| 研究概要 |
超音波接合法は,従来の各接合法に比べ,常温で迅速かつ容易に接合でき,さらにはんだや接着剤等を用いないで接合できる,環境に優しい接合技術である.また,接合時に高い圧力や温度を要しないため,接合材の物性を損なうことなく,健全な接合材が得られることが大きな利点である.ここでは,金属/セラミックスおよび異種金属間の直接接合を試み,各材料間における接合の可否とその特性を調べた.
全般には,材料の組み合わせや接合条件によって,それぞれに最適な接合条件が存在する.具体的には,接合圧力が増大すると接合(印加)時間が短縮でき,逆に圧力が低い場合は,接合時間は幾分長くなる.また,材料の接触面では微視的なすべりと同時に,超音波振動の印加で摩擦熱が発生し,接合界面は予想以上の高温(450℃〜550℃)となり,両物質の相互移着(凝着)が生じて接合が完了する.したがって,この状況下では原子間結合あるいは反応層の形成も大いに期待できる.また,インサート材を用いた場合,活性金属や低融点金属をインサート材として用いるか,あるいは接合面をメタライズしたものは,有効なバインダとして効果を発揮し,接合を促進させる.
さらに,金属どうしでは,AlやCuなどの弾性係数の小さい材料は,塑性変形による加工硬化を受けやすく,接合部近傍でクラックなどが発生しやすい.逆にMoやWおよびアモルファス合金などは,内部変形が増大するにつれてボイドや割れが生じやすくなる.以上から,小物,薄物,軟質材料は低出力,低圧力で接合できる.
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