the energizing region is moved along the butt portion, the long butt portion can be heated to a predetermined temperature by using a small-capacity power source as compared with the conventional method of energizing the entire butt portion simultaneously. In the case of joining ceramics having an irregular cross section and ceramics having an asymmetrical shape, it is possible to heat each part almost uniformly by controlling the energizing condition according to the difference in resistance value and heat capacity between energized electrodes. Therefore, it is possible to prevent local overheating from occurring as in the conventional method of energizing the entire butted portion simultaneously. As a result, the present invention is particularly effective when joining large-diameter tubular ceramics by butt joining, and joining by joining the surfaces of long plate-shaped ceramics in the longitudinal direction,
It also works effectively when joining ceramics with irregular cross-sections and ceramics with asymmetrical shapes,
It is possible to join by increasing the temperature to a desired joining temperature while energizing and heating the entire butted portion in a good state,
Alternatively, bonding can be performed by raising the temperature to a desired bonding temperature in an appropriate heating pattern.

【0023】また本発明では、突合せ部の条件の変化に
応じて複数種類の電極切換パターンの中から適切な電極
切換パターンを選択して通電を行うので、効率良く通電
を制御することができ、また複雑な形状の被接合体でも
容易に接合を行うことができる。被通電部材が、温度上
昇と共にその抵抗値が減少していく素材である場合に
は、通電初期においては突合せ部の温度が低いために通
電領域の抵抗値は高く、比較的大きな電圧を必要とす
る。突合せ部の温度が上昇すると、通電領域の抵抗値は
低くなり、同じ通電電圧で通電領域を拡げることができ
る。そのため本発明のように、通電初期においては最も
短い通電距離で通電を行い、段階的に通電距離を長くす
ように電極切換パターンを選択すると、小さい電源容
量で長い突合せ部を所望の温度まで昇温させることがで
きる。
Further, according to the present invention, an appropriate electrode switching pattern is selected from a plurality of types of electrode switching patterns in accordance with a change in the condition of the butting portion, and energization is performed, so that energization can be controlled efficiently. In addition, even a workpiece having a complicated shape can be easily bonded . When the member to be energized is made of a material whose resistance value decreases as the temperature rises, the resistance of the energized region is high at the initial stage of energization because the temperature of the abutting portion is low, and a relatively large voltage is required. I do. When the temperature of the butted portion rises, the resistance value of the energized region decreases, and the energized region can be expanded with the same energized voltage. Therefore, as in the present invention , in the initial stage of energization, energization is performed with the shortest energization distance, and when the electrode switching pattern is selected so as to increase the energization distance stepwise, the long butting portion can be heated to a desired temperature with a small power supply capacity. Can be warmed.

【0024】また本発明において、前の通電領域と後の
通電領域とを部分的に重ねるように電極切換パターンを
選択するようにした場合には、通電領域を重ねない場合
に比べて、通電領域の抵抗値をできるだけ低い状態にし
て通電を行うことができるので、加熱部の温度低下を抑
制して、電圧変動の少ないスムーズな通電領域の移動が
可能となる。
Further, in the present invention, the electrode switching pattern is formed so that the former energized region and the latter energized region partially overlap.
When the selection is made, compared to the case where the energized regions are not overlapped, the energization can be performed with the resistance value of the energized region as low as possible, so that the temperature drop of the heating unit is suppressed and the voltage fluctuation is suppressed. This makes it possible to move the energized area smoothly with less noise.

【0025】更に本発明においては、2つの通電条件
(a)及び(b)の少なくとも一方と電極切換パターン
とを組み合わせて通電を行わせることにより、より良好
な接合を行うことができる。通電条件(a)を満たすよ
うにすると、例えば2つの被接合体が異形状である場合
のように、突合せ部の通電位置によって温度上昇率また
は通電領域の抵抗値の低下率が相違したり、通電位置に
よって熱容量が相違する場合に、突合せ部をほぼ均等に
加熱することができる。 また通電条件(b)を満たすよ
うに予め定めた温度制御パターン(昇温速度、接合温度
保持時間、冷却速度)に従って、通電電流、電力及び通
電保持時間の少なくとも一つを時間の経過とともに変化
させると、被接合体の熱衝撃を緩和したり接合剤の反応
を促進したりすることができる。使用する温度制御パタ
ーンは、予備実験により決定すればよい。
Further, in the present invention, two energizing conditions are set.
(A) At least one of (b) and the electrode switching pattern
Better by conducting electricity in combination with
Bonding can be performed. It satisfies the energizing condition (a)
In this case, for example , as in the case where two joined bodies have different shapes, the rate of temperature rise or the rate of decrease in the resistance value of the energized region differs depending on the energized position of the butted portion, or the heat capacity differs depending on the energized position. In addition, the butted portion can be heated almost uniformly . It also satisfies the energizing condition (b)
In accordance with the predetermined temperature control pattern (heating rate, joining temperature holding time, cooling rate), if at least one of the energizing current, the power and the energizing holding time is changed over time, the thermal shock of the article to be joined is reduced. the reaction of relaxation or bonding agent or can promote. The temperature control pattern to be used may be determined by a preliminary experiment.

【0026】更に本発明において、3つ以上の通電電極
を突合せ部に沿って複数の電極グループに分けて各電極
グループ毎に所定の電極切換パターン及び所定の通電条
件に従って通電を制御するようにした場合には、突合せ
部の長さが非常に長い場合や、突合せ部の形状が複雑な
場合等でも、効率良く、しかも短時間で突合せ部を所望
の温度に加熱することができる。
Further, in the present invention, three or more current-carrying electrodes are divided into a plurality of electrode groups along the butting portion, and the current-carrying is controlled according to a predetermined electrode switching pattern and a predetermined current-carrying condition for each electrode group . In this case, even when the length of the butted portion is very long or the shape of the butted portion is complicated, the butted portion can be efficiently heated to a desired temperature in a short time.

【0027】また本発明において、各電極グループをそ
れぞれ独立した通電制御装置で制御するようにした場合
には、比較的容易に各電極グループの通電制御を行う
とができる。
[0027] In the present invention, when adapted to control each electrode group at each independent power control device
The can and this <br/> performed relatively easily energization control of each electrode group.

【0028】[0028]

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】[0029]

【実施例グループ1】図1ないし図13は、2つの被接
合体の少なくとも一方が導電性セラミックスからなり、
2つの被接合体の突合せ面の間に接合剤を介在させて突
合せ部を構成し、しかも突合せ部に対して平行な方向に
電流を通電する場合の実施例を示している。
Embodiment 1 FIGS. 1 to 13 show that at least one of the two objects to be bonded is made of conductive ceramics,
This embodiment shows an example in which a joint is formed by interposing a bonding agent between the butted surfaces of two objects to be joined, and a current is supplied in a direction parallel to the joint.

【0030】[0030]

【実施例1】図1(A)及び図(B)は、それぞれ本発
明の方法を実施する接合装置の概略正面図及び概略平面
図である。この実施例では丸パイプ形状の導電性を有す
るセラミックス1aと室温では絶縁性を有するセラミッ
クス1bどうしを接合剤2を介して突合せて突合せ部を
構成し、セラミックス1a,1bの突合せ端部及び接合
剤2に跨がってこれらの部材に通電電極4a〜4hを当
接させている。通電電極4a〜4hは、突合せ部に沿っ
て外周側のみに配置している。導電性を有するセラミッ
クス1aとしては、TiN,TiC等の導電性物質を含
む抵抗率が約10−2[Ω・cm]の導電性Si3 N4 セ
ラミックス1a(寸法外径60×内径48×長さ100
mm)を用いた。また絶縁性を有するセラミックス1bと
しては、セラミックス1aと同じ寸法の絶縁性Si3 N
4 セラミックスを用いた。接合剤2としては、Ti系活
性金属ろう材の接合剤2を用いた。そしてセラミックス
1a及び1bを保持治具3a,3bにより保持し、適宜
の圧力Pを加えて固定した。加熱用電流を通電させるた
めの通電電極4a〜4hとしては、セラミックス1a,
1bの外周面に添うことができる形状の接合端面を有す
る8個のタングステン製の通電電極を用いた。なお通電
電極4a〜4hを突合せ部に沿って導電性セラミックス
1aの外周側に当接させる場合には、接合面に導電性を
有するカーボンペーストを塗布して、通電電極4a〜4
hを突合せ部に緊密に当接させる。電極4a〜4hは、
移動させることなく固定した状態で、円周方向に略等間
隔で配設してある。また図示していないが、突合せ部か
らの熱放散を防止するために、突合せ部周辺には断熱材
を設けている。なお特開平1−320273号に開示さ
れるように断熱材に反射板を設けてもよい。
Embodiment 1 FIGS. 1A and 1B are a schematic front view and a schematic plan view, respectively, of a joining apparatus for carrying out a method of the present invention. In this embodiment, a round pipe-shaped conductive ceramic 1a and a ceramic 1b having an insulating property at room temperature are butted together via a bonding agent 2 to form a butted portion, and the butted ends of the ceramics 1a and 1b and the bonding agent are formed. The current-carrying electrodes 4a to 4h are brought into contact with these members over the straddle 2. The conducting electrodes 4a to 4h are arranged only on the outer peripheral side along the butting portion. As the ceramic 1a having conductivity, a conductive Si3 N4 ceramic 1a having a resistivity of about 10 -2 [Ω · cm] containing a conductive substance such as TiN or TiC (outer diameter 60 × inner diameter 48 × length 100)
mm) was used. The ceramics 1b having insulating properties include insulating Si3 N having the same dimensions as the ceramics 1a.
4 Ceramics were used. As the bonding agent 2, a bonding agent 2 of a Ti-based active metal brazing material was used. The ceramics 1a and 1b were held by holding jigs 3a and 3b, and were fixed by applying an appropriate pressure P. The current-carrying electrodes 4a to 4h for supplying a heating current include ceramics 1a,
Eight tungsten current-carrying electrodes each having a joint end face having a shape capable of being fitted to the outer peripheral surface of 1b were used. When the current-carrying electrodes 4a to 4h are brought into contact with the outer peripheral side of the conductive ceramics 1a along the butting portion, a conductive carbon paste is applied to the joint surface and the current-carrying electrodes 4a to 4h are applied.
h is brought into close contact with the butt. The electrodes 4a to 4h
In a fixed state without being moved, they are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. Although not shown, a heat insulating material is provided around the butted portion to prevent heat dissipation from the butted portion. As disclosed in JP-A-1-320273, a reflector may be provided on the heat insulating material.

【0031】次に図1(B)を用いて通電制御装置5の
構成を説明する。通電電極4a〜4hは電極切換部51
の切換端子51a〜51hに接続されており、電極切換
部51は電源部52からの出力を指令に応じて選択され
た通電電極に順次印加する。電源部52の出力電圧・電
流・電力は、出力検知部53によって検出され、その測
定値は制御部54に入力される。この制御部54には、
突合せ部の温度を検知する温度検知器6の出力も入力さ
れ、制御部54はこれら入力された測定値に基づいて電
極切換部51及び電源部52に指令を与えてこれらの装
置を制御する。これらの電源切換部51,電源部52,
出力検知部53及び制御部54が通電制御装置5を構成
する。ここで電源部52としては、DC,ACのいずれ
の電源を用いてもよく、ACの場合には、任意の周波数
が適用できる。温度検知器6としては、放射温度計や熱
電対等を用いることができ、温度検知器6では接合部ま
たは接合部近傍の温度を検知する。
Next, the configuration of the energization control device 5 will be described with reference to FIG. The current-carrying electrodes 4a to 4h are connected to an electrode switching unit 51.
The electrode switching unit 51 sequentially applies the output from the power supply unit 52 to the energized electrodes selected in accordance with the command. The output voltage, current, and power of the power supply unit 52 are detected by the output detection unit 53, and the measured values are input to the control unit 54. This control unit 54 includes:
The output of the temperature detector 6 for detecting the temperature of the butting portion is also input, and the control unit 54 gives instructions to the electrode switching unit 51 and the power supply unit 52 based on the input measurement values to control these devices. These power supply switching unit 51, power supply unit 52,
The output detection unit 53 and the control unit 54 constitute the power supply control device 5. Here, any of a DC power supply and an AC power supply may be used as the power supply unit 52, and in the case of AC, any frequency can be applied. As the temperature detector 6, a radiation thermometer, a thermocouple, or the like can be used.

【0032】この実施例では、Arガスの接合雰囲気に
おいて、図2(A)に示すような電力制御パターン(通
電条件)に基づいて電力制御を行う。この電力制御パタ
ーンは、温度制御パターンを決定する。そして主に導電
性セラミックス1a及び接合剤2に通電し、突合せ部全
体を良好に加熱させるために、図2(B)に示した電極
切換パターンに従い通電電極を順次切換える。切換1回
目では、切換端子51a,51cを動作させて通電電極
4a,4c間に電圧を印加し、それ以後の切換2〜8回
目では、端子51b−51d,…,51h−51bを順
次動作させて、電極4b−4d,…,4h−4bへと通
電を逐次切り替えることによって、通電領域を突合せ部
の全周に亘って移動させる。切換9回目では、再び電極
4a−4cに戻って、以下上記と同様の電極切換順序で
繰返し通電を行う。この際、通電開始後5分までは、各
通電電極間での通電保持時間(以下、保持時間とい
う。)を一定の70msec とし、それから通電終了時の
20分までは保持時間を一定の30msec とし、電極間
毎の切換時間を略零になるように切換える。この電極切
換パターンは、選択した通電電極間の通電距離を一定と
して、通電時間及び通電電力を変えることにより、突合
せ部の温度を効率良く上昇させている。これらの電力制
御パターン及び電極切換パターンは、通電制御装置5の
制御部54に予め入力してあるので、自動制御が可能で
ある。
In this embodiment, power control is performed in a bonding atmosphere of Ar gas based on a power control pattern (energization condition) as shown in FIG. This power control pattern determines a temperature control pattern. Then, mainly the conductive ceramics 1a and the bonding agent 2 are energized, and the energized electrodes are sequentially switched in accordance with the electrode switching pattern shown in FIG. In the first switching, the switching terminals 51a and 51c are operated to apply a voltage between the energized electrodes 4a and 4c. In the second to eighth switching thereafter, the terminals 51b-51d,..., 51h-51b are sequentially operated. , 4h-4b, the energization region is moved over the entire circumference of the butted portion. At the ninth switching, the electrodes are returned to the electrodes 4a to 4c again, and energization is repeatedly performed in the same electrode switching order as described above. At this time, the current holding time (hereinafter referred to as “holding time”) between each of the current-carrying electrodes is set to a constant 70 msec for 5 minutes after the start of the current application, and then the current holding time is set to a constant 30 msec for 20 minutes at the end of the current application. , The switching time for each electrode is switched so as to be substantially zero. In this electrode switching pattern, the temperature of the abutting portion is efficiently raised by changing the energizing time and the energizing power while keeping the energizing distance between the selected energizing electrodes constant. Since the power control pattern and the electrode switching pattern have been input to the control unit 54 of the power supply control device 5 in advance, automatic control is possible.

【0033】本実施例では、更に表示部55と記録部5
6とを備えており、表示部55は出力検知部53で検知
した電圧、電流及び電力と温度検知器6で検知した突合
せ部の測定温度を表示する。そして記録部56は出力検
知部53及び温度検知器6の出力を時間経緯で記録す
る。なお手動により電流または電力を制御することも可
能であり、その場合には表示部55に表示された測定値
を見ながら制御部54に設けた操作つまみ用いて制御す
る。
In this embodiment, the display unit 55 and the recording unit 5
The display unit 55 displays the voltage, current, and power detected by the output detection unit 53 and the measured temperature of the butting unit detected by the temperature detector 6. The recording unit 56 records the outputs of the output detection unit 53 and the temperature detector 6 over time. It is also possible to manually control the current or the power. In this case, the control is performed using an operation knob provided on the control unit 54 while observing the measured value displayed on the display unit 55.

【0034】この通電加熱により突合せ部が接合温度の
約920℃となったことを温度検知器6で検知すると、
制御部54はそれから約5分間加熱状態を保持して、接
合剤とセラミックスとを反応させた後、電力制御パター
ンに従って室温まで冷却して接合を完了する。
When the temperature detector 6 detects that the butted portion has reached the joining temperature of about 920 ° C. due to the energization heating,
The control unit 54 then holds the heating state for about 5 minutes to cause the bonding agent and the ceramic to react, and then cools to room temperature according to the power control pattern to complete the bonding.

【0035】このような方法で製造した接合体につい
て、He リークディテクタを用いて気密度の評価をした
ところ、検出限界以下の良好な気密性を示した。また、
接合部を切断して組織観察を行ったところ、緻密な接合
層が形成されており、良好な接合が得られていることが
分かった。比較のために、同形状のセラミックスの試料
に対して2個の対向する通電電極を当接させて、セラミ
ックスを約100 rpmの回転速度で回転させて接合を行
ったところ、接合途中で電極部にアーク放電が発生し、
セラミックスにクラックが発生してしまい、良好な接合
体は得られなかった。
When the airtightness of the joined body manufactured by such a method was evaluated using a He leak detector, good airtightness below the detection limit was shown. Also,
When the structure was observed by cutting the bonded portion, it was found that a dense bonding layer was formed and good bonding was obtained. For comparison, two opposed current-carrying electrodes were brought into contact with a ceramic sample of the same shape, and the ceramic was rotated at a rotation speed of about 100 rpm to perform bonding. Arc discharge occurs in the
Cracks occurred in the ceramics, and a good joined body could not be obtained.

【0036】[0036]

【実施例2】図3(A)は、実施例1の電極配置を拡張
した電極配置図を示しており、N個の通電電極41,4
2,43,…,4(N−2),4(N−1),4Nから
なる電極群を、実施例1と同様に突合せ部に沿って導電
性セラミックス1aの外周側に当接した状態を示してい
る。
[Embodiment 2] FIG. 3 (A) shows an electrode arrangement diagram in which the electrode arrangement of Embodiment 1 is expanded.
A state in which an electrode group consisting of 2, 43,..., 4 (N-2), 4 (N-1), and 4N is in contact with the outer peripheral side of the conductive ceramic 1a along the butt portion as in the first embodiment. Is shown.

【0037】この実施例では、電極切換パターンとして
図3(B)に示した4種類のパターンを適宜に組み合わ
せて用いるものとする。パターン1では、隣接する電極
間を通電領域として通電を行う。すなわち最も通電距離
が短い電極間で通電を行って通電領域を突合せ部に沿っ
て移動させている。具体的には切換1回目で通電電極4
1−42間で通電を行い、それ以後の切換2〜n回目で
は42−43,43−44,…,4(N−1)−4n,
4N−41の通電電極を順次選択して通電を行う。(n
+1)回目以後では、再び上記と同様の電極切換順序で
通電を繰返えす。パターン2及び3では、間に2つの他
の通電電極を挟むようにして順次選択した通電電極に通
電するため、通電距離はパターン1の2倍になってい
る。具体的には切換1〜n回目で41−44,42−4
5,43−46,…,4(n−1)−42,4N−43
の通電電極を順次選択する。パターン3では切換1〜n
回目で41−44,43−46,45−48,…,4
(n−3)−4N,4(n−1)−42の通電電極を選
択する。パターン2の方がパターン3と比べて前の通電
領域と後の通電領域とが重なる部分が多くなる。パター
ン4では前の通電領域と後の通電領域とが重ならないよ
うにしてパターン1の通電距離の2倍の通電距離で通電
電極を順次選択する。具体的には、切換1〜n回目で4
1−44,44−47,…,4(N−4)−4N,4N
−43となり、(n+1)回目以後でそれぞれ上記と同
様の電極切換順序で繰り返す。
In this embodiment, the four types of patterns shown in FIG. 3B are appropriately combined and used as the electrode switching patterns. In the pattern 1, current is supplied by setting the space between adjacent electrodes as a current supply region. That is, current is applied between the electrodes having the shortest energization distance, and the energization region is moved along the butting portion. Specifically, the current-carrying electrode 4 is switched at the first switching.
Energization is performed between 1-42, and at the second to n-th switching thereafter, 42-43, 43-44, ..., 4 (N-1) -4n,
The energization is performed by sequentially selecting the 4N-41 energizing electrodes. (N
After the +1) th time, the energization is repeated again in the same electrode switching order as described above. In the patterns 2 and 3, the energizing distance is twice as long as that of the pattern 1 because the energizing electrodes are sequentially selected so as to sandwich two other energizing electrodes therebetween. Specifically, 41-44 and 42-4 at the first to n-th switching.
5,43-46, ..., 4 (n-1) -42,4N-43
Are sequentially selected. In pattern 3, switching 1 to n
The first time 41-44, 43-46, 45-48, ..., 4
(N-3) -4N, 4 (n-1) -42 energizing electrodes are selected. In the pattern 2, the portion where the current-carrying region before and after the current-carrying region overlap with each other is larger than that in the pattern 3. In pattern 4, the current-carrying electrodes are sequentially selected at a current-carrying distance that is twice as long as the current-carrying distance of pattern 1 so that the preceding and current-carrying regions do not overlap. Specifically, switching 1 to n-th time is 4
1-44,44-47, ..., 4 (N-4) -4N, 4N
−43, and the (n + 1) th and subsequent times are repeated in the same electrode switching order as above.

【0038】これらのパターンは一例であって、突合せ
部の形状または熱容量に応じて種々のパターン及びパタ
ーンの組み合わせが適用できる。例えば、パイプの外径
または内厚の値に応じて、任意のパターンが1つ選択さ
れて、通電開始から終了まで同じパターンに基づいて通
電される場合がある。また、通電開始から終了までの間
で異なる2つ以上のパターンを使用する場合があり、例
えば抵抗の温度特性が負であるような導電性セラミック
スの場合には、通電当初はパターン1を用いて最短の通
電距離に設定して開始電圧を低減しておく。そして温度
上昇と共に導電性セラミックスの抵抗値が減少すると、
通電距離を増加して加熱領域を大きくしていくことによ
り、小さな設備容量でも良好な加熱状態を得ることがで
きるため、パターン2を選択する。更に温度が上昇した
後は、前の通電領域と後の通電領域とを重ねる範囲を小
さくてもよくなるため、パターン3を選択しその後パタ
ーン4を選択する。セラミックスの特性及び突合せ部の
長さに応じて、他のパターンの組み合わせで通電を行っ
てもよい。例えば最初にパターン1が選択され、所望の
通電時間経過後は例えばパターン2が選択されて、通電
開始から終了まで2つパターンに基づいて通電するよう
にしてもよい。
These patterns are merely examples, and various patterns and combinations of patterns can be applied according to the shape or heat capacity of the butted portion. For example, there is a case where one arbitrary pattern is selected according to the value of the outer diameter or the inner thickness of the pipe, and energization is performed based on the same pattern from the start to the end of energization. Further, there are cases where two or more different patterns are used from the start to the end of energization. For example, in the case of a conductive ceramic having a negative temperature characteristic of resistance, pattern 1 is used at the beginning of energization. The starting voltage is reduced by setting the shortest energizing distance. And when the resistance value of the conductive ceramic decreases with the temperature rise,
By increasing the energizing distance and enlarging the heating area, a good heating state can be obtained even with a small equipment capacity. Therefore, pattern 2 is selected. After the temperature further rises, the overlapping area between the previous energizing region and the subsequent energizing region may be reduced, so that pattern 3 is selected, and then pattern 4 is selected. Depending on the characteristics of the ceramics and the length of the butted portion, energization may be performed using other combinations of patterns. For example, pattern 1 may be selected first, and after a desired energization time elapses, for example, pattern 2 may be selected, and energization may be performed based on the two patterns from the start to the end of energization.

【0039】なお、実施例1及び2においてセラミック
スの形状としては、断面が円形以外の管状でもよく、ま
た円柱状であってもよい。
In Examples 1 and 2, the shape of the ceramic may be a tube having a cross section other than a circle, or a column.

【0040】[0040]

【実施例3】図4(A)及び図4(B)は、被接合体と
してのセラミックス1a及び1bとして導電性セラミッ
クスを用いる場合に本発明の方法を実施する接合装置の
一例の概略横断面形状及び縦断面図であり、丸パイプ形
状のセラミックス1a,1bどうしを突合せ、この突合
せ部の内周側に1つの通電電極40を配設し、かつ突合
せ部に沿って外周側に複数の通電電極4a〜4dを配設
して接合する場合を示している。なお図4(A)及び図
4(B)においては、図1(B)に示した通電制御装置
5のうち電極切換部51だけを示している。
Embodiment 3 FIGS. 4 (A) and 4 (B) are schematic cross-sectional views of an example of a bonding apparatus for performing the method of the present invention when conductive ceramics are used as the ceramics 1a and 1b as the members to be bonded. It is a shape and a vertical cross-sectional view, but the round pipe-shaped ceramics 1a and 1b are butted together, one energizing electrode 40 is disposed on the inner peripheral side of the butted portion, and a plurality of energized electrodes are provided on the outer peripheral side along the butted portion. The case where the electrodes 4a to 4d are arranged and joined are shown. 4 (A) and 4 (B) show only the electrode switching unit 51 of the energization control device 5 shown in FIG. 1 (B).

【0041】この実施例では、導電性セラミックスとし
て、例えば抵抗率が約10−1[Ω・cm]のSiCセラ
ミックス(外径40×内径24×長さ30mm)を用い
る。そして接合剤2としてはGe粉末の接合剤を用い
る。4つの外側の通電電極4a,4b,4c,4d及び
円板形状の内側電極40は、それぞれセラミックス1
a,1bの突合せ部の外周側及び内周側にカーボンペー
ストを塗布して当接する。外側の通電電極4a〜4dは
移動しないように固定され、通電電極4aと4bとが略
90度の角度間隔で配置され、通電電極4aと4c及び
4bと4dとが対向するように配置されている。なお、
内側の通電電極40はドーナツ形状であってもよい。
In this embodiment, as the conductive ceramic, for example, SiC ceramics (outer diameter 40 × inner diameter 24 × length 30 mm) having a resistivity of about 10 −1 [Ω · cm] is used. As the bonding agent 2, a Ge powder bonding agent is used. The four outer energizing electrodes 4a, 4b, 4c, 4d and the disc-shaped inner electrode 40 are each made of ceramic 1
A carbon paste is applied to the outer and inner peripheral sides of the butted portions of a and 1b to make contact. The outer energizing electrodes 4a to 4d are fixed so as not to move, the energizing electrodes 4a and 4b are arranged at an angular interval of substantially 90 degrees, and the energizing electrodes 4a and 4c and the energizing electrodes 4b and 4d are arranged so as to face each other. I have. In addition,
The inner conducting electrode 40 may have a donut shape.

【0042】通電電極4a〜4dは、電極切換部51の
切換端子51a,51b,51c,51dに接続され、
内側の通電電極40は電極切換部51のアース端子52
eに接続されている。電圧は4つの切換端子51a〜5
1dを介して、外側の通電電極4a〜4dと内側の通電
電極40との間に所定のパターンで任意の時間間隔で順
次印加される。
The energizing electrodes 4a to 4d are connected to switching terminals 51a, 51b, 51c, 51d of the electrode switching section 51,
The inner conducting electrode 40 is connected to the ground terminal 52 of the electrode switching section 51.
e. The voltage is supplied to four switching terminals 51a-5
Via 1d, a voltage is sequentially applied between the outer energizing electrodes 4a to 4d and the inner energizing electrode 40 in a predetermined pattern at an arbitrary time interval.

【0043】今、接合雰囲気を真空とし、予熱なしに室
温よりセラミックス部材の突合せ部に約36Vの電圧を
印加して、主にSiCセラミックスの突合せ部に通電さ
せると共に、各電極間の保持時間を1/60sec とし、
他の電極間毎の切換時間が略零となるように切換端子5
1a〜51dを切換えると、通電方向が4a→セラミッ
クス部材→40,4b→セラミックス部材→40,4c
→セラミックス部材→40及び4d→セラミックス部材
→40と順次に切換わり、通電領域をセラミックスの突
合せ部の全周に亘って間欠的に移動させる。
Now, the joining atmosphere is set to a vacuum, a voltage of about 36 V is applied to the butted portion of the ceramic member from room temperature without preheating, and electricity is mainly supplied to the butted portion of the SiC ceramics, and the holding time between the electrodes is reduced. 1/60 sec,
The switching terminal 5 is set so that the switching time between the other electrodes is substantially zero.
When 1a to 51d are switched, the energizing direction is 4a → ceramic member → 40, 4b → ceramic member → 40, 4c
→ ceramics member → 40 and 4d → ceramics member → 40 is sequentially switched, and the energized area is intermittently moved over the entire circumference of the butted portion of ceramics.

【0044】通電開始より徐々に電流を増加させ、約1
30Aで接合温度が1200℃となり、主にセラミック
スに発生するジュール熱により突合せ部全体を約10分
間加熱保持し、接合剤とセラミックスとを反応させた
後、電流を徐々に減じ、室温まで冷却して接合を完了し
た。この接合体試料から3×4×40mmの試験片を切出
し4点曲げ試験を行った結果、接合強度は120MPa
であった。
The current is gradually increased from the start of energization to about 1
At 30 A, the joining temperature becomes 1200 ° C., and the entire butted portion is heated and held for about 10 minutes mainly by Joule heat generated in the ceramics. After the bonding agent and the ceramics are reacted, the current is gradually reduced, and cooled to room temperature. To complete the joining. A 3 × 4 × 40 mm test piece was cut out from this bonded body sample and subjected to a four-point bending test. As a result, the bonding strength was 120 MPa.
Met.

【0045】本実施例では、内側の通電電極として一体
型の電極を用いているが、本実施例とは逆に外側の通電
電極として一体型の電極を用い、内側の電極として分割
された複数の電極を用いてもよいのは勿論である。
In this embodiment, an integral electrode is used as the inner conducting electrode. Contrary to this embodiment, an integral electrode is used as the outer conducting electrode and a plurality of divided inner electrodes are used. It goes without saying that the above-mentioned electrode may be used.

【0046】[0046]

【実施例4】図5(A)は、図4に示した実施例3の電
極配置を拡張変形した電極配置図を示している。この例
では、内側の通電電極を外側の通電電極に対応した数だ
け設けて、内側及び外側の通電電極間で通電を行う。具
体的には突合せ部の外周側にN個の通電電極41,4
2,43,…4(N−2),4(N−1),4Nからな
る外側電極群が実施例3と同様に突合せ部に沿ってセラ
ミックス1aの外周側に当接されている。また突合せ部
の内周側には分割されたN個の通電電極41´,42
´,43´,…,4(N−2)´,4(N−1)´,4
N´からなる内側電極群が、それぞれ外側の通電電極と
対向するように当接され、かつ円周方向に略等間隔に配
設されている。
[Embodiment 4] FIG. 5A shows an electrode arrangement diagram obtained by expanding and deforming the electrode arrangement of the embodiment 3 shown in FIG. In this example, the inner energizing electrodes are provided in a number corresponding to the outer energizing electrodes, and energization is performed between the inner and outer energizing electrodes. Specifically, N energized electrodes 41 and 4 are provided on the outer peripheral side of the butted portion.
.., 4 (N-2), 4 (N-1), and 4N are in contact with the outer peripheral side of the ceramics 1a along the abutting portion as in the third embodiment. Further, on the inner peripheral side of the butting portion, N divided conducting electrodes 41 ', 42
', 43', ..., 4 (N-2) ', 4 (N-1)', 4
The inner electrode group made of N ′ is in contact with the outer energizing electrodes so as to face each other, and is arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction.

【0047】この実施例における電極切換パターンとし
ては種々のパターンを適用できるが、例えば図5(B)
に示す4種類のパターンを用いることができる。パター
ン1は、外側電極群と内側電極群との間の通電距離が最
も短くなる電極切換パターンである。具体的には、切換
1回目で例えば電極41−41´の通電が開始され、そ
れ以後の切換2〜n回目で42−42´,43−43
´,…,4(N−1)−4(N−1)´,4N−4N´
となり、(n+1)回目以後で上記と同様の電極切換順
序で繰返される。パターン2はパターン1よりも通電距
離を長くしたパターンである。具体的には、切換1〜n
回目で41−42´,42−43,…,4(N−1)4
N´,4N−41´となり、それ以後は同様に繰返され
る。パターン3は、同一の領域を通電方向を変えてクロ
スするように通電するパターンである。具体的には、4
1−42´,42−41´,42−43´,43−42
´…4N−41´,41−4N´となり、それ以後は同
様に繰り返される。パターン4は、パターン1とパター
ン2とを組み合わせたような複合パターンである。具体
的には、切換1〜2n回目で41−41´,41−42
´,42−42,…,4(N−1)−4N,4N−4N
´,4N−41´となり、それ以後は同様にして繰返さ
れる。本実施例では、同数の内周側の通電電極と外周側
の通電電極とを用いているが、内周側と外周側の通電電
極の数を異ならせてもよいのは勿論である。
As the electrode switching pattern in this embodiment, various patterns can be applied. For example, FIG.
Can be used. Pattern 1 is an electrode switching pattern in which the energization distance between the outer electrode group and the inner electrode group is the shortest. Specifically, for example, energization of the electrodes 41-41 'is started at the first switching, and 42-42', 43-43 at the second to nth switching thereafter.
', ..., 4 (N-1) -4 (N-1)', 4N-4N '
Then, the (n + 1) th and subsequent times are repeated in the same electrode switching order as described above. Pattern 2 is a pattern in which the energization distance is longer than that of pattern 1. Specifically, switching 1 to n
In the first round, 41-42 ', 42-43, ..., 4 (N-1) 4
N ′, 4N−41 ′, and thereafter, the same is repeated. Pattern 3 is a pattern in which the same region is energized so as to cross while changing the energization direction. Specifically, 4
1-42 ', 42-41', 42-43 ', 43-42
... 4N-41 ', 41-4N', and thereafter are repeated in the same manner. Pattern 4 is a composite pattern such as a combination of pattern 1 and pattern 2. Specifically, 41-41 'and 41-42 at the 1st to 2nth switching.
', 42-42, ..., 4 (N-1) -4N, 4N-4N
', 4N-41', and thereafter are repeated in the same manner. In the present embodiment, the same number of inner conductive electrodes and outer conductive electrodes are used. However, it is needless to say that the numbers of inner conductive electrodes and outer conductive electrodes may be different.

【0048】また外周側の通電電極と内周側の通電電極
との間で通電せずに、外周側の通電電極どうしと内周側
の通電電極どうしで通電を行うパターンを用いることも
可能である。例えば、通電電極41−42,41´−4
2´,42−43,42−´43´,…4(N−1)−
4N,4(N−1)´−4N´の通電順序で通電電極を
切換えれることができる。以上のように、種々のパター
ンを用いることが可能であり、1つのパターンで最後ま
で接合作業を行ってもよいが、被通電部の特性に応じ
て、複数種類のパターンから適切なパターンを順次選択
してもよい。
It is also possible to use a pattern in which energization is performed between the energized electrodes on the outer peripheral side and between the energized electrodes on the inner peripheral side without energizing between the energized electrodes on the outer peripheral side and the energized electrodes on the inner peripheral side. is there. For example, the current-carrying electrodes 41-42 and 41'-4
2 ', 42-43, 42-'43', ... 4 (N-1)-
The energized electrodes can be switched in the energizing order of 4N, 4 (N-1) '-4N'. As described above, various patterns can be used, and the joining operation may be performed to the end with one pattern, but an appropriate pattern is sequentially selected from a plurality of types according to the characteristics of the portion to be energized. You may choose.

【0049】[0049]

【実施例5】図6(A)及び図6(B)は、図4に示し
実施例の変形例の概略横断面図及び縦断面図であり、こ
の例では内側のセラミックス1a,1bの突合せ部の内
周側に内周面と接触するように導電部材39を配置して
いる。図において、セラミックス1a,1b,接合剤
2,保持治具3a,3b及び外側の通電電極4a〜4b
は実施例3と同様であるが、異なる点は内側電極40を
単に導電部材39としている。また外側の通電電極4a
と電極切換部51の切換端子51a,通電電極4bと切
換端子51b及び通電電極4c,4dとアース端子52
eとがそれぞれ接続される。
Fifth Embodiment FIGS. 6A and 6B are schematic cross-sectional views and a vertical cross-sectional view of a modification of the embodiment shown in FIG. A conductive member 39 is arranged on the inner peripheral side of the portion so as to be in contact with the inner peripheral surface. In the figure, ceramics 1a, 1b, bonding agent 2, holding jigs 3a, 3b, and outer energizing electrodes 4a-4b
Is the same as in the third embodiment, except that the inner electrode 40 is simply a conductive member 39. Also, the outer conducting electrode 4a
Switching terminal 51a of the electrode switching unit 51, the conducting electrode 4b and the switching terminal 51b, and the conducting electrodes 4c and 4d and the ground terminal 52.
e are connected to each other.

【0050】任意の時間間隔で2つの端子51a,51
bに交互に電圧が印加されると、通電方向が4a→セラ
ミックス部材→導電部材39→セラミックス部材→4c
及び4b→セラミックス部材→4dと交互に切換わる。
したがって、通電領域をセラミックスの突合せ部の全周
に亘って間欠的に移動させることができる。その他の接
合条件及び接合結果は、実施例3と同様であるので省略
する。
The two terminals 51a, 51 at arbitrary time intervals
When a voltage is alternately applied to b, the energizing direction is 4a → ceramic member → conductive member 39 → ceramic member → 4c
And 4b → ceramic member → 4d.
Therefore, the energized region can be intermittently moved over the entire periphery of the butted portion of the ceramics. Other joining conditions and joining results are the same as those in the third embodiment, and thus description thereof is omitted.

【0051】[0051]

【実施例6】図7(A)及び図7(B)は、それぞれ本
発明を異形のセラミックスどうしを接合する場合に適用
した実施例の概略斜視図及び概略上面図である。セラミ
ックス1a及び1bどうしを突合せて突合せ部を構成
し、この突合せ部に沿って両側に通電電極9a〜9e及
び9a´〜9e´を配設して接合する。
Embodiment 6 FIGS. 7 (A) and 7 (B) are a schematic perspective view and a schematic top view, respectively, of an embodiment in which the present invention is applied to the joining of irregularly shaped ceramics. The ceramics 1a and 1b are butt-joined to form a butt portion, and the conducting electrodes 9a to 9e and 9a 'to 9e' are arranged and joined on both sides along the butt portion.

【0052】セラミックス1a及び1bは、抵抗率が共
に約10Ω・cmのSi含浸反応焼結SiCセラミッ
クスで、セラミックス1aは図示する寸法の台形形状を
有しており、セラミックス1bは図示する寸法の矩形形
状を有している。両セラミックス1a及び1bの間に介
在させる接合剤2は、Si系反応焼結接合剤である。な
お両セラミックス1a及び1bは、図示しない保持装置
により保持し、適宜の圧力を加えて固定してある。通電
電極9a〜9e及び9a´〜9e´は、タングステン板
を2枚重ねにして構成した矩形状電極である。これらの
通電電極は、略等間隔の間隔をあけてそれぞれ突合せ部
に沿って対向するように配置されており、各通電電極は
両セラミックス1a,1bの各々に当接している。ま
た、突合せ部からの熱放散を防止するために、突合せ部
周辺には図示しない断熱材が設けられている。
The ceramics 1a and 1b are Si-impregnated reaction sintered SiC ceramics each having a resistivity of about 10 ° Ω · cm, and the ceramic 1a has a trapezoidal shape of the illustrated size. Has a rectangular shape. The bonding agent 2 interposed between the ceramics 1a and 1b is a Si-based reaction sintering bonding agent. The ceramics 1a and 1b are held by a holding device (not shown) and fixed by applying appropriate pressure. The current-carrying electrodes 9a to 9e and 9a 'to 9e' are rectangular electrodes formed by stacking two tungsten plates. These current-carrying electrodes are arranged so as to face each other along the abutting portion at substantially equal intervals, and each current-carrying electrode is in contact with each of the ceramics 1a and 1b. In addition, a heat insulating material (not shown) is provided around the butted portion to prevent heat dissipation from the butted portion.

【0053】Arガスの雰囲気中において、図7(C)
に示す温度制御パターンに基づいて電流または電圧制御
を行いつつ、主にセラミックス1a,1bに通電し、突
合せ部全体を良好に加熱させるために、図8に示す電極
切換パターンを用いた。図8に示すように、切換1回目
では例えば通電電極9a−9b´間から通電を開始し
て、切換2〜8回目では電極9a−9b´,9b−9b
´,…,9d−9d´,9d−9e´へと通電領域を逐
次全長に亘って往路移動させる。ひきつづいて、切換9
〜16回目では電極9e−9e´,9e−9d´,…,
9b−9b´,9a´−9bへと切換えることによっ
て、通電領域を帰路移動させる。切換17回目以後で
は、再び電極9a−9a´に戻って、上記と同様の電極
切換順序で繰り返して通電を行う。この際、通電開始後
5分間では、各通電電極間での保持時間を50〜80m
sec の範囲で可変し、それから通電終了時の20分まで
は25〜40msec の範囲で可変し、電極間毎の切換時
間は略零になるように切換えられる。また、これらの温
度制御パターン及び電極切換パターンは予め定められて
おり、温度検出器から温度信号をフィードバックするこ
とにより、自動制御されて図7(C)に示すような温度
に制御される。
In an Ar gas atmosphere, FIG.
The electrode switching pattern shown in FIG. 8 was used in order to mainly supply current to the ceramics 1a and 1b while satisfactorily heating the entire butted portion while performing current or voltage control based on the temperature control pattern shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the first switching operation, for example, energization is started from between the energizing electrodes 9a and 9b ', and in the second to eighth switching operations, the electrodes 9a-9b' and 9b-9b are started.
,..., 9d-9d ′, 9d-9e ′, the energization area is sequentially moved over the entire length. Next, switch 9
In the 16th to 16th times, the electrodes 9e-9e ', 9e-9d',.
By switching to 9b-9b 'and 9a'-9b, the energized area is moved backward. After the 17th switching, the electrodes 9a to 9a 'are returned again, and the energization is repeated in the same electrode switching order as described above. At this time, for 5 minutes after the start of energization, the holding time between the energized electrodes is 50 to 80 m.
The switching time is changed within a range of 25 to 40 msec until 20 minutes after the end of energization, and the switching time between the electrodes is switched so as to be substantially zero. The temperature control pattern and the electrode switching pattern are predetermined, and are automatically controlled by feeding back a temperature signal from a temperature detector to control the temperature as shown in FIG. 7C.

【0054】この通電加熱により突合せ部が接合温度の
約1450℃となったら、約5分間保持し、接合剤とセ
ラミックスとを反応させた後に、室温まで冷却して接合
を完了する。このようにして製造した接合体試料から3
×4×40mmの試験片を切出し、4点曲げ試験を行った
結果、接合強度は約200MPaであった。また、接合
体を切断して接合層を光学顕微鏡で観察したところ、均
一な接合層が形成されており、全面に亘って良好な接合
が得られていることがわかった。
When the joining temperature reaches about 1450 ° C., which is the joining temperature due to the heating, the temperature is maintained for about 5 minutes to allow the joining agent and the ceramic to react, and then cooled to room temperature to complete the joining. From the joined body sample thus manufactured, 3
A test piece of × 4 × 40 mm was cut out and subjected to a four-point bending test. As a result, the joining strength was about 200 MPa. Further, when the joined body was cut and the joining layer was observed with an optical microscope, it was found that a uniform joining layer was formed and good joining was obtained over the entire surface.

【0055】なお、この実施例における電極切換パター
ンにおいて、通電電極間9a−9a´,9b−9b´,
9c−9c´,9d−9d´の順で保持時間を長くして
いる理由は、これらの部分の形状の変化に伴って熱容量
が大になるので、温度上昇が遅くなることを防止し、か
つ突合せ部全体の温度分布をより良好にさせる目的のた
めである。なおこれらの目的のためには、通電保持時間
を一定にして、選択した通電電極間の熱容量の大きさに
応じて電力量を可変するようにしてもよい。
In the electrode switching pattern in this embodiment, the distance between the energized electrodes 9a-9a ', 9b-9b',
The reason why the holding time is lengthened in the order of 9c-9c 'and 9d-9d' is that the heat capacity increases with the change in the shape of these parts, so that the temperature rise is prevented from becoming slow, and This is for the purpose of improving the temperature distribution of the entire butted portion. For these purposes, the power supply holding time may be fixed, and the amount of power may be varied according to the magnitude of the heat capacity between the selected power supply electrodes.

【0056】[0056]

【実施例7】図9(A)は、同形の長さの長い板状セラ
ミックス同士に対して、実施例6の電極配置を拡張した
本実施例の電極配置図を示しており、この実施例ではN
個の通電電極91,92,93,…,9(N−2),9
(N−1),9Nからなる第1電極群及びN個の通電電
極91´,92´,93´,…,9(N−2)´,9
(N−1)´,9N´からなる第2電極群が、それぞれ
突合せ部に沿って突合せ部を間に挟んで対向するように
配置されている。各通電電極は、突合せ部に沿って略等
間隔で配置されて両セラミックス1a(1b)の各々に
当接されている。なお本実施例では、第1及び第2電極
群を構成する通電電極の数を同じ数にしているが、両群
の通電電極の数を異ならせてもよく、また第1及び第2
電極群のいずれか一方を一体形状の帯状の電極としても
よい。
[Embodiment 7] Fig. 9 (A) shows an electrode arrangement diagram of the present embodiment in which the electrode arrangement of the embodiment 6 is extended with respect to long plate-shaped ceramics having the same length. Then N
, 9 (N-2), 9
A first electrode group consisting of (N-1) and 9N and N energized electrodes 91 ', 92', 93 ', ..., 9 (N-2)', 9
A second electrode group composed of (N-1) 'and 9N' is arranged along the butting portion so as to face each other with the butting portion interposed therebetween. The current-carrying electrodes are arranged at substantially equal intervals along the butted portion and are in contact with each of the ceramics 1a (1b). In this embodiment, the number of the current-carrying electrodes constituting the first and second electrode groups is set to the same number. However, the number of the current-carrying electrodes in both groups may be different.
Either one of the electrode groups may be formed as an integral band-shaped electrode.

【0057】この実施例においても、電極切換パターン
として種々のパターンを適用できるが、図9(B)に一
例として4種類のパターンを例示する。図9(B)のパ
ターン1では、切換1回目で通電電極91−91´の通
電を開始し、2〜n回目で92−92´,93−93
´,…,9(N−1)−9(N−1)´,9N−9Nの
順で通電を行い、通電領域を突合せ部の長手方向に移動
させる。そして(n+1)回目以後、再び上記と同様の
電極切換順序で繰返される。従ってこのパターンでは、
通電領域を突合せ部の一端から他端に向かって移動させ
る往路移動だけが行われる。これに対してパターン2乃
至4では、通電領域を突合せ部の一端から他端に向かっ
て移動させる往路移動と他端から一端に向かって移動さ
せる帰路移動とを交互に行う。なおパターン2の通電電
極の選択パターンはパターン1と同じである。これに対
してパターン3では通電距離を長くするために、切換1
〜n回目で91−92´,92−93´,…,9(N−
1)−9N´,9N−9(N−1)´の順で通電を行っ
て、通電領域を往路移動させ、(n+1)〜(2n−
2)回目で9(N−1)−9(N−2)´,…,93−
92´,92−91´の順で通電を行って、通電領域を
帰路移動させる。そして(2n−1)回目以後、再び上
記と同様の電極切換順序を繰返す。パターン4はパター
ン2とパターン3とを組み合わせたパターンであり、先
の通電領域と後の通電領域とを部分的に重ねるようにし
て通電を行う。
Also in this embodiment, various patterns can be applied as the electrode switching pattern, but FIG. 9B illustrates four types of patterns as an example. In the pattern 1 of FIG. 9B, energization of the energizing electrodes 91-91 'is started at the first switching, and 92-92', 93-93 at the second to n-th times.
,..., 9 (N-1) -9 (N-1) ', 9N-9N, and the energized region is moved in the longitudinal direction of the butted portion. Then, after the (n + 1) th time, the same electrode switching order is repeated again. So in this pattern,
Only the outward movement for moving the energization region from one end of the butting portion to the other end is performed. On the other hand, in the patterns 2 to 4, the forward movement in which the energized area is moved from one end to the other end of the butting portion and the return movement in which the energized area is moved from the other end to one end are alternately performed. The selection pattern of the current-carrying electrodes of pattern 2 is the same as that of pattern 1. On the other hand, in pattern 3, in order to increase the energizing distance, switching 1
, 9- (N-
1) Energization is performed in the order of -9N ', 9N-9 (N-1)' to move the energization area in the outward path, and (n + 1) to (2n-
2) 9 (N-1) -9 (N-2) ', ..., 93-
The energization is performed in the order of 92 'and 92-91', and the energization area is moved backward. Then, after the (2n-1) -th time, the same electrode switching sequence is repeated again. The pattern 4 is a pattern in which the pattern 2 and the pattern 3 are combined, and energization is performed so that the first energization region and the subsequent energization region partially overlap.

【0058】抵抗値が温度の上昇とともに減少するよう
な素材を接合する場合、突合せ部の温度が低い通電初期
は、パターン1またはパターン4を選択し、温度が上昇
した段階ではパターン2または3を選択するのが好まし
い。なおこの例でも、制御中に通電時間、通電電力等を
変えてもよいのは勿論である。
When joining materials whose resistance value decreases as the temperature rises, pattern 1 or pattern 4 is selected at the beginning of energization when the temperature of the butt portion is low, and pattern 2 or 3 is selected at the stage when the temperature rises. It is preferred to choose. Also in this example, it goes without saying that the power supply time, the power supply, and the like may be changed during the control.

【0059】[0059]

【実施例8】図10(A)は、複数の通電電極を複数の
グループに分けて、グループ毎に所定の電極切換パター
ンで通電を制御する発明の実施例を示している。このよ
うな通電電極のグループ分けは、接合長が長い大型形状
部材または異形状及び非対称形状のセラミックスなどの
複雑形状部材を接合する場合等のように、簡単に突合せ
部全体を良好に加熱できない場合に適している。考え方
の基本としては突合せ部を長手方向に複数の領域に分割
し、各分割部分毎に1つの通電制御装置を設けて、その
分割部分に配置した通電電極のグループを対応する通電
制御装置により制御し、セラミックス全体として複数の
通電領域を同時に移動させて加熱接合する。この実施例
では、実施例7の場合と同様に同形の板状セラミックス
同士に対して実施例7の電極配置を拡張して複数の通電
電極を極配している。複数の通電電極は、3つの電極グ
ループG1〜G3に分けられる。第1の電極グループG
1は、N個の通電電極11,12,…,1Nからなる第
1電極群とN個の通電電極11´,12´,…,1Nか
らなる第2電極群とからなる。第2の電極グループG2
は、M個の通電電極21,22,…,2Mからなる第3
電極群とM個の電極21´,22´,…,2M´からな
る第4電極とからなる。第3の電極グループG3は、L
個の通電電極31,32,…,3Lからなる第5電極群
とL個の通電電極31´,32´,…,3L´からなる
第6電極群からなる。なお、第1乃至第3の電極グルー
プG1〜G3において一方の電極群として一体形状の帯
状電極を用いることができる。
Eighth Embodiment FIG. 10A shows an embodiment of the invention in which a plurality of current-carrying electrodes are divided into a plurality of groups and energization is controlled by a predetermined electrode switching pattern for each group. Such a grouping of the conducting electrodes is performed when the entire butted portion cannot be easily heated satisfactorily, such as when joining a large-sized member having a long joining length or a complex-shaped member such as an irregularly shaped or asymmetrically shaped ceramic. Suitable for. The basis of the concept is to divide the butted portion into a plurality of regions in the longitudinal direction, provide one energization control device for each divided portion, and control the group of energized electrodes arranged in the divided portion by the corresponding energization control device. Then, a plurality of current-carrying regions are simultaneously moved as a whole of the ceramics to perform heat bonding. In this embodiment, as in the case of the seventh embodiment, the electrode arrangement of the seventh embodiment is extended to plate-like ceramics of the same shape, and a plurality of current-carrying electrodes are arranged. The plurality of conducting electrodes are divided into three electrode groups G1 to G3. First electrode group G
1 includes a first electrode group including N energized electrodes 11, 12,..., 1N and a second electrode group including N energized electrodes 11 ′, 12 ′,. Second electrode group G2
Is a third electrode composed of M energized electrodes 21, 22,..., 2M.
An electrode group and a fourth electrode composed of M electrodes 21 ', 22', ..., 2M '. The third electrode group G3 is L
, 3L and a sixth electrode group consisting of L current-carrying electrodes 31 ', 32', ..., 3L '. Note that, in the first to third electrode groups G1 to G3, an integrated band-shaped electrode can be used as one of the electrode groups.

【0060】この実施例における電極切換パターンとし
ても先の実施例と同様に種々のパターンを適用できる。
例えば図10(B)に示す電極切換パターンに示すよう
に、電極グループG1では、切換1回目で通電電極11
−11´の通電を開始し、切換2〜n回目では通電電極
12−12´,…,1N−1Nの順で通電を行い、(n
+1)回目以後では、再び上記と同様の電極切換順序で
通電が繰返される。電極グループG2では、切換1回目
で通電電極21−21´の通電を開始し、切換2〜m回
目では通電電極22−22´,…,2M−2M´の順で
通電を行い、(m+1)回目以後では再び上記と同様の
電極切換順序で通電が繰返される。電極グループG3で
は、切換1回目で通電電極31−31´の通電を開始
し、切換2〜l回目では通電電極32−32´,…,3
L−3Lの順で通電を行い、(l+1)回目以後では、
再び上記と同様の電極切換順序で通電が繰返される。な
お本実施例では、一般的な説明を行うため通電電極の数
をL<M<Nにしているので、このような場合は各電極
グループの選択した通電電極への通電保持時間は、電極
グループG1<電極グループG2<電極グループG3と
なるようにする必要がある。
As the electrode switching pattern in this embodiment, various patterns can be applied as in the previous embodiment.
For example, as shown in the electrode switching pattern shown in FIG.
-11 'is energized, and the energization is performed in the order of the energizing electrodes 12-12',...
After the +1) th time, the energization is repeated again in the same electrode switching order as described above. In the electrode group G2, energization of the energizing electrodes 21-21 'is started at the first switching, and energization is performed in the order of the energizing electrodes 22-22',..., 2M-2M 'at the second to m-th switching. After the first time, the energization is repeated again in the same electrode switching order as described above. In the electrode group G3, energization of the energized electrodes 31-31 'is started at the first switching, and energized electrodes 32-32',.
Energization is performed in the order of L-3L, and after (l + 1) -th time,
The energization is repeated again in the same electrode switching order as described above. In the present embodiment, the number of current-carrying electrodes is set to L <M <N for a general description. In such a case, the current-carrying holding time for the selected current-carrying electrode in each electrode group is determined by the electrode group. It is necessary to satisfy G1 <electrode group G2 <electrode group G3.

【0061】図10(A)のように単純形状で単に接合
長が長いだけの場合には、一般的にはL=M=Nとし
て、1つの通電制御装置または各電極グループに対して
それぞれ別個に設けた通電制御装置を用いて、図13に
示すように各電極グループに同時に通電制御を行って接
合を行えばよい。しかしながら形状が異なるセラミック
スどうしを接合する際には、突合せ部の各部の熱容量の
相違に応じて各電極グループの通電電極の数や通電電極
の配置間隔等を変えたり、各電極グループ毎に通電条件
を変えることにより、より均等な加熱が可能になるよう
にするのが好ましい。
In the case of a simple shape and a simple joining length as shown in FIG. 10 (A), L = M = N is generally set for one energization control device or each electrode group. The energization control device provided in the above may be used to perform energization control on each electrode group at the same time as shown in FIG. However, when joining ceramics with different shapes, the number of current-carrying electrodes in each electrode group, the spacing between current-carrying electrodes, etc. may be changed according to the difference in heat capacity of each part of the butted portion, or the current-carrying conditions may be different for each electrode group. It is preferable that more uniform heating can be achieved by changing.

【0062】なお通電切換パターンとして、各電極グル
ープG1〜G3の通電電極の数がL=M=Nのときに、
3つの通電制御装置1〜3(図示せず)を用いて図12
に示す電極切換パターンに従って、各電極グループG1
〜G3においてそれぞれ独自に電極切換を行い、突合せ
部の複数箇所で通電領域の移動を移動させるようにして
もよい。また3つの通電制御装置1〜3を用いる場合で
も、図11に示す電極切換パターンのように、電極グル
ープG1から電極グループG3まで順番に選択して電極
切換を行い、突合せ部に添って複数の通電領域を移動さ
せずに、突合せ部に沿って常に1つの通電領域を移動さ
せるようにしてもよい。
As an energizing switching pattern, when the number of energizing electrodes in each of the electrode groups G1 to G3 is L = M = N,
FIG. 12 is shown by using three energization controllers 1-3 (not shown).
According to the electrode switching pattern shown in FIG.
In G3 to G3, the electrodes may be independently switched, and the movement of the energization region may be moved at a plurality of locations of the butting portion. In addition, even when the three energization control devices 1 to 3 are used, as in the electrode switching pattern shown in FIG. Instead of moving the energizing region, one energizing region may always be moved along the butting portion.

【0063】このように複数の電極グループをそれぞれ
別個の通電制御装置により通電制御する場合には、各通
電箇所での電極切換パターン及び通電条件(電流、電
力、通電保持時間、温度制御)の設定を独立して行うこ
とが望ましい。なおこの場合、同時に同じ通電電極間に
異なる通電制御装置から同時に電圧が印加されないよう
に、各通電制御装置の通電電極の切換を相互に制御する
必要がある。
When a plurality of electrode groups are controlled to be energized by separate energization control devices, the electrode switching pattern and energization conditions (current, power, energization holding time, temperature control) at each energized location are set. Is desirably performed independently. In this case, it is necessary to mutually control the switching of the current-carrying electrodes of each current-carrying control device so that voltage is not simultaneously applied to the same current-carrying electrode from different current-carrying control devices.

【0064】上記実施例では板状のセラミックスを接合
する場合に、複数の通電電極を複数のグループに分けて
通電制御しているが、その他の形状、例えばパイプ状の
被接合体にもこの考え方を適用できるのは勿論である。
In the above embodiment, when plate-shaped ceramics are joined, a plurality of current-carrying electrodes are divided into a plurality of groups to control the energization. Can of course be applied.

【0065】[0065]

【実施例グループ2】次に図14ないし図18を用い
て、加熱用インサート材を介在させて2つの被接合体を
接合する方法の実施例について説明する。加熱用インサ
ート材を用いればセラミックスどうしだけでなく、セラ
ミックスと金属とを接合することもできる。なお加熱用
インサート材を用いる場合でも、通電制御装置及び加圧
装置の基本構造は図1(A)及び(B)で説明したもの
と実質的に同じものを用いることができる。従って以下
の実施例では特に通電制御装置及び加圧装置についての
説明は省略する。また使用する加熱用インサート材につ
いては、導電性セラミックスの突合せ面に直接接合剤を
担持させたものだけでなく、特開平1−320273号
公報及び特開平1−320276号公報等に示される加
熱用インサート材のように導電性セラミックスの片面ま
たは両面に絶縁性セラミックスを設けた層状複合セラミ
ックス等を用いることができる。
Embodiment Group 2 Next, with reference to FIGS. 14 to 18, an embodiment of a method for joining two objects to be joined with a heating insert material interposed therebetween will be described. If a heating insert is used, not only ceramics but also ceramics and metal can be joined. Even when the heating insert is used, the basic structures of the power supply control device and the pressurizing device can be substantially the same as those described with reference to FIGS. 1A and 1B. Therefore, in the following embodiment, the description of the power supply control device and the pressurizing device will be omitted. The heating insert material used is not limited to the one in which a bonding agent is directly supported on the abutting surface of the conductive ceramics, and also the heating insert material disclosed in JP-A-1-320273 and JP-A-1-320276. As an insert material, a layered composite ceramic or the like in which an insulating ceramic is provided on one or both surfaces of a conductive ceramic can be used.

【0066】加熱用インサート材を用いる場合でも、被
通電部材が加熱用インサート材に代わっただけで通電電
極の配置態様は上記実施例1ないし8で説明したものと
基本的には同じであり、上記実施例1ないし8で説明し
た全ての電極切換パターンを適用できる。例えば、大径
の管状の2つのセラミックスを加熱用インサート材を用
いて接合する場合でも、図3(A)及び(B)で説明し
た実施例3と図5(A)及び(B)で説明した実施例4
と同じ通電電極配置で同じ電極切換パターンを用いて通
電を行えばよい。また管状の2つのセラミックスを加熱
用インサート材を用いて接合する場合に、内部に一体型
の電極を配置する場合には図4及び図6を用いて説明し
た上記実施例3及び実施例5の通電電極配置及び通電パ
ターンを用いて通電を行えばよい。更に図9(A)を用
いて説明した細長い2つのセラミックスを加熱用インサ
ート材を用いて接合する場合には、同じ通電電極配置で
図9(B)に示した電極切換パターンを用いて通電を行
えばよい。また複数の通電電極を複数のグループに分け
て加熱用インサート材に通電を行う場合には、上記実施
例8に関して説明した図10(B)及び図11〜図13
の電極切換パターンを用いて通電を行うことができる。
Even when the heating insert is used, the arrangement of the current-carrying electrodes is basically the same as that described in the first to eighth embodiments except that the current-carrying member is replaced by the heating insert. All the electrode switching patterns described in the first to eighth embodiments can be applied. For example, even when two large-diameter tubular ceramics are joined using a heating insert, the third embodiment described with reference to FIGS. 3A and 3B and the third embodiment with reference to FIGS. 5A and 5B will be described. Example 4
The energization may be performed using the same electrode switching pattern with the same energizing electrode arrangement as that described above. In addition, when two tubular ceramics are joined by using a heating insert material, and when an integrated electrode is disposed inside, the above-described third and fifth embodiments described with reference to FIGS. 4 and 6 are used. The energization may be performed using the energization electrode arrangement and the energization pattern. Further, when two elongated ceramics described with reference to FIG. 9A are joined using a heating insert material, energization is performed using the electrode switching pattern shown in FIG. 9B with the same energizing electrode arrangement. Just do it. In the case where a plurality of current-carrying electrodes are divided into a plurality of groups and a current is applied to the heating insert material, FIG. 10B and FIGS.
The current can be supplied by using the electrode switching pattern.

【0067】[0067]

【実施例9】本実施例では、図14(A)及び(B)に
示すように8個の外側の通電電極4a〜4hと内側の1
個の通電電極39とを備えている。なお断熱材7及び加
熱用インサート材20を除けば、その他の構成は図1
(A)及び(B)に示した実施例1の構成と同様である
ので、説明は省略する。この実施例では丸パイプ形状の
絶縁性セラミックス1a,1bどうしを加熱用インサー
ト材20を間に介して突合せて突合せ部を構成し、加熱
用インサート材20に通電電極4a〜4h及び39を当
接させている。セラミックス1a及び1bは、それぞれ
外径50×内径42×長さ100mmの寸法を有してい
る。セラミックス1a,1bは通常の絶縁性Al
セラミックスである。加熱用インサート材20は、
円環状で抵抗率が約10−3[Ω・cm]である導電性A
セラミックスの両面に接合剤としてNaF
系のガラスソルダーを担持させて構成される。通電電極
4a〜4h及び30は、タングステンにより形成されて
おり、インサート材20の導電性セラミックスにカーボ
ンペーストまたはカーボンシートを介して緊密に当接さ
れている。本実施例の効果を確認するための試験では、
Arガス雰囲気中で室温状態から通電を開始し、通電電
極4a−39,4b−39,4c−39,4d−39,
4e−39,4f−39,4g−39,4h−39の順
で通電を行って、順次通電領域を切り替え、図14
(C)に示すようなパターンの電力制御により突合せ部
近傍を加熱した。各通電電極間の通電保持時間は70m
sec 一定とし、接合温度を約1000℃とした後その状
態を10分間保持して接合剤を反応させて、反応した接
合剤をセラミックス1a及び1bとインサート材の導電
性セラミックスと反応させてこれらを接合した。この接
合体について、気密度のチェックをHeリークディテク
ターにより行ったところ、全周にわたって漏れは検出さ
れなかった。また、この接合体の接合部を切り出し、研
磨して光学顕微鏡で組織観察を行ったところ、約20μ
mの緻密な接合層が形成されており、接合部全体にわた
って良好な接合が形成されていることが分かった。
Embodiment 9 In this embodiment, as shown in FIGS. 14A and 14B, eight outer conducting electrodes 4a to 4h and one inner conducting electrode 4a to 4h are connected.
And a plurality of energizing electrodes 39. Except for the heat insulating material 7 and the insert material 20 for heating, other configurations are shown in FIG.
Since the configuration is the same as that of the first embodiment shown in (A) and (B), the description is omitted. In this embodiment, round pipe-shaped insulating ceramics 1a and 1b are joined to each other with a heating insert 20 interposed therebetween to form a butt portion, and the heating insert 20 is contacted with the conducting electrodes 4a to 4h and 39. Let me. Each of the ceramics 1a and 1b has a size of outer diameter 50 × inner diameter 42 × length 100 mm. Ceramics 1a and 1b are made of ordinary insulating Al 2 O
3 ceramics. The heating insert 20 is
Conductivity A having an annular shape and a resistivity of about 10 −3 [Ω · cm]
NaF as bonding agent on both sides of l 2 O 3 ceramics
It is configured to carry a system glass solder. The current-carrying electrodes 4a to 4h and 30 are formed of tungsten, and are in close contact with the conductive ceramic of the insert material 20 via a carbon paste or a carbon sheet. In a test for confirming the effect of the present embodiment,
The energization is started at room temperature in an Ar gas atmosphere, and the energized electrodes 4a-39, 4b-39, 4c-39, 4d-39,
14e-39, 4f-39, 4g-39, and 4h-39, the energization is performed in this order, and the energization regions are sequentially switched.
The vicinity of the butted portion was heated by power control in a pattern as shown in FIG. The current holding time between the current-carrying electrodes is 70 m
sec After the joining temperature is kept at about 1000 ° C., the state is maintained for 10 minutes to cause the bonding agent to react. Joined. When the airtightness of this joined body was checked with a He leak detector, no leak was detected over the entire circumference. Further, the joined portion of the joined body was cut out, polished, and observed for a structure with an optical microscope.
m, a dense bonding layer was formed, and it was found that good bonding was formed over the entire bonding portion.

【0068】ここでは電極切換パターンや保持時間が一
定の例を示したが、通電開始後の経過時間に対して電極
切換パターンや通電保持時間を適当に変化させて接合す
ることも可能である。また、本実施例は断面が同心円以
外の形状または角状などにも適応できる。
Here, an example in which the electrode switching pattern and the holding time are constant has been described. However, it is also possible to change the electrode switching pattern and the current holding time appropriately with respect to the elapsed time after the start of energization. Further, the present embodiment can be applied to a shape other than concentric circles or a square shape.

【0069】[0069]

【実施例10】本実施例では、図14に示した実施例9
の構成において、内側の通電電極39を用いずに外側の
通電電極4a〜4hだけを用いて加熱用インサート材に
通電して接合を行う。効果を確認するための試験では、
寸法が外径50×内径42×長さ100mmで、約10
[Ω・cm]の抵抗率を有するSiCセラミックスどうし
を接合した。そして加熱用インサート材としては、約1
−1[Ω・cm]の抵抗率を有するSiCセラミックス
の両面に接合剤としてTi系活性金属ろう材を設けた加
熱用インサート材を用いた。雰囲気は10−5Torrの真
空中とした。そして通電は、室温状態から開始し、図1
5(A)に示すような切換パターンで順次通電領域を切
換え、図15(B)に示すようなパターンの温度制御に
より突合せ部近傍を加熱した。接合温度が約950℃と
なった時で、その温度を5分間保持して接合剤を反応さ
せ、反応させた接合剤を被接合セラミックスと加熱用イ
ンサート材とに反応させてこれらを接合した。ここで、
接合途中で通電間隔の切換パターンを変化させたので
は、ここで用いた加熱用インサート材の抵抗の温度特性
が負であるため、通電初期は通電間隔を短くして通電開
始電圧を小さくし、温度が上昇してくると抵抗が減少す
るため、通電間隔を広げることにより、広い領域を同程
度の電圧で加熱しようとしたもので、電源の容量を小さ
くできる利点がある。この接合体について、機密度のチ
ェックをHeリークディテクタにより行ったところ、全
周にわたって漏れは検出されなかった。またこの接合体
の接合部を切り出し、研磨して光学顕微鏡で組織観察を
行ったところ、約8μmの緻密な接合層が形成されてお
り、接合部全体にわたって良好な接合が形成されている
ことが分かった。
Embodiment 10 In this embodiment, the ninth embodiment shown in FIG.
In this configuration, the bonding is performed by supplying electricity to the heating insert using only the outer energizing electrodes 4a to 4h without using the inner energizing electrode 39. In tests to see the effect,
Dimensions are 50 x outer diameter x 42 inner diameter x 100 mm length, about 10 3
SiC ceramics having a resistivity of [Ω · cm] were joined together. And as a heating insert material, about 1
A heating insert material in which a Ti-based active metal brazing material was provided as a bonding agent on both surfaces of a SiC ceramic having a resistivity of 0 -1 [Ω · cm] was used. The atmosphere was a vacuum of 10 −5 Torr. Then, the energization starts from the room temperature state, and FIG.
The energized regions were sequentially switched in a switching pattern as shown in FIG. 5A, and the vicinity of the butted portion was heated by controlling the temperature of the pattern as shown in FIG. When the joining temperature reached about 950 ° C., the temperature was maintained for 5 minutes to react the joining agent, and the reacted joining agent was allowed to react with the ceramic to be joined and the heating insert material to join them. here,
If the switching pattern of the energization interval was changed during the joining, the temperature characteristics of the resistance of the heating insert used here were negative. As the temperature rises, the resistance decreases. Therefore, by widening the energization interval, an attempt is made to heat a wide area with the same voltage, and there is an advantage that the capacity of the power supply can be reduced. When the confidentiality of this joined body was checked using a He leak detector, no leak was detected over the entire circumference. Also, when the joined portion of the joined body was cut out, polished and observed for the structure with an optical microscope, a dense joining layer of about 8 μm was formed, and it was found that good joining was formed over the entire joined portion. Do you get it.

【0070】ここでは保持時間が一定の例を示したが、
時間経過に対して変化しても接合可能である。
Here, an example in which the holding time is constant is shown.
Joining is possible even if it changes over time.

【0071】[0071]

【実施例11】本実施例は、図16(A)に示した接合
部に対する通電電極の配置状態及び図16(B)に示し
た説明図から判るように、細長い導電性を有するセラミ
ックス1a及び1bを加熱用インサート材20を用いて
接合する場合の例である。効果を確認するための試験で
は、セラミックス1a及び1bとして寸法が10×15
0×20mm(突合せ面10×150mm)で、10
−3[Ω・cm]の抵抗率を有する導電性Si3 N4 セラ
ミックスを用いた。加熱用インサート材20としては、
突合せ面と同じ断面形状を有し、約10−2[Ω・cm]
の抵抗率を有する導電性Si3 N4 セラミックス20a
の両突合せ面に10+5[Ω・cm]以上の絶縁性Si3
N4 からなる絶縁層20bを積層してなるサンドイッチ
構造の加熱用インサート材を用いた。絶縁層20bとセ
ラミックス1a及び1bとの突合せ面間には、接合剤2
0cとしてTi系の活性金属ロウ材を介在させた。そし
て雰囲気は10−5Torrの真空中とした。通電は、室温
状態から開始し、図17に示す電極切換パターンで順次
通電領域を切換え、図16(C)に示すようなパターン
の温度制御により突合せ部近傍を加熱した。接合温度が
約950℃となった時点で、その状態を5分間保持し接
合剤を反応させ、反応した接合剤を被接合セラミックス
と加熱用インサート材とに反応させてこれらを接合し
た。この接合体から、3×4×40mmの曲げ試験片を切
り出し、4点曲げ試験を行ったところ、約220MPa
の強度が得られた。また、この接合体の接合部を切り出
し、研磨して光学顕微鏡で組織観察を行ったところ、約
8μmの緻密な接合層が形成されており、接合部全体に
わたって良好な接合が形成されていることが分かった。
Embodiment 11 In this embodiment, as can be seen from the arrangement of the current-carrying electrodes with respect to the joints shown in FIG. 16A and the explanatory view shown in FIG. This is an example of a case where 1b is joined using a heating insert material 20. In the test for confirming the effect, the size of the ceramics 1a and 1b was 10 × 15.
0x20mm (butting surface 10x150mm)
A conductive Si3 N4 ceramic having a resistivity of -3 [.OMEGA.cm] was used. As the heating insert 20,
It has the same cross-sectional shape as the butt surface, about 10 -2 [Ωcm]
Conductive Si3 N4 ceramics 20a having a specific resistivity
10 + 5 [Ωcm] or more insulating Si3
A heating insert having a sandwich structure formed by laminating insulating layers 20b made of N4 was used. A bonding agent 2 is provided between the butting surfaces of the insulating layer 20b and the ceramics 1a and 1b.
As 0c, a Ti-based active metal brazing material was interposed. The atmosphere was in a vacuum of 10 −5 Torr. The energization was started from the room temperature state, the energization area was sequentially switched by the electrode switching pattern shown in FIG. 17, and the vicinity of the butted portion was heated by controlling the temperature of the pattern as shown in FIG. When the joining temperature reached about 950 ° C., the state was maintained for 5 minutes to react the joining agent, and the reacted joining agent was reacted with the ceramic to be joined and the insert material for heating to join them. A 3 × 4 × 40 mm bending test piece was cut out from the joined body and subjected to a four-point bending test.
Was obtained. Also, when the bonded portion of this bonded body was cut out, polished, and observed for structure with an optical microscope, a dense bonding layer of about 8 μm was formed, and good bonding was formed over the entire bonded portion. I understood.

【0072】ここでは導電性セラミックスどうしの接合
例について説明したが、この例のような突合せ面側に絶
縁性を有する加熱用インサート材を用いることにより、
金属との接合にも本発明を応用できる。金属との接合の
場合には、残留応力の影響を考慮して、金属と加熱用イ
ンサート材の間に更に応力緩和のために、軟金属や、ま
たは中間の熱膨脹係数を有するような材料を介在させる
のが好ましい。
Here, a description has been given of an example of joining conductive ceramics. However, by using an insulating heating insert material on the butted surface side as in this example,
The present invention can be applied to bonding with a metal. In the case of joining with metal, a soft metal or a material with an intermediate coefficient of thermal expansion is interposed between the metal and the insert material for heating to further reduce the stress in consideration of the effect of residual stress. It is preferred that

【0073】[0073]

【実施例12】本実施例では図18に示すような2個の
異形状の絶縁性Si3 N4 セラミックス1a及び1bど
うしを接合する。突合せ部に対する通電電極の配置は、
実施例11に関連して図16(A)に示した電極配置の
態様と同じであるので図示は省略する。この例では、C
aF2 系接合剤を両突合せ面に塗布した10−2[Ω・
cm]の抵抗率を有する導電性Si3 N4 セラミックス製
の加熱用インサート材を、被接合体セラミックス1a及
び1bの間に介在させている。そして雰囲気はArガス
中とした。通電は、温度制御で行い、図18(C)に示
すような各設定値を予め制御のプログラムに入力し、自
動制御で行った。このとき各通電箇所により保持時間を
変えたのは、熱容量を考慮してできるだけ突合せ面全体
をほぼ均等に加熱するためである。このためには各通電
箇所により、通電電流または電力を変化しても同様な効
果がある。図18(B)に示すように、接合部の温度が
約1450℃になった時点で、その状態を10分間保持
し、その後接合面に垂直な方向に加圧をかけ、プログラ
ムに沿って室温まで冷却して接合を完了した。この試料
より3×4×40mmの曲げ試験片を切り出し、4点曲げ
試験を実施したところ、約280MPaの強度が得ら
れ、良好な接合が得られることが分かった。
Embodiment 12 In this embodiment, two insulating Si3 N4 ceramics 1a and 1b having different shapes as shown in FIG. 18 are joined together. The arrangement of the conducting electrodes with respect to the
The configuration is the same as that of the electrode arrangement shown in FIG. In this example, C
The aF2 based bonding agent is applied to both the abutting faces 10 -2 [Ω ·
[cm] is inserted between the ceramics 1a and 1b to be joined. The atmosphere was Ar gas. The energization was performed by temperature control, and each set value as shown in FIG. 18C was input in advance to a control program, and the control was performed by automatic control. At this time, the holding time is changed depending on each energized portion in order to heat the entire butted surface as evenly as possible in consideration of the heat capacity. For this purpose, the same effect can be obtained even if the energizing current or the electric power is changed depending on each energizing location. As shown in FIG. 18 (B), when the temperature of the joint reaches about 1450 ° C., the state is maintained for 10 minutes, and then pressure is applied in a direction perpendicular to the joint surface, and the room temperature is set in accordance with the program. To complete the joining. A 3 × 4 × 40 mm bending test piece was cut out from this sample, and a four-point bending test was performed. As a result, it was found that a strength of about 280 MPa was obtained and good bonding was obtained.

【0074】[0074]

【実施例グループ3】次に室温では導電性を有しないが
高温で導電性を有するセラミックスまたは高温で導電性
を有する接合剤を、補助加熱装置を用いて加熱した後に
2つのセラミックスを電気接合する場合の実施例につい
て説明する。補助加熱装置を用いて2つのセラミックス
の突合せ部を加熱した後に通電電極から通電を行って接
合剤を反応させて2つのセラミックスを接合する方法は
公知であるので説明は省略する。この実施例グループ3
の実施例は、補助加熱装置を用いる点が違う点を除いて
は、実質的に上記実施例グループ1及び実施例グループ
2の各実施例と同じである。補助加熱手段としては、ガ
ス炎によるもの、電気炉によるもの、ランプ加熱による
ものなど種々の加熱手段を用いることができるが、これ
らの加熱手段は単独で用いてもよいが、複数の加熱手段
を併用してもよいのは勿論である。
Embodiment Group 3 Next, a ceramic having no conductivity at room temperature but having conductivity at high temperature or a bonding agent having conductivity at high temperature is heated using an auxiliary heating device, and then the two ceramics are electrically bonded. An example in such a case will be described. A method of joining the two ceramics by heating the butted portion of the two ceramics by using the auxiliary heating device and then conducting electricity from the current-carrying electrode to cause the bonding agent to react is well-known. Example group 3
Is substantially the same as each of the embodiments of the embodiment group 1 and the embodiment group 2 except that an auxiliary heating device is used. As the auxiliary heating means, various heating means such as a gas flame, an electric furnace, and lamp heating can be used, but these heating means may be used alone, but a plurality of heating means may be used. Of course, they may be used in combination.

【0075】なお前述の実施例グループ1及び2と後述
する実施例グループ4の各実施例のように室温において
被通電部材が十分な導電性を有する場合には、その導電
性の程度にもよるが、一般に電源としては低電圧、大電
流を供給できる電源を用いるが、本実施例グループ3の
各実施例で用いる被通電部材のように室温では十分な導
電性がなく補助加熱手段を必要とするものでは、補助加
熱後でも抵抗値が大きいため、一般には大電圧、小電流
を供給できる電源を用いる。
In the case where the current-carrying member has sufficient conductivity at room temperature as in the embodiments 1 and 2 and the embodiment 4 described later, it depends on the degree of conductivity. However, in general, a power supply capable of supplying a low voltage and a large current is used as the power supply. In this case, since the resistance value is large even after the auxiliary heating, a power supply which can supply a large voltage and a small current is generally used.

【0076】なお本実施例グループの各実施例において
も、前述の実施例グループ1及び2で説明した全ての電
極切換パターンを用いることができる。例えば2つの管
状または円柱状のセラミックスを接合する場合には、先
に説明した実施例2の図3(A)及び(B)に示す通電
電極の配置構成及び電極切換パターンや、先に説明した
実施例3の図4、実施例4の図5(A)及び(B)並び
に実施例5の図6に示す通電電極の配置構成及び電極切
換パターンを用いることができる。また異形状寸法のセ
ラミックスを接合する場合には、実施例6の図7及び図
8に示す通電電極の配置構成及び電極切換パターンを用
いることができる。更に同じ形状寸法の2つの矩形状セ
ラミックスを接合する場合には、先に説明した実施例7
の図9(A)及び(B)の通電電極の配置構成及び電極
切換パターンを用いることができる。更に突合せ部が長
くなる場合や、2つのセラミックスをL字状を形成する
ように接合する場合のように突合せ部の形状が複雑なも
のとなる場合には、先に説明した実施例8のように、複
数の通電電極を複数のグループに別けて、グループ毎に
通電を制御してもよい。
In each embodiment of this embodiment group, all the electrode switching patterns described in the above-mentioned embodiment groups 1 and 2 can be used. For example, when joining two tubular or columnar ceramics, the arrangement and the electrode switching pattern of the current-carrying electrodes shown in FIGS. The arrangement and the electrode switching pattern of the conducting electrodes shown in FIG. 4 of the third embodiment, FIGS. 5A and 5B of the fourth embodiment, and FIG. 6 of the fifth embodiment can be used. In the case of joining ceramics of different shapes, the arrangement and the electrode switching pattern of the conducting electrodes shown in FIGS. 7 and 8 of the sixth embodiment can be used. Further, when two rectangular ceramics having the same shape and size are joined, the seventh embodiment described above is used.
9A and 9B can be used. Further, when the butted portion is long or when the shape of the butted portion is complicated such as when two ceramics are joined so as to form an L-shape, as in the eighth embodiment described above. Alternatively, a plurality of energizing electrodes may be divided into a plurality of groups, and energization may be controlled for each group.

【0077】[0077]

【実施例13】本実施例は、管状のセラミックスを接合
する例である。図19は本実施例の接合装置の概略図を
示しており、基本的な構成は第1図(A)の装置と同じ
であり、異なるのは補助加熱装置として10本のガスバ
ーナ8を突合せ部の周囲に間隔をあけて配置している点
である。図20(A)は効果を確認するために試験に用
いた通電電極の配置構成を示しており、図20(B)は
試験に用いた電極切換パターンを示している。試験に用
いた2つのセラミックス1a,1bは、寸法が外径60
×内径44×長さ100mmのパイプ形状の絶縁性Si
セラミックスであり、接合剤としてはCaF
系接合剤を用いた。突合せ部の外周面に緊密に当接
するように配置した10個の通電電極40〜49として
は、タングステン製の電極を用いた。そして図示してい
ないが、補助加熱装置として10本のガスバーナ8を突
合せ部の外周に沿って等間隔で配置した。ガスバーナ
は、ガス炎で突合せ部の全体をほぼ均一に覆うように配
置した。
Embodiment 13 This embodiment is an example of joining tubular ceramics. FIG. 19 is a schematic view of the joining apparatus of this embodiment. The basic configuration is the same as that of the apparatus shown in FIG. 1 (A). Is arranged at intervals around the. FIG. 20A shows the arrangement of the conducting electrodes used in the test to confirm the effect, and FIG. 20B shows the electrode switching pattern used in the test. The two ceramics 1a and 1b used in the test have dimensions of an outer diameter of 60.
× Insulating Si in pipe shape with inner diameter 44 × length 100mm
A 3 N 4 ceramics, the bonding agent CaF
A two -part bonding agent was used. Tungsten electrodes were used as the ten current-carrying electrodes 40 to 49 arranged so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the butted portion. Although not shown, ten gas burners 8 as auxiliary heating devices were arranged at equal intervals along the outer periphery of the butted portion. The gas burner was arranged so as to cover the butted portion almost uniformly with a gas flame.

【0078】試験では、まずガス炎により接合部を80
0〜900℃に予備加熱した後、通電電極に電圧を印加
して通電加熱を開始した。この時の通電は、電力制御で
行い、図20(B)に示すような電力値、時間、切り換
えパターン、保持時間を通電制御装置のプログラムに入
力して自動制御で接合を行った。接合時間が12分にな
った時点で2つのセラミックスを互いに向合うようにそ
れぞれ軸方向に加圧し、15分経過した後にガス炎を停
止して室温まで冷却して、接合を完了した。この試料の
気密性をHeリークディテクターでチェックしたとこ
ろ、漏れは検出限界以下のレベルであり、良好な気密性
が得られることが確認された。また、この試料より3×
4×40mmの曲げ試験片を切り出し、4点曲げ試験を実
施したところ、約300MPa の強度が得られ、良好な接
合が可能であることが分かった。
In the test, first, the joint was 80
After preheating to 0 to 900 ° C, a voltage was applied to the current-carrying electrode to start current-carrying heating. The energization at this time was performed by power control, and the power value, time, switching pattern, and holding time as shown in FIG. When the joining time became 12 minutes, the two ceramics were axially pressed so as to face each other, and after 15 minutes, the gas flame was stopped and cooled to room temperature to complete the joining. When the airtightness of this sample was checked with a He leak detector, it was confirmed that the leak was at a level below the detection limit and good airtightness was obtained. In addition, 3 ×
When a 4 × 40 mm bending test piece was cut out and subjected to a four-point bending test, a strength of about 300 MPa was obtained, and it was found that good joining was possible.

【0079】上記実施例では、より良好な加熱状態を得
るために、通電開始経過時間とともに通電保持時間、通
電経過時間及び通電電力の変更を行っている。本実施例
において、電極切換パターンを時間の経過とともに変え
ているのは、通電開始当初は接合剤の抵抗値が高いため
に、比較的通電電極間の距離が小さい電極切換パターン
を選んで必要な電圧を低くし、温度上昇と共に接合剤の
抵抗値が小さくなってくると通電電極間の距離が大きい
電極切換パターンに変更し、より広い通電領域を加熱す
ることにより、容量の小さい電源で、突合せ部をより均
等に加熱するためである。また上記実施例で通電保持時
間を変更しているのは、通電開始当初は被接合体への熱
の逃げが大きく、接合剤の加熱速度が遅いため、通電保
持時間を長くして各部分での加熱を十分に行えるように
し、温度が十分上昇してきた後は、保持時間を短くして
突合せ部全体をより均等に加熱するためである。
In the above embodiment, in order to obtain a better heating state, the power supply holding time, the power supply elapsed time and the power supply power are changed together with the power supply start elapsed time. In the present embodiment, the reason why the electrode switching pattern is changed with time is that the resistance value of the bonding agent is high at the beginning of energization, so that it is necessary to select an electrode switching pattern having a relatively small distance between energized electrodes. When the voltage is lowered and the resistance value of the bonding agent decreases as the temperature rises, the distance between the energized electrodes is changed to a large electrode switching pattern, and a wider energized area is heated, so that the power supply with a smaller capacity can be used for butt jointing. This is for heating the part more evenly. In the above embodiment, the energization holding time is changed because at the beginning of energization, heat escapes to the object to be joined is large and the heating speed of the bonding agent is low. After the temperature has risen sufficiently, the holding time is shortened to more uniformly heat the entire butted portion.

【0080】更に上記実施例では前の通電領域と後の通
電領域とが部分的に重なるように通電を行っているが、
これは通電領域を重ねない場合と比べて、通電電極間の
抵抗値の変化を小さくできるので、電圧変動の少ない安
定した通電領域の移動が可能になる。実施例グループ3
の電気接合方式では、被通電部材の温度に対する抵抗値
変化が大きく、また原理的に大電圧を必要とするため、
このような電極切換パターンを用いることによる効果、
すなわち電源容量の低減、均等な加熱の達成及び安全性
の向上等の点で大きな効果がある。
Further, in the above embodiment, the energization is performed so that the preceding energization region and the subsequent energization region partially overlap.
Since the change in the resistance value between the current-carrying electrodes can be reduced as compared with the case where the current-carrying regions are not overlapped, a stable movement of the current-carrying region with less voltage fluctuation can be achieved. Example group 3
In the electrical joining method, the resistance value changes greatly with respect to the temperature of the member to be energized, and a large voltage is required in principle.
The effect of using such an electrode switching pattern,
That is, there is a great effect in terms of reducing the power supply capacity, achieving uniform heating, improving safety, and the like.

【0081】なお図20(B)に示す制御パターンと異
なって、通電保持時間や電極切換パターンを一定にして
接合を行うことも可能であり、被接合体の状態に応じて
その他種々の制御パターンを用いることができる。
It is to be noted that, unlike the control pattern shown in FIG. 20B, it is also possible to carry out the joining while keeping the current holding time and the electrode switching pattern constant. Can be used.

【0082】[0082]

【実施例14】本実施例は、異形状のセラミックスを接
合する例である。効果を確認するために用いた試料は図
21(A)に示すものである。図21(A)に示すよう
に、2個の異形状のSiセラミックス1a,
1bの間にCaF系接合剤を介在させ、図21
(B)に示すように、接合面に対して通電電極9a〜9
e及び9a´〜9e´を配置した。なお補助加熱用ガス
火口も各通電電極に対応して配置した。試験ではまず、
ガス炎により接合部を800〜900℃に予備加熱した
後、通電電極に電圧を印加して通電加熱を開始した。通
電は、電力制御で行い、図22に示すような各設定値を
通電制御装置のプログラムに入力して自動制御で行っ
た。この時、各通電箇所によって保持時間を変えたの
は、熱放散量を考慮してできるだけ接合面全体を均一に
加熱するためである。接合時間(10分)が終了すると
同時に、接合面に垂直な方向に加圧をかけ、ガス炎を停
止して室温まで冷却し、接合を完了した。この試料より
3×4×40mmの曲げ試験片を切り出し、4点曲げ試験
を実施したところ、約300MPa の強度が得られ、良好
な接合が得られることが分かった。
Embodiment 14 This embodiment is an example in which ceramics having different shapes are joined. The sample used for confirming the effect is shown in FIG. As shown in FIG. 21A, two different-shaped Si 3 N 4 ceramics 1a,
1b, a CaF 2 -based bonding agent was interposed, and FIG.
As shown in (B), the current-carrying electrodes 9a to 9
e and 9a 'to 9e'. In addition, the gas crater for auxiliary heating was also arranged corresponding to each energized electrode. In the test,
After the joint was preheated to 800 to 900 ° C. by a gas flame, a voltage was applied to the current-carrying electrodes to start current-carrying heating. The energization was performed by electric power control, and each set value as shown in FIG. 22 was input to a program of the energization control device, and was performed by automatic control. At this time, the holding time was changed depending on each energized point in order to heat the entire joint surface as uniformly as possible in consideration of the amount of heat dissipation. At the same time as the end of the joining time (10 minutes), pressure was applied in a direction perpendicular to the joining surface, the gas flame was stopped, and the mixture was cooled to room temperature, thereby completing the joining. A 3 × 4 × 40 mm bending test piece was cut out from this sample and subjected to a four-point bending test. As a result, it was found that a strength of about 300 MPa was obtained and good bonding was obtained.

【0083】[0083]

【実施例15】本実施例では管状セラミックスの突合せ
部に沿って配置される複数の通電電極4a〜4lを2つ
の電極グループG1(電極4a〜4g)及び電極グルー
プG2(電極4g〜4a)に分け、2つの電極グループ
の通電電極を2つの通電制御装置5A及び5Bにより通
電制御し、補助加熱装置として電気炉80を用いる実施
例である。図23(A)は効果を確認するために用いた
通電電極の配置構成図を示しており、図23(B)は試
験に用いた電極切換パターン及び通電条件を示してい
る。試験に用いた2つのセラミックスは、寸法が外径1
00×内径90×長さ30mmのパイプ形状の絶縁性Si
セラミックスであり、接合剤としてCaF2
系接合剤を用いた。突合せ部の外周面に等間隔に12個
のタングステン製通電電極4a〜4lを緊密に当接する
ように配置した。補助加熱装置として電気炉80を用
い、被接合体及び通電電極全体をその中に入れ、ヒータ
81及び82により電気炉内を約900℃まで加熱して
補助加熱を行った後、通電電極4a〜4lに電圧を印加
して、接合剤の通電加熱を開始した。電気炉80内の雰
囲気はArガス雰囲気とした。このときの通電は、電流
制御で行い、図23(B)に示すような電極切換パター
ン及び通電条件に従って、2つの通電制御装置5A及び
5Bで、それぞれの電極グループG1及びG2内の選択
した通電電極を同時に通電加熱した。この際、電極グル
ープG1とG2の通電電極4aと4gに同時に両方の通
電制御装置5A及び5Bから電圧が印加されないように
制御する必要がある。通電を開始してから15分後に2
つのセラミックスを互いに向合うように軸線方向に加圧
し、通電切換パターンに従って冷却した。通電を停止し
た後、ヒータ81及び82も停止して、電気炉80内を
室温まで冷却し、接合を完了した。通電条件で、通電初
期に通電電流を大きくし、後半に通電電流の電流値を小
さくするように変化させたのは、出来るだけ早く接合剤
の温度を上昇させて、その抵抗を小さくし、通電が安定
に行なわれるようにし、その後十分に突合せ部が加熱さ
れ、通電が安定してくると次は接合剤の反応に適した温
度になるように、電流を減少させようとしたものであ
る。電流を大きいままに保持しておくと過加熱となり、
良好な接合ができないからである。通電電極間距離を変
化したのは、実施例13で説明した理由と同じである。
このようにして接合した試料について実施例13と同様
の評価を行った結果、良好な接合が行えることが分かっ
た。ここでは、補助加熱として電気炉を用いたが、ガス
炎による加熱であってもよい。なお、ここでは試料全体
を電気炉の中にいれて、補助加熱を行ったが、長尺物の
試料等では電気炉に突合せ部近くの一部分だけを入れ
て、突合せ部近傍のみを補助加熱する方が接合コスト
上、好ましい。またこの例では単に2つの電極グループ
に分けたが、更に寸法が大きくなれば、それ以上の複数
の電極グループに分けてもよい。その他実施例8で説明
したような各種の使用方法を適用できる。
Embodiment 15 In this embodiment, a plurality of current-carrying electrodes 4a to 4l arranged along the butted portion of the tubular ceramics are divided into two electrode groups G1 (electrodes 4a to 4g) and an electrode group G2 (electrodes 4g to 4a). This is an embodiment in which the energization electrodes of two electrode groups are energized by two energization controllers 5A and 5B, and an electric furnace 80 is used as an auxiliary heating device. FIG. 23A shows an arrangement configuration of the current-carrying electrodes used to confirm the effect, and FIG. 23B shows the electrode switching patterns and the current-carrying conditions used in the test. The two ceramics used for the test had an outer diameter of 1
Pipe-shaped insulating Si with size 00 x inside diameter 90 x length 30mm
A 3 N 4 ceramics, CaF2 as a bonding agent
A system bonding agent was used. Twelve current-carrying electrodes 4a to 4l made of tungsten are arranged at equal intervals on the outer peripheral surface of the butted portion so as to closely contact with each other. The electric furnace 80 is used as an auxiliary heating device, the object to be welded and the entire energized electrode are put therein, and the electric furnace is heated to about 900 ° C. by heaters 81 and 82 to perform auxiliary heating. A voltage was applied to 4 l to start energization heating of the bonding agent. The atmosphere in the electric furnace 80 was an Ar gas atmosphere. The energization at this time is performed by current control, and the two energization controllers 5A and 5B select the energization selected in the respective electrode groups G1 and G2 according to the electrode switching pattern and energization conditions as shown in FIG. The electrodes were simultaneously energized and heated. At this time, it is necessary to control so that the voltage is not simultaneously applied to the energization electrodes 4a and 4g of the electrode groups G1 and G2 from both energization control devices 5A and 5B. 15 minutes after the start of energization, 2
The two ceramics were pressurized in the axial direction so as to face each other, and were cooled according to the current switching pattern. After stopping the energization, the heaters 81 and 82 were also stopped, and the inside of the electric furnace 80 was cooled down to room temperature to complete the joining. The reason why the energizing current was increased at the beginning of energization and the current value of the energizing current was decreased in the latter half under energizing conditions is to raise the temperature of the bonding agent as soon as possible, reduce its resistance, and energize it. Then, when the butting portion is sufficiently heated and the energization becomes stable, the current is then reduced so that the temperature becomes suitable for the reaction of the bonding agent. If you keep the current high, it will cause overheating,
This is because good bonding cannot be performed. The reason for changing the distance between the energized electrodes is the same as the reason described in the thirteenth embodiment.
As a result of performing the same evaluation as in Example 13 on the sample thus bonded, it was found that good bonding could be performed. Here, an electric furnace is used as auxiliary heating, but heating by a gas flame may be used. In this case, the whole sample was placed in the electric furnace and the auxiliary heating was performed. However, in the case of a long sample or the like, only a part near the butt portion is put in the electric furnace, and only the vicinity of the butt portion is auxiliary-heated. It is more preferable from the viewpoint of joining cost. Further, in this example, the electrode group is simply divided into two electrode groups. However, if the size is further increased, the electrode group may be further divided into a plurality of electrode groups. In addition, various usages as described in the eighth embodiment can be applied.

【0084】[0084]

【実施例グループ4】上記各実施例では被接合体の突合
せ部に平行な方向に通電を行っているが、本発明は突合
せ部を一方の被接合体から他方の被接合体へと横切る方
向(垂直方向)に通電を行う場合にも適用できる。この
通電方法自体は、例えば特開平1−176283号公報
等に示されるように加熱用インサート材のない方式と加
熱用インサート材のある方式とがあるが、これらは既に
公知であるため詳細な説明は省略する。加熱用インサー
ト材を用いる方式において、使用する加熱用インサート
材の抵抗値が被接合体の抵抗値よりも大きく設定されて
いるため、通電を行うと主に加熱用インサート材の部分
に集中的にジュール熱が発生することになり、加熱効率
のよい接合ができる特徴がある。なお以下の各実施例で
は、導電性セラミックスどうしまたは導電性セラミック
スと金属とを接合することができる。
[Embodiment Group 4] In each of the above embodiments, current is supplied in a direction parallel to the butted portion of the objects to be joined. The present invention can also be applied to the case where current is supplied in the vertical direction. As the energization method itself, there are a method without a heating insert material and a method with a heating insert material as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-176283 and the like. Is omitted. In the method using the heating insert material, the resistance value of the heating insert material to be used is set to be larger than the resistance value of the object to be joined. Joule heat is generated, and there is a feature that bonding with high heating efficiency can be performed. In the following embodiments, conductive ceramics or conductive ceramics and metal can be joined.

【0085】[0085]

【実施例16】図24(A)及び(B)は、同形同寸法
の矩形状セラミックス1a及び1bを接合剤2を介して
突合せて突合せ部を構成した試料を接合する実施例の側
面図及び平面図を示している。本実施例では、セラミッ
クス1aの両側面にそれぞれ通電電極A1〜AN及びB
1〜aBを緊密に当接させている。またセラミックス1
bの両側面にそれぞれ通電電極a1〜aN及びb1〜b
Nを緊密に当接させている。通電電極A1〜ANと通電
電極a1〜aNとが通電を行う第1の電極の組を構成
し、通電電極B1〜BNと通電電極b1〜bNとが通電
を行う第2の電極の組を構成している。各通電電極は、
長手方向に等間隔で配置されている。本実施例において
も、種々の電極切換パターンを用いて第1の電極の組及
び第2の電極の組に通電を行うことができる。図25
は、本実施例において用いることができる電極切換パタ
ーンの例を示している。パターン1は、通電される2つ
の通電電極間の距離が最も短くなるパターンであり、こ
のパターンでは突合せ部の一端から他端へ通電領域を順
次移動(往路移動)させる。パターン2は、突合せ部に
沿って通電領域を往復移動させる。パターン3ではパタ
ーン1及び2よりも通電距離を長くして、通電領域を突
合せ部に沿って往復移動させる。パターン4は、パター
ン2とパターン3とを組み合わせたパターンである。上
記実施例は、加熱用インサート材のない場合の例である
が、加熱用インサート材を用いる方式においても上記電
極切換パターンを適用できるのは勿論である。
Embodiment 16 FIGS. 24 (A) and (B) are side views of an embodiment in which rectangular ceramics 1a and 1b having the same shape and the same size are butted together with a bonding agent 2 to join a sample having a butted portion. And a plan view. In the present embodiment, the current-carrying electrodes A1 to AN and B
1 to aB are brought into close contact with each other. Ceramics 1
b on both side surfaces of the conducting electrodes a1 to aN and b1 to b, respectively.
N is in close contact. The current-carrying electrodes A1 to AN and the current-carrying electrodes a1 to aN constitute a first electrode set that conducts electricity, and the current-carrying electrodes B1 to BN and the current-carrying electrodes b1 to bN constitute a second set of electrodes that conduct electricity. doing. Each energized electrode is
They are arranged at equal intervals in the longitudinal direction. Also in the present embodiment, it is possible to conduct electricity to the first set of electrodes and the second set of electrodes using various electrode switching patterns. FIG.
Shows an example of an electrode switching pattern that can be used in this embodiment. Pattern 1 is a pattern in which the distance between two energized electrodes to be energized is the shortest. In this pattern, the energized area is sequentially moved from one end to the other end of the butted portion (forward movement). Pattern 2 reciprocates the energized area along the butting portion. In the pattern 3, the energization distance is made longer than in the patterns 1 and 2, and the energization region is reciprocated along the abutting portion. Pattern 4 is a pattern in which pattern 2 and pattern 3 are combined. Although the above embodiment is an example in the case where there is no heating insert material, it goes without saying that the above-mentioned electrode switching pattern can also be applied to a system using a heating insert material.

【0086】[0086]

【実施例17】図26(A)及び(B)は、比較的幅の
広い同形同寸法の矩形状セラミックス1a及び1bを、
両面に接合剤が塗布された加熱用インサート材20を間
に介して突合せて突合せ部を構成した試料を接合する実
施例の側面図及び平面図を示している。本実施例では、
セラミックス1aの上面に通電電極A1〜ANの第1の
電極列と、通電電極B1〜BNの第2の電極列と、通電
電極C1〜CNの第3の電極列とを緊密に加圧した状態
で当接させている。またセラミックス1bの下面に通電
電極a1〜aNの第3の電極列と、通電電極b1〜bN
の第4の電極列(図示せず)と、通電電極c1〜cNの
第5の電極列(図示せず)とを緊密に当接させている。
それぞれ通電電極a1〜aN及びb1〜bNを緊密に加
圧した状態で当接させている。本実施例では通電電極A
1〜ANと通電電極a1〜aNとが通電を行う第1の電
極の組を構成し、通電電極B1〜BNと通電電極b1〜
bNとが通電を行う第2の電極の組を構成し、通電電極
C1〜CNと通電電極c1〜cNとが通電を行う第3の
電極の組を構成している。本実施例では3組の電極の組
を用いているが、セラミックスの幅に応じて更に多くの
電極の組を用いることができるのは勿論である。そこで
図27には、m組の電極の組を用いる場合に用いること
ができる電極切換パターンの例を示した。図27に示し
た電極切換パターン以外のパターンを用いることができ
るのは勿論である。また本実施例では、被接合体の両側
に複数の同数の通電電極を配置しているが、両側の通電
電極の数を異ならせてもよく、また被接合体の一方の側
に配置される通電電極を一体になった1個の一体型の通
電電極に置き換えてもよい。本実施例では、加熱用イン
サート材を用いたが、加熱用インサート材を用いない方
式にも本実施例の電極配置を適用できるのは勿論であ
る。
Embodiment 17 FIGS. 26A and 26B show comparatively wide rectangular ceramics 1a and 1b having the same shape and dimensions.
The side view and the top view of the example which joins the sample which constituted the butting part by butting via the heating insert material 20 with which the bonding agent was applied to both sides between them are shown. In this embodiment,
A state in which a first electrode row of current-carrying electrodes A1 to AN, a second electrode row of current-carrying electrodes B1 to BN, and a third electrode row of current-carrying electrodes C1 to CN are tightly pressed on the upper surface of the ceramic 1a. In contact. Also, a third electrode row of current-carrying electrodes a1 to aN, and current-carrying electrodes b1 to bN
And the fifth electrode row (not shown) of the current-carrying electrodes c1 to cN are in close contact with each other.
The current-carrying electrodes a1 to aN and b1 to bN are brought into contact with each other in a state of being tightly pressed. In the present embodiment, the conducting electrode A
1 to AN and the energizing electrodes a1 to aN constitute a first set of electrodes for energizing, and include the energizing electrodes B1 to BN and the energizing electrodes b1 to b1.
bN constitutes a second set of electrodes that conduct electricity, and the conducting electrodes C1 to CN and c1 to cN constitute a third set of electrodes that conduct electricity. In this embodiment, three sets of electrodes are used. However, it goes without saying that more sets of electrodes can be used according to the width of the ceramic. FIG. 27 shows an example of an electrode switching pattern that can be used when m sets of electrodes are used. It goes without saying that a pattern other than the electrode switching pattern shown in FIG. 27 can be used. Further, in the present embodiment, the same number of energized electrodes are arranged on both sides of the object to be joined, but the number of energized electrodes on both sides may be different, and they are arranged on one side of the object to be joined. The current-carrying electrode may be replaced with one integrated current-carrying electrode. In the present embodiment, the heating insert is used, but the electrode arrangement of the present embodiment can of course be applied to a system that does not use the heating insert.

【0087】[0087]

【実施例18】図28(A)及び(B)は、同形同寸法
の管状のセラミックス1a及び1bを、接合剤2を間に
介して突合せて突合せ部を構成した試料を接合する実施
例の側面図及び断面図を示している。本実施例では、セ
ラミックス1aの外周面に突合せ部に沿って通電電極A
1〜ANを緊密に加圧した状態で当接させており、また
セラミックス1bの外周面に突合せ部に沿って通電電極
a1〜aNを緊密に加圧した状態で当接させている。図
28(C)は、この実施例で用いることができる電極切
換パターンの一例を示している。本実施例では、対向す
る通電電極の数を同じ数としてるが、対向する通電電極
の数を異ならせてもよく、また被接合体の一方の側に配
置される通電電極を一体になった1個の一体型の通電電
極に置き換えてもよい。本実施例では、加熱用インサー
ト材を用いたが、加熱用インサート材を用いない方式に
も本実施例の電極配置を適用できるのは勿論である。
Embodiment 18 FIGS. 28 (A) and (B) show an embodiment in which tubular ceramics 1a and 1b having the same shape and the same size are butted together with a bonding agent 2 therebetween to join a sample having a butted portion. 2A and 2B show a side view and a cross-sectional view, respectively. In the present embodiment, the current-carrying electrode A
1 to AN are brought into contact with each other in a state of being tightly pressed, and the current-carrying electrodes a1 to aN are brought into contact with the outer peripheral surface of the ceramics 1b along the abutting portion in a state of being pressed tightly. FIG. 28C shows an example of an electrode switching pattern that can be used in this embodiment. In the present embodiment, the number of opposing energizing electrodes is the same, but the number of opposing energizing electrodes may be different, and the energizing electrodes arranged on one side of the joined object are integrated. It may be replaced with one integrated current-carrying electrode. In the present embodiment, the heating insert is used, but the electrode arrangement of the present embodiment can of course be applied to a system that does not use the heating insert.

【0088】[0088]

【実施例19】図29(A)及び(B)は、同形同寸法
の管状のセラミックス1a及び1bを、加熱用インサー
ト材20と接合剤とを間に介して突合せて突合せ部を構
成した試料を接合する実施例の側面図及び断面図を示し
ている。本実施例は、図28に示した実施例18の電極
配置を拡張したものである。実施例18では、セラミッ
クス1a及び1bの外周面にのみ通電電極を配置してい
るため、セラミックスの厚みが厚くなった場合には、セ
ラミックスの内周側に位置する突合せ部分を良好に加熱
することができない。そこで本実施例では、セラミック
スの内周面上にも通電電極A1´〜AN´及びa1´〜
aN´(図示せず)を配置した。そして本実施例では、
通電電極A1〜AN及びa1〜aNと通電電極A1´〜
AN´及びa1´〜aN´との間で通電を行う。このよ
うにすればセラミックスの外周側及び内周側の両側から
突合せ部を良好に加熱することができる。図29(C)
は、本実施例で用いることができる電極切換パターンの
一例を示している。
Embodiment 19 FIGS. 29A and 29B show a butt portion formed by butt-joining tubular ceramics 1a and 1b having the same shape and the same size with a heating insert material 20 and a bonding agent interposed therebetween. 1A and 1B show a side view and a cross-sectional view of an embodiment for joining samples. This embodiment is an extension of the electrode arrangement of the embodiment 18 shown in FIG. In Example 18, since the current-carrying electrodes are arranged only on the outer peripheral surfaces of the ceramics 1a and 1b, when the thickness of the ceramics is increased, the butted portion located on the inner peripheral side of the ceramics is favorably heated. Can not. Therefore, in the present embodiment, the current-carrying electrodes A1 'to AN' and a1 'to
aN '(not shown) was arranged. And in this embodiment,
Current-carrying electrodes A1 to AN and a1 to aN and current-carrying electrodes A1 'to
Electric conduction is performed between AN ′ and a1 ′ to aN ′. In this way, the butted portion can be favorably heated from both the outer and inner peripheral sides of the ceramic. FIG. 29 (C)
Shows an example of an electrode switching pattern that can be used in this embodiment.

【0089】管状のセラミックスを接合する場合の通電
電極の配置態様は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば図30(A)及び(B)に示す平面図及び側
面図に見られるようにセラミックス接合体の軸線方向両
側の端面に通電電極を配置してもよい。また図30
(C)に示すように、一方の電極群をセラミックス1a
の軸線方向の一方の端面に設け、他方の電極群をセラミ
ックス1bの外周面に設けることもできる。
The arrangement of the current-carrying electrodes in the case of joining the tubular ceramics is not limited to the embodiment described above. For example, as shown in the plan views and side views shown in FIGS. Current-carrying electrodes may be arranged on both end faces in the axial direction of the ceramic joined body. FIG.
As shown in (C), one electrode group is made of ceramics 1a.
May be provided on one end face in the axial direction, and the other electrode group may be provided on the outer peripheral face of the ceramics 1b.

【0090】本実施例では、対向する通電電極の数を同
じ数としてるが、対向する通電電極の数を異ならせても
よく、また被接合体の一方の側に配置される通電電極を
一体になった1個の一体型の通電電極に置き換えてもよ
い。また本実施例では、加熱用インサート材を用いた
が、加熱用インサート材を用いない方式にも本実施例の
電極配置を適用できるのは勿論である。
In this embodiment, the number of opposing energizing electrodes is the same. However, the number of opposing energizing electrodes may be different. It may be replaced with one integrated current-carrying electrode. In this embodiment, the heating insert is used. However, the electrode arrangement of this embodiment can be applied to a system without the heating insert.

【0091】[0091]

【実施例20】この実施例は、管状のセラミックスを接
合する実施例の効果を確認するための実施例である。図
31(A)及び(B)は、カーボン製の16個の通電電
極A1〜A8及びa1〜a8を用いて寸法が外径60×
内径48×長さ100mmで10−2[Ω・cm]の抵抗率
を有する管状のSiCセラミックス1a及び1bどうし
を接合する場合の電極配置を示している。両セラミック
スの接合面の間には、Ge-Si 系接合剤2を接合部に介
在させ、両セラミックスを突合せて所定の力で加圧し保
持治具にセットした。図示していないが突合せ部近傍周
辺に保温の目的で断熱材を設けている。接合はArガス
雰囲気中で行った。そして各通電電極を突合せ部から各
々50mm離れたセラミックスの外周面にカーボンペース
トを介して当接させ、円周方向に等間隔に配置した。室
温から通電電極に電圧を印加して通電加熱を開始した。
この時の通電は、電力制御で行い、図32に示す電極切
換パターン,通電経過時間、通電保持時間及び図31
(C)に示す電力値をプログラムに入力し自動制御で接
合を行った。接合温度が約1200℃になった状態を5
分間保持した後、プログラムに従って冷却をして接合を
完了した。この試料の気密性をHeリークディテクター
でチェックしたところ検出限界以下のレベルであり、ま
た、切断して接合層を光学顕微鏡で観察したところ、均
一な接合層が形成されており、全周にわたって良好な気
密性を有する接合体が得られた。
Embodiment 20 This embodiment is an embodiment for confirming the effect of the embodiment for joining tubular ceramics. FIGS. 31 (A) and (B) show a case where the size is 60 × outside diameter using 16 conductive electrodes A1 to A8 and a1 to a8 made of carbon.
An electrode arrangement in the case of joining tubular SiC ceramics 1a and 1b having an inner diameter of 48 × length of 100 mm and a resistivity of 10 −2 [Ω · cm] is shown. A Ge-Si based bonding agent 2 was interposed between the joining surfaces of the two ceramics at the joint, and the two ceramics were butted together and pressurized with a predetermined force to be set on a holding jig. Although not shown, a heat insulating material is provided around the butt portion for the purpose of keeping the temperature. The joining was performed in an Ar gas atmosphere. Each energized electrode was brought into contact with the outer peripheral surface of the ceramic at a distance of 50 mm from the butted portion via a carbon paste, and arranged at equal intervals in the circumferential direction. A voltage was applied to the current-carrying electrode from room temperature to start current-carrying heating.
The energization at this time is performed by power control, and the electrode switching pattern, the energization elapsed time, the energization holding time shown in FIG.
The power value shown in (C) was input to the program, and bonding was performed by automatic control. The condition where the joining temperature is about 1200 ° C is 5
After holding for one minute, cooling was performed according to the program to complete the joining. When the airtightness of this sample was checked with a He leak detector, the level was below the detection limit. When the sample was cut and observed with an optical microscope, a uniform bonding layer was formed. A joined body having excellent airtightness was obtained.

【0092】[0092]

【実施例21】この実施例は幅の広い同寸法の2つの矩
形状セラミックスを接合する実施例の効果を確認するた
めの実施例である。図33(A)及び(B)においてセ
ラミックス1a及び1bは、寸法が100×50×10
mm(突合せ面50×100mm)で約10−2[Ω・cm]
の抵抗率を有する導電性Siセラミックスで
ある。接合剤2としては、Ti系活性金属ろう材を用い
た。そして両セラミックスの上下面に各々、20×20
mmの接触面積を持つカーボン製の通電電極A1〜A4及
びB1〜B4とa1〜a4及びb1〜b4(図示せず)
を8個ずつ均等配置した。各通電電極はそれぞれカーボ
ンペーストを介してセラミックスに加圧状態で緊密に当
接している。また、図示していないが周囲は断熱材によ
り保温されており、雰囲気はArガス中とした。室温か
ら通電電極に電圧を印加して通電加熱を開始した。この
時の通電は、温度制御で行い、図33(C)及び図34
に示す温度、切り換えパターン、保持時間をプログラム
に入力し自動制御で接合を行った。接合温度は約900
℃で保持時間は5分とした。この接合体から3×4×4
0mmの曲げ試験片を切り出し、4点曲げ試験を実施した
ところ、約200MPaの強度が得られた。また、この接
合体を切断して接合層を光学顕微鏡で観察したところ、
均一な接合層が形成されており、全面にわたって良好な
接合が得られることが分かった。
Embodiment 21 This embodiment is an embodiment for confirming the effect of the embodiment in which two wide rectangular ceramics having the same dimensions are joined together. 33 (A) and 33 (B), ceramics 1a and 1b have dimensions of 100 × 50 × 10
Approximately 10 -2 [Ω · cm] in mm (butting surface 50 × 100 mm)
Is a conductive Si 3 N 4 ceramic having a resistivity of As the bonding agent 2, a Ti-based active metal brazing material was used. 20 × 20 on the upper and lower surfaces of both ceramics
Conductive electrodes A1 to A4 and B1 to B4 and a1 to a4 and b1 to b4 (not shown) made of carbon having a contact area of mm.
Were equally arranged by eight. Each of the current-carrying electrodes is in close contact with the ceramic via the carbon paste in a pressurized state. Although not shown, the surroundings were kept warm by a heat insulating material, and the atmosphere was Ar gas. A voltage was applied to the current-carrying electrode from room temperature to start current-carrying heating. The energization at this time is performed by temperature control, and FIG. 33 (C) and FIG.
The temperature, the switching pattern, and the holding time shown in (1) were input to a program, and bonding was performed by automatic control. Joining temperature is about 900
The holding time at 5 ° C. was 5 minutes. 3 x 4 x 4
When a 0 mm bending test piece was cut out and subjected to a four-point bending test, a strength of about 200 MPa was obtained. Also, when this bonded body was cut and the bonding layer was observed with an optical microscope,
It was found that a uniform bonding layer was formed and good bonding was obtained over the entire surface.

【0093】[0093]

【実施例22】この実施例は、異形の2つのセラミック
スを接合する実施例の効果を確認するための実施例であ
る。接合に用いたセラミックス1a及び1bは、それぞ
れ図35(A)に示す形状寸法を有しており、これらは
約10−2[Ω・cm]の抵抗率を有するSiCセラミッ
クスである。加熱用インサート材20は、被接合セラミ
ックス1a,1bより抵抗率が約2桁大きいSiCセラ
ミックス製の加熱用インサート材であり、その両接合面
にTi系接合剤を備えている。下部通電電極aはカーボ
ン製でカーボンペーストを介してセラミックス1bの下
面全体と緊密に接触している。上部の通電電極A1〜A
10は、カーボン製で図に示すように10個が等間隔に
配置され、各々が図示しない加圧装置により加圧され、
セラミックス1aの上面と緊密に接触している。なお接
合は真空雰囲気で行った。そして室温から通電電極に電
圧を印加して通電加熱を開始した。この時の通電は、温
度制御で行い、図35(C)及び図36に示すように温
度、時間、切り換えパターン、保持時間をプログラムに
入力して自動制御で接合を行った。接合温度が約900
℃になった状態を5分間保持し、プログラムに従って冷
却して接合を完了した。なお図36において、セラミッ
クス1aの突出部で通電電極の切換時間を遅くしている
理由は、突出部の熱容量が大きいために、温度上昇が遅
くなることを防ぐためであり、できるだけ温度分布をほ
ぼ均等にしようとする配慮である。これは切換時間を一
定にして通電電力を突出部に相当する部分で大きくする
方法をとっても可能である。接合した接合体を切断して
接合層を光学顕微鏡で観察したところ、均一な接合層が
形成されており、全面にわたって良好な接合が得られる
ことが分かった。
Embodiment 22 This embodiment is an embodiment for confirming the effect of the embodiment in which two irregularly shaped ceramics are joined. The ceramics 1a and 1b used for bonding have the shape and dimensions shown in FIG. 35A, respectively, and are SiC ceramics having a resistivity of about 10 −2 [Ω · cm]. The heating insert 20 is a heating insert made of SiC ceramic having a resistivity approximately two orders of magnitude higher than that of the ceramics 1a and 1b to be joined, and has a Ti-based joining agent on both joining surfaces. The lower conducting electrode a is made of carbon and is in close contact with the entire lower surface of the ceramics 1b via a carbon paste. Upper conducting electrodes A1 to A
10 is made of carbon, 10 pieces are arranged at equal intervals as shown in the figure, and each is pressurized by a pressing device (not shown),
It is in close contact with the upper surface of the ceramic 1a. The joining was performed in a vacuum atmosphere. Then, a voltage was applied to the current-carrying electrode from room temperature to start current-carrying heating. The energization at this time was performed by temperature control, and as shown in FIGS. 35 (C) and 36, the temperature, time, switching pattern, and holding time were input to a program and bonding was performed under automatic control. Joining temperature is about 900
C. was maintained for 5 minutes, and cooled according to the program to complete the bonding. In FIG. 36, the reason why the switching time of the current-carrying electrode is delayed at the protruding portion of the ceramics 1a is to prevent the temperature rise from being delayed due to the large heat capacity of the protruding portion. It is a consideration to equalize. It is also possible to adopt a method in which the switching power is made constant and the energized power is increased at the portion corresponding to the protruding portion. When the joined joined body was cut and the joining layer was observed with an optical microscope, it was found that a uniform joining layer was formed and good joining was obtained over the entire surface.

【0094】なお突合せ部を横切るすなわち突合せ部に
対して垂直方向に通電をする方法を実施する場合にも、
複数の通電電極をグループに別け、前記実施例8に関連
して説明したのと同じ電極切換パターンをそのまま用い
てグループ毎に通電を行うことができる。
It should be noted that even when a method of crossing the butted portion, that is, energizing the butted portion in the vertical direction is performed,
A plurality of energized electrodes can be divided into groups, and energization can be performed for each group using the same electrode switching pattern as described in connection with the eighth embodiment.

【0095】セラミックスと金属とを接合する場合に
は、突合せ部に軟金属や熱膨張係数がセラミックスと金
属の中間の値を有する中間部材を介在させて、残留応力
を緩和すれば、良好に接合を行える利点がある。
In the case of joining ceramics and metal, if a soft metal or an intermediate member having a thermal expansion coefficient intermediate between that of ceramics and metal is interposed at the butted portion to reduce residual stress, good joining can be achieved. There is an advantage that can be performed.

【0096】本実施例グループだけでなく実施例グルー
プ1及び2の場合においても、導電性セラミックスは、
室温から通電可能であるので、基本的には導電性を高め
るために、補助加熱手段を必要としないが、補助加熱手
段を熱衝撃の緩和などの目的で使用することができる。
補助加熱手段としては、ガス炎によるもの、電気炉によ
るもの、ランプ加熱によるものなど、種々の加熱手段を
単独でまたは併用して用いることができる。
In the case of not only the present embodiment group but also the embodiment groups 1 and 2, the conductive ceramic is
Since it is possible to conduct electricity from room temperature, basically, no auxiliary heating means is required to increase conductivity, but the auxiliary heating means can be used for the purpose of reducing thermal shock and the like.
As the auxiliary heating means, various heating means such as those using a gas flame, those using an electric furnace, and those using lamp heating can be used alone or in combination.

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明によれば、被通電部材に当接させ
た3つ以上の通電電極から順次選択した通電電極に通電
行うことにより、通電領域を突合せ部に沿って移動さ
せるようにしたので、従来のように通電電極と被接合体
との間に相対移動を生じさせる必要がない。従って、可
動部分をなくして、メンテナンスの回数を少くするとと
もに、安全性を向上させることができるという利点が得
られる。 また可動部分をなくしたことにより、通電電極
と被通電部材とを緊密に接触させることができるため、
電流を大きくしても放電の発生がなく、セラミックスを
破損させたり劣化させることがなく接合できるという利
点が得られる。 更に本発明によれば、通電領域を突合せ
部に沿って移動させるので、突合せ部全体に同時に通電
を行っていた従来の方法と比べて小容量の電源を用い
て、長い突合せ部を所定の温度まで加熱して接合するこ
とができる。 特に請求項1に記載した発明によれば、突
合せ部の条件の変化に応じて複数種類の電極切換パター
ンの中から適切な電極切換パターンを選択して通電を行
うので、効率良く通電を制御することができ、また複雑
な形状の被接合体でも容易に接合することができる。
た請求項1に記載した発明及び請求項3に記載した発明
によれば、通電初期において短い通電距離で通電を行
い、その後段階的に通電距離を長くする電極切換パター
ンを用いるため、必要最大電圧を小さくして、小さい電
源容量で長い突合せ部を所望の温度まで昇温させること
ができる上に、安全性を向上させることができるという
利点が得られる。 また請求項2の発明によれば、前の通
電領域と後の通電領域とを部分的に重ねるように通電を
行うようにしたことにより、通電領域を重ねない場合に
比べて、通電領域の抵抗値をできるだけ低い状態にして
通電を行うことができる。そのため、本発明によれば、
加熱部の温度低下を抑制し、大きな電圧変動を生じさせ
ことなく、通電領域をスムースに移動させて接合を進
めることができるという利点が得られる。 更に請求項4
の発明によれば、通電電極を複数の電極グループに分け
て各電極グループ毎に所定の電極切換パターン及び所定
の通電条件に従って通電を制御するようにしたため、突
合せ部の長さが非常に長い場合や、突合せ部の形状が複
雑な場合等でも、効率良く、しかも短時間で突合せ部を
所望の温度に加熱して接合を行うことができる利点があ
る。 また請求項5の発明によれば、請求項4に記載した
発明のように通電電極を複数のグループに分けて通電を
制御する場合に、各電極グループをそれぞれ独立した通
電制御装置で制御するので、各電極グループの通電制御
を容易に行うことができるという利点が得られる。 更に
請求項6の発明によれば、所定の電極切換パターンで通
電する電極を切換えて通電領域を移動させるとともに、
通電位置によって異なる突合せ部の条件に応じて通電電
流、電力及び通電保持時間の少なくとも一つを変化させ
て突合せ部をほぼ均等に加熱する通電条件(a)、及び
予め定めた温度制御パターンに従って通電電流、電力及
び通電保持時間の少なくとも一つを時間の経過とともに
変化させて被接合体の熱衝撃の緩和と接合剤の反応の促
進とを図る通電条件(b)の少くとも一方を用いるよう
にしたので、請求項1ないし5に記載した発明から得ら
れる効果に加えて、更に、2つの被接合体が異形状であ
る場合に突合せ部の各部の加熱を均等に行って良好な接
合結果を得たり、被接合体の熱衝撃の緩和を図って良好
な接合結果を得たりすることができるという効果が得ら
れる。
According to the present invention, so as to move by performing energized energizing electrode are sequentially selected from three or more current-carrying electrode is brought into contact with the conductive member, along the energizing area abutting portion Therefore, there is no need to cause relative movement between the current-carrying electrode and the member to be joined as in the related art . Therefore,
Moving parts to reduce the number of maintenance
In addition, the advantage that safety can be improved is obtained.
Can be In addition, by eliminating moving parts,
And the member to be energized can be brought into close contact,
No discharge occurs even when the current is increased, and ceramics
The advantage that it can be joined without being damaged or deteriorated
Points are obtained. Furthermore, according to the present invention, the energized areas are butted.
Because it moves along the part, the entire butting part is energized simultaneously.
Use a smaller capacity power supply than the conventional method
And heat the long butt to the specified temperature
Can be. In particular, according to the first aspect of the present invention,
Multiple types of electrode switching patterns according to changes in the conditions of the joining section
Select an appropriate electrode switching pattern from the
Power supply can be controlled efficiently, and
Even an object to be joined having a simple shape can be easily joined. Ma
The invention described in claim 1 and the invention described in claim 3
According to the above, power is supplied at a short power supply distance at the beginning of power supply.
Electrode switching pattern that gradually increases the energizing distance
Since the required maximum voltage is reduced,
To raise the length of the long butt with the source capacity to the desired temperature
And can improve safety.
Benefits are obtained. According to the second aspect of the present invention,
Energization so that the current area and the energization area
By doing so, if the energized area does not overlap
In comparison, set the resistance value in the energized area as low as possible
Energization can be performed. Therefore, according to the present invention,
Suppresses the temperature drop in the heating section, causing large voltage fluctuations
Without that, advance the joint by moving the energizing area smoothly
This has the advantage that it can be Claim 4
According to the invention, the current-carrying electrodes are divided into a plurality of electrode groups.
Electrode switching pattern and electrode switching pattern for each electrode group
Current is controlled in accordance with the current
If the joint length is very long, or if the shape of the
Efficient and quick butt-joining even in rough cases
There is an advantage that bonding can be performed by heating to a desired temperature.
You. According to the invention of claim 5, according to claim 4,
As in the invention, the energized electrodes are divided into multiple groups and energized.
When controlling, each electrode group has independent communication
Electricity control of each electrode group because it is controlled by the power controller
Can be easily performed. Further
According to the invention of claim 6, communication is performed in a predetermined electrode switching pattern.
Switching the electrodes to be charged and moving the energized area,
Depending on the condition of the butting part, which differs
Change at least one of the
Energizing condition (a) for heating the butted portion almost uniformly
According to a predetermined temperature control pattern,
And at least one of the power-on hold times over time
Change to reduce the thermal shock of the workpiece and promote the reaction of the bonding agent
Use at least one of the energizing conditions (b)
Therefore, it is possible to obtain from the invention described in claims 1 to 5.
In addition to the effect, the two
The butt joints evenly to ensure good contact
Good results are obtained and the thermal shock of the workpiece is reduced.
The effect of obtaining a good joining result.
It is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A)及び(B)はそれぞれ本発明の方法の第
1の実施例を実施する接合装置の概略正面図及び概略平
面図である。
FIGS. 1A and 1B are a schematic front view and a schematic plan view, respectively, of a bonding apparatus for carrying out a first embodiment of the method of the present invention.

【図2】(A)及び(B)はそれぞれ第1の実施例に適
用される電力制御パターンの一例及び電極切換パターン
の一例を示す図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating an example of a power control pattern and an example of an electrode switching pattern applied to the first embodiment, respectively.

【図3】(A)は第2の実施例の電極配置図であり、
(B)は第2の実施例に適用される電極切換パターンの
一例を示す図である。
FIG. 3A is an electrode arrangement diagram of a second embodiment,
(B) is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the second embodiment.

【図4】(A)及び(B)はそれぞれ本発明の方法の第
3の実施例を実施する接合装置の概略横断面図及び縦断
面図である。
FIGS. 4A and 4B are a schematic cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, of a bonding apparatus for performing a third embodiment of the method of the present invention.

【図5】(A)は第4の実施例の電極配置図であり、
(B)は第4の実施例に適用される電極切換パターンの
一例を示す図である。
FIG. 5A is an electrode arrangement diagram of a fourth embodiment,
(B) is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the fourth embodiment.

【図6】(A)及び(B)はそれぞれ本発明の方法の第
5の実施例を実施する接合装置の概略横断面図及び縦断
面図である。
FIGS. 6 (A) and (B) are a schematic cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, of a bonding apparatus for performing a fifth embodiment of the method of the present invention.

【図7】(A)及び(B)は本発明の方法の第6の実施
例を実施する適用例の概略斜視図及び概略平面図であ
り、(C)は第6の実施例に適用される温度制御パター
ン例を示す図である。
FIGS. 7A and 7B are a schematic perspective view and a schematic plan view of an application example for implementing a sixth embodiment of the method of the present invention, and FIG. 7C is applied to the sixth embodiment; FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a temperature control pattern according to the embodiment.

【図8】第6の実施例で適用する電極切換パターンの例
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied in a sixth embodiment.

【図9】(A)は第7の実施例の電極配置図であり、
(B)は同図に適用される電極切換パターンの例を示す
図である。
FIG. 9A is an electrode arrangement diagram of a seventh embodiment,
(B) is a figure which shows the example of the electrode switching pattern applied to the figure.

【図10】(A)は図9(A)に示した第7の実施例に
おける電極配置を拡張した第8の実施例の電極配置図で
あり、(B)は第8の実施例に適用される電極切換パタ
ーンの例を示す図である。
FIG. 10A is an electrode arrangement diagram of an eighth embodiment obtained by expanding the electrode arrangement in the seventh embodiment shown in FIG. 9A, and FIG. 10B is applied to the eighth embodiment. FIG. 4 is a diagram showing an example of an electrode switching pattern to be performed.

【図11】第8の実施例に適用される他の電極切換パタ
ーンの例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of another electrode switching pattern applied to the eighth embodiment.

【図12】第8の実施例に適用される更に他の電極切換
パターンの例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of still another electrode switching pattern applied to the eighth embodiment.

【図13】第8の実施例に適用される他の電極切換パタ
ーンの例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of another electrode switching pattern applied to the eighth embodiment.

【図14】(A)は本発明の方法の第9の実施例を実施
する実施する接合装置の電極配置図、(B)は接合装置
の断面図、(C)は第9の実施例を実施する場合に適用
される電力制御パターンを示す図である。
14A is a diagram showing an arrangement of electrodes of a bonding apparatus for implementing a ninth embodiment of the method of the present invention, FIG. 14B is a sectional view of the bonding apparatus, and FIG. It is a figure showing the power control pattern applied when implementing.

【図15】(A)は第9の実施例に適用される電極切換
パターンの例を示す図であり、(B)は温度制御パター
ンを示す図である。
FIG. 15A is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the ninth embodiment, and FIG. 15B is a diagram showing a temperature control pattern.

【図16】(A)は本発明の方法の第10の実施例を実
施する実施する接合装置の電極配置図、(B)は接合装
置の断面図、(C)は本実施例を実施する場合に適用さ
れる温度制御パターンを示す図である。
FIG. 16A is an electrode arrangement view of a bonding apparatus for performing a tenth embodiment of the method of the present invention, FIG. 16B is a sectional view of the bonding apparatus, and FIG. It is a figure showing a temperature control pattern applied in a case.

【図17】図16に示した第11の実施例に適用される
電極切換パターンの例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the eleventh embodiment shown in FIG.

【図18】(A)は本発明の方法の第11の実施例を実
施する適用例の概略斜視図であり、(B)はこの実施例
に適用される温度制御パターンを示す図であり、(C)
は本実施例に適用される電極切換パターンを示す図であ
る。
FIG. 18A is a schematic perspective view of an application example for implementing the eleventh embodiment of the method of the present invention, FIG. 18B is a diagram showing a temperature control pattern applied to this embodiment, (C)
FIG. 4 is a diagram showing an electrode switching pattern applied to the present embodiment.

【図19】本発明の方法の第12の実施例を実施する場
合に用いる接合装置の概略平面図である。
FIG. 19 is a schematic plan view of a bonding apparatus used in carrying out a twelfth embodiment of the method of the present invention.

【図20】(A)は本発明の方法の第13の実施例の電
極配置図であり、(B)は本実施例に適用する電極切換
パターンの例を示す図である。
FIG. 20A is an electrode layout diagram of a thirteenth embodiment of the method of the present invention, and FIG. 20B is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the present embodiment.

【図21】(A)は本発明の方法の第14の実施例を実
施する適用例の概略斜視図であり、(B)は電極配置図
である。
FIG. 21A is a schematic perspective view of an application example for carrying out the fourteenth embodiment of the method of the present invention, and FIG. 21B is an electrode arrangement diagram.

【図22】図21に示した第14の実施例に適用される
電極切換パターンを示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing an electrode switching pattern applied to the fourteenth embodiment shown in FIG.

【図23】(A)は本発明の方法の第15の実施例の電
極配置図であり、(B)は本実施例に適用する電極切換
パターンの例を示す図である。
FIG. 23A is a diagram showing an electrode arrangement of a fifteenth embodiment of the method of the present invention, and FIG. 23B is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the present embodiment.

【図24】(A)は本発明の方法の第16の実施例を実
施する適用例の概略正面図であり、(B)は概略平面図
である。
FIG. 24 (A) is a schematic front view of an application example for carrying out the sixteenth embodiment of the method of the present invention, and FIG. 24 (B) is a schematic plan view.

【図25】図24に示した第16の実施例に適用される
電極切換パターンを示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing an electrode switching pattern applied to the sixteenth embodiment shown in FIG. 24;

【図26】(A)は本発明の方法の第17の実施例を実
施する適用例の概略正面図であり、(B)は概略平面図
である。
FIG. 26A is a schematic front view of an application example for carrying out the seventeenth embodiment of the method of the present invention, and FIG. 26B is a schematic plan view.

【図27】図26に示した第17の実施例に適用される
電極切換パターンを示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing an electrode switching pattern applied to the seventeenth embodiment shown in FIG. 26;

【図28】(A)は本発明の方法の第18の実施例を実
施する適用例の概略正面図であり、(B)は電極配置図
であり、(C)は第18の実施例に適用される電極切換
パターンを示す図である。
FIG. 28A is a schematic front view of an application example for carrying out the eighteenth embodiment of the method of the present invention, FIG. 28B is an electrode arrangement diagram, and FIG. It is a figure showing an electrode switching pattern applied.

【図29】(A)は本発明の方法の第19の実施例を実
施する適用例の概略正面図であり、(B)は電極配置図
であり、(C)は第18の実施例に適用される電極切換
パターンを示す図である。
FIG. 29 (A) is a schematic front view of an application example for implementing the nineteenth embodiment of the method of the present invention, FIG. 29 (B) is an electrode arrangement diagram, and FIG. It is a figure showing an electrode switching pattern applied.

【図30】(A)及び(B)は他の電極の配置例を説明
するための概略平面図及び概略正面図であり、(C)は
更に他の電極の配置例を説明するための概略正面図であ
る。
FIGS. 30A and 30B are a schematic plan view and a schematic front view for explaining an arrangement example of another electrode, and FIG. 30C is a schematic view for explaining an arrangement example of still another electrode. It is a front view.

【図31】(A)は本発明の方法の第20の実施例を実
施する接合装置の概略平面図であり、(B)は接合装置
の概略正面図であり、(C)は本実施例に適用される電
力制御パターンである。
FIG. 31 (A) is a schematic plan view of a bonding apparatus for carrying out a twentieth embodiment of the method of the present invention, (B) is a schematic front view of the bonding apparatus, and (C) is the present embodiment. Is the power control pattern applied to

【図32】図31に示した第20の実施例に適用される
電極切換パターンを示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing an electrode switching pattern applied to the twentieth embodiment shown in FIG. 31;

【図33】(A)及び(B)は本発明の方法の第21の
実施例の適用例の概略側面図及び概略平面図であり、
(C)は本実施例に適用される温度制御パターンを示す
図である。
FIGS. 33 (A) and (B) are a schematic side view and a schematic plan view of an application example of the twenty-first embodiment of the method of the present invention;
(C) is a diagram showing a temperature control pattern applied to the present embodiment.

【図34】図33に示した第21の実施例に適用する電
極切換パターンの例を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the twenty-first embodiment shown in FIG.

【図35】(A)及び(B)は本発明の方法の第22の
実施例の適用例の概略斜視図及び概略側面図であり、
(C)は本実施例に適用される温度制御パターンを示す
図である。
35A and 35B are a schematic perspective view and a schematic side view of an application example of the twenty-second embodiment of the method of the present invention,
(C) is a diagram showing a temperature control pattern applied to the present embodiment.

【図36】図33に示した第22の実施例に適用する電
極切換パターンの例を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing an example of an electrode switching pattern applied to the twenty-second embodiment shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b セラミックス 2 接合剤 20 加熱用インサート材 3a.3b 保持治具 4a〜4h,41〜4N,41´〜4N´,9a〜9
e,9a´〜9e´,91〜9N,91´〜9N´,A
1〜AN,B1〜BN,C1〜CN,a1〜aN,b1
〜bN,c1〜cN 通電電極 5,5A,5B 通電制御装置 51 電極切換部 51a〜51h 切換端子 52 電源部 53 出力検知部 54 制御部 55 表示部 56 記録部 7 断熱材 8 ガスバーナ 80 電気炉
1a, 1b Ceramics 2 Bonding agent 20 Heating insert material 3a. 3b Holding jigs 4a to 4h, 41 to 4N, 41 'to 4N', 9a to 9
e, 9a'-9e ', 91-9N, 91'-9N', A
1 to AN, B1 to BN, C1 to CN, a1 to aN, b1
To bN, c1 to cN energizing electrode 5, 5A, 5B energizing control device 51 electrode switching unit 51a to 51h switching terminal 52 power supply unit 53 output detection unit 54 control unit 55 display unit 56 recording unit 7 heat insulating material 8 gas burner 80 electric furnace

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼野 真志 大阪府大阪市淀川区田川2丁目1番11号 株式会社ダイヘン内 (72)発明者 星野 久清 大阪府大阪市淀川区田川2丁目1番11号 株式会社ダイヘン内 (72)発明者 三宅 夏美 大阪府大阪市淀川区田川2丁目1番11号 株式会社ダイヘン内 (56)参考文献 特開 昭62−235269(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 37/00 - 37/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masashi Numano 2-1-1, Tagawa, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka Dainai Co., Ltd. No. 11 Daihen Co., Ltd. (72) Inventor Natsumi Miyake 2-1-1 Tagawa, Yodogawa-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Daihen Co., Ltd. (56) References JP-A-62-235269 (JP, A) (58) Survey Field (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 37/00-37/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも一方がセラミックスからなる
2つの被接合体の突合せ面の間に接合剤を介在させる
または導電性セラミックスを基体とする加熱用イン
サート材と接合剤とを介在させて突合せ部を構成し、
記被接合体、前記接合剤及び前記加熱用インサート材の
うちジュール熱を発生させるために通電される被通電部
材の表面に3つ以上の通電電極を所定の間隔をあけて当
接させ、前記通電電極を通して前記被通電部材に通電す
ることにより該被通電部材から発生させたジュール熱に
より前記接合剤を加熱反応させて前記2つの被接合体を
接合するセラミックスの電気接合方法であって、前記被通電部材に通電する際には、前記3つ以上の通電
電極から順次選択した少なくとも一対の通電電極間に通
電を行うようにし、 前記少くとも一対の通電電極間に通電した際に生じる通
電領域を前記突合せ部に沿って移動させる電極切換パタ
ーンを複数種類用意して、突合せ部の条件の変化に応じ
て複数種類の電極切換パターンの中から適切な電極切換
パターンを選択するとともに、通電初期においては短い
通電距離で通電を行い、その後段階的に通電距離を長く
するように電極切換パターンを選択して前記通電領域を
前記突合せ部に沿って移動させながら前記2つの被接合
体を接合する セラミックスの電気接合方法。
1. A joining agent is interposed between butting surfaces of two objects to be joined, at least one of which is made of ceramics , or a joining material is joined with a heating insert material made of a conductive ceramic as a base. Make up part, front
The object to be joined, the joining agent and the heating insert material
A part to be energized to generate Joule heat
Apply three or more current-carrying electrodes on the surface of the
Contact, and energize the member to be energized through the energizing electrode.
The Joule heat generated from the current-carrying member
The above-mentioned bonding agent is heated and reacted to form the two objects to be bonded.
An electrical method of joining ceramic to be joined, said when energizing the energization members, the three or more current
Through at least one pair of conducting electrodes selected in sequence from the electrodes.
And a current generated when current flows between the at least one pair of current-carrying electrodes.
Electrode switching pattern for moving an electric field along the butting portion
Prepare multiple types of nozzles to meet the changing conditions of the butt
Electrode switching from multiple types of electrode switching patterns
Select a pattern and short at the beginning of energization
Energize at energizing distance and then gradually increase energizing distance
To select the electrode switching pattern to
The two joined parts are moved while moving along the butting portion.
An electrical joining method for ceramics that joins bodies .
【請求項2】 少なくとも一方がセラミックスからなる
2つの被接合体の突合せ面の間に接合剤を介在させる
または導電性セラミックスを基体とする加熱用イン
サート材と接合剤とを介在させて突合せ部を構成し、
記被接合体、前記接合剤及び前記加熱用インサート材の
うちジュール熱を発生させるために通電される被通電部
材の表面に3つ以上の通電電極を所定の間隔をあけて当
接させ、前記通電電極を通して前記被通電部材に通電す
ることにより該被通電部材から発生させたジュール熱に
より前記接合剤を加熱反応させて前記2つの被接合体を
接合するセラミックスの電気接合方法であって、前記被通電部材に通電する際には、前記3つ以上の通電
電極から順次選択した 少なくとも一対の通電電極間に通
電を行うようにし、 前記少くとも一対の通電電極間に通電した際に生じる通
電領域を前記突合せ部に沿って移動させる電極切換パタ
ーンを複数種類用意しておき、 前の通電領域と後の通電領域とが部分的に重なるように
前記電極切換パターンを選択して、前記通電領域を前記
突合せ部に沿って移動させながら前記2つの被接合体を
接合する セラミックスの電気接合方法。
2. A butt joint between two butted surfaces of at least one of which is made of ceramics with a bonding agent interposed therebetween , or a heating insert material made of conductive ceramics and a bonding agent interposed therebetween. Make up part, front
The object to be joined, the joining agent and the heating insert material
A part to be energized to generate Joule heat
Apply three or more current-carrying electrodes on the surface of the
Contact, and energize the member to be energized through the energizing electrode.
The Joule heat generated from the current-carrying member
The above-mentioned bonding agent is heated and reacted to form the two objects to be bonded.
An electrical method of joining ceramic to be joined, said when energizing the energization members, the three or more current
Through at least one pair of conducting electrodes selected in sequence from the electrodes.
And a current generated when current flows between the at least one pair of current-carrying electrodes.
Electrode switching pattern for moving an electric field along the butting portion
Prepare several types of power supply areas so that the current-carrying area before and the current-carrying area partially overlap.
Select the electrode switching pattern and set the energization area to the
While moving along the butt,
Electrical method of joining ceramics to be joined.
【請求項3】 通電初期においては短い通電距離で通電
を行う電極切換パターンを選択し、その後段階的に通電
距離を長くするように電極切換パターンを選択する請求
項2に記載のセラミックスの電気接合方法。
3. An electric current is applied at a short energizing distance at the initial stage of energization.
Select the electrode switching pattern to perform
3. The method according to claim 2, wherein the electrode switching pattern is selected so as to increase the distance .
【請求項4】 少なくとも一方がセラミックスからなる
2つの被接合体の突合せ面の間に接合剤を介在させる
または導電性セラミックスを基体とする加熱用イン
サート材と接合剤とを介在させて突合せ部を構成し、
記被接合体、前記接合剤及び前記加熱用インサート材の
うちジュール熱を発生させるために通電される被通電部
材の表面に多数の通電電極を所定の間隔をあけて当接さ
せ、前記通電電極を通して前記被通電部材に通電するこ
とにより該被通電部材から発生させたジュール熱により
前記接合剤を加熱反応させて前記2つの被接合体を接合
するセラミックスの電気接合方法であって、3つ以上の通電電極を1つの電極グループとして前記多
数の通電電極を複数の電極グループに分け、 前記被通電部材に通電する際には、各電極グループに属
する電極群の中から選択した少くとも一対の電極間に通
電を行うようにし、 選択した少くとも一対の通電電極間に通電した際に生じ
る通電領域を前記突合せ部に沿って移動させる電極切換
パターンを各電極グループ毎に複数種類用意しておき、 各電極グループ毎に所定の電極切換パターン及び所定の
通電条件に従って通電を制御して、前記通電領域を前記
突合せ部に沿って移動させながら前記2つの被接合体を
接合するセラミックスの電気接合方法。
4. A butt joint between two butted surfaces of at least one of which is made of ceramics with a bonding agent interposed therebetween , or a heating insert material made of conductive ceramics and a bonding agent interposed therebetween. Make up part, front
The object to be joined, the joining agent and the heating insert material
A part to be energized to generate Joule heat
A large number of current-carrying electrodes are abutted on the surface of the
And apply current to the member to be energized through the energizing electrode.
And Joule heat generated from the member to be energized
The two bonding objects are bonded by heating and reacting the bonding agent.
An electrical method of joining ceramics, the multi three or more powered electrode as one electrode group
Number of energized electrodes are divided into a plurality of electrode groups, and when energized to the energized member, the energized electrodes belong to each electrode group.
Between at least one pair of electrodes selected from the
To be generated when a current is applied between at least a pair of energized electrodes selected.
Electrode switching for moving the current-carrying area along the butt
A plurality of patterns are prepared for each electrode group, and a predetermined electrode switching pattern and a predetermined
The energization is controlled according to the energization conditions, and the energization region is
While moving along the butt,
Electric joining method of ceramics to be joined.
【請求項5】前記複数の電極グループはそれぞれ独立し
た通電制御装置により通電制御される請求項4に記載の
セラミックスの電気接合方法。
5. The plurality of electrode groups are independent of each other.
5. The power supply control according to claim 4, wherein the power supply is controlled by the power supply control device.
Electric joining method of ceramics.
【請求項6】 (a)通電位置によって異なる突合せ部
の条件に応じて通電電流、電力及び通電保持時間の少な
くとも一つを変化させて前記突合せ部をほぼ均等に加熱
する通電条件、及び(b)予め定めた温度制御パターン
に従って通電電流、電力及び通電保持時間の少なくとも
一つを時間の経過とともに変化させて前記被接合体の熱
衝撃の緩和と前記接合剤の反応の促進とを図る通電条件
の少なくとも一方と前記電極切換パターンとを組み合わ
せて前記被通電部材への通電を行う請求項1,2または
3のいずれかに記載のセラミックスの電気接合方法。
6. (a) Butting portions that vary depending on the energizing position
Depending on the conditions of
At least one of them is changed to heat the butt almost uniformly
And (b) a predetermined temperature control pattern
According to at least the current, power and current holding time
One of them is changed over time to change the heat of the
Energizing conditions to reduce impact and promote the reaction of the bonding agent
And at least one of the electrode switching patterns
And energizing the member to be energized.
3. The method for electrically joining ceramics according to any one of the above items 3.
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