JP7648864B2 - Method for manufacturing a joint body and a joint body - Google Patents
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Description
本発明は、接合体の製造方法および接合体に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a bonded body and to a bonded body.
これまでに、セラミックス部材とコバルト含有金属部材を接合する技術として、いくつかの方法が提案されている。 To date, several methods have been proposed for joining ceramic components and cobalt-containing metal components.
例えば特許文献1には、セラミックス部材の予めエッチングされた表面にニッケルめっき層を設置し、めっき層上に銀ろう材を設置した後、この銀ろう剤を介して、セラミックス部材とコバルト系合金部材をろう付けする方法が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a method in which a nickel plating layer is applied to a pre-etched surface of a ceramic member, a silver brazing material is applied on the plating layer, and then the ceramic member and the cobalt-based alloy member are brazed via the silver brazing material.
また、特許文献2には、セラミックス部材とコバルト系合金部材との間にニッケル含有箔を設置した状態で熱処理を行い、セラミックス部材とコバルト系合金部材とを接合させる方法が提案されている。 Patent Document 2 also proposes a method of joining a ceramic member and a cobalt-based alloy member by placing nickel-containing foil between the ceramic member and the cobalt-based alloy member and then performing heat treatment.
従来の方法では、セラミックス部材の接合面をエッチング処理したり、接合面にめっき処理またはろう付けを施すなど、追加の処理が必要となる。また、これらのめっき処理および/またはろう付けでは、銀およびニッケル等の高価な金属を使用する必要がある。 Conventional methods require additional processing, such as etching the joining surfaces of the ceramic members, plating or brazing the joining surfaces. In addition, these plating and/or brazing processes require the use of expensive metals such as silver and nickel.
このため、従来の方法では、接合工程を簡略化することが難しい上、コストが上昇するという問題がある。 As a result, conventional methods have the problem that it is difficult to simplify the joining process and costs increase.
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、より低コストでより簡便に、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とを接合することが可能な、接合体の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、銀および/またはニッケルのような金属を含まない、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とが接合された接合体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background, and aims to provide a method for manufacturing a bonded body that can bond a ceramic member and a cobalt-containing metal member more easily and at lower cost. In addition, the present invention aims to provide a bonded body in which a ceramic member and a cobalt-containing metal member are bonded, the bonded body not containing metals such as silver and/or nickel.
本発明では、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とを有する接合体の製造方法であって、
(ア-1)セラミックス部材の接合面に、アルミニウム含有金属部材を設置する工程であって、前記アルミニウム含有金属部材は、前記セラミックス部材と前記アルミニウム含有金属部材との間に、第1の有機ケイ素系ポリマーが配置されるように設置される、工程と、
(ア-2)前記(ア-1)の工程に引き続き実施される、前記アルミニウム含有金属部材の上にコバルト含有金属部材を設置して、組立体を形成する工程、または
(イ-1)コバルト含有金属部材の接合面に、アルミニウム含有金属部材を設置する工程と、
(イ-2)前記(イ-1)の工程に引き続き実施される、前記アルミニウム含有金属部材の上にセラミックス部材を設置して、組立体を形成する工程であって、前記セラミックス部材は、該セラミックス部材と前記アルミニウム含有金属部材との間に、第1の有機ケイ素系ポリマーが配置されるように設置される、工程、
を有し、
前記(ア-2)の工程または前記(イ-2)の工程の後に、さらに、
(ウ)前記組立体を、不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下、430℃以上に加熱する工程、
を有し、
前記第1の有機ケイ素系ポリマーは、主鎖がSi-O-Si基を有し、
前記コバルト含有金属部材は、コバルトを15質量%以上含有する、製造方法が提供される。
The present invention provides a method for producing a joined body having a ceramic member and a cobalt-containing metal member, comprising the steps of:
(A-1) a step of placing an aluminum-containing metal member on a joining surface of a ceramic member, the aluminum-containing metal member being placed such that a first organosilicon-based polymer is disposed between the ceramic member and the aluminum-containing metal member;
(A-2) A step of forming an assembly by placing a cobalt-containing metal member on the aluminum-containing metal member, which is carried out following the step (A-1); or (B-1) A step of placing an aluminum-containing metal member on the joining surface of the cobalt-containing metal member;
(A-2) a step, carried out subsequent to the step (A-1), of placing a ceramic member on the aluminum-containing metal member to form an assembly, the ceramic member being placed such that a first organosilicon-based polymer is disposed between the ceramic member and the aluminum-containing metal member;
having
After the step (A-2) or the step (B-2),
(c) heating the assembly to 430° C. or higher in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere;
having
the first organosilicon polymer has a main chain having Si—O—Si groups;
The cobalt-containing metal component contains 15 mass % or more of cobalt.
また、本発明では、セラミックス部材とコバルト含有金属部材との接合体であって、
前記コバルト含有金属部材は、コバルトを15質量%以上含有し、
前記セラミックス部材とコバルト含有金属部材との間には、前記セラミックス部材から近い順に、
アルミニウム-ケイ素-酸素系の酸化物を含む酸化物層と、
アルミニウムおよびコバルトを含む接合層と、
が配置されている、接合体が提供される。
The present invention also provides a joined body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member, comprising:
The cobalt-containing metal member contains 15 mass % or more of cobalt,
Between the ceramic member and the cobalt-containing metal member, in order from the ceramic member to the cobalt-containing metal member,
an oxide layer including an aluminum-silicon-oxygen oxide;
a bonding layer comprising aluminum and cobalt;
A conjugate is provided, having disposed thereon.
本発明では、より低コストでより簡便に、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とを接合することが可能な、接合体の製造方法を提供することができる。また、本発明では、銀および/またはニッケルのような金属を含まない、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とが接合された接合体を提供することができる。 The present invention can provide a method for producing a bonded body that can bond a ceramic member and a cobalt-containing metal member more easily and at lower cost. The present invention can also provide a bonded body in which a ceramic member and a cobalt-containing metal member are bonded together, the bonded body not containing metals such as silver and/or nickel.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 One embodiment of the present invention is described below.
前述のように、これまでに提案されているセラミックス部材とコバルト含有金属部材との接合方法は、低コストで簡便な方法であるとは言い難い。 As mentioned above, the methods proposed so far for joining ceramic members and cobalt-containing metal members cannot be said to be low-cost and simple.
そこで、本願発明者らは、より簡便かつ低コストな方法で、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とを適正に接合させる技術について、鋭意研究開発を推進してきた。その結果、本願発明者らは、セラミックス部材とコバルト含有金属部材との間に、有機ケイ素系ポリマーおよびアルミニウム含有金属部材を介在させることにより、セラミックス部材とコバルト含有金属部材を適正に接合させることができることを見出し、本願発明に至った。 The inventors of the present application have therefore been actively researching and developing a technology for properly bonding a ceramic member and a cobalt-containing metal member in a simpler and less costly manner. As a result, the inventors of the present application have discovered that by interposing an organosilicon-based polymer and an aluminum-containing metal member between the ceramic member and the cobalt-containing metal member, the ceramic member and the cobalt-containing metal member can be properly bonded together, which led to the present invention.
すなわち、本発明の一実施形態では、
セラミックス部材とコバルト含有金属部材とを有する接合体の製造方法であって、
(ア-1)セラミックス部材の接合面に、アルミニウム含有金属部材を設置する工程であって、前記アルミニウム含有金属部材は、前記セラミックス部材と前記アルミニウム含有金属部材との間に、第1の有機ケイ素系ポリマーが配置されるように設置される、工程と、
(ア-2)前記(ア-1)の工程に引き続き実施される、前記アルミニウム含有金属部材の上にコバルト含有金属部材を設置して、組立体を形成する工程、または
(イ-1)コバルト含有金属部材の接合面に、アルミニウム含有金属部材を設置する工程と、
(イ-2)前記(イ-1)の工程に引き続き実施される、前記アルミニウム含有金属部材の上にセラミックス部材を設置して、組立体を形成する工程であって、前記セラミックス部材は、該セラミックス部材と前記アルミニウム含有金属部材との間に、第1の有機ケイ素系ポリマーが配置されるように設置される、工程、
を有し、
前記(ア-2)の工程または前記(イ-2)の工程の後に、さらに、
(ウ)前記組立体を、不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下、430℃以上に加熱する工程、
を有し、
前記第1の有機ケイ素系ポリマーは、主鎖がSi-O-Si基を有し、
前記コバルト含有金属部材は、コバルトを15質量%以上含有する、製造方法が提供される。
That is, in one embodiment of the present invention,
A method for manufacturing a joined body having a ceramic member and a cobalt-containing metal member, comprising the steps of:
(A-1) a step of placing an aluminum-containing metal member on a joining surface of a ceramic member, the aluminum-containing metal member being placed such that a first organosilicon-based polymer is disposed between the ceramic member and the aluminum-containing metal member;
(A-2) A step of forming an assembly by placing a cobalt-containing metal member on the aluminum-containing metal member, which is carried out following the step (A-1); or (B-1) A step of placing an aluminum-containing metal member on the joining surface of the cobalt-containing metal member;
(A-2) a step, carried out subsequent to the step (A-1), of placing a ceramic member on the aluminum-containing metal member to form an assembly, the ceramic member being placed such that a first organosilicon-based polymer is disposed between the ceramic member and the aluminum-containing metal member;
having
After the step (A-2) or the step (B-2),
(c) heating the assembly to 430° C. or higher in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere;
having
the first organosilicon polymer has a main chain having Si—O—Si groups;
The cobalt-containing metal component contains 15 mass % or more of cobalt.
また、本発明の一実施形態では、
セラミックス部材とコバルト含有金属部材との接合体であって、
前記コバルト含有金属部材は、コバルトを15質量%以上含有し、
前記セラミックス部材とコバルト含有金属部材との間には、前記セラミックス部材から近い順に、
アルミニウム-ケイ素-酸素系の酸化物を含む酸化物層と、
アルミニウムおよびコバルトを含む接合層と、
が配置されている、接合体が提供される。
In addition, in one embodiment of the present invention,
A joined body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member,
The cobalt-containing metal member contains 15 mass % or more of cobalt,
Between the ceramic member and the cobalt-containing metal member, in order from the ceramic member to the cobalt-containing metal member,
an oxide layer including an aluminum-silicon-oxygen oxide;
a bonding layer comprising aluminum and cobalt;
A conjugate is provided, having disposed thereon.
本願において、「コバルト含有金属部材」とは、金属コバルトで構成された部材、またはコバルトを15質量%以上含む合金で構成された部材を意味する。 In this application, "cobalt-containing metal component" means a component made of metallic cobalt or a component made of an alloy containing 15% by mass or more of cobalt.
また、「アルミニウム含有金属部材」とは、金属アルミニウムで構成された部材、またはアルミニウムを51質量%以上含む金属部材を意味する。 Also, "aluminum-containing metal component" means a component made of metallic aluminum, or a metal component containing 51% or more by mass of aluminum.
さらに、「アルミニウム含有金属層」とは、アルミニウムを51質量%以上含む層を意味する。ただし、後述するように、「アルミニウム含有金属層」がマトリクスと、該マトリクス中に分散された粒状物を有する場合、「アルミニウム含有金属層」は、マトリクスがアルミニウムを51質量%以上含む構成を有する。 Furthermore, "aluminum-containing metal layer" means a layer containing 51% by mass or more of aluminum. However, as described below, when the "aluminum-containing metal layer" has a matrix and particulate matter dispersed in the matrix, the "aluminum-containing metal layer" has a configuration in which the matrix contains 51% by mass or more of aluminum.
一般に、コバルト含有金属部材とセラミックス部材とを直接接合することは難しい。 In general, it is difficult to directly join cobalt-containing metal components and ceramic components.
しかしながら、本発明の一実施形態では、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合に、アルミニウム含有金属部材および有機ケイ素系ポリマーが用いられ、これにより、コバルト含有金属部材とセラミックス部材とを適切に接合することができる。 However, in one embodiment of the present invention, an aluminum-containing metal member and an organosilicon-based polymer are used to join the ceramic member and the cobalt-containing metal member, which allows the cobalt-containing metal member and the ceramic member to be appropriately joined.
本願発明者らの知見によれば、アルミニウムは、コバルトとの間で「接合層」を介して良好な接合を形成し得る。よって、アルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材も、両者の間に形成されたアルミニウムおよびコバルトを含む接合層を介することにより、相互に接合することができる。 According to the findings of the present inventors, aluminum can form a good bond with cobalt via a "bonding layer." Therefore, an aluminum-containing metal member and a cobalt-containing metal member can also be bonded to each other via a bonding layer containing aluminum and cobalt formed between them.
また、この接合層は、アルミニウム含有金属部材に含まれる成分、およびコバルト含有金属部材に含まれる成分が相互に拡散することにより構成される。従って、アルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材とを接触させた状態で、熱処理を実施することにより、両者の間に接合層を形成することができる。また、この接合層を介することにより、アルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材とを適切に接合することができる。 This bonding layer is formed by mutual diffusion of components contained in the aluminum-containing metal member and components contained in the cobalt-containing metal member. Therefore, by carrying out heat treatment while the aluminum-containing metal member and the cobalt-containing metal member are in contact with each other, a bonding layer can be formed between the two. Furthermore, the aluminum-containing metal member and the cobalt-containing metal member can be appropriately bonded via this bonding layer.
一方、アルミニウム含有金属部材とセラミックス部材の接合に関し、両者を直接接合することは難しい。このため、本発明の一実施形態では、両者の間に、有機ケイ素系ポリマーを介在させる。すなわち、有機ケイ素系ポリマーは、アルミニウム含有金属部材とセラミックス部材との間に良好な接合を形成するために使用される。 On the other hand, it is difficult to bond an aluminum-containing metal member and a ceramic member directly to each other. For this reason, in one embodiment of the present invention, an organosilicon-based polymer is interposed between the two. In other words, the organosilicon-based polymer is used to form a good bond between the aluminum-containing metal member and the ceramic member.
本願において使用される有機ケイ素系ポリマーは、主鎖が直鎖状のSi-O-Si基を有する。例えば、有機ケイ素系ポリマーは、シロキサン系ポリマーであってもよい。シロキサン系ポリマーの一例は、ポリメチルヒドロシロキサン、およびポリメチルフェニルシロキサン等である。 The organosilicon-based polymer used in this application has a linear main chain of Si-O-Si groups. For example, the organosilicon-based polymer may be a siloxane-based polymer. Examples of siloxane-based polymers include polymethylhydrosiloxane and polymethylphenylsiloxane.
そのような有機ケイ素系ポリマーは、不活性雰囲気下で加熱すると、ケイ素を含む化合物に変化する。このケイ素を含む化合物は、高温環境において、アルミニウム部材およびセラミック部材と結合することができる。 When such organosilicon-based polymers are heated under an inert atmosphere, they are transformed into silicon-containing compounds that can bond with aluminum and ceramic components in high temperature environments.
従って、高温環境において、セラミック部材とアルミニウム含有金属部材との間に、ケイ素を含む化合物が形成された場合、ケイ素を含む化合物を介して、セラミックス部材とアルミニウム部材を適正に接合することができる。 Therefore, when a compound containing silicon is formed between a ceramic member and an aluminum-containing metal member in a high-temperature environment, the ceramic member and the aluminum member can be properly joined via the compound containing silicon.
なお、有機ケイ素系ポリマーは、接合処理後に、アルミノシリケートのような、アルミニウム-ケイ素-酸素系の酸化物層となる。本願において、係る酸化物層は、「酸化物層」と称される。 After the bonding process, the organosilicon polymer becomes an aluminum-silicon-oxygen oxide layer, such as an aluminosilicate. In this application, such an oxide layer is referred to as the "oxide layer."
以上の効果により、本発明の一実施形態では、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とを、適正に接合することができる。 Due to the above effects, in one embodiment of the present invention, a ceramic member and a cobalt-containing metal member can be properly joined.
なお、以上の説明は、現時点で考察される一メカニズムに基づいて、生じ得る現象を記載したものに過ぎない。すなわち、本発明による接合体の製造方法では、他のメカニズムの結果として、セラミックス部材とコバルト含有金属部材との間に良好な接合が形成されてもよい。 The above explanation merely describes a phenomenon that may occur based on one mechanism currently under consideration. In other words, in the method for manufacturing a bonded body according to the present invention, a good bond may be formed between the ceramic member and the cobalt-containing metal member as a result of another mechanism.
このような本発明の一実施形態による接合体の製造方法では、めっき工程のような煩雑な工程が実施されないため、簡便に接合体を製造することができる。また、本発明の一実施形態による接合体の製造方法では、ニッケルおよび/または銀のような高価な金属材料を使用しないため、製造コストを有意に抑制することができる。 In the method for manufacturing a joint body according to one embodiment of the present invention, since a complicated process such as a plating process is not performed, the joint body can be manufactured easily. Furthermore, in the method for manufacturing a joint body according to one embodiment of the present invention, since expensive metal materials such as nickel and/or silver are not used, the manufacturing cost can be significantly reduced.
(本発明の一実施形態による接合体)
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による接合体の構成例について、より詳しく説明する。
(Conjugate according to one embodiment of the present invention)
Hereinafter, a configuration example of a bonded body according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図1には、本発明の一実施形態による接合体(以下、「第1の接合体」と称する)の断面を模式的に示す。 Figure 1 shows a schematic cross-section of a bonded body according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "first bonded body").
図1に示すように、第1の接合体100は、セラミックス部材110とコバルト含有金属部材150とが接合された構造を有する。より具体的には、第1の接合体100は、セラミックス部材110、酸化物層120、アルミニウム含有金属層130、接合層140、およびコバルト含有金属部材150を、この順に積層した構成を有する。
As shown in FIG. 1, the first bonded
前述のように、コバルト含有金属部材150は、コバルトを少なくとも15質量%以上含む合金で構成される。コバルト含有金属部材150は、金属コバルトまたはコバルト合金で構成されてもよい。コバルト合金の一例は、KOVAR(17質量%コバルト-12質量%ニッケル-鉄合金)である。
As mentioned above, the cobalt-containing
また、アルミニウム含有金属層130は、アルミニウムを51質量%以上含む金属層を意味する。
Also, the aluminum-containing
酸化物層120は、アルミノシリケートのようなアルミニウム-ケイ素-酸素系の酸化物層である。
The
接合層140は、少なくともアルミニウムおよびコバルトを含む。接合層140は、さらに、コバルト含有金属部材150に含まれる主要金属元素(コバルトを除く)を含んでもよい。例えば、コバルト含有金属部材150がKOVARの場合、接合層140は、鉄およびニッケルを含んでもよい。また、アルミニウム含有金属層130がケイ素を含む場合、接合層140は、さらにケイ素を含んでもよい。
The
第1の接合体100は、セラミックス部材110とコバルト含有金属部材150の間に、酸化物層120、アルミニウム含有金属層130、および接合層140を有する。前述のように、酸化物層120~接合層140の機能により、セラミックス部材110とコバルト含有金属部材150とを適正に接合することができる。
The first bonded
(本発明の別の実施形態による接合体)
次に、図2を参照して、本発明の別の実施形態による接合体の構成例について説明する。
(Conjugate according to another embodiment of the present invention)
Next, with reference to FIG. 2, a configuration example of a bonded body according to another embodiment of the present invention will be described.
図2には、本発明の別の実施形態による接合体(以下、「第2の接合体」と称する)の断面を模式的に示す。 Figure 2 shows a schematic cross-section of a bonded body according to another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "second bonded body").
図2に示すように、第2の接合体200は、セラミックス部材210、酸化物層220、接合層240、およびコバルト含有金属部材250を、この順に積層した構成を有する。すなわち、第2の接合体200は、第1の接合体100と比べて、アルミニウム含有金属層130が省略された構成を有する。
As shown in FIG. 2, the second bonded
実際には、第2の接合体200は、製造段階において、アルミニウム含有金属層のソースとなるアルミニウム含有金属部材が、酸化物層220および接合層240に取り込まれることにより、図2に示したような構成として形成される。
In practice, the second bonded
第2の接合体200においても、セラミックス部材210とコバルト含有金属部材250の間には、酸化物層220~接合層240が存在する。従って、第2の接合体200においても、酸化物層220~接合層240による前述の機能により、セラミックス部材210とコバルト含有金属部材250とを適正に接合することができる。
In the second bonded
(本発明のさらに別の実施形態による接合体)
次に、図3を参照して、本発明のさらに別の実施形態による接合体の構成例について説明する。
(Conjugate according to yet another embodiment of the present invention)
Next, with reference to FIG. 3, a configuration example of a bonded body according to still another embodiment of the present invention will be described.
図3には、本発明のさらに別の実施形態による接合体(以下、「第3の接合体」と称する)の断面を模式的に示す。 Figure 3 shows a schematic cross-section of a joint according to yet another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "third joint").
図3に示すように、第3の接合体300は、セラミックス部材310、酸化物層320、アルミニウム含有金属層330、接合層340、およびコバルト含有金属部材350を、この順に積層した構成を有する。すなわち、第3の接合体300は、第1の接合体100と同様の層構成を有する。
As shown in FIG. 3, the third bonded
ただし、第3の接合体300は、第1の接合体100とは異なり、アルミニウム含有金属層330の内部に複数の粒状物360を含む。換言すれば、アルミニウム含有金属層330は、アルミニウム系金属(金属アルミニウムまたはアルミニウム合金)のマトリクス中に粒状物360が分散された形態を有する。
However, unlike the first
粒状物360の形状は、略球状である場合が多いが、必ずしも球である必要はない。
The shape of the
これらの粒状物360は、アルミニウムと、コバルト含有金属部材350に含まれる金属成分とを含む。例えば、コバルト含有金属部材350がKOVARの場合、粒状物360は、アルミニウム、コバルト、鉄およびニッケルを含む組成を有する。
These
また、一部の粒状物360の内部には、針状の析出物が存在する場合がある。本願発明者らの評価によれば、コバルト含有金属部材350がKOVARの場合、アルミニウム含有金属層330に存在するこれらの針状の析出物は、鉄、コバルト、およびニッケルを含む相で構成され、アルミニウムは含有されていないと考えられる。
In addition, needle-shaped precipitates may be present inside some of the
ここで、第3の接合体300においても、セラミックス部材310とコバルト含有金属部材350の間には、酸化物層320、アルミニウム含有金属層330、および接合層340が存在する。従って、第3の接合体300においても、酸化物層320~接合層340による前述の機能により、セラミックス部材310とコバルト含有金属部材350とを適正に接合することができる。
Here, in the third bonded
(各構成部材について)
次に、本発明の一実施形態による接合体に含まれる各構成部材について、より詳しく説明する。なお、ここでは、一例として、前述の図1に示した第1の接合体100を例に、各構成部材について説明する。従って、各構成部材を表す際には、図1に示した参照符号を使用する。ただし、以下の記載が第2の接合体200および第3の接合体300においても、そのまま、または一部を修正して適用され得ることは、当業者には明らかである。
(About each component)
Next, each component included in the bonded body according to one embodiment of the present invention will be described in more detail. Note that, here, each component will be described using the first bonded
(セラミックス部材110)
セラミックス部材110の材質は、セラミックスである限り、特に限られない。セラミックス部材110は、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ムライト、ジルコニア、フォルステライト、ステアタイト、コージェライト、およびフェライトからなる群から選定されてもよい。
(Ceramic member 110)
The material of the
セラミックス部材110の形状は、特に限られない。セラミックス部材110は、例えば、ブロック、板、棒、またはディスク等の形状を有してもよい。
The shape of the
(酸化物層120)
酸化物層120は、主として、アルミニウムおよびケイ素を含む酸化物で構成される。酸化物層120は、例えば、アルミノシリケートであってもよい。
(Oxide layer 120)
The
酸化物層120の厚さは、特に限られないが、例えば、10nm~100μmの範囲であってもよい。
The thickness of the
(アルミニウム含有金属層130)
アルミニウム含有金属層130は、アルミニウムを51質量%以上含む金属層である。アルミニウム含有金属層130は、アルミニウムに加えて、ケイ素を含んでもよい。
(Aluminum-containing metal layer 130)
The aluminum-containing
前述のように、アルミニウム含有金属層130は、コバルトおよびアルミニウムを含有する粒状物360を含んでもよい(図3参照)。
As previously mentioned, the aluminum-containing
(接合層140)
接合層140は、少なくともアルミニウムおよびコバルトを含む。接合層140は、さらに、コバルト含有金属部材150に含まれるコバルト以外の金属元素を含んでもよい。また、接合層140は、さらに、アルミニウム含有金属層130に含まれるアルミニウム以外の金属元素を含んでもよい。
(Bonding layer 140)
The
接合層140内の少なくとも一部において、アルミニウムの濃度は、コバルト含有金属部材150の側に向かって、連続的に減少してもよい。同様に、アルミニウム含有金属層130に含まれるアルミニウム以外の金属元素も、コバルトと同様の挙動を示してもよい。例えば、接合層140にケイ素が含まれる場合、ケイ素は、アルミニウムと同様の濃度変化挙動を示してもよい。
In at least a portion of the
一方、コバルト濃度は、コバルト含有金属部材150の側に向かって、連続的に増加してもよい。コバルト含有金属部材150に含まれるコバルト以外の金属元素も、コバルトと同様の挙動を示してもよい。
On the other hand, the cobalt concentration may increase continuously toward the cobalt-containing
また、例えば、コバルト含有金属部材150がKOVARの場合、接合層140の厚さの中心位置において、コバルトと鉄とニッケルの合計量は、20質量%以上であってもよい。
Also, for example, when the cobalt-containing
(コバルト含有金属部材150)
コバルト含有金属部材150は、コバルト含有量が15質量%以上である限り、その組成は、特に限られない。コバルト含有金属部材150は、例えば、金属コバルト、またはKOVAR(17質量%コバルト-12質量%ニッケル-鉄合金)であってもよい。
(Cobalt-containing metal member 150)
The composition of the cobalt-containing
コバルト含有金属部材150の形状は、特に限られない。コバルト含有金属部材150は、例えば、ブロック、板、棒、またはディスク等の形状を有してもよい。
The shape of the cobalt-containing
(本発明の一実施形態による接合体の製造方法)
次に、図4を参照して、本発明の一実施形態によるセラミックス部材とコバルト含有金属部材とを有する接合体の製造方法の一例について説明する。
(Method of manufacturing a bonded body according to one embodiment of the present invention)
Next, an example of a method for manufacturing a joined body having a ceramic member and a cobalt-containing metal member according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4には、本発明の一実施形態によるセラミックス部材とコバルト含有金属部材とを有する接合体の製造方法(以下、「第1の製造方法」と称する)のフローを概略的に示す。 Figure 4 shows a schematic flow diagram of a method for manufacturing a joint having a ceramic member and a cobalt-containing metal member according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "first manufacturing method").
図4に示すように、第1の製造方法は、
(A)セラミックス部材の接合面に、有機ケイ素系ポリマーを設置する工程(工程S110)と、
(B)前記有機ケイ素系ポリマーが設置されたセラミックス部材の上に、アルミニウム含有金属部材を設置する工程(工程S120)と、
(C)前記アルミニウム含有金属部材の上に、第2の有機ケイ素系ポリマーを設置する工程(工程S130)と、
(D)前記第2の有機ケイ素系ポリマーが設置されたアルミニウム含有金属部材の上に、コバルト含有金属部材を設置して、組立体を構成する工程(工程S140)と、
(E)前記組立体を、不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下、430℃以上に加熱するステップ(工程S150)と、
を有する。
As shown in FIG. 4, the first manufacturing method includes the following steps:
(A) a step of placing an organosilicon-based polymer on a joining surface of a ceramic member (step S110);
(B) placing an aluminum-containing metal member on the ceramic member on which the organosilicon-based polymer is placed (step S120);
(C) placing a second organosilicon-based polymer on the aluminum-containing metal component (step S130);
(D) placing a cobalt-containing metal component on the aluminum-containing metal component on which the second organosilicon-based polymer has been placed to form an assembly (step S140);
(E) heating the assembly to 430° C. or higher under an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere (step S150);
has.
なお、工程S130は、必ずしも必須の工程ではなく、省略されてもよい。 Note that step S130 is not necessarily a required step and may be omitted.
以下、各ステップについて詳しく説明する。 Each step is explained in detail below.
(工程S110)
この工程は、上記の(ア-1)の前半部分に相当する。
(Step S110)
This step corresponds to the first half of (A-1) above.
まず、セラミックス部材が準備される。 First, the ceramic components are prepared.
セラミックス部材は、特に限られない。セラミックス部材は、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ムライト、ジルコニア、フォルステライト、ステアタイト、コージェライト、およびフェライトからなる群から選定されてもよい。 The ceramic member is not particularly limited. For example, the ceramic member may be selected from the group consisting of alumina, silicon nitride, silicon carbide, mullite, zirconia, forsterite, steatite, cordierite, and ferrite.
また、セラミックス部材の形状は特に限られず、セラミックス部材は、ブロック、板、棒、またはディスク等の形状を有してもよい。 The shape of the ceramic member is not particularly limited, and the ceramic member may have a shape such as a block, plate, rod, or disk.
次に、セラミックス部材の接合面に、有機ケイ素系ポリマーが設置される。 Next, an organosilicon polymer is applied to the joining surfaces of the ceramic components.
有機ケイ素系ポリマーは、主鎖が直鎖状のSi-O-Si基を有するシロキサン系ポリマーから選定される。 The organosilicon polymer is selected from siloxane polymers whose main chain has a linear Si-O-Si group.
シロキサン系ポリマーの一例は、ポリメチルヒドロシロキサン、およびポリメチルフェニルシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリシルセスキオキサン等である。 Examples of siloxane-based polymers include polymethylhydrosiloxane, polymethylphenylsiloxane, polydimethylsiloxane, polysilsesquioxane, etc.
有機ケイ素系ポリマーの設置方法は、特に限られない。有機ケイ素系ポリマーは、例えば、塗布法などにより、セラミックス部材の接合面に設置されてもよい。塗布法としては、ディッピング法、スピンコーター法、スプレー法等の手法が挙げられる。 The method for applying the organosilicon polymer is not particularly limited. The organosilicon polymer may be applied to the joining surface of the ceramic member by, for example, a coating method. Examples of the coating method include a dipping method, a spin coater method, and a spray method.
(工程S120)
この工程は、上記の(ア-1)の後半部分に相当する。
(Step S120)
This step corresponds to the latter half of (A-1) above.
次に、有機ケイ素系ポリマーが設置されたセラミックス部材の上に、アルミニウム含有金属部材が設置される。 Next, an aluminum-containing metal member is placed on top of the ceramic member on which the organosilicon polymer is placed.
アルミニウム含有金属部材は、アルミニウムを51質量%以上含有する限り、その組成は特に限られない。 The composition of the aluminum-containing metal component is not particularly limited, so long as it contains 51% or more by mass of aluminum.
例えば、アルミニウム含有金属部材は、金属アルミニウム、またはアルミニウム合金であってもよい。アルミニウム合金は、例えば、ケイ素等を含んでもよい。アルミニウム合金は、例えばアルミニウム-Si合金等であっても良く、例えば、ケイ素を12質量%程度含むシルミンであってもよい。 For example, the aluminum-containing metal member may be metallic aluminum or an aluminum alloy. The aluminum alloy may contain, for example, silicon. The aluminum alloy may be, for example, an aluminum-Si alloy, or may be, for example, silumin containing about 12 mass% silicon.
アルミニウム含有金属部材の形状は特に限られず、アルミニウム含有金属部材は、ブロック、板、棒、箔、またはディスク等の形状を有してもよい。 The shape of the aluminum-containing metal component is not particularly limited, and the aluminum-containing metal component may have a shape such as a block, plate, rod, foil, or disk.
(工程S130)
この工程は、上記の(ア-2)に含むことができる。
(Step S130)
This step can be included in the above (A-2).
次に、アルミニウム含有金属部材の上に、第2の有機ケイ素系ポリマーが設置される。 A second organosilicon-based polymer is then placed on top of the aluminum-containing metal member.
第2の有機ケイ素系ポリマーは、主鎖が直鎖状のSi-O-Si基を有するシロキサン系ポリマーから選定される。 The second organosilicon polymer is selected from siloxane polymers having a linear main chain with Si-O-Si groups.
第2の有機ケイ素系ポリマーは、第1の有機ケイ素系ポリマーと同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。 The second organosilicon-based polymer may be the same material as the first organosilicon-based polymer or a different material.
なお、前述のように、工程S130は、必ずしも必須の工程ではない。ただし、本工程を実施した場合、以降の工程S150における熱処理の際に、第2の有機ケイ素系ポリマーが分解して、シラン系ガスが生成される。アルミニウム含有金属部材がこのシラン系ガスと接触すると、アルミニウム含有金属部材の表面の酸化膜が除去され易くなる。そのため、接合処理の際に、アルミニウム含有金属部材の新生表面を露出させることができる。 As mentioned above, step S130 is not necessarily an essential step. However, if this step is performed, the second organosilicon-based polymer decomposes during the heat treatment in the subsequent step S150, generating a silane-based gas. When the aluminum-containing metal component comes into contact with this silane-based gas, the oxide film on the surface of the aluminum-containing metal component is easily removed. Therefore, the newly formed surface of the aluminum-containing metal component can be exposed during the joining process.
前述のように、アルミニウムとコバルトは、界面に形成された合金層を介することにより、相互に結合される傾向にある。従って、アルミニウム含有金属部材の表面に酸化物があまり存在しない場合、アルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材を、より強固に接合することができる。 As mentioned above, aluminum and cobalt tend to bond to each other through an alloy layer formed at the interface. Therefore, if there is little oxide on the surface of the aluminum-containing metal component, the aluminum-containing metal component and the cobalt-containing metal component can be joined more firmly.
(工程S140)
この工程は、上記の(ア-2)の部分に相当する。
(Step S140)
This step corresponds to the above-mentioned part (A-2).
次に、前記第2の有機ケイ素系ポリマーが設置されたアルミニウム含有金属部材の上に、コバルト含有金属部材が設置され、組立体が構成される。 Next, a cobalt-containing metal member is placed on the aluminum-containing metal member on which the second organosilicon-based polymer is placed, forming an assembly.
前述のように、コバルト含有金属部材は、15質量%以上のコバルトを含む限り、その組成は特に限られない。 As mentioned above, the composition of the cobalt-containing metal component is not particularly limited as long as it contains 15 mass% or more of cobalt.
コバルト含有金属部材は、例えば、コバルト金属、またはコバルト合金であってもよい。コバルト合金は、例えば、KOVARのような、コバルト-鉄-ニッケル系合金であってもよい。KOVARは、17質量%のコバルトと、12質量%のニッケルと、残りの鉄とを含む合金である。 The cobalt-containing metal component may be, for example, cobalt metal or a cobalt alloy. The cobalt alloy may be, for example, a cobalt-iron-nickel based alloy such as KOVAR. KOVAR is an alloy containing 17% by weight cobalt, 12% by weight nickel, and the remainder iron.
コバルト含有金属部材の形状は特に限られず、コバルト含有金属部材は、ブロック、板、棒、箔、またはディスク等の形状を有してもよい。 The shape of the cobalt-containing metal component is not particularly limited, and the cobalt-containing metal component may have a shape such as a block, plate, rod, foil, or disk.
(工程S150)
この工程は、上記の(ウ)の部分に相当する。
(Step S150)
This step corresponds to the above step (c).
次に、接合処理のため、工程S140で構成された組立体が熱処理される。これにより、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とが接合された接合体が製造される。 Next, the assembly formed in step S140 is heat treated for the joining process. This produces a joined body in which the ceramic member and the cobalt-containing metal member are joined.
熱処理は、実質的に酸素が存在しない雰囲気、例えば不活性ガス雰囲気または真空雰囲気で実施される。熱処理を大気雰囲気のような酸素を含む環境下で実施した場合、アルミニウム含有金属部材の表面の酸化物が十分に還元されなくなる可能性がある。この場合、セラミックス部材とアルミニウム含有金属部材の間、およびアルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材の間で、良好な接合を得ることが難しくなる可能性がある。 The heat treatment is carried out in an atmosphere substantially free of oxygen, such as an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere. If the heat treatment is carried out in an oxygen-containing environment, such as an air atmosphere, the oxides on the surface of the aluminum-containing metal member may not be sufficiently reduced. In this case, it may be difficult to obtain good bonding between the ceramic member and the aluminum-containing metal member, and between the aluminum-containing metal member and the cobalt-containing metal member.
不活性ガス雰囲気は、例えば、アルゴン、ヘリウム、および/または窒素などの雰囲気であってもよい。真空雰囲気における真空度は、例えば、大気圧を0MPaとした場合、-0.08MPa以下である。 The inert gas atmosphere may be, for example, an atmosphere of argon, helium, and/or nitrogen. The degree of vacuum in the vacuum atmosphere is, for example, -0.08 MPa or less when the atmospheric pressure is 0 MPa.
熱処理の温度は、430℃以上である。なお、熱処理の温度は、例えば、700℃以下であることが好ましい。特に、熱処理の温度は、540℃~660℃の範囲であることが好ましい。 The heat treatment temperature is 430°C or higher. It is preferable that the heat treatment temperature is, for example, 700°C or lower. In particular, it is preferable that the heat treatment temperature is in the range of 540°C to 660°C.
熱処理の時間は、熱処理温度によって変化するが、例えば、15分~2時間の範囲であってもよい。 The heat treatment time varies depending on the heat treatment temperature, but may be in the range of, for example, 15 minutes to 2 hours.
組立体を熱処理することにより、有機ケイ素系ポリマーが変化して、セラミックス部材とアルミニウム含有金属部材との間に、酸化物層が形成される。 Heat treating the assembly changes the organosilicon polymer and forms an oxide layer between the ceramic member and the aluminum-containing metal member.
通常の場合、酸化物層は、アルミニウム-ケイ素-酸素系の酸化物で構成される。 Typically, the oxide layer is composed of an oxide of the aluminum-silicon-oxygen system.
また、組立体を熱処理することにより、アルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材との間に、接合層が形成される。 In addition, by heat treating the assembly, a bonding layer is formed between the aluminum-containing metal component and the cobalt-containing metal component.
この接合層は、実質的に、アルミニウム含有金属部材に含まれる成分およびコバルト含有金属部材に含まれる成分が、相互に拡散して構成された「合金層」であり、少なくともアルミニウムおよびコバルトを含む。 This bonding layer is essentially an "alloy layer" formed by mutual diffusion of components contained in the aluminum-containing metal member and components contained in the cobalt-containing metal member, and contains at least aluminum and cobalt.
また、この接合層は少なくとも一部に、アルミニウム濃度およびコバルト濃度が傾斜された傾斜部分を有する。 In addition, at least a portion of this bonding layer has a gradient portion in which the aluminum concentration and the cobalt concentration are gradient.
該傾斜部分では、アルミニウム濃度は、コバルト含有金属部材の側に向かって徐々に減少する一方、コバルト濃度は、コバルト含有金属部材の側に向かって徐々に増加する。傾斜部分では、アルミニウム含有金属部材に含まれるアルミニウム以外の金属も、アルミニウムと同様の挙動を示してもよい。また、コバルト含有金属部材に含まれるコバルト以外の金属も、コバルトと同様の挙動を示してもよい。 In the inclined portion, the aluminum concentration gradually decreases toward the cobalt-containing metal component side, while the cobalt concentration gradually increases toward the cobalt-containing metal component side. In the inclined portion, metals other than aluminum contained in the aluminum-containing metal component may also behave in a similar manner to aluminum. Also, metals other than cobalt contained in the cobalt-containing metal component may also behave in a similar manner to cobalt.
例えば、アルミニウム含有金属部材がケイ素を含む場合、ケイ素の濃度は、コバルト含有金属部材の側に向かって徐々に減少してもよい。また、コバルト含有金属部材がKOVARの場合、接合層の傾斜部分では、鉄濃度およびニッケル濃度は、コバルト含有金属部材の側に向かって徐々に増加してもよい。 For example, if the aluminum-containing metal member contains silicon, the silicon concentration may gradually decrease toward the cobalt-containing metal member. Also, if the cobalt-containing metal member is KOVAR, the iron and nickel concentrations may gradually increase toward the cobalt-containing metal member in the sloped portion of the bonding layer.
このように、通常接合層は、アルミニウム含有金属部材およびコバルト含有金属部材の各成分が相互に拡散された合金層として形成される。コバルト含有金属部材がKOVARの場合、接合層の厚さの中央部分では、コバルトと鉄とニッケルの濃度の合計は、20質量%以上であってもよい。 In this way, the bonding layer is usually formed as an alloy layer in which the components of the aluminum-containing metal member and the cobalt-containing metal member are mutually diffused. When the cobalt-containing metal member is KOVAR, the sum of the concentrations of cobalt, iron, and nickel in the central portion of the bonding layer thickness may be 20 mass% or more.
なお、熱処理の条件等によっては、組立体に含まれるアルミニウム含有金属部材が完全に消失する場合がある。この場合、酸化物層の直上に接合層が配置された構成が得られる(図2参照)。 Depending on the heat treatment conditions, the aluminum-containing metal components in the assembly may disappear completely. In this case, a structure is obtained in which the bonding layer is disposed directly on the oxide layer (see Figure 2).
以上の工程により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とが良好に接合された接合体が製造される。 The above steps produce a bonded body in which the ceramic member and the cobalt-containing metal member are well bonded.
第1の製造方法では、めっき工程のような煩雑な工程を実施しないため、簡便に接合体を製造することができる。また、第1の製造方法では、ニッケルおよび/または銀のような高価な金属材料を使用しないため、製造コストを有意に抑制することができる。 The first manufacturing method does not require a complicated process such as a plating process, and therefore can easily manufacture a joint body. In addition, the first manufacturing method does not require expensive metal materials such as nickel and/or silver, and therefore can significantly reduce manufacturing costs.
なお、第1の製造方法では、有機ケイ素系ポリマーは、工程S110において、セラミックス部材の上に設置される。また、その後、セラミックス部材の上にアルミニウム含有金属部材が設置される。 In the first manufacturing method, the organosilicon polymer is placed on the ceramic member in step S110. Then, an aluminum-containing metal member is placed on the ceramic member.
しかしながら、これとは異なり、アルミニウム含有金属部材の必要箇所に有機ケイ素系ポリマーを設置してから、セラミックス部材の上に、そのようなアルミニウム含有金属部材を設置してもよい。 However, alternatively, an organosilicon polymer may be applied to the aluminum-containing metal component at the required location, and then the aluminum-containing metal component may be placed on the ceramic component.
すなわち、有機ケイ素系ポリマーの設置のタイミングは、特に限られず、また有機ケイ素系ポリマーの設置の対象は、セラミックス部材とアルミニウム含有金属部材のいずれの側であってもよい。あるいは、セラミックス部材とアルミニウム含有金属部材の両方に、有機ケイ素系ポリマーを設置してから、両者を重ね合わせてもよい。 In other words, the timing of application of the organosilicon-based polymer is not particularly limited, and the organosilicon-based polymer may be applied to either the ceramic member or the aluminum-containing metal member. Alternatively, the organosilicon-based polymer may be applied to both the ceramic member and the aluminum-containing metal member, and then the two members may be superimposed.
また、第1の製造方法では、第2の有機ケイ素系ポリマーは、工程S130において、アルミニウム含有金属部材の上に設置される。また、その後、アルミニウム含有金属部材の上にコバルト含有金属部材が設置される。 In the first manufacturing method, the second organosilicon-based polymer is placed on the aluminum-containing metal member in step S130. Then, the cobalt-containing metal member is placed on the aluminum-containing metal member.
しかしながら、これとは異なり、コバルト含有金属部材の該当箇所に第2の有機ケイ素系ポリマーを設置してから、アルミニウム含有金属部材の上に、そのようなコバルト含有金属部材を設置してもよい。 Alternatively, however, a second organosilicon-based polymer may be applied to the corresponding portion of the cobalt-containing metal component, and then the cobalt-containing metal component may be applied over the aluminum-containing metal component.
この工程は、上記の(イ-1)、(イ-2)の部分に相当する。 This process corresponds to steps (a-1) and (a-2) above.
すなわち、第2の有機ケイ素系ポリマーの設置のタイミングは、特に限られず、また第2の有機ケイ素系ポリマーの設置の対象は、アルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材のいずれであってもよい。あるいは、アルミニウム含有金属部材とコバルト含有金属部材の両方に第2の有機ケイ素系ポリマーを設置してから、両者を重ね合わせてもよい。 That is, the timing of application of the second organosilicon-based polymer is not particularly limited, and the second organosilicon-based polymer may be applied to either the aluminum-containing metal member or the cobalt-containing metal member. Alternatively, the second organosilicon-based polymer may be applied to both the aluminum-containing metal member and the cobalt-containing metal member, and then the two members may be superimposed on each other.
この他にも、各種変更が可能であることは、当業者には明らかである。 It will be clear to those skilled in the art that various other modifications are possible.
(本発明の別の実施形態による接合体の製造方法)
次に、図5を参照して、本発明の別の実施形態によるセラミックス部材とコバルト含有金属部材とを有する接合体の製造方法の一例について説明する。
(Method of manufacturing a bonded body according to another embodiment of the present invention)
Next, an example of a method for manufacturing a joined body having a ceramic member and a cobalt-containing metal member according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図5には、本発明の別の実施形態によるセラミックス部材とコバルト含有金属部材とを有する接合体の製造方法(以下、「第2の製造方法」と称する)のフローを概略的に示す。 Figure 5 shows a schematic flow diagram of a method for manufacturing a joint having a ceramic member and a cobalt-containing metal member according to another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "second manufacturing method").
図5に示すように、第2の製造方法は、
(A)セラミックス部材の接合面に、有機ケイ素系ポリマーとアルミニウム含有金属部材とを含むスラリーを設置する工程(工程S210)と、
(B)前記有機ケイ素系ポリマーとアルミニウム含有金属部材とを含むスラリーの上に、コバルト含有金属部材を設置して、組立体を構成する工程(工程S220)と、
(C)前記組立体を、不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下、430℃以上に加熱するステップ(工程S230)と、
を有する。
As shown in FIG. 5, the second manufacturing method includes the following steps:
(A) applying a slurry containing an organosilicon polymer and an aluminum-containing metal member to a joining surface of a ceramic member (step S210);
(B) placing a cobalt-containing metal component on the slurry containing the organosilicon polymer and the aluminum-containing metal component to form an assembly (step S220);
(C) heating the assembly to 430° C. or higher under an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere (step S230);
has.
第2の製造方法は、特に、アルミニウム含有金属部材が粒子状の形態の場合に、有意に利用され得る。従って、以下の記載では、アルミニウム含有金属部材が粒子状の形態である場合を例に、各工程について説明する。 The second manufacturing method can be particularly useful when the aluminum-containing metal component is in particulate form. Therefore, in the following description, each step will be explained using the example of the aluminum-containing metal component in particulate form.
ただし、第2の製造方法が、ブロック、板、棒、箔、またはディスク等のような形態のアルミニウム含有金属部材においても、同様に適用され得ることは、当業者には明らかである。 However, it will be apparent to those skilled in the art that the second manufacturing method can be similarly applied to aluminum-containing metal components in the form of blocks, plates, rods, foils, disks, etc.
(工程S210)
この工程は、上記の(ア-1)の部分に相当する。
(Step S210)
This step corresponds to the above-mentioned part (A-1).
まず、前述の第1の製造方法に示したようなセラミックス部材が準備される。また、アルミニウム含有金属部材が準備される。アルミニウム含有金属部材は、前述のような組成を有してもよい。 First, a ceramic member is prepared as described in the first manufacturing method. An aluminum-containing metal member is also prepared. The aluminum-containing metal member may have a composition as described above.
前述のように、第2の製造方法において使用されるアルミニウム含有金属部材は、粒子状である。粒子状のアルミニウム含有金属部材は、例えば、平均粒径が1μm~500μmの範囲である。平均粒径は、5μm~100μmの範囲であることが好ましい。 As described above, the aluminum-containing metal component used in the second manufacturing method is particulate. The particulate aluminum-containing metal component has an average particle size in the range of 1 μm to 500 μm, for example. The average particle size is preferably in the range of 5 μm to 100 μm.
次に、粒子状のアルミニウム含有金属部材が有機ケイ素系ポリマーと十分に混合され、スラリーが調製される。 Next, the particulate aluminum-containing metal components are thoroughly mixed with the organosilicon polymer to prepare a slurry.
なお、有機ケイ素系ポリマーが液体の場合は、必ずしも必要ではないが、スラリーを調製する際に、溶媒が使用されてもよい。 If the organosilicon polymer is liquid, a solvent may be used when preparing the slurry, although this is not necessarily required.
溶媒としては、例えば、メタノールおよびエタノールのようなアルコール、またはエステルなどの有機溶媒が使用されてもよい。 The solvent may be, for example, an alcohol such as methanol and ethanol, or an organic solvent such as an ester.
次に、セラミックス部材の接合面に、調製されたスラリーが設置される。 Next, the prepared slurry is applied to the joining surfaces of the ceramic components.
スラリーの設置方法は、特に限られない。スラリーは、例えば、スクリーン印刷法のような方法で、セラミックス部材もしくはコバルト含有金属部材の接合面に設置されてもよい。 The method of applying the slurry is not particularly limited. For example, the slurry may be applied to the joining surface of the ceramic member or the cobalt-containing metal member by a method such as screen printing.
(工程S220)
この工程は、上記の(ア-2)の部分に相当する。
(Step S220)
This step corresponds to the above-mentioned part (A-2).
次に、セラミックス部材の接合面に塗布されたスラリーの上に、コバルト含有金属部材が設置され、組立体が構成される。 Next, a cobalt-containing metal component is placed on top of the slurry applied to the joining surfaces of the ceramic components to form an assembly.
(工程S230)
この工程は、上記の(ウ)の部分に相当する。
(Step S230)
This step corresponds to the above step (c).
次に、組立体が熱処理され、接合体が製造される。熱処理の条件は、前述の第1の製造方法の場合と同様である。 Next, the assembly is heat treated to produce a bonded body. The heat treatment conditions are the same as those in the first manufacturing method described above.
熱処理により、スラリー中に含まれる有機ケイ素系ポリマーが粒子状のアルミニウム含有金属部材と反応して、セラミックス部材とアルミニウム含有金属部材との間に、酸化物層が形成される。前述のように、通常の場合、酸化物層は、アルミニウム-ケイ素-酸素系の酸化物で構成される。 By heat treatment, the organosilicon polymer contained in the slurry reacts with the particulate aluminum-containing metal member to form an oxide layer between the ceramic member and the aluminum-containing metal member. As mentioned above, in most cases, the oxide layer is composed of an aluminum-silicon-oxygen oxide.
また、組立体を熱処理することにより、コバルト含有金属部材のスラリーと接する表面において、コバルトとアルミニウムの相互拡散反応が生じ、前述のような接合層が形成される。 In addition, by heat treating the assembly, an interdiffusion reaction between cobalt and aluminum occurs on the surface of the cobalt-containing metal component that comes into contact with the slurry, forming the bonding layer described above.
さらに、初期のスラリーに含まれていた粒子状のアルミニウム含有金属部材のうち、反応に使用されなかった粒子により、アルミニウム含有金属層が形成される。 Furthermore, an aluminum-containing metal layer is formed from particles of the particulate aluminum-containing metal components contained in the initial slurry that were not used in the reaction.
その結果、酸化物層~接合層を介して、セラミックス部材とコバルト含有金属部材とが接合され、接合体を製造することができる。 As a result, the ceramic member and the cobalt-containing metal member are joined via the oxide layer and the joining layer, and a joined body can be produced.
ここで、第2の製造方法において、粒子状のアルミニウム含有金属部材を使用した場合、前述の図3に示したような構成の接合体が製造される傾向が高くなる。 Here, when particulate aluminum-containing metal components are used in the second manufacturing method, there is a high tendency for a bonded body having the configuration shown in Figure 3 described above to be manufactured.
すなわち、アルミニウム含有金属層のマトリクス中に、コバルトおよびアルミニウムを含む粒状物が分散された構造が得られる。 In other words, a structure is obtained in which particles containing cobalt and aluminum are dispersed in the matrix of the aluminum-containing metal layer.
このような第2の製造方法においても、第1の製造方法と同様の利点が得られることは、当業者には明らかである。 It will be clear to those skilled in the art that the second manufacturing method provides the same advantages as the first manufacturing method.
すなわち、第2の製造方法においても、簡便に接合体を製造することができる。また、第2の製造方法では、ニッケルおよび/または銀のような高価な金属材料を使用しないため、製造コストを有意に抑制することができる。 In other words, the second manufacturing method also makes it possible to easily manufacture a joint body. Furthermore, the second manufacturing method does not use expensive metal materials such as nickel and/or silver, so manufacturing costs can be significantly reduced.
なお、第2の製造方法において、工程S210~工程S220の代わりに、コバルト含有金属部材の接合面に、アルミニウム含有金属部材を含むスラリーを設置してから、このスラリーが設置されたコバルト含有金属部材の接合面にセラミックス部材を配置し、組立体を構成してもよい。 In the second manufacturing method, instead of steps S210 to S220, a slurry containing an aluminum-containing metal member may be applied to the joining surface of the cobalt-containing metal member, and then a ceramic member may be placed on the joining surface of the cobalt-containing metal member on which the slurry has been applied, to form an assembly.
この工程は、上記の(イ-1)(イ-2)の部分に相当する。 This process corresponds to parts (a-1) and (a-2) above.
以上、第1の製造方法および第2の製造方法を例に、接合体を製造する方法について説明した。しかしながら、以上の説明は、単なる一例に過ぎず、前述の方法の一部を変更したり、他の工程を追加したりしても、同様の効果が得られることは当業者には明らかである。 The above describes the methods for manufacturing a bonded body using the first and second manufacturing methods as examples. However, the above description is merely an example, and it will be clear to those skilled in the art that similar effects can be obtained by modifying part of the above-mentioned method or adding other steps.
例えば、上記説明では、最初にセラミックス部材を準備し、この上に順次必要な部材を設置することにより、接合体が製造される。しかしながら、これとは逆に、最初にコバルト含有金属部材を準備し、この上に順次必要な部材を設置することにより、接合体が製造されてもよい。 For example, in the above description, the joined body is manufactured by first preparing the ceramic member and then sequentially placing the necessary members on top of it. However, the joined body may also be manufactured by the opposite process, that is, first preparing the cobalt-containing metal member and then sequentially placing the necessary members on top of it.
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The following describes examples of the present invention. However, the present invention is not limited to these examples.
(例1)
以下の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 1)
A bonded body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced by the following method.
まず、セラミックス部材として、縦20mm×横20mm×厚さ0.32mmの寸法を有するアルミナ板(純度90%以上)を準備した。また、コバルト含有金属部材として、縦15mm×横15mm×厚さ1mmの寸法を有する純コバルト板(ニラコ社製)を準備した。さらに、アルミニウム含有金属部材として、縦10mm×横10mm×厚さ0.1mmの純アルミニウム板(ニラコ社製)板を準備した。 First, an alumina plate (purity 90% or more) with dimensions of 20 mm length x 20 mm width x 0.32 mm thickness was prepared as the ceramic member. A pure cobalt plate (manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 15 mm length x 15 mm width x 1 mm thickness was prepared as the cobalt-containing metal member. Furthermore, a pure aluminum plate (manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 10 mm length x 10 mm width x 0.1 mm thickness was prepared as the aluminum-containing metal member.
次に、ポリシロキサン(KF-54;信越シリコーン製)溶液中にアルミニウム含有金属部材を浸漬させ、アルミニウム含有金属部材の両面に、ポリシロキサンを設置した。 Next, the aluminum-containing metal component was immersed in a polysiloxane (KF-54; manufactured by Shin-Etsu Silicones) solution, and polysiloxane was applied to both sides of the aluminum-containing metal component.
次に、セラミックス部材の接合面(縦20mm×横20mmの一つの表面)上に、アルミニウム含有金属部材、およびコバルト含有金属部材をこの順に配置して、組立体を構成した。 Next, an aluminum-containing metal member and a cobalt-containing metal member were placed in this order on the joining surface of the ceramic member (one surface measuring 20 mm long x 20 mm wide) to form an assembly.
次に、得られた組立体を熱処理した。熱処理条件は、不活性雰囲気下、700℃、15分とした。これにより、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例1に係る接合体」と称する。 Next, the resulting assembly was heat-treated. The heat treatment conditions were 700°C in an inert atmosphere for 15 minutes. This resulted in a bonded body. Hereinafter, this bonded body will be referred to as "bonded body according to Example 1."
例1に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 1, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例2)
以下の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 2)
A bonded body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced by the following method.
セラミックス部材として、縦20mm×横20mm×厚さ0.32mmの寸法を有する窒化ケイ素板(純度90%以上)を用意した。また、コバルト含有金属部材として、縦15mm×横15mm×厚さ1mmの寸法を有する純コバルト板(ニラコ社製)を準備した。さらに、アルミニウム含有金属部材として、縦10mm×横5mm×厚さ0.08mmのシルミン(アルミニウム-12wt%Si合金)板を準備した。 As the ceramic member, a silicon nitride plate (purity 90% or more) with dimensions of 20 mm length x 20 mm width x 0.32 mm thickness was prepared. As the cobalt-containing metal member, a pure cobalt plate (manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 15 mm length x 15 mm width x 1 mm thickness was prepared. As the aluminum-containing metal member, a silumin (aluminum-12 wt% Si alloy) plate with dimensions of 10 mm length x 5 mm width x 0.08 mm thickness was prepared.
次に、ポリシロキサン(YR-3370;モメンティブパフォーマンスジャパン製)をエタノール溶媒に溶解し、溶液を調製した。溶液中のポリシロキサンの濃度は、0.1mol/Lである。 Next, polysiloxane (YR-3370; manufactured by Momentive Performance Japan) was dissolved in an ethanol solvent to prepare a solution. The concentration of polysiloxane in the solution was 0.1 mol/L.
次に、この溶液中にアルミニウム含有金属部材を浸漬させ、アルミニウム含有金属部材の両面に、ポリシロキサンを設置した。 Next, an aluminum-containing metal component was immersed in the solution, and polysiloxane was applied to both sides of the aluminum-containing metal component.
次に、セラミックス部材の接合面(縦20mm×横20mmの一つの表面)上にアルミニウム含有金属部材、およびコバルト含有金属部材をこの順に配置して、組立体を構成した。 Next, an aluminum-containing metal member and a cobalt-containing metal member were placed in that order on the joining surface of the ceramic member (one surface measuring 20 mm long x 20 mm wide) to form an assembly.
次に、得られた組立体を熱処理した。熱処理条件は、不活性雰囲気下、580℃、60分とした。これにより、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例2に係る接合体」と称する。 Next, the resulting assembly was heat-treated. The heat treatment conditions were 580°C and 60 minutes in an inert atmosphere. This resulted in a bonded body. Hereinafter, this bonded body will be referred to as "bonded body according to Example 2."
例2に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 2, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例3)
例1と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 3)
In the same manner as in Example 1, a joint consisting of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例3では、セラミックス部材として、縦10mm×横10mm×厚さ5mmの寸法を有する炭化ケイ素板(純度70%以上)を使用し、コバルト含有金属部材として、縦5mm×横5mm×厚さ3mmの寸法を有するサマリウムコバルト磁石(コバルト含有率66質量%;(株)三徳製)を使用した。 However, in this Example 3, a silicon carbide plate (with a purity of 70% or more) having dimensions of 10 mm length x 10 mm width x 5 mm thickness was used as the ceramic member, and a samarium-cobalt magnet (cobalt content 66% by mass; manufactured by Santoku Co., Ltd.) having dimensions of 5 mm length x 5 mm width x 3 mm thickness was used as the cobalt-containing metal member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例3に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 3."
例3に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 3, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例4)
例3と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 4)
In the same manner as in Example 3, a joint consisting of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例4では、セラミックス部材として、アルミナ板(純度90%以上)を使用し、アルミニウム含有金属部材として、シルミン(アルミニウム-12wt%Si合金)板を使用した。 However, in this Example 4, an alumina plate (with a purity of 90% or more) was used as the ceramic member, and a silumin (aluminum-12 wt% Si alloy) plate was used as the aluminum-containing metal member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例4に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 4."
例4に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 4, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例5)
例1と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 5)
In the same manner as in Example 1, a joint consisting of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例5では、コバルト含有金属部材として、KOVAR板(コバルト含有量17質量%;ニラコ社製)を使用した。 However, in this Example 5, KOVAR plate (cobalt content 17% by mass; manufactured by Nilaco Corporation) was used as the cobalt-containing metal member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例5に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 5."
例5に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 5, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例6)
例5と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 6)
In the same manner as in Example 5, a joint of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例6では、アルミニウム含有金属部材として、縦10mm×横5mm×厚さ0.08mmの寸法を有するシルミン(アルミニウム-12wt%Si合金)板を使用した。 However, in this Example 6, a silumin (aluminum-12 wt% Si alloy) plate with dimensions of 10 mm length x 5 mm width x 0.08 mm thickness was used as the aluminum-containing metal member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例6に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 6."
例6に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 6, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例7)
例6と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 7)
In the same manner as in Example 6, a joint consisting of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例7では、セラミックス部材として、縦10mm×横10mm×厚さ5mmの寸法を有する炭化ケイ素(純度70%以上)を使用した。 However, in this Example 7, silicon carbide (with a purity of 70% or more) with dimensions of 10 mm length x 10 mm width x 5 mm thickness was used as the ceramic member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例7に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 7."
例7に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 7, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例8)
以下の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 8)
A bonded body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced by the following method.
まず、セラミックス部材として、縦20mm×横20mm×厚さ0.32mmの寸法を有するアルミナ板(純度90%以上)を準備した。また、コバルト含有金属部材として、縦15mm×横15mm×厚さ1mmの寸法を有するKOVAR板(コバルト含有量17質量%;ニラコ社製)を使用した。 First, an alumina plate (purity 90% or more) with dimensions of 20 mm length x 20 mm width x 0.32 mm thickness was prepared as the ceramic member. In addition, a KOVAR plate (cobalt content 17% by mass; manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 15 mm length x 15 mm width x 1 mm thickness was used as the cobalt-containing metal member.
また、アルミニウム含有金属部材は、-63μmのシルミン粉末(アルミニウム-12wt%Si合金、商品名:シルミン合金;三津和化学薬品製)を含むスラリーを用いて作製した。 The aluminum-containing metal component was made using a slurry containing -63 μm silumin powder (aluminum-12 wt% Si alloy, product name: silumin alloy; manufactured by Mitsuwa Chemicals).
次に、溶媒中にシルミン粉末を添加後、十分に撹拌してスラリーを調製した。溶媒は、ポリシロキサン(YR-3370;モメンティブパフォーマンスジャパン製)を酢酸2-(2-n-ブトキシエトキシ)エチルに溶解させて調製した。スラリー中のシルミン粉末の濃度は、65質量%とした。 Next, the silumin powder was added to the solvent and thoroughly stirred to prepare a slurry. The solvent was prepared by dissolving polysiloxane (YR-3370; manufactured by Momentive Performance Japan) in 2-(2-n-butoxyethoxy)ethyl acetate. The concentration of silumin powder in the slurry was 65% by mass.
次に、セラミックス部材の接合面(縦20mm×横20mmの一つの表面)上に前述のスラリーを塗布し、その上にコバルト含有金属部材を設置して、組立体を構成した。 Next, the aforementioned slurry was applied to the joining surface of the ceramic member (one surface measuring 20 mm long x 20 mm wide), and a cobalt-containing metal member was placed on top to form an assembly.
次に、得られた組立体を熱処理した。熱処理条件は、不活性雰囲気下、700℃、15分とした。これにより、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例8に係る接合体」と称する。 Next, the resulting assembly was heat-treated. The heat treatment conditions were 700°C and 15 minutes in an inert atmosphere. This resulted in a bonded body. Hereinafter, this bonded body will be referred to as "bonded body according to Example 8."
例8に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 8, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例9)
例8と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 9)
In the same manner as in Example 8, a bonded body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例9では、スラリー中のアルミニウム含有金属部材として、アルミニウム粉末(平均粒径5μm、純度99%)を使用した。スラリー中のアルミニウム粉末の濃度は、65質量%とした。 However, in this Example 9, aluminum powder (average particle size 5 μm, purity 99%) was used as the aluminum-containing metal component in the slurry. The concentration of aluminum powder in the slurry was 65 mass%.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例9に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 9."
例9に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 9, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
なお、ペーストに含まれるアルミニウム粉末の平均粒径を10μmとして、同様の実験を実施したところ、同様の結果が得られた。 The same experiment was carried out with the aluminum powder in the paste having an average particle size of 10 μm, and similar results were obtained.
(例10)
例8と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 10)
In the same manner as in Example 8, a bonded body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例10では、セラミックス部材として、縦15mm×横15mm×厚さ2mmの寸法を有するムライト板を使用した。また、スラリー中のアルミニウム含有金属部材として、アルミニウム粉末(平均粒径5μm、純度99%)を使用した。 However, in this Example 10, a mullite plate having dimensions of 15 mm length x 15 mm width x 2 mm thickness was used as the ceramic member. Also, aluminum powder (average particle size 5 μm, purity 99%) was used as the aluminum-containing metal member in the slurry.
さらに、熱処理条件は、不活性雰囲気下、700℃、60分とした。これにより、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例10に係る接合体」と称する。 Furthermore, the heat treatment conditions were 700°C and 60 minutes in an inert atmosphere. As a result, a bonded body was obtained. Hereinafter, this bonded body is referred to as "bonded body according to Example 10."
例10に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 10, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例11)
例10と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 11)
In the same manner as in Example 10, a joint of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例11では、セラミックス部材として、ジルコニア板を使用した。 However, in this Example 11, a zirconia plate was used as the ceramic member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例11に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 11."
例11に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 11, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例12)
例10と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 12)
In the same manner as in Example 10, a joint of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例12では、セラミックス部材として、フォルステライト板を使用した。 However, in this Example 12, a forsterite plate was used as the ceramic member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例12に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 12."
例12に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 12, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例13)
例10と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 13)
In the same manner as in Example 10, a joint of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例13では、セラミックス部材として、ステアタイト板を使用した。 However, in this Example 13, a steatite plate was used as the ceramic member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例13に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 13."
例13に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 13, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例14)
例10と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 14)
In the same manner as in Example 10, a joint of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例14では、セラミックス部材として、コージェライト板を使用した。 However, in this Example 14, a cordierite plate was used as the ceramic member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例14に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 14."
例14に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 14, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
(例15)
例10と同様の方法により、セラミックス部材とコバルト含有金属部材の接合体を製作した。
(Example 15)
In the same manner as in Example 10, a joint of a ceramic member and a cobalt-containing metal member was produced.
ただし、この例15では、セラミックス部材として、フェライト板を使用した。 However, in this Example 15, a ferrite plate was used as the ceramic member.
組立体の熱処理後に、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例15に係る接合体」と称する。 After heat treatment of the assembly, a joint was obtained. Hereinafter, this joint is referred to as "joint relating to Example 15."
例15に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 15, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were bonded well.
以下の表1には、各接合体の製造条件をまとめて示した。 The manufacturing conditions for each joint are summarized in Table 1 below.
各例に係る接合体を用いて、各種評価を実施した。
Using the joints according to each example, various evaluations were carried out.
まず、走査型電子顕微鏡を用いて、例2に係る接合体の断面を観察した。 First, a cross section of the bonded body of Example 2 was observed using a scanning electron microscope.
図6には、例2に係る接合体の断面の一例を示す。 Figure 6 shows an example of a cross section of the joint in Example 2.
例2に係る接合体の場合、アルミニウム含有金属部材がほぼ消失していることがわかった。すなわち、接合体は、前述の図2に示したような断面構成であり、セラミックス部材、酸化物層、接合層、およびコバルト含有金属部材の順に配置されていることがわかった。 In the case of the bonded body of Example 2, it was found that the aluminum-containing metal member had almost completely disappeared. In other words, it was found that the bonded body had a cross-sectional configuration as shown in Figure 2 above, with the ceramic member, oxide layer, bonding layer, and cobalt-containing metal member arranged in that order.
酸化物層および接合層には、特にクラックやボイド等の欠陥は認められなかった。 No defects, particularly cracks or voids, were found in the oxide layer or bonding layer.
簡易元素分析装置により、酸化物層の元素分析を実施した。その結果、酸化物層には、アルミノシリケートの相が存在することがわかった。また、接合層には、アルミニウムとコバルトの双方が含まれていることがわかった。 An elemental analysis of the oxide layer was performed using a simple elemental analyzer. As a result, it was found that the oxide layer contained an aluminosilicate phase. It was also found that the bonding layer contained both aluminum and cobalt.
接合層の一部において、アルミニウムの濃度は、コバルト含有金属部材に向かって連続的に減少しており、逆にコバルトの濃度は、コバルト含有金属部材に向かって連続的に増加していることがわかった。 It was found that in part of the bonding layer, the aluminum concentration continuously decreased toward the cobalt-containing metal component, and conversely, the cobalt concentration continuously increased toward the cobalt-containing metal component.
例1に係る接合体においても、ほぼ同様の結果が得られた。 Almost the same results were obtained with the joint in Example 1.
一方、例5に係る接合体の場合、接合体の層構成は、前述の図1に示したような断面構成であり、セラミックス部材の側から順に、酸化物層、アルミニウム含有金属層、接合層、およびコバルト含有金属部材で構成されていることがわかった。 On the other hand, in the case of the bonded body of Example 5, the layer structure of the bonded body has a cross-sectional structure as shown in Figure 1 above, and it was found to be composed of, in order from the ceramic member side, an oxide layer, an aluminum-containing metal layer, a bonding layer, and a cobalt-containing metal member.
酸化物層および接合層には、特にクラックやボイド等の欠陥は認められなかった。 No defects, particularly cracks or voids, were found in the oxide layer or bonding layer.
簡易元素分析装置により、酸化物層の元素分析を実施した。その結果、酸化物層には、アルミノシリケートの相が存在することがわかった。また、接合層には、アルミニウムおよびコバルトに加えて、鉄およびニッケルが含まれていることがわかった。 Elemental analysis of the oxide layer was performed using a simple elemental analyzer. The results showed that the oxide layer contained an aluminosilicate phase. It was also found that the bonding layer contained iron and nickel in addition to aluminum and cobalt.
接合層の一部において、アルミニウムの濃度は、コバルト含有金属部材に向かって連続的に減少しており、逆にコバルト、鉄、およびニッケルの濃度は、コバルト含有金属部材に向かって連続的に増加していることがわかった。 In part of the bonding layer, it was found that the aluminum concentration continuously decreased toward the cobalt-containing metal component, while the concentrations of cobalt, iron, and nickel continuously increased toward the cobalt-containing metal component.
図7には、例6に係る接合体の断面の一例を示す。 Figure 7 shows an example of a cross section of the joint according to Example 6.
例6に係る接合体の場合、アルミニウム含有金属部材がほぼ消失していることがわかった。すなわち、接合体は、前述の図2に示したような断面構成であった。 In the case of the joint in Example 6, it was found that the aluminum-containing metal member had almost completely disappeared. In other words, the joint had a cross-sectional configuration as shown in Figure 2 above.
酸化物層および接合層には、特にクラックやボイド等の欠陥は認められなかった。 No defects, particularly cracks or voids, were found in the oxide layer or bonding layer.
簡易元素分析装置により、酸化物層の元素分析を実施した。その結果、酸化物層には、アルミノシリケートの相が存在することがわかった。また、接合層には、アルミニウム、ケイ素、コバルト、鉄およびニッケルが含まれていることがわかった。 Elemental analysis of the oxide layer was performed using a simple elemental analyzer. The results showed that the oxide layer contained an aluminosilicate phase. Additionally, the bonding layer was found to contain aluminum, silicon, cobalt, iron, and nickel.
接合層の一部において、アルミニウムおよびケイ素の濃度は、コバルト含有金属部材に向かって、連続的に減少していた。逆にコバルト、鉄およびニッケルの濃度は、コバルト含有金属部材に向かって、連続的に増加していることがわかった。 In some parts of the bonding layer, the concentrations of aluminum and silicon decreased continuously toward the cobalt-containing metal component. Conversely, the concentrations of cobalt, iron, and nickel were found to increase continuously toward the cobalt-containing metal component.
図8には、例7に係る接合体の断面の一例を示す。 Figure 8 shows an example of a cross section of the joint according to Example 7.
例7に係る接合体の場合、接合体の層構成は、前述の図1に示したような断面構成であり、セラミックス部材の側から順に、酸化物層、アルミニウム含有金属層、接合層、およびコバルト含有金属部材で構成されていることがわかった。 In the case of the bonded body of Example 7, the layer structure of the bonded body has a cross-sectional structure as shown in Figure 1 above, and it was found to be composed of, in order from the ceramic member side, an oxide layer, an aluminum-containing metal layer, a bonding layer, and a cobalt-containing metal member.
酸化物層および接合層には、特にクラックやボイド等の欠陥は認められなかった。 No defects, particularly cracks or voids, were found in the oxide layer or bonding layer.
簡易元素分析装置により、酸化物層の元素分析を実施した。その結果、酸化物層には、アルミノシリケートの相が存在することがわかった。また、接合層には、アルミニウム、ケイ素、コバルト、鉄およびニッケルが含まれていることがわかった。 Elemental analysis of the oxide layer was performed using a simple elemental analyzer. The results showed that the oxide layer contained an aluminosilicate phase. Additionally, the bonding layer was found to contain aluminum, silicon, cobalt, iron, and nickel.
図9には、例7に係る接合体の断面における線分析結果を示す。図において、横軸は、図8内の各断面位置に対応する。例えば、点Aは、アルミニウム含有金属層の厚さの略中心の位置であり、点B1は、アルミニウム含有金属層と接合層の略界面の位置であり、点B2は、接合層の内部の位置であり、点B3は、接合層とコバルト含有金属部材の略界面の位置であり、点Cは、コバルト含有金属部材内の位置である。 Figure 9 shows the results of line analysis of the cross section of the joint of Example 7. In the figure, the horizontal axis corresponds to each cross section position in Figure 8. For example, point A is approximately the center of the thickness of the aluminum-containing metal layer, point B1 is approximately the interface between the aluminum-containing metal layer and the joint layer, point B2 is a position inside the joint layer, point B3 is approximately the interface between the joint layer and the cobalt-containing metal member, and point C is a position inside the cobalt-containing metal member.
この結果から、接合層において、少なくとも点B1~点B2の領域では、アルミニウムの濃度は、コバルト含有金属部材に向かって徐々に減少することがわかる。また逆に、同領域において、コバルト、鉄およびニッケルの各濃度は、コバルト含有金属部材に向かって徐々に増加することがわかる。 From these results, it can be seen that in the bonding layer, at least in the region from point B1 to point B2, the aluminum concentration gradually decreases toward the cobalt-containing metal component. Conversely, in the same region, the concentrations of cobalt, iron, and nickel gradually increase toward the cobalt-containing metal component.
例7に係る接合体において、接合層の厚さの略中央位置(図8における点D参照)における元素濃度分析を実施した。結果を表2に示す。 For the bonded body of Example 7, element concentration analysis was performed at approximately the center position of the thickness of the bonded layer (see point D in Figure 8). The results are shown in Table 2.
図10には、例8に係る接合体の断面の一例を示す。また、図11には、図10の四角で囲った枠内の部分を拡大した写真を示す。 Figure 10 shows an example of a cross section of the bonded body according to Example 8. Figure 11 shows an enlarged photograph of the area enclosed by the square in Figure 10.
例8に係る接合体の場合、接合体の層構成は、前述の図3に示したような断面構成であり、セラミックス部材の側から順に、酸化物層、アルミニウム含有金属層、接合層、およびコバルト含有金属部材で構成されていることがわかった。 In the case of the bonded body of Example 8, the layer structure of the bonded body has a cross-sectional structure as shown in Figure 3 described above, and it was found to be composed of, in order from the ceramic member side, an oxide layer, an aluminum-containing metal layer, a bonding layer, and a cobalt-containing metal member.
また、アルミニウム含有金属層には、略球状の粒状物が存在することが確認された。さらに図11に示すように、一部の球状の粒状物の内部には、針状の析出物が形成されていることがわかった。
この略球状の粒状物の元素分析を実施した。結果を以下の表3に示す。
It was also confirmed that the aluminum-containing metal layer contained roughly spherical granules, and as shown in Figure 11, it was found that needle-shaped precipitates were formed inside some of the spherical granules.
The roughly spherical particles were subjected to elemental analysis, and the results are shown in Table 3 below.
簡易元素分析装置により、酸化物層の元素分析を実施した。その結果、酸化物層には、アルミノシリケートの相が存在することがわかった。 Elemental analysis of the oxide layer was performed using a simple elemental analyzer. As a result, it was found that the oxide layer contained an aluminosilicate phase.
また、接合層には、アルミニウム、ケイ素、コバルト、鉄およびニッケルが含まれていることがわかった。以下の表4には、図10のE点で測定された元素分析結果を示した。 The bonding layer was also found to contain aluminum, silicon, cobalt, iron and nickel. Table 4 below shows the elemental analysis results measured at point E in Figure 10.
以下の表5には、各例に係る接合体における断面の構造をまとめて示した。 Table 5 below shows the cross-sectional structure of the joints in each example.
このように、例1~例15に係る接合体において、断面の層構造は3種類存在することがわかった。また、例1~例15に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材は、間の層を介して良好に接合されていることが確認された。 As described above, it was found that there were three types of cross-sectional layer structures in the bonded bodies of Examples 1 to 15. It was also confirmed that in the bonded bodies of Examples 1 to 15, the ceramic member and the cobalt-containing metal member were well bonded via the layer between them.
なお、簡易元素分析装置による測定から、例2に係る接合体、例7に係る接合体、および例8に係る接合体のそれぞれにおいて、アルミニウム含有金属層内のアルミニウム含有量が51質量%を超えることが確認されている。 In addition, measurements using a simplified elemental analyzer confirmed that the aluminum content in the aluminum-containing metal layer exceeded 51 mass% in each of the joints of Example 2, Example 7, and Example 8.
(例16)
以下の方法により、セラミックス部材の両側にコバルト含有金属部材が配置された接合体を製作した。
(Example 16)
A bonded body in which a cobalt-containing metal member was disposed on both sides of a ceramic member was produced by the following method.
まず、セラミックス部材として、縦20mm×横20mm×厚さ0.32mmの寸法を有するアルミナ板(純度90%以上)を準備した。また、コバルト含有金属部材として、縦15mm×横15mm×厚さ1mmの寸法を有するKOVAR板(コバルト含有量17質量%;ニラコ社製)を2枚準備した(それぞれ、「コバルト含有金属部材A」および「コバルト含有金属部材B」と称する)。さらに、アルミニウム含有金属部材として、縦10mm×横10mm×厚さ0.1mmの純アルミニウム板(ニラコ社製)板を2枚準備した(それぞれ、「アルミニウム含有金属部材A」および「アルミニウム含有金属部材B」と称する)。 First, an alumina plate (purity 90% or more) with dimensions of 20 mm length x 20 mm width x 0.32 mm thickness was prepared as the ceramic member. In addition, two KOVAR plates (cobalt content 17% by mass; manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 15 mm length x 15 mm width x 1 mm thickness were prepared as the cobalt-containing metal member (referred to as "cobalt-containing metal member A" and "cobalt-containing metal member B" respectively). Furthermore, two pure aluminum plates (manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 10 mm length x 10 mm width x 0.1 mm thickness were prepared as the aluminum-containing metal member (referred to as "aluminum-containing metal member A" and "aluminum-containing metal member B" respectively).
次に、アルミニウム含有金属部材Aを第1の溶液中に浸漬させた。また、アルミニウム含有金属部材Bを第2の溶液中に浸漬させた。第1の溶液は、ポリシロキサンK(KF-54;信越シリコーン製)溶液とした。また、第2の溶液は、ポリシロキサンH(H44;ワッカーケミー製)をエタノール溶媒に溶解して調製した。第2の溶液中のポリシロキサンHの濃度は、0.1mol/Lとした。 Next, the aluminum-containing metal member A was immersed in the first solution. The aluminum-containing metal member B was immersed in the second solution. The first solution was a polysiloxane K (KF-54; manufactured by Shin-Etsu Silicones). The second solution was prepared by dissolving polysiloxane H (H44; manufactured by Wacker Chemie) in an ethanol solvent. The concentration of polysiloxane H in the second solution was 0.1 mol/L.
次に、セラミックス部材の一方の接合面(縦20mm×横20mmの面)上に、アルミニウム含有金属部材A、およびコバルト含有金属部材Aをこの順に配置した。また、セラミックス部材の他方の接合面(縦20mm×横20mmの面)上に、アルミニウム含有金属部材B、およびコバルト含有金属部材Bをこの順に設置して、組立体を構成した。 Next, an aluminum-containing metal member A and a cobalt-containing metal member A were placed in this order on one of the joining surfaces of the ceramic member (surface measuring 20 mm long x 20 mm wide). An aluminum-containing metal member B and a cobalt-containing metal member B were placed in this order on the other joining surface of the ceramic member (surface measuring 20 mm long x 20 mm wide), forming an assembly.
次に、得られた組立体を熱処理した。熱処理条件は、不活性雰囲気下、700℃、15分とした。これにより、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例16に係る接合体」と称する。 Next, the resulting assembly was heat-treated. The heat treatment conditions were 700°C and 15 minutes in an inert atmosphere. This resulted in a bonded body. Hereinafter, this bonded body will be referred to as "bonded body according to Example 16."
例16に係る接合体において、セラミックス部材とコバルト含有金属部材A、およびセラミックス部材とコバルト含有金属部材Bは、いずれも良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 16, both the ceramic member and the cobalt-containing metal member A, and the ceramic member and the cobalt-containing metal member B were bonded well.
(例17)
以下の方法により、コバルト含有金属部材の両側にセラミックス部材が配置された接合体を製作した。
(Example 17)
A joint in which ceramic members were disposed on both sides of a cobalt-containing metal member was produced by the following method.
まず、セラミックス部材として、縦20mm×横20mm×厚さ0.32mmの寸法を有する2枚の窒化ケイ素板(純度90%以上)を準備した(それぞれ、「セラミックス部材A」および「セラミックス部材B」と称する)。また、コバルト含有金属部材として、縦15mm×横15mm×厚さ1mmの寸法を有するKOVAR板(コバルト含有量17質量%;ニラコ社製)を準備した。さらに、アルミニウム含有金属部材として、縦10mm×横10mm×厚さ0.1mmの純アルミニウム板(ニラコ社製)板を2枚準備した(それぞれ、「アルミニウム含有金属部材C」および「アルミニウム含有金属部材D」と称する)。 First, two silicon nitride plates (purity 90% or more) with dimensions of 20 mm length x 20 mm width x 0.32 mm thickness were prepared as ceramic members (referred to as "ceramic member A" and "ceramic member B" respectively). In addition, a KOVAR plate (cobalt content 17% by mass; manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 15 mm length x 15 mm width x 1 mm thickness was prepared as a cobalt-containing metal member. Furthermore, two pure aluminum plates (manufactured by Nilaco Corporation) with dimensions of 10 mm length x 10 mm width x 0.1 mm thickness were prepared as aluminum-containing metal members (referred to as "aluminum-containing metal member C" and "aluminum-containing metal member D" respectively).
次に、アルミニウム含有金属部材Cおよびアルミニウム含有金属部材Dを、それぞれ、ポリシロキサン(KF-54;信越シリコーン製)溶液中に浸漬させた。 Next, aluminum-containing metal member C and aluminum-containing metal member D were each immersed in a polysiloxane (KF-54; manufactured by Shin-Etsu Silicones) solution.
次に、コバルト含有金属部材の一方の接合面(縦20mm×横20mmの面)上に、アルミニウム含有金属部材C、およびセラミックス部材Aをこの順に配置した。また、コバルト含有金属部材の他方の接合面(縦15mm×横15mmの面)上に、アルミニウム含有金属部材D、およびセラミックス部材Bをこの順に設置して、組立体を構成した。 Next, an aluminum-containing metal member C and a ceramic member A were placed in this order on one of the joining surfaces (a surface measuring 20 mm long x 20 mm wide) of the cobalt-containing metal member. An aluminum-containing metal member D and a ceramic member B were placed in this order on the other joining surface (a surface measuring 15 mm long x 15 mm wide) of the cobalt-containing metal member to form an assembly.
次に、得られた組立体を熱処理した。熱処理条件は、不活性雰囲気下、700℃、15分とした。これにより、接合体が得られた。以下、この接合体を、「例17に係る接合体」と称する。 Next, the resulting assembly was heat-treated. The heat treatment conditions were 700°C and 15 minutes in an inert atmosphere. This resulted in a bonded body. Hereinafter, this bonded body will be referred to as "bonded body according to Example 17."
例17に係る接合体において、コバルト含有金属部材とセラミックス部材A、およびコバルト含有金属部材とセラミックス部材Bは、いずれも良好に接合されていた。 In the bonded body of Example 17, the cobalt-containing metal member and ceramic member A, and the cobalt-containing metal member and ceramic member B were both bonded well.
100 第1の接合体
110 セラミックス部材
120 酸化物層
130 アルミニウム含有金属層
140 接合層
150 コバルト含有金属部材
200 第2の接合体
210 セラミックス部材
220 酸化物層
240 接合層
250 コバルト含有金属部材
300 第3の接合体
310 セラミックス部材
320 酸化物層
330 アルミニウム含有金属層
340 接合層
350 コバルト含有金属部材
360 粒状物
REFERENCE SIGNS
Claims (15)
(ア-1)セラミックス部材の接合面に、アルミニウム含有金属部材を設置する工程であって、前記アルミニウム含有金属部材は、前記セラミックス部材と前記アルミニウム含有金属部材との間に、第1の有機ケイ素系ポリマーが配置されるように設置される、工程と、
(ア-2)前記(ア-1)の工程に引き続き実施される、前記アルミニウム含有金属部材の上にコバルト含有金属部材を設置して、組立体を形成する工程、または
(イ-1)コバルト含有金属部材の接合面に、アルミニウム含有金属部材を設置する工程と、
(イ-2)前記(イ-1)の工程に引き続き実施される、前記アルミニウム含有金属部材の上にセラミックス部材を設置して、組立体を形成する工程であって、前記セラミックス部材は、該セラミックス部材と前記アルミニウム含有金属部材との間に、第1の有機ケイ素系ポリマーが配置されるように設置される、工程、
を有し、
前記(ア-2)の工程または前記(イ-2)の工程の後に、さらに、
(ウ)前記組立体を、不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下、430℃以上に加熱する工程、
を有し、
前記第1の有機ケイ素系ポリマーは、主鎖がSi-O-Si基を有し、
前記コバルト含有金属部材は、コバルトを15質量%以上含有する、製造方法。 A method for manufacturing a joined body having a ceramic member and a cobalt-containing metal member, comprising the steps of:
(A-1) a step of placing an aluminum-containing metal member on a joining surface of a ceramic member, the aluminum-containing metal member being placed such that a first organosilicon-based polymer is disposed between the ceramic member and the aluminum-containing metal member;
(A-2) A step of forming an assembly by placing a cobalt-containing metal member on the aluminum-containing metal member, which is carried out following the step (A-1); or (B-1) A step of placing an aluminum-containing metal member on the joining surface of the cobalt-containing metal member;
(A-2) a step, carried out subsequent to the step (A-1), of placing a ceramic member on the aluminum-containing metal member to form an assembly, the ceramic member being placed such that a first organosilicon-based polymer is disposed between the ceramic member and the aluminum-containing metal member;
having
After the step (A-2) or the step (B-2),
(c) heating the assembly to 430° C. or higher in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere;
having
the first organosilicon polymer has a main chain having Si—O—Si groups;
The cobalt-containing metal component contains 15 mass % or more of cobalt.
前記(イ-1)の工程において、前記アルミニウム含有金属部材は、該アルミニウム含有金属部材と前記コバルト含有金属部材との間に、第2の有機ケイ素系ポリマーが配置されるように設置され、
前記第2の有機ケイ素系ポリマーは、主鎖がSi-O-Si基を有する、請求項1に記載の製造方法。 In the step (A-2), the cobalt-containing metal member is disposed such that a second organosilicon-based polymer is disposed between the aluminum-containing metal member and the cobalt-containing metal member; or, in the step (A-1), the aluminum-containing metal member is disposed such that a second organosilicon-based polymer is disposed between the aluminum-containing metal member and the cobalt-containing metal member;
The method according to claim 1 , wherein the second organosilicon polymer has a main chain having Si—O—Si groups.
前記アルミニウム含有金属部材が板状の場合、前記(ア-1)の工程において、前記アルミニウム含有金属部材は、前記第1の有機ケイ素系ポリマーを含む液体中に浸漬された後に、前記セラミックス部材の上に設置され、
前記アルミニウム含有金属部材が粉末状の場合、前記(ア-1)の工程は、前記セラミックス部材の接合面に、前記第1の有機ケイ素系ポリマーおよび前記アルミニウム含有金属部材を含むスラリーを設置することにより実施される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の製造方法。 The aluminum-containing metal member is in a plate or powder form ,
When the aluminum-containing metal member is in the form of a plate, in the step (A-1), the aluminum-containing metal member is immersed in a liquid containing the first organosilicon polymer and then placed on the ceramic member ;
4. The method according to claim 1, wherein when the aluminum-containing metal member is in powder form, the step (A-1) is carried out by applying a slurry containing the first organosilicon polymer and the aluminum-containing metal member to the joining surface of the ceramic member .
前記アルミニウム含有金属部材が板状の場合、前記(イ-1)の工程において、前記アルミニウム含有金属部材は、前記第2の有機ケイ素系ポリマーを含む液体中に浸漬された後に、前記コバルト含有金属部材の上に設置され、
前記アルミニウム含有金属部材が粉末状の場合、前記(イ-1)の工程は、前記コバルト含有金属部材の接合面に、前記第2の有機ケイ素系ポリマーおよび前記アルミニウム含有金属部材を含むスラリーを設置することにより実施される、請求項2または3に記載の製造方法。 The aluminum-containing metal member is in a plate or powder form ,
When the aluminum-containing metal member is in the form of a plate, in the step (a-1), the aluminum-containing metal member is immersed in a liquid containing the second organosilicon-based polymer and then placed on the cobalt-containing metal member ;
4. The method according to claim 2 or 3, wherein when the aluminum-containing metal member is in powder form, the step (i-1) is carried out by applying a slurry containing the second organosilicon-based polymer and the aluminum-containing metal member to the joining surface of the cobalt-containing metal member .
前記コバルト含有金属部材は、コバルトを15質量%以上含有し、
前記セラミックス部材とコバルト含有金属部材との間には、前記セラミックス部材から近い順に、
アルミニウム-ケイ素-酸素系の酸化物を含む酸化物層と、
アルミニウムおよびコバルトを含む接合層と、
が配置されている、接合体。 A joined body of a ceramic member and a cobalt-containing metal member,
The cobalt-containing metal member contains 15 mass % or more of cobalt,
Between the ceramic member and the cobalt-containing metal member, in order from the ceramic member to the cobalt-containing metal member,
an oxide layer including an aluminum-silicon-oxygen oxide;
a bonding layer comprising aluminum and cobalt;
are arranged in a junction.
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