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放電プラズマ加熱によるセラミックスと金属の接合

研究課題

研究課題/領域番号 10650723
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関近畿大学

研究代表者

深谷 保博  近畿大学, 工学部, 教授 (40268454)

研究分担者 篠崎 賢二  広島大学, 工学部, 助教授 (70154218)
黒木 英憲  広島大学, 工学部, 教授 (80037853)
奥本 泰久  近畿大学, 工学部, 教授 (50247962)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードセラミックス / Al_2O_3 / Si_3N_4 / 接合 / 割れ / 残留応力 / 放電プラズマ / 拡散接合 / 焼結接合
研究概要

セラミックスと金属の接合では,継手部に大きな残留応力が発生すると,割れが発生したり継手強度が低下する。本研究では,この残留応力の発生を緩和してこれらの弊害を除去するため,熱負荷の低減に着目し,新熱源である「放電プラズマ」を適用した「低温接合法」の開発を行なった。
平成10年度にセラミックスにAl_2O_3,金属にSUS304を取り上げ,両者間に塑性変形能に優れるAgやCuの薄膜を活性金属ろうでろう付したあと,薄膜を対向させて,放電プラズマ加熱で拡散接合または粉末挿入焼結接合で低温接合する方法の試験を実施した。平成11年度は,セラミックスをSi_3N_4に変えて試験を実施した。結果を要約すると,以下の通りである。
(1)従来接合法(Ag-Cu-Tiろう付法で直接接合)では,セラミックス中に割れが発生するが,上記提案接合法を採用すると,この割れを完全に防止できることが確認された。
(2)この理由をFEM熱弾塑性解析し,(1)従来接合法における割れ発生原因は,接合界面近傍のセラミックス表面にセラミックス母材強度に達する残留応用(引張)が発生するためであること,(2)上記提案接合法でセラミックス中の割れ発生を防止出来るのは,セラミックス中の発生残留応力(引張)が従来接合法の約23〜50%に低減できるためであることを確認した。
(3)上記提案接合法で得られる継手強度(JIS R 1601 4点曲げ強度)を把握した。
(これらは,平成10,11年度溶接学会秋季大会,平成11年度機械学会M£P等で発表)

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "Ag薄膜ろう付+放電プラズマ加熱接合法によるAl_2O_3/SUS304の残留応力緩和接合"溶接学会全国大会講演概要. 第63集. 360-361 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "Cu薄膜ろう付+Cu粉挿入放電プラズマ加熱接合法によるAl_2O_3/SUS304の残留応力緩和接合"溶接学会全国大会講演概要. 第63集. 362-363 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "Ag,Cu薄膜ろう付とパルス通電加熱接合を併用したSi_3N_4とSUS304の接合"溶接学会全国大会講演概要. 第65集. 584-585 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "セラミックス/金属接合体における残留応力とセラミックスの割れ"日本機械学会第7回機械材料・材料加工技術講演会講演論文集. No99-23. 283-284 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Fukaya, etal.: "Stress Relief of AlィイD22ィエD2 O ィイD23ィエD2 /SUS304 Bonded Joint by Discharged Plasma Heated Bonding after Ag Brazing."Preprints of the national meeting of J. W. S.. 63. 360-361 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Fukaya, etal: "Stress Relief of AlィイD22ィエD2 O ィイD23ィエD2 /SUS304 Bonded Joint by Discharged Plasma Heated Bonding with Cu Powder after Cu Brazing"Preprints of the national meeting of J. W. S.. 63. 362-363 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Fukaya, etal: "Bonding SiィイD23ィエD2 N ィイD24ィエD2 to SUS304 by Diffusion bonding with Pulse Current Heating after Brazing Ag, Cu Thin Film to SiィイD23ィエD2 N ィイD24ィエD2 , SUS304"Preprints of the national meeting of J. W. S... 65. 584-585 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Fukaya, etal: "Relationship between Crack in Ceramics and Residual Stress at Ceramics/Metal Bonded Joint"The 7th Materials and Processing Conference(M&P'99). 99-23. 283-284 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "Ag,Cu薄膜ろう付とパルス通電加熱接合を併用したSi_3N_4とSUS304の接合"溶接学会全国大会講演概要. 第65集. 584-585 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "セラミックス/金属接合体における残留応力とセラミックスの割れ"日本機械学会第7回機械材料・材料加工技術講演会講演論文集. No99-23. 283-284 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "Ag薄膜ろう付+放電プラズマ加熱接合法によるAl_2O_3/SUS304の残留応力緩和接合" 溶接学会全国大会講演概要. 第63集. 360-361 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 深谷保博ほか: "Cu薄膜ろう付+Cu粉挿入放電プラズマ加熱接合法によるAl_2O_3/SUS304の残留応力緩和接合" 溶接学会全国大会講演概要. 第63集. 362-363 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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