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セラミックから金属のろう付けとは何ですか?
2025-03-20

What is Ceramic Brazing?

                                                        (ろう付けセラミック製造Wintrustek)


辞書によると、ろう付けは「隣接する表面の間に真鍮またはスペルターの層を融合させることにより、2つの金属片の結合」です。おそらく、16世紀からのフランス語の派生物であり、「燃やす」ことを意味します。


本質的に、操作中にろう付けが溶けて2つの材料の間を流れます。多くの場合、「濡れ」と呼ばれるこのプロセスは、特にろう付けセラミックの場合に重要です。最近では、さまざまな材料を融合して、それらの間にジョイントを作成することができます。 450°Cを超える温度で溶ける材料は袋包として知られていますが、450°C未満の温度で溶けるものははんだとして知られています。

セラミックを結合するための確立された方法であるろう付けは、ジョイントとシールを作成するために特にうまく機能する液相手順です。たとえば、エレクトロニクスおよび自動車産業で使用されるコンポーネントは、ろう付け技術を使用して簡単に生産できます。


誰もが知っているように、セラミックは引張ストレスに対する耐性が限られており、脆くて硬直しています。また、延性もほとんどありません。したがって、可能であれば、セラミックは圧縮の下で強調されるように作られています。 熱衝撃は、熱断熱材として使用されていても、熱ショックを受けやすいです。 ただし、特に繊維、ひげ、またはその他の質量刺激(強化)粒子を追加することにより、特定の目的に合わせてこれらの特性を変更できるようになりました。さらに、プロセス誘導構造変化をトリガーすることにより、さまざまなアプリケーションの適切性を向上させることができます。


の主要な区別ろう付けセラミックそして、金属は、セラミックが一般的なろう付け材料の大部分によって濡れていないということです。これは、これらの材料の強力な共有結合やイオン結合などの基本的な物理的特性のためです。さらに、セラミックは金属よりも熱力学的に安定しているため、接着を改善するために強力な化学的接続を作成することは困難です。許容可能な関節を作成するために使用できるさまざまな手法のうち、ろう付けセラミックは、経済的意義のために現在のセラミックの使用において最も重要かつ多用途なものである可能性があります。以前のセラミックは室温で効果的に機能し、耐摩耗性と断熱性(ショックなし)を示しました。


重要な機械的特徴を備えた酸化または腐食性環境の高温でのサービス条件に対処する問題は、より洗練された種類の作成を促しました。
熱エンジンのセラミックのアプリケーションを開発し、電力を生成する廃熱回収植物を開発するための強力な推進力があります。それらはすべて、セラミックろう付けを必要とするかもしれません。いくつかの低膨張金属の範囲にCTEを備えたセラミックは非常にまれであり、ろう付けセラミックを正常に完了するための歓迎すべき発生​​です。圧縮下でストレスを受けるジョイントを設計することは、CTE値のギャップを閉じるために頻繁に使用される1つの方法です。あるいは、CTE値が大幅に異なる場合、中間材料の使用は、プロパティの最低値から最高値への穏やかな移行を提供できます。

 

フィラーメタルのセラミックと表面アドヒアランスの湿潤を促進するために、次の方法が採用されています。


1。間接ろう付けセラミック最初に、未処理のセラミック表面を濡らすことなく標準的なフィラー金属によって濡れることができるジョイントのセラミック表面に、通常は金属の物質を塗布します。
金属コーティングは、セラミックと金属の間のギャップを埋める物質として機能します。セラミックがコーティング焼結熱によってひび割れないようにするために注意する必要があります。
このクラスでは、よく知られているモリブデン - マンガンのコーティングが典型的です。セラミックを塗るには、特別に作られた粉末の混合物が使用されます。

その後、水素環境炉で約1500°C(2730°F)で燃焼します。これにより、ガラス状のセラミック材料が金属粉末に移動して表面に付着します。
スパッタリング金属の場合、他の該当するコーティング方法は、物理的な蒸気堆積(PVD)を使用します。その後、ろう付けセラミックは、接続する必要がある金属に適した標準的なろう付けフィラー金属を使用して実行されます。

 

2。セラミックを直接ろう付けするために、ユニークな合金コンポーネントを備えたアクティブフィラー金属を使用します。セラミックの構成成分に高い親和性を持つ金属が標準的な銀ベースのろう付け合金に追加されると、湿潤と接着が強化されます。
このため、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム、リチウム、シリコン、またはマンガンなどの酸素と強く反応する金属は、通常のろう付け合金が事前の準備なしに濡れた酸化物セラミックに固執するのを助けます。
炭化物シリコンまたは窒化シリコンは、シリコン、炭素、または窒素と反応する金属によって支援されています。

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