JP6749052B2 - Welding end tab - Google Patents
Welding end tab Download PDFInfo
- Publication number
- JP6749052B2 JP6749052B2 JP2016128986A JP2016128986A JP6749052B2 JP 6749052 B2 JP6749052 B2 JP 6749052B2 JP 2016128986 A JP2016128986 A JP 2016128986A JP 2016128986 A JP2016128986 A JP 2016128986A JP 6749052 B2 JP6749052 B2 JP 6749052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- end tab
- silicon nitride
- welding end
- porous ceramics
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 0 OCCC1*CCC1 Chemical compound OCCC1*CCC1 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
本開示は、溶接用エンドタブに関するものである。 The present disclosure relates to welding end tabs.
従来、被溶接部材同士を溶接する際は、被溶接部材同士の相対位置を固定するとともに、溶接によって生じる溶融金属の液だれを抑制して途切れのない良好な溶接状態を実現するために、溶接用エンドタブが用いられている。 Conventionally, when welding members to be welded together, the relative positions of the members to be welded are fixed, and in order to realize a good weld state without interruption by suppressing the dripping of molten metal caused by welding, End tabs are used.
このような溶接用エンドタブとして、特許文献1では、溶融金属との付着性が低いセラミックスからなる溶接用補助剤(タブ)が提案されている。 As such a welding end tab, Patent Document 1 proposes a welding auxiliary agent (tab) made of ceramics having low adhesion to molten metal.
被溶接部材同士の溶接において、溶接接合部における溶融金属の内部に気泡が混入すると、溶接接合部の強度の低下につながる場合があった。また、溶接接合部の強度を維持するために、このような気泡の除去を溶接作業中に行った場合、溶接作業が煩雑になるという問題があった。そのため、煩雑な作業を伴うことなく、被溶接部材同士を接合可能な溶接用エンドタブが求められている。本開示の溶接用エンドタブは、上記要求に鑑みて案出されたものである。 In welding of members to be welded, if air bubbles are mixed into the molten metal in the welded joint, the strength of the welded joint may be reduced. In addition, when such bubbles are removed during the welding work in order to maintain the strength of the welded joint, there is a problem that the welding work becomes complicated. Therefore, there is a demand for a welding end tab capable of joining members to be welded together without complicated work. The welding end tabs of the present disclosure have been devised in view of the above requirements.
本開示の溶接用エンドタブは、少なくとも被溶接部材に対向して配置される対向面を有する。溶接用エンドタブは、窒化珪素を主成分とする多孔質セラミックスからなり、前記対向面は複数の第1開気孔を備え、前記対向面は、炭素の含有量が40原子%以上である。 The welding end tab of the present disclosure has at least a facing surface that faces the member to be welded. Welding end-tab is made of porous ceramics mainly the silicofluoride-containing nitride, the opposing surface comprises a plurality of first open pores, wherein the facing surface, Ru der 40 atomic% or more carbon content.
本開示の溶接用エンドタブは、煩雑な作業を伴うことなく、被溶接部材同士を接合することができる。 The welding end tab of the present disclosure can join the members to be welded to each other without complicated work.
以下、図面を参照して、本開示の溶接用エンドタブの複数の実施形態について詳細に説明する。但し、本明細書の全図において、混同を生じない限り、同一部分には同一符号を付し、その説明を適時省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of a welding end tab of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. However, in all the drawings of the present specification, the same reference numerals are given to the same portions unless the confusion occurs, and the description thereof will be omitted as appropriate.
図1は、本開示の溶接用エンドタブを用いた溶接作業の一例を示す斜視図である。図1
に示す例の溶接用エンドタブ10は、被溶接部材である第1金属部材1および第2金属部材2のそれぞれの端面を溶接するために用いられる。図1に示す例において、被溶接部材はいずれも板状であるが、被溶接部材の形状はこれに限るものではない。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a welding operation using the welding end tab of the present disclosure. Figure 1
The
本開示の溶接用エンドタブ10は、溶接の際、被溶接部材の相対位置を固定するとともに、溶融金属の外部への漏洩を防ぐために用いられる。図1に示す例では、溶接用エンドタブ10が2つ配置されている。2つの溶接用エンドタブ10は、第1金属部材1の端面と第2金属部材2の端面とが溶接される部分に配置されている。2つの溶接用エンドタブ10は、第1金属部材1および第2金属部材2それぞれの側面に、クランプ用針金5によって押さえつけられた状態で固定されている。このように、溶接用エンドタブ10は、被溶接部材である第1金属部材11および第2金属部材2それぞれの側面に対向して接触する対向面10aを有している。
The
また、図2は、本開示の溶接用エンドタブ10を用いた溶接作業の状態の他の例を示す斜視図である。図2に示す例では、溶接用エンドタブ10は、被溶接部材である第3金属部材3の一方の主面に、被溶接部材である第4金属部材4の端面を溶接するために用いられる。第4金属部材4は、第3金属部材3に仮固定された裏当金6によって支持されている。
In addition, FIG. 2 is a perspective view showing another example of a state of welding work using the
溶接用エンドタブ10は、被溶接部材に対向して配置される対向面10aを有し、対向面10aを含む部分が、窒化珪素、炭窒化珪素、炭化珪素またはチタン酸アルミニウムのいずれかを主成分とする多孔質セラミックスからなる。このように、溶接用エンドタブ10は、多孔質セラミックスからなるため、対向面10aに複数の第1開気孔9を備える。
The
本開示の溶接用エンドタブ10を構成する多孔質セラミックスの主成分は、溶融金属に対して濡れ難いので、溶融金属が溶接用エンドタブ10に凝着し難く、溶接用エンドタブ10と被溶接部材とは接合され難い。このため、溶接用エンドタブ10を取り外すために凝着部を切断する工程などの特別にコストのかかる余分な工程を行うことなく、比較的少ない力で溶接用エンドタブ10を引き剥がすことができる。
Since the main component of the porous ceramics that constitutes the
また、溶接用エンドタブ10の対向面10aは、複数の第1開気孔9を備えているため、溶融金属の内部に混入した気泡がこの第1開気孔9に逃げ易い。本開示の溶接用エンドタブ10を用いて溶接を行うことにより、溶接金属の内部への気泡の混入を抑制することができるため、気泡を除去するための煩雑かつ余分な作業を要することなく接合することができる。すなわち、溶接用エンドタブ10を用いることで、少ない作業時間で、比較的強固な溶接を実現できる。また、溶接用エンドタブ10は、上述のように金属成分の固着が少ないため、余分な再生作業等を要することなく繰り返し使用することができる。
Further, since the facing
また、溶接用エンドタブ10は、対向面10aと異なる表面部分に、溶接用エンドタブ10の内部において第1開気孔9と連通する第2開気孔を備えていてもよい。この場合は、第1開気孔9に逃げ込んだ気泡は、溶接用エンドタブ10の内部を通過して第2開気孔から排出されるため、溶接金属の内部への気泡の混入を、より抑制することができる。第1開気孔9から第2開気孔まで連通しているか否かは、第1開気孔9から圧縮空気を送った際、溶接用エンドタブ10のその他の表面部分から空気が流出するか否かを調べることで、確認することができる。
Further, the
本開示の溶接用エンドタブ10を構成する多孔質セラミックスとは、気孔率が10体積%以上50体積%以下であるセラミックスをいう。多孔質セラミックスの気孔率は、水銀圧入法によって求めることができる。
The porous ceramics that constitutes the
図3は、本実施形態の溶接用エンドタブ10の、対向面10aにおける第1開気孔9を示す模式図である。図4は、図3の第1開気孔9を拡大して示す模式図である。溶接用エンドタブ10は、対向面10aに第1開気孔9を有し、第1開気孔9の内部には、窒化珪素の柱状結晶7が互いに交錯するように複数位置していてもよい。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the first
窒化珪素を主成分とする多孔質セラミックスにおいて、粒界相8は、窒化珪素の柱状結晶7よりも溶融金属に対して濡れ易い。しかしながら、第1開気孔9は、窒化珪素の柱状結晶7が互いに交錯するように複数位置しているため、溶融金属に対して濡れ難く、溶融金属は溶接用エンドタブ10に凝着し難い。
In the porous ceramic containing silicon nitride as a main component, the
多孔質セラミックスにおける主成分とは、多孔質セラミックスを構成する全成分の合計100質量%のうち、70質量%以上を占める成分をいい、特に、80質量%以上であることが好適である。多孔質セラミックスを構成する成分(結晶構造)の同定は、X線回折装置(XRD)を用いて測定すればよい。また、含有量は、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置(ICP)または蛍光X線分析装置(XRF)を用いて、金属元素の含有量を求め、同定された結晶構造に基づいて換算して求めればよい。例えば、XRDを用いた測定により、窒化珪素の存在が確認でき、ICPにより得られた珪素の含有量から、窒化珪素に換算し、換算によって得られた窒化珪素の含有量が70質量%以上であれば、窒化珪素が主成分であるといえる。 The main component in the porous ceramics means a component that occupies 70% by mass or more of the total 100% by mass of all the components constituting the porous ceramics, and particularly preferably 80% by mass or more. The component (crystal structure) that constitutes the porous ceramics may be identified by using an X-ray diffractometer (XRD). In addition, the content is calculated based on the identified crystal structure by determining the content of the metal element using an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopy analyzer (ICP) or a fluorescent X-ray analyzer (XRF). You can ask for it. For example, the presence of silicon nitride can be confirmed by measurement using XRD, the silicon content obtained by ICP is converted to silicon nitride, and the silicon nitride content obtained by the conversion is 70% by mass or more. If so, it can be said that silicon nitride is the main component.
次に、本開示の溶接用エンドタブ10の対向面を含む部分を構成する多孔質セラミックスの組成の一例を説明する。この多孔質セラミックスは、窒化珪素を主成分とするものであり、窒化珪素以外に含まれる成分として、例えば、希土類元素,アルミニウム,珪素,カルシウム等がある。
Next, an example of the composition of the porous ceramics that constitutes the portion including the facing surface of the
多孔質セラミックスは、上記成分以外に、クロム,マンガン,鉄,銅,タングステン,モリブデン等を含むものであってもよく、これらのいずれか1種を含む珪化物である第1の珪化物を含むものであってもよい。 The porous ceramics may contain chromium, manganese, iron, copper, tungsten, molybdenum, etc. in addition to the above components, and contains a first silicide which is a silicide containing any one of these. It may be one.
上述した第1の珪化物を含むときには、多孔質セラミックスをより明度の低い色調にすることができるため、溶接による汚れを目立ちにくくすることかできる。第1の珪化物としては、例えば、組成式が、CrSi2,MnSi2,FeSi2,CuSi2,W5Si3(JCPDS#81−1916)およびMoSi2等として表される成分である。なお、第1の珪化物を構成する、クロム,マンガン,鉄,銅,タングステン,モリブデンの含有量は、多孔質セラミックスを構成する全成分の合計100質量%のうち、珪化物換算で0.02質量%以上2質量%以下であることが好適である。 When the above-mentioned first silicide is contained, the porous ceramics can be made to have a color tone with a lower brightness, so that the stain due to welding can be made inconspicuous. The first silicide is, for example, a component whose composition formula is represented by CrSi 2 , MnSi 2 , FeSi 2 , CuSi 2 , W 5 Si 3 (JCPDS#81-1916), MoSi 2, and the like. The content of chromium, manganese, iron, copper, tungsten, molybdenum constituting the first silicide is 0.02 in terms of silicide out of 100% by mass of all components constituting the porous ceramics. It is preferable that the content is at least 2% by mass.
第1の珪化物は、XRDを用いた測定によって同定することができる。また、これら珪化物の各含有量については、XRFまたはICPによって得られた上記各元素を珪化物に換算すればよい。 The first silicide can be identified by measurement using XRD. Further, with regard to the respective contents of these silicides, the above respective elements obtained by XRF or ICP may be converted into silicides.
また、対向面10aは炭素を含み、その含有量が40原子%以上であってもよい。この場合は、対向面10a内における通電性が高くなり、アークを安定的に発生することができるため、溶接欠陥の発生を抑制することができる。対向面10aにおける炭素の含有量は、X線光電子分光分析装置を用いて測定することができる。また、対向面10aにおける炭素の含有量は70原子%以下であることが好適である。
The facing
多孔質セラミックスの対向面10aは、第1開気孔9を除く部分の算術平均粗さ(Ra)が、例えば1〜50μmであってもよい。この場合は、溶融金属に対する濡れ性をより低くすることができる。
The facing
溶接用エンドタブ10の算術平均粗さ(Ra)を大きくする方法としては、窒化珪素を主成分とする粉末を所望の形状に固める成形を行う際に、金型の転写面となる押圧加圧面側にいわゆる放電シボ加工を施すことによる方法や、セラミック成形体を焼結する際に、比較的粗い敷き粉を棚板に敷く方法などを用いればよい。また、比較的粗い研磨砥粒を用いたブラスト加工を施すといった方法を用いてもよく、算術平均粗さ(Ra)の調整方法は特に限定されない。
As a method of increasing the arithmetic mean roughness (Ra) of the
[多孔質セラミックスの実施形態1]
溶接用エンドタブ10の対向面を含む部分を構成する多孔質セラミックスは、窒化珪素を80質量%以上含むものであり、粒界相8にY2SiAlO5Nを含み、X線回折チャートにおける2θ=32〜33°のY2SiAlO5Nのピーク強度をX、2θ=33.2〜34.2°の窒化珪素のピーク強度をYとしたとき、比率X/Yが0.1以上0.5以下の窒化珪素質セラミックスであってもよい。
[Embodiment 1 of Porous Ceramics]
The porous ceramics forming the portion including the facing surface of the
上述した構成を満たしている場合、粒界相8は、Y2SiAlO5Nが存在しつつも、窒化珪素の結晶を結合する非晶質相が存在するため、粒界相8に生じる空隙が少ない。そのため、上述した構成を満たす多孔質セラミックスは、機械的強度が比較的高くなる。
When the above-mentioned configuration is satisfied, the
なお、窒化珪素およびY2SiAlO5Nは、XRDまたは透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて同定することができる。また、XRDにより得られたX線回折チャートから比率X/Yを求めることができる。 Note that silicon nitride and Y 2 SiAlO 5 N can be identified using XRD or a transmission electron microscope (TEM). Further, the ratio X/Y can be obtained from the X-ray diffraction chart obtained by XRD.
次に、多孔質セラミックスの組成の一例を説明する。多孔質セラミックスは、窒化珪素を80質量%以上含むものである。窒化珪素以外の成分としては、例えば、イットリウム(Y),アルミニウム(Al),珪素(Si)がある。そして、これらの成分の含有量としては、YがY2O3換算で7質量%以上14質量%以下,AlがAl2O3換算で2質量%以上5質量%以下,SiがSiO2換算で0.5質量%以上2質量%以下である。
Next, an example of the composition of the porous ceramics will be described. The porous ceramics contains 80 mass% or more of silicon nitride. Examples of components other than silicon nitride include yttrium (Y), aluminum (Al), and silicon (Si). Then, the content of these components, Y is Y 2 O 3 14
次に、多孔質セラミックスにおける各成分の含有量の測定方法の一例を説明する。まず、酸素分析装置(堀場製作所製 EMGA−650FA)を用いた赤外線吸収法により多孔質セラミックス中の酸素の含有量を求める。 Next, an example of a method for measuring the content of each component in the porous ceramics will be described. First, the oxygen content in the porous ceramics is determined by an infrared absorption method using an oxygen analyzer (EMGA-650FA manufactured by Horiba Ltd.).
次に、ICPを用いてYおよびAlの定量分析を行う。そして、定量分析によって得られたYおよびAlの定量値をそれぞれY2O3およびAl2O3に換算する。これにより、YをY2O3に、AlをAl2O3に換算したときの含有量を求めることができる。次に、この酸化物換算で必要とした酸素量を多孔質セラミックス中の酸素の含有量から差し引き、この差し引いた酸素量からSiO2に換算し、この値を、SiをSiO2に換算したときの含有量とする。 Next, quantitative analysis of Y and Al is performed using ICP. Then, the quantitative values of Y and Al obtained by the quantitative analysis are converted into Y 2 O 3 and Al 2 O 3 , respectively. This makes it possible to obtain the contents when Y is converted into Y 2 O 3 and Al is converted into Al 2 O 3 . Next, the amount of oxygen required in terms of oxide is subtracted from the content of oxygen in the porous ceramics, the amount of oxygen thus subtracted is converted to SiO 2 , and this value is calculated when Si is converted to SiO 2. Content.
[多孔質セラミックスの実施形態1の製造方法]
第1の実施形態の、溶接用エンドタブは、スラリーの作製時に造孔剤を加えることで作製することができる。
[Manufacturing Method of First Embodiment of Porous Ceramics]
The welding end tab of the first embodiment can be manufactured by adding a pore-forming agent during the preparation of the slurry.
まず、珪素の粉末(平均粒径D50=0.5〜100μm)および窒化珪素の粉末(α化率50%以上、平均粒径D50=0.5〜10μm)と、焼結助剤として、酸化イットリウムの粉末(平均粒径D50=0.5〜10μm)および酸化アルミニウムの粉末(平均粒径D50=0.5〜10μm)とを準備する。そして、窒化珪素の粉末および焼結助剤の各粉末を混合して第1の出発原料を得る。なお、珪素の粉末と窒化珪素の粉末との質量比率は、80:20〜90:10とする。 First, silicon powder (average particle size D 50 =0.5 to 100 μm) and silicon nitride powder (alpha conversion rate of 50% or more, average particle size D 50 =0.5 to 10 μm), and a sintering aid. , Yttrium oxide powder (average particle size D 50 =0.5 to 10 μm) and aluminum oxide powder (average particle size D 50 =0.5 to 10 μm) are prepared. Then, the powder of silicon nitride and the powder of the sintering aid are mixed to obtain a first starting material. The mass ratio between the silicon powder and the silicon nitride powder is 80:20 to 90:10.
また、酸化イットリウム,酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の各粉末は、第1の出発原料の合計100質量%のうち、酸化イットリウムの粉末を10.2質量%以上20質量%以下,酸化アルミニウムの粉末を2.9質量%以上7.3質量%以下となるように秤量する。 In addition, each of the yttrium oxide, aluminum oxide, and silicon dioxide powders contains yttrium oxide powder of 10.2% by mass or more and 20% by mass or less and aluminum oxide powder of 2%, based on the total 100% by mass of the first starting material. It is weighed so as to be 9.9% by mass or more and 7.3% by mass or less.
また、クロム,マンガン,鉄および銅の少なくともいずれか1種を含む珪化物である第1の珪化物を含む多孔質セラミックスを得るには、酸化クロム,酸化マンガン,酸化第二鉄および酸化銅のいずれか1種の粉末を適宜秤量して第1の出発原料に添加すればよい。添加された酸化クロム,酸化マンガン,酸化第2鉄および酸化銅の粉末は、焼成時に珪素と反応して、酸素を脱離し、熱力学的に安定した珪化物となり、多孔質セラミックスを明度の低い色調とすることができる。 In order to obtain a porous ceramic containing a first silicide which is a silicide containing at least one of chromium, manganese, iron and copper, chromium oxide, manganese oxide, ferric oxide and copper oxide Any one kind of powder may be appropriately weighed and added to the first starting material. The added chromium oxide, manganese oxide, ferric oxide, and copper oxide powders react with silicon during firing to desorb oxygen and become a thermodynamically stable silicide, which makes porous ceramics have low brightness. Can be in color.
また、タングステンまたはモリブデンの珪化物である第1の珪化物を含む多孔質セラミックスを得るには、酸化タングステンまたは酸化モリブデンの粉末を適宜秤量して第1の出発原料に添加すればよい。添加された酸化タングステンまたは酸化モリブデンの粉末は、焼成時に珪素と反応して、酸素を脱離し、珪化物として粒界相に存在し、多孔質セラミックスを明度の低い色調とすることができる。 In order to obtain a porous ceramic containing a first silicide which is a silicide of tungsten or molybdenum, a powder of tungsten oxide or molybdenum oxide may be appropriately weighed and added to the first starting material. The added powder of tungsten oxide or molybdenum oxide reacts with silicon at the time of firing to desorb oxygen, exists as a silicide in the grain boundary phase, and allows the porous ceramics to have a color tone with low brightness.
そして、第1の出発原料等を、ポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)等の各種バインダを混合させる。この際、一緒に造孔剤を加える。造孔剤としては例えば、懸濁重合された非架橋性のスチレン重合体やスチレン−アクリル共重合体等の造孔剤を用いることができる。これら第1の出発原料、バインダ、および造孔剤を、例えば、バレルミル,回転ミル,振動ミル,ビーズミル,サンドミルまたはアジテーターミル等入れて湿式にて混合・粉砕して、スラリーとする。ここで、造孔剤の添加量は、例えば、第1の出発原料およびバインダの合計100質量部に対して7質量部以上11質量部以下である。さらに、増粘安定剤,分散剤,pH調整剤等を添加してもよい。 Then, the first starting material and the like are mixed with various binders such as polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG). At this time, a pore forming agent is added together. As the pore-forming agent, for example, a pore-forming agent such as suspension-polymerized non-crosslinking styrene polymer or styrene-acrylic copolymer can be used. The first starting material, binder, and pore-forming agent are put into, for example, a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, a sand mill, or an agitator mill, and mixed and pulverized by a wet process to obtain a slurry. Here, the addition amount of the pore-forming agent is, for example, 7 parts by mass or more and 11 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the first starting material and the binder. Further, a thickening stabilizer, a dispersant, a pH adjuster and the like may be added.
次に、噴霧乾燥装置を用いてスラリーを噴霧乾燥して顆粒にする。そして、顆粒を成形型に充填して、一軸加圧法を用いて加圧することにより、所定形状の成形体を得る。 The slurry is then spray dried using a spray dryer to granulate. Then, the granules are filled in a molding die and pressed using a uniaxial pressing method to obtain a molded product having a predetermined shape.
次に、成形体を、窒素雰囲気中または真空雰囲気中などで、例えば保持時間を15時間以上48時間以下で脱脂して脱脂体を得る。なお、このときの脱脂温度は、添加したバインダの種類によって異なるが、900℃以下がよく、特に、400℃以上800℃以下とすることが好適である。 Next, the molded body is degreased in a nitrogen atmosphere or a vacuum atmosphere for a holding time of 15 hours or more and 48 hours or less to obtain a degreased body. The degreasing temperature at this time varies depending on the type of binder added, but is preferably 900° C. or lower, and particularly preferably 400° C. or higher and 800° C. or lower.
次に、この脱脂体を50kPa〜1.1MPaの窒素分圧で、1000℃以上1400℃以下の温度で窒化することにより、窒化体を得る。 Next, a nitride is obtained by nitriding this degreased body at a partial pressure of nitrogen of 50 kPa to 1.1 MPa at a temperature of 1000° C. or higher and 1400° C. or lower.
そして、この窒化体を50kPa〜300kPaの窒素分圧で、温度を1640℃以上1800℃未満として1〜10時間保持することによって焼成した後、常温まで放冷することによって、本実施形態の溶接用エンドタブを得ることができる。 Then, the nitride is baked at a nitrogen partial pressure of 50 kPa to 300 kPa at a temperature of 1640° C. or higher and lower than 1800° C. for 1 to 10 hours, and then left to cool to room temperature to weld for welding of the present embodiment. You can get the end tabs.
また、粒界相にY2SiAlO5Nを含み、X/Yが0.1以上0.5以下である多孔質セラミックスからなる溶接用エンドタブを得るには、窒化珪素からなる密閉型の焼成容器内に上述した方法で得られた溶接用エンドタブを載置し、窒素雰囲気中、1750℃〜1900℃の温度で熱処理し、最高温度から800℃までの降温速度を10℃/分〜11.2℃/分として冷却した後に常温まで放冷することによって得ることができる。 Further, in order to obtain a welding end tab made of porous ceramics containing Y 2 SiAlO 5 N in the grain boundary phase and having X/Y of 0.1 or more and 0.5 or less, a closed firing container made of silicon nitride is used. The welding end tab obtained by the method described above is placed therein, heat-treated at a temperature of 1750° C. to 1900° C. in a nitrogen atmosphere, and the temperature decreasing rate from the maximum temperature to 800° C. is 10° C./min to 11.2. It can be obtained by cooling to 0° C./min and then allowing to cool to room temperature.
[多孔質セラミックスの実施形態2]
また、溶接用エンドタブ10の対向面を含む部分を構成する多孔質セラミックスは、窒化珪素を主成分とし、カルシウム,アルミニウムおよび希土類元素の酸化物を含み、カルシウム,アルミニウムおよび希土類元素の酸化物の合計100質量%のうち、カルシウムを酸化物に換算した含有量が0.3質量%以上1.5質量%以下、アルミニウムを酸化物に換算した含有量が14.2質量%以上48.8質量%以下であり、残部が希土類元素の酸化物であるとともに、窒化珪素は、組成式がSi6−ZAlZOZN8−Z(z=0.1〜1)で表され平均結晶粒径が20μm以下(但し、0μmを除く。)であるβ−サイアロンであってもよい。
[
The porous ceramics that constitutes the portion including the facing surface of the
上述した構成を満たしている場合には、異常に粒成長した結晶粒子が少ないので、結晶粒径のばらつきが小さくなり、かつ多孔質セラミックスのかさ密度が高く、剛性が高いため、溶接用エンドタブ10の変形を抑制することができる。また、被溶接部材の温度が高くても、異常に成長した結晶粒子が少ないため、機械的強度がほとんど低下せず、また、β−Si3N4の結晶対称性がほとんど損なわれていないため熱伝導率が低下しにくく、耐熱衝撃性を維持することができる。 When the above-mentioned configuration is satisfied, the number of crystal grains that have grown abnormally is small, the variation in crystal grain size is small, and the bulk density of the porous ceramics is high and the rigidity is high. Can be suppressed. Further, even if the temperature of the member to be welded is high, since the number of abnormally grown crystal grains is small, the mechanical strength is hardly reduced, and the crystal symmetry of β-Si 3 N 4 is hardly impaired. The thermal conductivity does not easily decrease, and the thermal shock resistance can be maintained.
ここで、固溶量zは、次のようにして算出することができる。まず、粒度番号が200のメッシュを通過するまで試料を粉砕し、得られた粉末に粉末X線回折法における回折角の角度補正用サンプルである高純度α−窒化珪素粉末(宇部興産製E−10グレード、アルミニウム含有量は20質量ppm以下)を60質量%添加して乳鉢にて均一になるように混合し、粉末X線回折法により解析範囲2θを33〜37°とし、走査ステップ幅を0.002°として、Cu−Kα線(λ=1.54056Å)にてプロファイル強度を測定する。なお、角度の補正は、角度補正用サンプルより得られるピークの最大値を用いて補正する。そして、2θ=34.565°付近に現れるα(102)の0.002°毎に得られるピーク強度の上位10点の平均2θと34.565°との差(Δ2θ1)、および2θ=35.333°付近に現れるα(210)の0.002°毎に得られるピーク強度の上位10点の平均2θと35.333°との差(Δ2θ2)をそれぞれ求め、その差の平均(Δ2θ1+Δ2θ2)/2を補正Δ2θとする。 Here, the solid solution amount z can be calculated as follows. First, the sample was pulverized until it passed through a mesh with a particle size number of 200, and the obtained powder was a high-purity α-silicon nitride powder (Ube Industries, Ltd. E- 10 grades, aluminum content is 20 mass ppm or less) and 60 mass% are added and mixed so as to be uniform in a mortar, and an analysis range 2θ is set to 33 to 37° by a powder X-ray diffraction method, and a scanning step width is The profile intensity is measured with Cu-Kα ray (λ=1.54056Å) at 0.002°. The angle is corrected using the maximum value of the peak obtained from the angle correction sample. Then, a difference (Δ2θ 1 ) between the average 2θ and 34.565° of the top 10 points of the peak intensity obtained every 0.002° of α(102) appearing near 2θ=34.565°, and 2θ=35. The difference (Δ2θ 2 ) between the average 2θ of the top 10 points of the peak intensity obtained every 0.002° of α(210) appearing near .333° and 35.333° (Δ2θ 2 ) is obtained, and the average of the differences (Δ2θ 2 Let 1 + Δ2θ 2 )/2 be the correction Δ2θ.
次に、2θ=36.055°付近に現れるβ(210)の0.002°毎に得られるピーク強度の上位10点の平均2θを補正Δ2θによって補正した角度を試料のβ(210)のピーク位置(2θβ)とする。そして、ピーク位置(2θβ),λ=1.54056Å,(hkl)=(210),c=c軸方向の格子定数を以下の数式に代入して格子定数a(Å)を算出する。sin2θβ=λ2(h2+hk+k2)/(3a2)+λ2l2/(4c2) この数式で、算出した格子定数a(Å)と、K.H.Jack,J.Mater.Sci.,11(1976)1135−1158,Fig.13に記載された格子定数a(Å)−固溶量zのグラフとから、固溶量zを求めることができる。特に、固溶量zは0.35以上0.70以下であることがより好適である。 Next, the average 2θ of the top 10 points of the peak intensity obtained every 0.002° of β(210) appearing near 2θ=36.055° is corrected by Δ2θ and the angle of β(210) of the sample is corrected. The position is (2θ β ). Then, the peak position (2θ β), λ = 1.54056Å , calculates the (hkl) = (210), are substituted into the following equation to the lattice constant of the c = c-axis lattice constant a (Å). sin 2 θ β =λ 2 (h 2 +hk+k 2 )/(3a 2 )+λ 2 l 2 /(4c 2 ), and the lattice constant a(Å) calculated by this formula and K. H. Jack, J.; Mater. Sci. , 11 (1976) 1135-1158, Fig. The solid solution amount z can be obtained from the graph of the lattice constant a(Å)-solid solution amount z described in 13. In particular, the solid solution amount z is more preferably 0.35 or more and 0.70 or less.
また、β−サイアロンの平均結晶粒径は、JIS R 1670−2006に準拠し、走査型電子顕微鏡を用い、倍率を例えば2000倍〜4000倍として、多孔質セラミックスを破断して研磨した面を撮影した画像から求めることができる。 Further, the average crystal grain size of β-sialon is based on JIS R 1670-2006, and a scanning electron microscope is used to set the magnification to, for example, 2000 times to 4000 times, and the surface of the porous ceramics that is broken and polished is photographed. It can be obtained from the image.
[多孔質セラミックスの実施形態2の製造方法]
多孔質セラミックスの第2の実施形態を得るには、第1の出発原料に代えて、第2の出発原料を用いればよい。第2の出発原料として、組成式がSi6−ZAlZOZN8−Zで表される、固溶量zが0.5以下である窒化珪素の粉末(α化率50%以上、平均粒径D50=0.5〜4μm)と、焼結助剤として酸化カルシウム,酸化アルミニウムおよび希土類元素の酸化物の各粉末を準備する。なお、組成式がSi6−ZAlZOZN8−Z(z=0.1〜1)で表されるβ−サイアロンである窒化珪素を得るには、固溶量zが0
.05以上0.5以下である窒化珪素の粉末を用いればよい。
[Manufacturing Method of
In order to obtain the second embodiment of the porous ceramics, the second starting material may be used instead of the first starting material. As the second starting material, a powder of silicon nitride having a composition amount represented by Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and a solid solution amount z of 0.5 or less (α conversion rate of 50% or more, Powders of average particle diameter D 50 =0.5 to 4 μm) and calcium oxide, aluminum oxide and oxides of rare earth elements are prepared as sintering aids. In addition, in order to obtain silicon nitride which is a β-sialon represented by the composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z (z=0.1-1), the solid solution amount z is 0.
. It is sufficient to use silicon nitride powder having a content of 05 or more and 0.5 or less.
ここで、焼結助剤である酸化カルシウム,酸化アルミニウムおよび希土類元素の酸化物の各粉末の合計は、窒化珪素質粉末とこれら焼結助剤の粉末の合計との総和を100質量%としたときに、3質量%以上19.2質量%以下になるようにすればよく、また各焼結助剤の含有量は、酸化カルシウム,酸化アルミニウムおよび希土類元素の酸化物の合計100質量%に対して、酸化カルシウムおよび酸化アルミニウムの含有量を0.3質量%以上1.5質量%以下,14.2質量%以上48.8質量%以下として、残部を希土類元素の酸化物とすればよい。 Here, the total of each powder of calcium oxide, aluminum oxide, and oxide of a rare earth element, which are sintering aids, was 100% by mass with respect to the total of the silicon nitride powder and the total of these sintering aid powders. At times, the content may be 3% by mass or more and 19.2% by mass or less, and the content of each sintering aid may be 100% by mass with respect to the total of 100% by mass of calcium oxide, aluminum oxide and oxides of rare earth elements. Then, the content of calcium oxide and aluminum oxide may be 0.3 mass% or more and 1.5 mass% or less, 14.2 mass% or more and 48.8 mass% or less, and the balance may be an oxide of a rare earth element.
これら第2の出発原料等を、ポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)等の各種バインダと、懸濁重合された非架橋性のスチレン重合体やスチレン−アクリル共重合体等の造孔剤とともに、例えば、バレルミル,回転ミル,振動ミル,ビーズミル,サンドミルまたはアジテーターミル等入れて湿式にて混合・粉砕して、スラリーとし、第1の実施形態の製造方法と同様の工程を経て製造することができる。ここで、造孔剤の添加量は、例えば、第2の出発原料およびバインダの合計100質量部に対して7質量部以上11質量部以下である。 Various binders such as polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG) are used as the second starting material, and a pore-forming agent such as suspension-polymerized non-crosslinkable styrene polymer or styrene-acrylic copolymer. At the same time, for example, a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, a sand mill, an agitator mill, or the like is put therein, and the mixture is wet mixed and pulverized to obtain a slurry, which is manufactured through the same steps as the manufacturing method of the first embodiment. You can Here, the addition amount of the pore-forming agent is, for example, 7 parts by mass or more and 11 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total of the second starting material and the binder.
[多孔質セラミックスの実施形態3]
また、溶接用エンドタブ10の対向面を含む部分を構成する多孔質セラミックスは、窒化珪素を主成分とし、粒界相8にゲーレナイトを含み、X線回折チャートにおける2θ=31°〜32°におけるゲーレナイトのピーク強度の半値幅が0.5°以下である窒化珪素質セラミックスであってもよい。粒界相8にゲーレナイトを含んでいるときには、粒界相8において酸やアルカリ成分により腐食しやすい非晶質相が相対的に少なくなるため、機械的強度をさらに高く維持することができる。また、粒界相8において非晶質相が相対的により少なくなることから、高温に曝されてもさらに変形しにくくなる。
Embodiment 3 of Porous Ceramics
Further, the porous ceramics that constitutes the portion including the facing surface of the
そして、X線回折チャートにおける2θ=31°〜32°におけるゲーレナイトのピーク強度の半値幅が0.5°以下であるときには、ゲーレナイトの結晶の歪みが小さくなり、多孔質セラミックスの熱伝導性および剛性ともに高くすることができる。なお、ゲーレナイトの組成式は、例えば、Ca2Al2SiO7として示されるが、定比組成に限定されるものではない。また、多孔質セラミックスは、ゲーレナイトにマグネシウムおよびナトリウムが固溶していることが好適である。ゲーレナイトにマグネシウムおよびナトリウムが固溶しているときには、粒界相8における結晶(ゲーレナイト)の存在割合が高くなり、非晶質相の存在割合が低くなることから、粒界相8の変形が抑制され、多孔質セラミックスの剛性を高めることができる。
When the half-value width of the peak intensity of gehrenite at 2θ=31° to 32° in the X-ray diffraction chart is 0.5° or less, distortion of crystals of gehrenite becomes small, and thermal conductivity and rigidity of the porous ceramics are reduced. Both can be raised. The compositional formula of gehrenite is shown as Ca 2 Al 2 SiO 7 , for example, but is not limited to the stoichiometric composition. Further, in the porous ceramic, it is preferable that magnesium and sodium are in solid solution in gehlenite. When magnesium and sodium are solid-dissolved in gehlenite, the proportion of crystals (gerhenite) in the
なお、マグネシウムおよびナトリウムが固溶しているゲーレナイトの組成式は、例えば、((Ca1−(a+b),Naa,Mgb)2(Al1−(c+d),Sic,Mgd)2(Si1−(e+f),Ale,Mgf)O7)(但し、0<a+b<1,0<c+d<1,0<e+f<1)として示すことができる。また、多孔質セラミックスの粒界相8におけるゲーレナイトの存在については、XRDを用いて確認することができる。また、ゲーレナイトにおけるマグネシウムおよびナトリウムの固溶については、エネルギー分散型X線分光器(EDS)または波長分散型X線分光器(WDS)を備えた透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて確認することができる。
The composition formula of gehlenite magnesium and sodium are dissolved in, for example, ((Ca 1- (a + b), Na a, Mg b) 2 (Al 1- (c + d), Si c, Mg d) 2 (Si 1- (e + f) , Al e, Mg f) O 7) ( where it can be expressed as 0 <a + b <1,0 < c + d <1,0 <e + f <1). Further, the presence of gehlenite in the
[多孔質セラミックスの実施形態3の製造方法]
多孔質セラミックスの第3の実施形態を得るには、第1の出発原料や第2の出発原料に代えて、第3の出発原料を用いればよい。まず、金属シリコンの粉末と、β化率が20%以下である窒化珪素の粉末とを準備して、(金属シリコンの粉末)/(窒化珪素の粉末)
の質量比が1以上10以下となるように混合して第1粉末を得る。ここで、金属シリコンの粉末の粒径によっては、窒化不足および焼結不足の原因となるおそれがあるので、金属シリコンの粉末は、粒度分布曲線の累積体積の総和を100%としたときの累積体積が90%となる粒径(D90)を10μm以下、好ましくは6μm以下のものを用いる。
[Manufacturing Method of Embodiment 3 of Porous Ceramics]
In order to obtain the third embodiment of the porous ceramics, the third starting material may be used instead of the first starting material and the second starting material. First, a metal silicon powder and a silicon nitride powder having a β-conversion rate of 20% or less are prepared, and (metal silicon powder)/(silicon nitride powder)
The first powder is obtained by mixing so that the mass ratio is 1 or more and 10 or less. Here, depending on the particle size of the metal silicon powder, it may cause insufficient nitriding and insufficient sintering. Therefore, the metal silicon powder is accumulated when the total volume of the particle size distribution curve is 100%. The particle diameter (D 90 ) of which volume is 90% is 10 μm or less, preferably 6 μm or less.
また、焼結助剤として、アルミン酸マグネシウムの粉末および第1の金属化合物の粉末を秤量した第2粉末を得る。 Further, as a sintering aid, a second powder obtained by weighing the powder of magnesium aluminate and the powder of the first metal compound is obtained.
ここで、第1粉末および第2粉末の合計を100質量%としたとき、第2粉末が10質量%以上23質量%以下となるように秤量した粉末を第3の出発原料とする。なお、第1の金属化合物とは、酸化アルミニウム,二酸化珪素および炭酸カルシウム等である。また、アルミン酸マグネシウムの粉末の代わりに、水酸化マグネシウム,酸化マグネシウムおよび炭酸マグネシウム等の粉末を用いても構わない。これら混合粉末および焼結助剤等の粉末を、ポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)等の各種バインダと、懸濁重合された非架橋性のスチレン重合体やスチレン−アクリル共重合体等の造孔剤とともに、例えば、バレルミル,回転ミル,振動ミル,ビーズミル,サンドミルまたはアジテーターミル等入れて湿式にて混合・粉砕して、スラリーとし、第1の実施形態の製造方法と同様の工程を経て製造することができる。ここで、造孔剤の添加量は、例えば、第3の出発原料およびバインダの合計100質量部に対して7質量部以上11質量部以下である。 Here, when the total of the first powder and the second powder is 100% by mass, the powder weighed so that the second powder is 10% by mass or more and 23% by mass or less is the third starting material. The first metal compound is aluminum oxide, silicon dioxide, calcium carbonate, or the like. Further, instead of the powder of magnesium aluminate, powder of magnesium hydroxide, magnesium oxide, magnesium carbonate or the like may be used. These mixed powders and powders such as sintering aids are suspension-polymerized with various binders such as polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG), and non-crosslinkable styrene polymers and styrene-acrylic copolymers. With the pore-forming agent of, for example, a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, a sand mill, an agitator mill, etc., are mixed and pulverized by a wet process to obtain a slurry, and the same steps as in the manufacturing method of the first embodiment are performed. Can be manufactured. Here, the addition amount of the pore forming agent is, for example, 7 parts by mass or more and 11 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the third starting material and the binder.
[多孔質セラミックスの実施形態4]
また、溶接用エンドタブ10の対向面を含む部分を構成する多孔質セラミックスは、窒化珪素を主成分とし、希土類元素、マグネシウムおよびアルミニウムの酸化物を含み、アルミニウムの含有量は、酸化物に換算して0.6質量%以下(但し、0質量%を含まず。)である窒化珪素質セラミックスであってもよい。
[Fourth Embodiment of Porous Ceramics]
Further, the porous ceramics that constitutes the portion including the facing surface of the
多孔質セラミックスが、希土類元素、マグネシウムおよびアルミニウムの酸化物を含んでいるときには、この酸化物が焼結助剤として働いて多孔質セラミックスの機械的特性を高めることができる。また、酸化アルミニウムの含有量が0.6質量%以下(但し、0質量%を含まず。)であることによって、多孔質セラミックスの酸に対する耐食性を高めることができるため、溶接中、酸性スラグが多く発生する場合には、長期間にわたって好適に使用することができる。 When the porous ceramic contains oxides of rare earth elements, magnesium and aluminum, the oxide acts as a sintering aid to enhance the mechanical properties of the porous ceramic. In addition, since the content of aluminum oxide is 0.6% by mass or less (excluding 0% by mass), the corrosion resistance of the porous ceramics to acid can be increased, so that the acid slag is generated during welding. When many occur, it can be preferably used for a long period of time.
さらに、多孔質セラミックスが、希土類元素、マグネシウムおよびアルミニウムの酸化物を含むものであるとき、マグネシウムおよびアルミニウムの酸化物はアルミン酸マグネシウムであってもよい。このような構成であるときには、多孔質セラミックスの機械的特性を高めることができるとともに、多孔質セラミックスのアルカリに対する耐食性を高めることができるため、溶接中、塩基性スラグが多く発生する場合には、長期間にわたって好適に使用することができる。 Furthermore, when the porous ceramic contains rare earth elements, oxides of magnesium and aluminum, the oxide of magnesium and aluminum may be magnesium aluminate. With such a configuration, the mechanical properties of the porous ceramics can be enhanced, and the corrosion resistance of the porous ceramics to alkali can be enhanced. Therefore, during welding, if a large amount of basic slag is generated, It can be preferably used for a long period of time.
希土類元素、マグネシウムおよびアルミニウムの酸化物の含有量については、XRFまたはICPによって得られた各元素の含有量から酸化物に換算すればよい。 The contents of the rare earth elements, the oxides of magnesium and aluminum may be converted into oxides based on the contents of the respective elements obtained by XRF or ICP.
粒界相8は、RESiO2N,RE2Si3O3N4,RE4Si2O7N2およびRE5Si3O12N(RE:希土類元素)の少なくとも1種を含んでいてもよい。
The
これらの珪酸窒化物を粒界相8内に含んでいるときには、変形しやすい金属元素の酸化物で構成される非晶質相の存在割合が粒界相8内において相対的に少なくなり、粒界相8の変形を抑制することができるため、溶湯用エンドタブの剛性を高めることができる。
When these silicate oxynitrides are contained in the
また、粒界相8が非晶質相および酸化物のみを含む場合よりも耐熱性が向上するので、高温における変形を抑制することができる。
Further, since the heat resistance is improved as compared with the case where the
アルミン酸マグネシウムおおび珪酸窒化物については、X線回折装置(XRD)やX線マイクロアナライザー(EPMA)にて測定することによってその形態を確認することができる。 The form of magnesium aluminate and siliconitride can be confirmed by measuring with an X-ray diffractometer (XRD) or an X-ray microanalyzer (EPMA).
[多孔質セラミックスの実施形態4の製造方法]
多孔質セラミックスの第4の実施形態を得るには、まず、焼結助剤として、第2の金属化合物の粉末を秤量した第3粉末を得る。ここで、第3粉末および第3の実施形態の製造方法で用いた第1粉末の合計を100質量%としたとき、第3粉末が8.6質量%以上18.6質量%以下となるように秤量した粉末を第4の出発原料とする。なお、第2の金属化合物とは、希土類酸化物、水酸化マグネシウム,酸化マグネシウムまたは炭酸マグネシウム等のマグネシウム化合物、酸化アルミニウム等である。より具体的には、第1粉末および第3粉末の合計を100質量%としたとき、希土類酸化物の粉末を7質量%以上14質量%以下、水酸化マグネシウム,酸化マグネシウムまたは炭酸マグネシウムの粉末を1質量%以上4質量%以下、酸化アルミニウムの粉末を0.6質量%以下(但し、0質量%を含まず。)とすればよい。
[Manufacturing Method of
In order to obtain the fourth embodiment of the porous ceramics, first, a third powder obtained by weighing the powder of the second metal compound as a sintering aid is obtained. Here, when the total amount of the third powder and the first powder used in the manufacturing method of the third embodiment is 100% by mass, the content of the third powder is 8.6% by mass or more and 18.6% by mass or less. The powder weighed in the above is used as the fourth starting material. The second metal compound is a rare earth oxide, a magnesium compound such as magnesium hydroxide, magnesium oxide or magnesium carbonate, aluminum oxide or the like. More specifically, when the total amount of the first powder and the third powder is 100% by mass, the powder of rare earth oxide is 7% by mass or more and 14% by mass or less, and the powder of magnesium hydroxide, magnesium oxide or magnesium carbonate is 1 mass% or more and 4 mass% or less, and the powder of aluminum oxide may be 0.6 mass% or less (however, 0 mass% is not included).
第4の出発原料を、ポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)等の各種バインダと、懸濁重合された非架橋性のスチレン重合体やスチレン−アクリル共重合体等の造孔剤とともに、例えば、バレルミル,回転ミル,振動ミル,ビーズミル,サンドミルまたはアジテーターミル等入れて湿式にて混合・粉砕して、スラリーとし、第1の実施形態の製造方法と同様の工程を経て製造することができる。ここで、造孔剤の添加量は、例えば、第4の出発原料およびバインダの合計100質量部に対して7質量部以上11質量部以下である。 The fourth starting material together with various binders such as polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG), and a pore-forming agent such as suspension-polymerized non-crosslinkable styrene polymer or styrene-acrylic copolymer, For example, a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, a sand mill, an agitator mill, or the like may be charged and wet-mixed and pulverized to form a slurry, which can be manufactured through the same steps as the manufacturing method of the first embodiment. .. Here, the addition amount of the pore-forming agent is, for example, 7 parts by mass or more and 11 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total of the fourth starting material and the binder.
以下、窒化珪素と異なる主成分を有する多孔質セラミックスの製造方法について説明しておく。 Hereinafter, a method for manufacturing the porous ceramics having a main component different from silicon nitride will be described.
[主成分が炭窒化珪素である多孔質セラミックスの製造方法]
まず、炭化珪素の粉末および窒化珪素の粉末と、焼結助剤として、酸化イットリウムの粉末および酸化マグネシウムの粉末とを準備する。そして、炭化珪素の粉末,窒化珪素の粉末および焼結助剤の各粉末を混合して第5の出発原料を得る。なお、炭化珪素の粉末と窒化珪素の粉末との質量比率は、10:90〜20:80とする。
[Method for producing porous ceramics whose main component is silicon carbonitride]
First, a powder of silicon carbide and a powder of silicon nitride, and a powder of yttrium oxide and a powder of magnesium oxide are prepared as a sintering aid. Then, the powder of silicon carbide, the powder of silicon nitride, and the powder of the sintering aid are mixed to obtain a fifth starting material. The mass ratio of the silicon carbide powder to the silicon nitride powder is 10:90 to 20:80.
また、酸化イットリウムおよび酸化マグネシウムの各粉末は、第5の出発原料の合計100質量%のうち、酸化イットリウムの粉末を3質量%以上8質量%以下,酸化マグネシウムの粉末を5質量%以上15質量%以下となるように秤量する。 Moreover, each powder of yttrium oxide and magnesium oxide is 3 mass% or more and 8 mass% or less of yttrium oxide powder, and 5 mass% or more and 15 mass% of magnesium oxide powder among 100 mass% of the total of the fifth starting material. Weigh it so that it does not exceed %.
そして、第5の出発原料を、ポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)等の各種バインダと、懸濁重合された非架橋性のスチレン重合体やスチレン−アクリル共重合体等の造孔剤とともに、例えば、バレルミル,回転ミル,振動ミル,ビーズミル,サンドミルまたはアジテーターミル等入れて湿式にて混合・粉砕して、スラリーとする。ここで、造孔剤の添加量は、例えば、第5の出発原料およびバインダの合計100質量部に対して7質量部以上11質量部以下である。さらに、増粘安定剤,分散剤,pH調整剤等を添加してもよい。造粒、成形および脱脂については、多孔質セラミックスの第1の実施形態の製造方法と同じ方法を用いればよい。 Then, the fifth starting material is mixed with various binders such as polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG), and a pore-forming agent such as suspension-polymerized non-crosslinkable styrene polymer or styrene-acrylic copolymer. At the same time, for example, a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, a sand mill, an agitator mill, or the like is charged and wet mixed and pulverized to obtain a slurry. Here, the addition amount of the pore forming agent is, for example, 7 parts by mass or more and 11 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the fifth starting material and the binder. Further, a thickening stabilizer, a dispersant, a pH adjuster and the like may be added. For granulation, molding and degreasing, the same method as the method of manufacturing the porous ceramic according to the first embodiment may be used.
そして、脱脂体を、不活性ガス雰囲気中で、温度を1640℃以上1800℃未満として1〜10時間保持することによって焼成した後、常温まで放冷することによって、本実施形態の溶接用エンドタブを得ることができる。 Then, the degreased body is fired by keeping the temperature at 1640° C. or higher and lower than 1800° C. for 1 to 10 hours in an inert gas atmosphere, and then allowed to cool to room temperature, whereby the welding end tab of the present embodiment is obtained. Obtainable.
[主成分が炭化珪素である多孔質セラミックスの製造方法]
まず、炭化珪素の粉末と、焼結助剤として炭化硼素の粉末と、カーボン源として、リグニンスルホン酸塩およびリグニンカルボン酸塩あるいはフェノールとを準備する。そして、炭化珪素の粉末,炭化硼素の粉末およびカーボン源を混合して第6の出発原料を得る。そして、第6の出発原料を、ポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)等の各種バインダと、懸濁重合された非架橋性のスチレン重合体やスチレン−アクリル共重合体等の造孔剤とともに、例えば、バレルミル,回転ミル,振動ミル,ビーズミル,サンドミルまたはアジテーターミル等入れて湿式にて混合・粉砕して、スラリーとする。ここで、造孔剤の添加量は、例えば、第6の出発原料およびバインダの合計100質量部に対して7質量部以上11質量部以下である。さらに、増粘安定剤,分散剤,pH調整剤等を添加してもよい。造粒、成形および脱脂については、多孔質セラミックスの第1の実施形態の製造方法で示した方法と同じ方法を用いればよい。
[Method for producing porous ceramics whose main component is silicon carbide]
First, a powder of silicon carbide, a powder of boron carbide as a sintering aid, and a carbon source of lignin sulfonate and lignin carboxylate or phenol are prepared. Then, the powder of silicon carbide, the powder of boron carbide and the carbon source are mixed to obtain a sixth starting material. Then, the sixth starting material is mixed with various binders such as polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG), and a pore-forming agent such as suspension-polymerized non-crosslinkable styrene polymer or styrene-acrylic copolymer. At the same time, for example, a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, a sand mill, an agitator mill, or the like is charged and wet mixed and pulverized to obtain a slurry. Here, the addition amount of the pore-forming agent is, for example, 7 parts by mass or more and 11 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the sixth starting material and the binder. Further, a thickening stabilizer, a dispersant, a pH adjuster and the like may be added. For granulation, molding and degreasing, the same method as the method shown in the manufacturing method of the first embodiment of the porous ceramics may be used.
そして、脱脂体を、不活性ガス雰囲気中で、温度を1800℃以上2200℃以下として1〜10時間保持することによって焼成した後、常温まで放冷することによって、本実施形態の溶接用エンドタブを得ることができる。 Then, the degreased body is fired by holding the temperature at 1800° C. or higher and 2200° C. or lower for 1 to 10 hours in an inert gas atmosphere, and then allowed to cool to room temperature, whereby the welding end tab of the present embodiment is obtained. Obtainable.
[主成分がチタン酸アルミニウムである多孔質セラミックスの製造方法]
まず、酸化アルミニウムの粉末を27〜33質量%,酸化第二鉄の粉末を13〜17質量%,酸化マグネシウムの粉末を7〜13質量%および残部を酸化チタンの粉末とし、これら粉末を調合した調合原料を混合して第7の出発原料を得る。そして、第7の出発原料を水,アセトンまたは2−プロパノールとともに混合したスラリーを噴霧乾燥法等で乾燥し、例えば、平均粒径が50μm以上300μm以下の顆粒を得る。ここで、用いる前記各粉末は、いずれも純度が高い粉末を用いることが好ましく、その純度は99.0質量%以上、特に99.5質量以上であることがさらに好適である。なお、チタン酸マグネシウム(MgTi2O5)およびチタン酸鉄(Fe2TiO5)がチタン酸アルミニウム(Al2TiO5)に固溶することができるのであれば、これら金属酸化物の粉末以外に炭酸塩,水酸化物および硝酸塩などの粉末を用いてもよく、またこれらの化合物の粉末を用いてもよい。
[Method for producing porous ceramics whose main component is aluminum titanate]
First, the powder of aluminum oxide was 27 to 33 mass %, the powder of ferric oxide was 13 to 17 mass %, the powder of magnesium oxide was 7 to 13 mass %, and the balance was titanium oxide powder, and these powders were prepared. The compounding ingredients are mixed to obtain a seventh starting material. Then, the slurry obtained by mixing the seventh starting material with water, acetone or 2-propanol is dried by a spray drying method or the like to obtain, for example, granules having an average particle size of 50 μm or more and 300 μm or less. It is preferable that each of the above-mentioned powders to be used has a high purity, and the purity thereof is 99.0% by mass or more, and particularly preferably 99.5% by mass or more. If magnesium titanate (MgTi 2 O 5 ) and iron titanate (Fe 2 TiO 5 ) can be dissolved in aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) as a solid solution, in addition to these metal oxide powders, Powders such as carbonates, hydroxides and nitrates may be used, or powders of these compounds may be used.
次に、得られた顆粒を大気雰囲気中、温度を1400℃以上1500℃以下として、1時間以上5時間以下で仮焼することにより、元素Ti,Al,MgおよびFeが互いに固溶した擬ブルッカイト型の結晶からなる仮焼粉末を得ることができる。 Next, the obtained granules are calcinated in the atmosphere at a temperature of 1400° C. or higher and 1500° C. or lower for 1 hour or more and 5 hours or less, so that the pseudo-brookite in which the elements Ti, Al, Mg and Fe form a solid solution with each other. A calcined powder consisting of mold crystals can be obtained.
この仮焼粉末をASTM E 11−61に記載されている粒度番号が230のメッシュの篩いに通すことによって、例えば、粒径が25μm以上61μm以下に分級された仮焼粉末を得る。そして、この仮焼粉末の一部に、例えば、平均粒径が1μm以上3μm以下であって、添加量が仮焼粉末100質量部に対して、0.4質量部以上1.2質量部以下である酸化珪素の粉末と、添加量が仮焼粉末100質量部に対して、1質量部以上13質量部以下であるグラファイト,澱粉またはポリエチレン樹脂等の造孔剤と、ポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)等の各種バインダととともに、例えば、バレルミル,回転ミル,振動ミル,ビーズミル,サンドミルまたはアジテーターミル等入れて湿式にて混合・粉砕して、スラリーとする。さらに、増粘安定剤,分散剤,pH調整剤等を添加してもよい。造粒、成形および脱脂については、多孔質セラミックスの第1の実施形態の製造方法で示した方法と同じ方法を用いればよい。 This calcined powder is passed through a mesh sieve having a particle size number of 230 described in ASTM E 11-61 to obtain, for example, a calcined powder having a particle size of 25 μm or more and 61 μm or less. Then, for example, the average particle size is 1 μm or more and 3 μm or less, and the addition amount is 0.4 parts by mass or more and 1.2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the calcining powder. A powder of silicon oxide, a pore-forming agent such as graphite, starch or polyethylene resin whose addition amount is 1 part by mass or more and 13 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the calcined powder, polyvinyl alcohol (PVA), Along with various binders such as polyethylene glycol (PEG), for example, a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, a sand mill or an agitator mill is put and mixed and pulverized by a wet method to obtain a slurry. Further, a thickening stabilizer, a dispersant, a pH adjuster and the like may be added. For granulation, molding and degreasing, the same method as the method shown in the manufacturing method of the first embodiment of the porous ceramics may be used.
そして、脱脂体を、大気雰囲気中で、温度を1300℃以上1500℃以下として1〜10時間保持することによって焼成した後、常温まで放冷することによって、本実施形態の溶接用エンドタブを得ることができる。 Then, the degreased body is fired by holding the temperature at 1300° C. or more and 1500° C. or less for 1 to 10 hours in the air atmosphere, and then allowed to cool to room temperature to obtain the welding end tab of the present embodiment. You can
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. is there.
1:第1金属部材
2:第2金属部材
3:第3金属部材
4:第4金属部材
5:クランプ用針金
6:裏当金
7:窒化珪素の結晶
8:粒界相
9:第1開気孔
10:溶接用エンドタブ
1: First Metal Member 2: Second Metal Member 3: Third Metal Member 4: Fourth Metal Member 5: Clamping Wire 6: Backing Metal 7: Silicon Nitride Crystal 8: Grain Boundary Phase 9: First Opening Pore 10: End tab for welding
Claims (9)
前記対向面を含む部分が、窒化珪素を主成分とする多孔質セラミックスからなり、
前記対向面は複数の第1開気孔を備え、前記対向面は、炭素の含有量が40原子%以上であることを特徴とする溶接用エンドタブ。 A welding end tab having a facing surface arranged to face a member to be welded,
Portion including the facing surface, a porous ceramic mainly containing silicofluoride-containing nitride,
The facing surface includes a plurality of first open pores, wherein the facing surface, end tabs for welding the carbon content, characterized in der Rukoto 40 atomic% or more.
前記第2開気孔は、前記第1開気孔と連通していることを特徴とする請求項1記載の溶接用エンドタブ。 A second open pore is provided on a surface portion different from the facing surface,
The welding end tab according to claim 1, wherein the second open hole communicates with the first open hole.
チャートにおける2θ=31°〜32°の前記ゲーレナイトのピーク強度の半値幅が0.5°以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の溶接用エンドタブ。 The main component of the porous ceramics is silicon nitride, which contains gehlenite, and the half value width of the peak intensity of the gehrenite at 2θ=31° to 32° in the X-ray diffraction chart is 0.5° or less. The welding end tab according to any one of claims 1 to 6 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016128986A JP6749052B2 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Welding end tab |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016128986A JP6749052B2 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Welding end tab |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018001194A JP2018001194A (en) | 2018-01-11 |
| JP6749052B2 true JP6749052B2 (en) | 2020-09-02 |
Family
ID=60947049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016128986A Active JP6749052B2 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Welding end tab |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6749052B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102729591B1 (en) * | 2022-02-04 | 2024-11-14 | 주식회사 이엠텍 | Preparing method of porous ceramic made of magnesium silicate |
| CN116444297B (en) * | 2023-06-12 | 2023-08-25 | 烟台奥森制动材料有限公司 | Refining Process of Silicon-Carbon Composite Brake Disc |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09308993A (en) * | 1996-01-23 | 1997-12-02 | Oda Kensetsu Kk | Ceramic end tab for electric welding and its production |
| JP3557455B2 (en) * | 2000-11-30 | 2004-08-25 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Nitrogen carbon silicon-based hard material, method for producing the same, and use thereof |
| JP4144708B2 (en) * | 2004-03-26 | 2008-09-03 | 駒井鉄工株式会社 | Ceramic end tab |
| EP2251628B1 (en) * | 2008-03-05 | 2016-01-27 | NGK Insulators, Ltd. | Kiln tool plate for firing ceramic |
| JP5430389B2 (en) * | 2009-12-24 | 2014-02-26 | 京セラ株式会社 | Non-contact type seal ring and shaft seal device using the same |
| JP5787722B2 (en) * | 2010-10-27 | 2015-09-30 | 京セラ株式会社 | Molten metal parts and heater tubes |
| WO2014025062A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | 京セラ株式会社 | Silicon nitride sintered compact and heat conduction member |
| JP6204149B2 (en) * | 2013-10-30 | 2017-09-27 | 京セラ株式会社 | Sintered silicon nitride and decorative parts for watches |
| JP2016144827A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-12 | 京セラ株式会社 | End tab for welding |
-
2016
- 2016-06-29 JP JP2016128986A patent/JP6749052B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018001194A (en) | 2018-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101340147B1 (en) | Aluminum-nitride-based composite material, method for manufacturing the same, and member for a semiconductor manufacturing apparatus | |
| CN104045347B (en) | Densified composite, its manufacture method and member for use in semiconductor | |
| JP5819816B2 (en) | Corrosion resistant member for semiconductor manufacturing equipment and method for manufacturing the same | |
| JP6697363B2 (en) | Semiconductor manufacturing equipment member, manufacturing method thereof, and heater with shaft | |
| US20090200523A1 (en) | Yttrium oxide material, member for use in semiconductor manufacturing apparatus, and method for producing yttrium oxide material | |
| JP6645848B2 (en) | End tab for welding | |
| JP4997431B2 (en) | Method for producing high thermal conductivity silicon nitride substrate | |
| KR100756619B1 (en) | Aluminum nitride sintered body, semiconductor manufacturing member, and method of manufacturing aluminum nitride sintered body | |
| JP6749052B2 (en) | Welding end tab | |
| JP5787722B2 (en) | Molten metal parts and heater tubes | |
| JP5894288B2 (en) | Silicon nitride sintered body, heating device and adsorption device | |
| KR102432509B1 (en) | Composite sintered body, semiconductor manufacturing apparatus member, and manufacturing method of composite sintered body | |
| KR102557206B1 (en) | Oriented AlN sintered body and its manufacturing method | |
| JP4429742B2 (en) | Sintered body and manufacturing method thereof | |
| JP4903431B2 (en) | Silicon nitride sintered body and manufacturing method thereof, semiconductor manufacturing apparatus member and liquid crystal manufacturing apparatus member using the same | |
| KR20150066452A (en) | Thermal spray coating, member for semiconductor manufacturing equipment, feedstock material for thermal spray, and method for producing thermal spray coating | |
| JP2000272968A (en) | Silicon nitride sintered body and method for producing the same | |
| JP2017030002A (en) | End tab for welding | |
| JP4773744B2 (en) | Method for producing aluminum nitride sintered body | |
| JP4390185B2 (en) | Method for producing sintered yttrium / aluminum / garnet | |
| JP4845753B2 (en) | Cylindrical member and silicon deposition apparatus using the same | |
| JP5078304B2 (en) | Aluminum nitride sintered body and method for producing aluminum nitride sintered body | |
| JP5188085B2 (en) | Aluminum nitride corrosion-resistant member and semiconductor manufacturing apparatus member | |
| JP2006104060A (en) | Black aluminum nitride-based ceramic | |
| CN117616002A (en) | Method for producing high-purity compact sintered SIC material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190123 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191210 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200203 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200716 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200808 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6749052 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |