金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法
【課題】高温において使用可能な金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法を提供する
【解決手段】金属材４とセラミックス−炭素複合材１との接合体６は、金属からなる金属材４と、セラミックス−炭素複合材１との接合体である。セラミックス−炭素複合材１は、複数の炭素粒子２と、セラミックスからなるセラミック部３とを有する。セラミック部３は、複数の炭素粒子２間に形成されている。金属材４と、セラミックス−炭素複合材１とは、接合層５を介して接合されている。接合層５は、金属の炭化物とセラミックスとを含む。
【解決手段】金属材４とセラミックス−炭素複合材１との接合体６は、金属からなる金属材４と、セラミックス−炭素複合材１との接合体である。セラミックス−炭素複合材１は、複数の炭素粒子２と、セラミックスからなるセラミック部３とを有する。セラミック部３は、複数の炭素粒子２間に形成されている。金属材４と、セラミックス−炭素複合材１とは、接合層５を介して接合されている。接合層５は、金属の炭化物とセラミックスとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、金属としての特性と、炭素材としての特性とを兼ね備えた金属材と炭素材との接合体の需要が高まってきている。しかしながら、一般的に、金属材と炭素材との接合は困難である。現在のところ、金属材と炭素材との接合方法としては、例えば特許文献１に記載のようなろう材を用いた接合方法が提案されているにとどまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のように、ろう材を用いて金属材と炭素材とを接合した場合、ろう材の融点よりも高い温度で使用可能な接合材が得られない。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みなされ、高温において使用可能な金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法を提供することを主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体は、金属からなる金属材と、セラミックス−炭素複合材との接合体である。セラミックス−炭素複合材は、複数の炭素粒子と、セラミックスからなるセラミック部とを有する。セラミック部は、複数の炭素粒子間に形成されている。金属材と、前記セラミックス−炭素複合材とは、接合層を介して接合されている。接合層は、金属の炭化物とセラミックスとを含む。
【０００７】
なお、本発明において、「金属」には、合金が含まれるものとする。
【０００８】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、セラミック部は、連続した構造を有することが好ましい。
【０００９】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、セラミックスは、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方からなることが好ましい。
【００１０】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、金属は、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなることが好ましい。
【００１１】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、セラミックスが炭化ケイ素を含む場合、接合層は、金属とケイ素（Ｓｉ）とを含んでいてもよい。
【００１２】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法では、複数の炭素粒子と、複数の炭素粒子間に形成されており、セラミックスからなるセラミック部とを有するセラミックス−炭素複合材を用意する。セラミックス−炭素複合材と、金属材とを接触させた状態で焼成する。
【００１３】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法において、セラミック部は、連続した３次元網目構造を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法において、セラミックス−炭素複合材は、焼結助剤を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法において、金属材は、粉体であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温において使用可能な金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に従う一実施形態における金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の略図的断面図である。
【図２】実施例１で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率５００倍、右側は倍率５０００倍）である。
【図３】実施例４で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率５００倍、右側は倍率２０００倍）である。
【図４】実施例５で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率１００倍、右側は倍率２０００倍）である。
【図５】実施例６で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率５００倍、右側は倍率２０００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１９】
実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２０】
図１は、本発明に従う実施形態における金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体を示す模式的断面図である。
【００２１】
図１に示すように金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体６は、金属からなる金属材４と、セラミックス−炭素複合材１との接合体である。
【００２２】
（金属材４）
金属材４を構成する金属は、特に限定されない。金属の具体例としては、例えばＷ、Ｍｏ、Ｔｉ，Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｓｎまたはこれらの合金などが挙げられる。金属材４は、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなることが好ましい。すなわち、金属材４は、Ｗ、ＭｏまたはＷとＭｏとの合金からなることが好ましい。
【００２３】
金属材４は、どのような形状を有していてもよい。金属材４の形状は、例えば粒子状、板状、柱状、繊維状などであってもよい。金属材４は、粉体であることが好ましい。
【００２４】
（セラミックス−炭素複合材１）
セラミックス−炭素複合材１は、複数の炭素粒子２と、セラミックスからなるセラミック部３とを有する。
【００２５】
炭素粒子２は、例えばりん状黒鉛、りん片状黒鉛、土状黒鉛などからなる天然黒鉛、コークス、メソフェーズ小球体などを原料とした人造黒鉛、炭素質等が好ましく用いられる。炭素粒子２の粒子径は、５０ｎｍ〜５００μｍ程度であることが好ましく、１μｍ〜２５０μｍ程度であることがより好ましく、５μｍ〜１００μｍ程度であることがさらに好ましい。炭素粒子２の粒子径が小さすぎると、炭素粒子２が凝集しやすい。炭素粒子２が凝集しすぎると、セラミックス−炭素複合材１が炭素の特性を得られない場合がある。一方、炭素粒子２の粒子径が大きすぎると、焼成したセラミックス―炭素複合材１の強度が低下する場合がある。複数の炭素粒子２は、１種類の炭素粒子２のみを含んでいてもよいし、複数種類の炭素粒子２を含んでいてもよい。
【００２６】
セラミック部３は、複数の炭素粒子２間に形成されている。セラミック部３は、連続した構造を有していることが好ましい。すなわち、複数の炭素粒子２は、連続した構造を有するセラミック部３によって一体化されていることが好ましい。セラミック部３は、３次元網目構造を有することが好ましい。セラミックス―炭素複合材１において、セラミック部３中に炭素粒子２が分散していることが好ましい。セラミック部３中に炭素粒子２が塊状となって分散していてもよい。なお、セラミック部３は、連続したひとつのセラミック部により構成されていてもよいし、孤立した複数のセラミック部により構成されていてもよい。
【００２７】
セラミックス−炭素複合材１における炭素粒子２とセラミック部３との体積比（炭素粒子２の体積：セラミック部３の体積）は、９５：５〜５０：５０であることが好ましく、９０：１０〜７０：３０であることがより好ましい。
【００２８】
セラミック部３を構成するセラミックスとしては、例えば、ＡｌＮなどの窒化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３などの酸化アルミニウム、ＳｉＣなどの炭化ケイ素、Ｓｉ３Ｎ４などの窒化ケイ素、Ｂ４Ｃなどの炭化ホウ素、ＴａＣなどの炭化タンタル、ＮｂＣなどの炭化ニオブ、ＺｒＣなどの炭化ジルコニウム、ＺｎＯなどの酸化亜鉛、ＳｉＯ２などの酸化ケイ素、ＺｒＯ２などの酸化ジルコニウムなどが挙げられる。なかでも、ＡｌＮなどの窒化アルミニウムと、ＳｉＣなどの炭化ケイ素とが、セラミック部３に好ましく用いられる。なお、セラミックスの組成は、均一であってもよいし、不均一であってもよい。
【００２９】
セラミック部３の厚みは、１００ｎｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００３０】
セラミックス−炭素複合材１は、例えば、セラミックスが表面に付着した炭素粒子２を焼成することで作製することができる。セラミックスが表面に付着した炭素粒子２は、例えば、気相法、液相法、ミキサー等を用いてセラミックスと炭素粒子２とを混合する機械的混合方法、スラリー法またはこれらを組み合わせた方法により作製することができる。気相法の具体例としては、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）、転化法（ＣＶＲ法）などが挙げられる。液相法の具体例としては、例えば、化学沈殿法等が挙げられる。スラリー法の具体例としては、例えばゲルキャスト法、スリップキャスティング、テープキャスティングなどが挙げられる。
【００３１】
セラミックスが表面に付着した炭素粒子２の焼成温度や焼成時間、焼成雰囲気の種類、焼成雰囲気の圧力等は、使用する材料の種類、形状、大きさ等に応じて適宜設定することができる。焼成温度は、例えば、１７００℃〜２１００℃程度とすることができる。焼成時間は、例えば、５分間〜２時間程度とすることができる。焼成雰囲気の種類は、例えば、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気とすることができる。焼成雰囲気の圧力は、例えば、０．０１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度とすることができる。
【００３２】
セラミックス−炭素複合材１は、焼結助剤を含むことが好ましい。焼結助剤としては、Ｙ２Ｏ３などの酸化イットリウム、Ａｌ２Ｏ３などの酸化アルミニウム、ＣａＯなどの酸化カルシウム、ＳｉＯ２などの酸化ケイ素等が挙げられる。
【００３３】
（接合層５）
金属材４とセラミックス−炭素複合材１との間には、接合層５が形成されている。この接合層５を介して金属材４とセラミックス−炭素複合材１とが接合されている。接合層５は、金属の炭化物とセラミックスとを含む。
【００３４】
接合層５に含まれる金属の炭化物は、後に詳述するように、接合工程において、金属材４から供給された金属が炭化してなるものである。すなわち、金属の炭化物は、金属材４由来のものである。このため、金属材４を構成する金属と同種の金属の炭化物である。よって、接合層５に含まれる金属の炭化物の種類は、金属材４を構成している金属によって決まる。例えば、金属材４がＷ及びＭｏの少なくとも一方からなる場合は、接合層５に含まれる金属の炭化物は、炭化タングステン及び炭化モリブデンの少なくとも一方となる。
【００３５】
接合層５に含まれるセラミックスは、後に詳述するように、セラミック部３由来のものである。このため、接合層５に含まれるセラミックスは、セラミック部３を構成するセラミックスと同種のセラミックスである。例えば、セラミック部３が窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方からなる場合は、接合層５にも、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方が含まれている。なお、接合層５において、金属とセラミックスとは単体として存在していてもよいし、互いに結合した状態で存在していてもよい。
【００３６】
接合層５の厚みは、通常１μｍ〜２００μｍ程度である。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の接合体６では、接合層５が金属の炭化物とセラミックスとを含んでいる。よって、接合層５は、金属材４やセラミックス−炭素複合材１に対して優れた親和性を有する。従って、接合層５と、金属材４との間の密着強度が高く、且つ接合層５と、セラミックス−炭素複合材１との間の密着強度が高い。その結果、金属材４とセラミックス−炭素複合材１との間の密着強度も高くなる。すなわち、接合体６では、金属材４とセラミックス−炭素複合材１とが高い接合強度で接合されている。
【００３８】
また、接合体６は、金属材４とセラミックス−炭素複合材１との接合にろう材を使用していない。よって、接合体６は、ろう材の融点よりも高い温度で使用可能である。
【００３９】
以上より、本実施形態の接合体６は、高性能なＸ線回転対陰極、放熱部材や耐熱部材、耐放射線部材、耐プラズマ損傷部材などとして好適に使用できる。
【００４０】
（接合体６の製造方法）
以下、金属材４とセラミックス−炭素複合体材１との接合体６の製造方法の一例について説明する。
【００４１】
セラミックス−炭素複合材１と、金属材４とを接触させて得られる積層体を焼成する。この焼成工程において、金属材４のセラミックス−炭素複合材１側表層に含まれる金属がセラミックス−炭素複合材１の炭素粒子２から供給される炭素によって炭化し、金属炭化物が形成される。これにより金属炭化物とセラミック部３のセラミックスとを含む接合層５が形成される。その結果、金属材４とセラミックス−炭素複合材１とが接合した接合体６を得ることができる。
【００４２】
なお、例えば、金属材４が粉体である場合は、セラミックス−炭素複合材１の上に粉体である金属材４を配置し、その状態で焼成することにより、接合体６を製造することができる。例えば金属材４が板状である場合は、セラミックス−炭素複合材１と金属材４とを積層した状態で焼成することにより、接合体６を製造することができる。
【００４３】
ここで、ＷやＭｏは、炭化物を構成しやすい金属である。このため、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなる金属材４を用いることにより、金属炭化物が形成されやすくなる。従って、金属材４とセラミックス−炭素複合材１との接合が容易となる。
【００４４】
セラミックス−炭素複合材１と金属材４との焼成温度や焼成時間、焼成雰囲気の種類、焼成雰囲気の圧力等は、使用する材料の種類、形状、大きさ等に応じて適宜設定することができる。焼成温度は、例えば、６００℃〜１８００℃程度とすることができる。焼成時間は、例えば、２分間〜２時間程度とすることができる。焼成雰囲気の種類は、例えば、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気とすることができる。焼成雰囲気の圧力は、例えば、０ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度とすることができる。
【００４５】
本実施形態の接合体６の製造方法によれば、ろう材や接着剤などを用いることなく、金属材４とセラミックス−炭素複合材１とを接合することができる。
【００４６】
また、ボルト等による機械的な接合では接合できないような形状の金属材４とセラミックス−炭素複合材１とを接合することも可能である。
【００４７】
以下、本発明を、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００４８】
（実験例１）
以下のようにしてセラミックス−炭素複合材１と実質的に同様の構成を有するセラミックス−炭素複合材を作製した。
【００４９】
炭素粒子２として黒鉛（メソフェーズ小球体、東洋炭素株式会社製）を使用した。セラミックスとして窒化アルミニウム粉末（株式会社トクヤマ製のＨタイプ）を使用した。
【００５０】
黒鉛（１０ｇ）と、窒化アルミニウム（３．５４ｇ）と焼結助剤としてのＹ２Ｏ３（０．１９ｇ）とを混合した粉末と、アクリルアミド（８ｇ）及びＮ，Ｎ’―メチレンビスアクリルアミド（１ｇ）をイソプロパノール（４５ｇ）に溶解したバインダー溶液（２．４９ｇ）とをゲルキャスティング法により混合し、混合物をプラスティックモールドにキャスティングした。混合物中の黒鉛とセラミックスとの体積比は８０：２０であった。得られた混合物を常圧下、８０℃で１２時間乾燥して乾燥物を得た。次に、乾燥物を真空中、７００℃で１時間加熱してバインダーであるアクリルアミドを除去した。さらに、放電プラズマ焼結法にて、３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１９００℃で５分間、真空条件でパルス通電焼結した。その結果、セラミックス−炭素複合材として、窒化アルミニウム−黒鉛複合材が得られた。
【００５１】
得られた窒化アルミニウム−黒鉛複合材のかさ密度、曲げ強度及び熱伝導率を下記の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。
【００５２】
〔かさ密度〕
アルキメデス法により、かさ密度を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１５０９−３に基づき測定した。
【００５３】
〔曲げ強度〕
３点曲げ強度試験により、曲げ強度を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１５０９−４に基づき測定した。
【００５４】
〔熱伝導率〕
レーザーフラッシュ法により、熱伝導率を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１６５０−３に基づき測定した。
【００５５】
（実験例２）
窒化アルミニウムの代わりに、炭化ケイ素（宇部興産株式会社製のＥ１０タイプ）を使用したこと以外は、実験例１と同様にして、炭化ケイ素−黒鉛複合材を得た。黒鉛とセラミックスの体積比は７０：３０とした。
【００５６】
得られた炭化ケイ素−黒鉛複合材のかさ密度、曲げ強度及び熱伝導率を実験例１に記載の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。
【００５７】
（実験例３）
実験例１において、焼結助剤を使用しなかったこと以外は、上記と同様にして、窒化アルミニウム−黒鉛複合材を得た。
【００５８】
得られた窒化アルミニウム−黒鉛複合材のかさ密度、曲げ強度を実験例１に記載の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。なお、熱伝導率は測定していない。
【００５９】
（比較実験例１）
黒鉛（メソフェーズ小球体、東洋炭素株式会社製、１０ｇ）と、窒化アルミニウム（３．５４ｇ）と焼結助剤（Ｙ２Ｏ３ ０．１９ｇ）とを混合した粉末と、エタノール(１５g)とをボールミルで混合した。得られた混合物を常圧下、８０℃で１２時間分間乾燥して乾燥粉末を得た。次に、得られた粉末を、放電プラズマ焼結法にて、３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１９００℃で５分間、真空条件でパルス通電焼結した。その結果、窒化アルミニウムと黒鉛との複合焼結体が得られた。
【００６０】
得られた複合焼結体のかさ密度、曲げ強度及び熱伝導率を実験例１に記載の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（実施例１）
実験例１で作製した窒化アルミニウム−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍの円柱）の端面を紙やすりで研磨後、金属材４としてのタングステン粉末（粒子径約０．６μｍ、４．５ｇ）を、窒化アルミニウム−黒鉛複合材の端面上に、厚みが０．３ｍｍとなるように配置し、積層体を得た。次に、積層体に３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１７００℃で５分間、真空条件下でパルス通電焼結した。その結果、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６が得られた。得られた接合体６を以下のように加工、研磨して得られた試験片の曲げ強度を以下の要領で測定した。結果を下記表２に示す。
【００６３】
〔試験片の作製〕
試験片は、幅約３ｍｍ、厚み２〜６ｍｍ、長さ２０ｍｍの直方体に加工し、８０μｍの研磨盤で研磨した。
【００６４】
〔曲げ強度〕
３点曲げ強度試験により、曲げ強度を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１５０９−４に基づき測定した。
【００６５】
（実施例２）
セラミックス−炭素複合材として、窒化アルミニウム−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍの円柱）を使用したこと、及び金属材４として、タングステン粉末（粒子径約０．６μｍ、５ｇ）を厚みが０．５ｍｍとなるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６を得た。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６６】
（実施例３）
実施例２と同様にして、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６を得た。得られた接合体６に熱サイクル処理を行った。熱サイクル処理の方法は、真空中にて室温から４００℃までの加熱−冷却を１０回繰り返した。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６７】
（実施例４）
セラミックス−炭素複合材として、実験例２で得られた炭化ケイ素−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍ）を使用したこと以外は、実施例２と同様にして、タングステンとセラミックス−炭素複合材との接合体６を得た。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６８】
（実施例５）
セラミックス−炭素複合材１として、実験例２と同様の方法で得られた炭化ケイ素−黒鉛複合材（厚さ６ｍｍ、直径２５ｍｍ）を使用したこと、及び金属材４としてモリブデン（Ｍｏ）粉末（粒子径約０．７ｍｍ、３．５ｇ）を厚みが０．５ｍｍとなるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、モリブデンとセラミックス−黒鉛複合材との接合体６を得た。得られた接合体６は実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６９】
（実施例６）
セラミックス−炭素複合材１として、実験例３で得られた窒化アルミニウム−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍの円柱）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６が得られた。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００７０】
（比較例１）
東洋炭素株式会社製のＩＧ−８８黒鉛を紙やすりで研磨後、上部にタングステン粉末（粒子径約０．６μｍ、５ｇ）を厚みが０．５ｍｍとなるように５ｇ配置した。次に、３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１７００℃で５分間、真空条件下でパルス通電焼結した。その結果、黒鉛とタングステン粉末とを接合することはできなかった。結果を下記表２に示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
なお、実施例１〜６におけるセラミックス−黒鉛複合材の厚みは、上記加工及び研磨後の試験片の厚みである。
【符号の説明】
【００７３】
１…セラミックス−炭素複合材
２…炭素粒子
３…セラミック部
４…金属材
５…接合層
６…金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、金属としての特性と、炭素材としての特性とを兼ね備えた金属材と炭素材との接合体の需要が高まってきている。しかしながら、一般的に、金属材と炭素材との接合は困難である。現在のところ、金属材と炭素材との接合方法としては、例えば特許文献１に記載のようなろう材を用いた接合方法が提案されているにとどまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のように、ろう材を用いて金属材と炭素材とを接合した場合、ろう材の融点よりも高い温度で使用可能な接合材が得られない。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みなされ、高温において使用可能な金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法を提供することを主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体は、金属からなる金属材と、セラミックス−炭素複合材との接合体である。セラミックス−炭素複合材は、複数の炭素粒子と、セラミックスからなるセラミック部とを有する。セラミック部は、複数の炭素粒子間に形成されている。金属材と、前記セラミックス−炭素複合材とは、接合層を介して接合されている。接合層は、金属の炭化物とセラミックスとを含む。
【０００７】
なお、本発明において、「金属」には、合金が含まれるものとする。
【０００８】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、セラミック部は、連続した構造を有することが好ましい。
【０００９】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、セラミックスは、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方からなることが好ましい。
【００１０】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、金属は、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなることが好ましい。
【００１１】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体において、セラミックスが炭化ケイ素を含む場合、接合層は、金属とケイ素（Ｓｉ）とを含んでいてもよい。
【００１２】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法では、複数の炭素粒子と、複数の炭素粒子間に形成されており、セラミックスからなるセラミック部とを有するセラミックス−炭素複合材を用意する。セラミックス−炭素複合材と、金属材とを接触させた状態で焼成する。
【００１３】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法において、セラミック部は、連続した３次元網目構造を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法において、セラミックス−炭素複合材は、焼結助剤を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法において、金属材は、粉体であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温において使用可能な金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に従う一実施形態における金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の略図的断面図である。
【図２】実施例１で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率５００倍、右側は倍率５０００倍）である。
【図３】実施例４で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率５００倍、右側は倍率２０００倍）である。
【図４】実施例５で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率１００倍、右側は倍率２０００倍）である。
【図５】実施例６で得られた接合体の接合面の走査型電子顕微鏡写真（左側は倍率５００倍、右側は倍率２０００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１９】
実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２０】
図１は、本発明に従う実施形態における金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体を示す模式的断面図である。
【００２１】
図１に示すように金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体６は、金属からなる金属材４と、セラミックス−炭素複合材１との接合体である。
【００２２】
（金属材４）
金属材４を構成する金属は、特に限定されない。金属の具体例としては、例えばＷ、Ｍｏ、Ｔｉ，Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｓｎまたはこれらの合金などが挙げられる。金属材４は、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなることが好ましい。すなわち、金属材４は、Ｗ、ＭｏまたはＷとＭｏとの合金からなることが好ましい。
【００２３】
金属材４は、どのような形状を有していてもよい。金属材４の形状は、例えば粒子状、板状、柱状、繊維状などであってもよい。金属材４は、粉体であることが好ましい。
【００２４】
（セラミックス−炭素複合材１）
セラミックス−炭素複合材１は、複数の炭素粒子２と、セラミックスからなるセラミック部３とを有する。
【００２５】
炭素粒子２は、例えばりん状黒鉛、りん片状黒鉛、土状黒鉛などからなる天然黒鉛、コークス、メソフェーズ小球体などを原料とした人造黒鉛、炭素質等が好ましく用いられる。炭素粒子２の粒子径は、５０ｎｍ〜５００μｍ程度であることが好ましく、１μｍ〜２５０μｍ程度であることがより好ましく、５μｍ〜１００μｍ程度であることがさらに好ましい。炭素粒子２の粒子径が小さすぎると、炭素粒子２が凝集しやすい。炭素粒子２が凝集しすぎると、セラミックス−炭素複合材１が炭素の特性を得られない場合がある。一方、炭素粒子２の粒子径が大きすぎると、焼成したセラミックス―炭素複合材１の強度が低下する場合がある。複数の炭素粒子２は、１種類の炭素粒子２のみを含んでいてもよいし、複数種類の炭素粒子２を含んでいてもよい。
【００２６】
セラミック部３は、複数の炭素粒子２間に形成されている。セラミック部３は、連続した構造を有していることが好ましい。すなわち、複数の炭素粒子２は、連続した構造を有するセラミック部３によって一体化されていることが好ましい。セラミック部３は、３次元網目構造を有することが好ましい。セラミックス―炭素複合材１において、セラミック部３中に炭素粒子２が分散していることが好ましい。セラミック部３中に炭素粒子２が塊状となって分散していてもよい。なお、セラミック部３は、連続したひとつのセラミック部により構成されていてもよいし、孤立した複数のセラミック部により構成されていてもよい。
【００２７】
セラミックス−炭素複合材１における炭素粒子２とセラミック部３との体積比（炭素粒子２の体積：セラミック部３の体積）は、９５：５〜５０：５０であることが好ましく、９０：１０〜７０：３０であることがより好ましい。
【００２８】
セラミック部３を構成するセラミックスとしては、例えば、ＡｌＮなどの窒化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３などの酸化アルミニウム、ＳｉＣなどの炭化ケイ素、Ｓｉ３Ｎ４などの窒化ケイ素、Ｂ４Ｃなどの炭化ホウ素、ＴａＣなどの炭化タンタル、ＮｂＣなどの炭化ニオブ、ＺｒＣなどの炭化ジルコニウム、ＺｎＯなどの酸化亜鉛、ＳｉＯ２などの酸化ケイ素、ＺｒＯ２などの酸化ジルコニウムなどが挙げられる。なかでも、ＡｌＮなどの窒化アルミニウムと、ＳｉＣなどの炭化ケイ素とが、セラミック部３に好ましく用いられる。なお、セラミックスの組成は、均一であってもよいし、不均一であってもよい。
【００２９】
セラミック部３の厚みは、１００ｎｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００３０】
セラミックス−炭素複合材１は、例えば、セラミックスが表面に付着した炭素粒子２を焼成することで作製することができる。セラミックスが表面に付着した炭素粒子２は、例えば、気相法、液相法、ミキサー等を用いてセラミックスと炭素粒子２とを混合する機械的混合方法、スラリー法またはこれらを組み合わせた方法により作製することができる。気相法の具体例としては、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）、転化法（ＣＶＲ法）などが挙げられる。液相法の具体例としては、例えば、化学沈殿法等が挙げられる。スラリー法の具体例としては、例えばゲルキャスト法、スリップキャスティング、テープキャスティングなどが挙げられる。
【００３１】
セラミックスが表面に付着した炭素粒子２の焼成温度や焼成時間、焼成雰囲気の種類、焼成雰囲気の圧力等は、使用する材料の種類、形状、大きさ等に応じて適宜設定することができる。焼成温度は、例えば、１７００℃〜２１００℃程度とすることができる。焼成時間は、例えば、５分間〜２時間程度とすることができる。焼成雰囲気の種類は、例えば、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気とすることができる。焼成雰囲気の圧力は、例えば、０．０１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度とすることができる。
【００３２】
セラミックス−炭素複合材１は、焼結助剤を含むことが好ましい。焼結助剤としては、Ｙ２Ｏ３などの酸化イットリウム、Ａｌ２Ｏ３などの酸化アルミニウム、ＣａＯなどの酸化カルシウム、ＳｉＯ２などの酸化ケイ素等が挙げられる。
【００３３】
（接合層５）
金属材４とセラミックス−炭素複合材１との間には、接合層５が形成されている。この接合層５を介して金属材４とセラミックス−炭素複合材１とが接合されている。接合層５は、金属の炭化物とセラミックスとを含む。
【００３４】
接合層５に含まれる金属の炭化物は、後に詳述するように、接合工程において、金属材４から供給された金属が炭化してなるものである。すなわち、金属の炭化物は、金属材４由来のものである。このため、金属材４を構成する金属と同種の金属の炭化物である。よって、接合層５に含まれる金属の炭化物の種類は、金属材４を構成している金属によって決まる。例えば、金属材４がＷ及びＭｏの少なくとも一方からなる場合は、接合層５に含まれる金属の炭化物は、炭化タングステン及び炭化モリブデンの少なくとも一方となる。
【００３５】
接合層５に含まれるセラミックスは、後に詳述するように、セラミック部３由来のものである。このため、接合層５に含まれるセラミックスは、セラミック部３を構成するセラミックスと同種のセラミックスである。例えば、セラミック部３が窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方からなる場合は、接合層５にも、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方が含まれている。なお、接合層５において、金属とセラミックスとは単体として存在していてもよいし、互いに結合した状態で存在していてもよい。
【００３６】
接合層５の厚みは、通常１μｍ〜２００μｍ程度である。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の接合体６では、接合層５が金属の炭化物とセラミックスとを含んでいる。よって、接合層５は、金属材４やセラミックス−炭素複合材１に対して優れた親和性を有する。従って、接合層５と、金属材４との間の密着強度が高く、且つ接合層５と、セラミックス−炭素複合材１との間の密着強度が高い。その結果、金属材４とセラミックス−炭素複合材１との間の密着強度も高くなる。すなわち、接合体６では、金属材４とセラミックス−炭素複合材１とが高い接合強度で接合されている。
【００３８】
また、接合体６は、金属材４とセラミックス−炭素複合材１との接合にろう材を使用していない。よって、接合体６は、ろう材の融点よりも高い温度で使用可能である。
【００３９】
以上より、本実施形態の接合体６は、高性能なＸ線回転対陰極、放熱部材や耐熱部材、耐放射線部材、耐プラズマ損傷部材などとして好適に使用できる。
【００４０】
（接合体６の製造方法）
以下、金属材４とセラミックス−炭素複合体材１との接合体６の製造方法の一例について説明する。
【００４１】
セラミックス−炭素複合材１と、金属材４とを接触させて得られる積層体を焼成する。この焼成工程において、金属材４のセラミックス−炭素複合材１側表層に含まれる金属がセラミックス−炭素複合材１の炭素粒子２から供給される炭素によって炭化し、金属炭化物が形成される。これにより金属炭化物とセラミック部３のセラミックスとを含む接合層５が形成される。その結果、金属材４とセラミックス−炭素複合材１とが接合した接合体６を得ることができる。
【００４２】
なお、例えば、金属材４が粉体である場合は、セラミックス−炭素複合材１の上に粉体である金属材４を配置し、その状態で焼成することにより、接合体６を製造することができる。例えば金属材４が板状である場合は、セラミックス−炭素複合材１と金属材４とを積層した状態で焼成することにより、接合体６を製造することができる。
【００４３】
ここで、ＷやＭｏは、炭化物を構成しやすい金属である。このため、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなる金属材４を用いることにより、金属炭化物が形成されやすくなる。従って、金属材４とセラミックス−炭素複合材１との接合が容易となる。
【００４４】
セラミックス−炭素複合材１と金属材４との焼成温度や焼成時間、焼成雰囲気の種類、焼成雰囲気の圧力等は、使用する材料の種類、形状、大きさ等に応じて適宜設定することができる。焼成温度は、例えば、６００℃〜１８００℃程度とすることができる。焼成時間は、例えば、２分間〜２時間程度とすることができる。焼成雰囲気の種類は、例えば、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気とすることができる。焼成雰囲気の圧力は、例えば、０ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度とすることができる。
【００４５】
本実施形態の接合体６の製造方法によれば、ろう材や接着剤などを用いることなく、金属材４とセラミックス−炭素複合材１とを接合することができる。
【００４６】
また、ボルト等による機械的な接合では接合できないような形状の金属材４とセラミックス−炭素複合材１とを接合することも可能である。
【００４７】
以下、本発明を、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００４８】
（実験例１）
以下のようにしてセラミックス−炭素複合材１と実質的に同様の構成を有するセラミックス−炭素複合材を作製した。
【００４９】
炭素粒子２として黒鉛（メソフェーズ小球体、東洋炭素株式会社製）を使用した。セラミックスとして窒化アルミニウム粉末（株式会社トクヤマ製のＨタイプ）を使用した。
【００５０】
黒鉛（１０ｇ）と、窒化アルミニウム（３．５４ｇ）と焼結助剤としてのＹ２Ｏ３（０．１９ｇ）とを混合した粉末と、アクリルアミド（８ｇ）及びＮ，Ｎ’―メチレンビスアクリルアミド（１ｇ）をイソプロパノール（４５ｇ）に溶解したバインダー溶液（２．４９ｇ）とをゲルキャスティング法により混合し、混合物をプラスティックモールドにキャスティングした。混合物中の黒鉛とセラミックスとの体積比は８０：２０であった。得られた混合物を常圧下、８０℃で１２時間乾燥して乾燥物を得た。次に、乾燥物を真空中、７００℃で１時間加熱してバインダーであるアクリルアミドを除去した。さらに、放電プラズマ焼結法にて、３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１９００℃で５分間、真空条件でパルス通電焼結した。その結果、セラミックス−炭素複合材として、窒化アルミニウム−黒鉛複合材が得られた。
【００５１】
得られた窒化アルミニウム−黒鉛複合材のかさ密度、曲げ強度及び熱伝導率を下記の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。
【００５２】
〔かさ密度〕
アルキメデス法により、かさ密度を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１５０９−３に基づき測定した。
【００５３】
〔曲げ強度〕
３点曲げ強度試験により、曲げ強度を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１５０９−４に基づき測定した。
【００５４】
〔熱伝導率〕
レーザーフラッシュ法により、熱伝導率を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１６５０−３に基づき測定した。
【００５５】
（実験例２）
窒化アルミニウムの代わりに、炭化ケイ素（宇部興産株式会社製のＥ１０タイプ）を使用したこと以外は、実験例１と同様にして、炭化ケイ素−黒鉛複合材を得た。黒鉛とセラミックスの体積比は７０：３０とした。
【００５６】
得られた炭化ケイ素−黒鉛複合材のかさ密度、曲げ強度及び熱伝導率を実験例１に記載の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。
【００５７】
（実験例３）
実験例１において、焼結助剤を使用しなかったこと以外は、上記と同様にして、窒化アルミニウム−黒鉛複合材を得た。
【００５８】
得られた窒化アルミニウム−黒鉛複合材のかさ密度、曲げ強度を実験例１に記載の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。なお、熱伝導率は測定していない。
【００５９】
（比較実験例１）
黒鉛（メソフェーズ小球体、東洋炭素株式会社製、１０ｇ）と、窒化アルミニウム（３．５４ｇ）と焼結助剤（Ｙ２Ｏ３ ０．１９ｇ）とを混合した粉末と、エタノール(１５g)とをボールミルで混合した。得られた混合物を常圧下、８０℃で１２時間分間乾燥して乾燥粉末を得た。次に、得られた粉末を、放電プラズマ焼結法にて、３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１９００℃で５分間、真空条件でパルス通電焼結した。その結果、窒化アルミニウムと黒鉛との複合焼結体が得られた。
【００６０】
得られた複合焼結体のかさ密度、曲げ強度及び熱伝導率を実験例１に記載の要領で測定した。結果を下記の表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（実施例１）
実験例１で作製した窒化アルミニウム−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍの円柱）の端面を紙やすりで研磨後、金属材４としてのタングステン粉末（粒子径約０．６μｍ、４．５ｇ）を、窒化アルミニウム−黒鉛複合材の端面上に、厚みが０．３ｍｍとなるように配置し、積層体を得た。次に、積層体に３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１７００℃で５分間、真空条件下でパルス通電焼結した。その結果、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６が得られた。得られた接合体６を以下のように加工、研磨して得られた試験片の曲げ強度を以下の要領で測定した。結果を下記表２に示す。
【００６３】
〔試験片の作製〕
試験片は、幅約３ｍｍ、厚み２〜６ｍｍ、長さ２０ｍｍの直方体に加工し、８０μｍの研磨盤で研磨した。
【００６４】
〔曲げ強度〕
３点曲げ強度試験により、曲げ強度を測定した。具体的には、ＪＩＳ Ａ１５０９−４に基づき測定した。
【００６５】
（実施例２）
セラミックス−炭素複合材として、窒化アルミニウム−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍの円柱）を使用したこと、及び金属材４として、タングステン粉末（粒子径約０．６μｍ、５ｇ）を厚みが０．５ｍｍとなるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６を得た。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６６】
（実施例３）
実施例２と同様にして、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６を得た。得られた接合体６に熱サイクル処理を行った。熱サイクル処理の方法は、真空中にて室温から４００℃までの加熱−冷却を１０回繰り返した。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６７】
（実施例４）
セラミックス−炭素複合材として、実験例２で得られた炭化ケイ素−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍ）を使用したこと以外は、実施例２と同様にして、タングステンとセラミックス−炭素複合材との接合体６を得た。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６８】
（実施例５）
セラミックス−炭素複合材１として、実験例２と同様の方法で得られた炭化ケイ素−黒鉛複合材（厚さ６ｍｍ、直径２５ｍｍ）を使用したこと、及び金属材４としてモリブデン（Ｍｏ）粉末（粒子径約０．７ｍｍ、３．５ｇ）を厚みが０．５ｍｍとなるように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、モリブデンとセラミックス−黒鉛複合材との接合体６を得た。得られた接合体６は実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００６９】
（実施例６）
セラミックス−炭素複合材１として、実験例３で得られた窒化アルミニウム−黒鉛複合材（厚さ５ｍｍ、直径２５ｍｍの円柱）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、タングステンと窒化アルミニウム−黒鉛複合材との接合体６が得られた。得られた接合体６は、実施例１と同様にして、加工と研磨後に曲げ強度を測定した。結果を下記表２に示す。
【００７０】
（比較例１）
東洋炭素株式会社製のＩＧ−８８黒鉛を紙やすりで研磨後、上部にタングステン粉末（粒子径約０．６μｍ、５ｇ）を厚みが０．５ｍｍとなるように５ｇ配置した。次に、３０ＭＰａの圧力を印加しつつ、１７００℃で５分間、真空条件下でパルス通電焼結した。その結果、黒鉛とタングステン粉末とを接合することはできなかった。結果を下記表２に示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
なお、実施例１〜６におけるセラミックス−黒鉛複合材の厚みは、上記加工及び研磨後の試験片の厚みである。
【符号の説明】
【００７３】
１…セラミックス−炭素複合材
２…炭素粒子
３…セラミック部
４…金属材
５…接合層
６…金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる金属材と、
複数の炭素粒子と、前記複数の炭素粒子間に形成されており、セラミックスからなるセラミック部とを有するセラミックス−炭素複合材とが、接合層を介して接合されている接合体であって、
前記接合層は、前記金属の炭化物と前記セラミックスとを含む、
金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項２】
前記セラミック部は、連続した構造を有する請求項１に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項３】
前記セラミックスは、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方からなる請求項１または２に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項４】
前記金属は、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項５】
前記セラミックスが炭化ケイ素であり、前記接合層は、前記金属とＳｉとを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項６】
金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法であって、
複数の炭素粒子と、前記複数の炭素粒子間に形成されており、セラミックスからなるセラミック部とを有するセラミックス−炭素複合材を用意し、前記セラミックス−炭素複合材と金属材とを接触させた状態で焼成する、金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【請求項７】
前記セラミック部は、連続した３次元網目構造を有する請求項６に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【請求項８】
前記セラミックス−炭素複合材は、焼結助剤を含む請求項６または７に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【請求項９】
前記金属材は、粉体である請求項６〜８のいずれか一項に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【請求項１】
金属からなる金属材と、
複数の炭素粒子と、前記複数の炭素粒子間に形成されており、セラミックスからなるセラミック部とを有するセラミックス−炭素複合材とが、接合層を介して接合されている接合体であって、
前記接合層は、前記金属の炭化物と前記セラミックスとを含む、
金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項２】
前記セラミック部は、連続した構造を有する請求項１に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項３】
前記セラミックスは、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素の少なくとも一方からなる請求項１または２に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項４】
前記金属は、Ｗ及びＭｏの少なくとも一方からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項５】
前記セラミックスが炭化ケイ素であり、前記接合層は、前記金属とＳｉとを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体。
【請求項６】
金属材とセラミックス−炭素複合体材との接合体の製造方法であって、
複数の炭素粒子と、前記複数の炭素粒子間に形成されており、セラミックスからなるセラミック部とを有するセラミックス−炭素複合材を用意し、前記セラミックス−炭素複合材と金属材とを接触させた状態で焼成する、金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【請求項７】
前記セラミック部は、連続した３次元網目構造を有する請求項６に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【請求項８】
前記セラミックス−炭素複合材は、焼結助剤を含む請求項６または７に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【請求項９】
前記金属材は、粉体である請求項６〜８のいずれか一項に記載の金属材とセラミックス−炭素複合材との接合体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４６１７２（Ｐ２０１２−２４６１７２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８５８１（Ｐ２０１１−１１８５８１）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００２２２８４２）東洋炭素株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００２２２８４２）東洋炭素株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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