金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体、其制造方法、碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料和碳材料接合体的制造方法技术

本发明专利技术提供能够在高温使用的金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体、其制造方法、新型的碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料以及碳接合体的制造方法。金属材料（4）与陶瓷－碳复合材料（1）的接合体（6）是由金属构成的金属材料（4）与陶瓷－碳复合材料（1）的接合体。陶瓷－碳复合材料（1）具有多个碳颗粒（2）和由陶瓷构成的陶瓷部（3）。陶瓷部（3）形成于多个碳颗粒（2）之间。金属材料（4）与陶瓷－碳复合材料（1）通过接合层（5）接合。接合层（5）含有金属的碳化物和陶瓷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体、其制造方法、碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料和碳材料接合体的制造方法
本专利技术涉及金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体、其制造方法、碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料以及碳材料接合体的制造方法。
技术介绍
近年来，对于兼备作为金属的特性和作为碳材料的特性的、金属材料与碳材料的接合体需求提高。但是，通常金属材料与碳材料的接合困难。目前，作为金属材料与碳材料的接合方法，只是提出了例如专利文献I中记载的使用焊料的接合方法。此外，石墨和陶瓷都是高熔点材料。因此，通过熔焊法将由石墨构成的部件、与由石墨或陶瓷构成的部件接合是很困难的。并且，石墨和陶瓷都是脆性材料。因此，通过压焊法将由石墨构成的部件、与由石墨或陶瓷构成的部件接合是很困难的。因此，由石墨构成的部件、与由石墨或陶瓷构成的部件的接合，通常利用使用螺丝等的机械方法、或者使用焊料、粘接剂等的方法实现。例如，在专利文献2中公开了使用酚醛树脂将石墨材料粘接的方法。在专利文献3中公开了使用酚醛树脂等碳类粘接剂将石墨材料粘接的方法。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000 - 313677号公报专利文献2:日本特开平6 - 345553号公报专利文献3:日本特开2002 - 321987号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题如专利文献I的记载，在使用焊料将金属材料与碳材料接合的情况下，无法得到能够在高于焊料的熔点的温度使用的接合材料。并且，需要由碳材料构成的部件与由碳、陶瓷或金属构成的部件的更有效的接合方法。本专利技术的第一个目的在于提供能够在高温使用的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体及其制造方法。本专利技术的第二个目的在于提供新型的碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料和碳材料接合体的制造方法。用于解决技术问题的手段本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体是由金属构成的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体。陶瓷一碳复合材料具有多个碳颗粒和由陶瓷构成的陶瓷部。陶瓷部形成于多个碳颗粒之间。金属材料和上述陶瓷一碳复合材料通过接合层接合。接合层含有金属的碳化物和陶瓷。其中，在本专利技术中，“金属”包括合金。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体中，优选陶瓷部具有连续的结构。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体中，优选陶瓷包括氮化铝和碳化硅中的至少一种。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体中，优选金属包括W和Mo中的至少一种。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体中，在陶瓷含有碳化硅时，接合层可以含有金属和娃(Si)。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合体材料的接合体的制造方法中，准备具有多个碳颗粒、和陶瓷部的陶瓷一碳复合材料，该陶瓷部在多个碳颗粒之间形成且由陶瓷构成。在使陶瓷一碳复合材料与金属材料接触的状态下进行烧制。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合体材料的接合体的制造方法中，优选陶瓷部具有连续的三维网状结构。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合体材料的接合体的制造方法中，优选陶瓷一碳复合材料含有助烧剂。在本专利技术的金属材料与陶瓷一碳复合体材料的接合体的制造方法中，优选金属材料为粉体。本专利技术的碳材料接合体具备第一部件、第二部件和陶瓷一石墨复合材料。第一部件由碳材料构成。第二部件由碳、陶瓷或金属构成。陶瓷一石墨复合材料将第一部件与第二部件接合。陶瓷一石墨复合材料具有多个碳颗粒和陶瓷部。陶瓷部形成于多个碳颗粒之间。其中，在本专利技术中，“碳材料接合体”意味着具有彼此接合的多个部件且多个部件中的至少一个为碳材料。并且，在本专利技术中，“金属”包括合金。在本专利技术的碳材料接合体中，优选陶瓷一石墨复合材料的陶瓷部具有连续的结构。在本专利技术的碳材料接合体中，优选陶瓷部由选自氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钽、碳化铌、碳化锆、氧化锌、氧化硅和氧化锆中的至少一种形成。本专利技术的第一种的碳接合材料的制造方法，是制造具备第一部件和第二部件的碳材料接合体的方法，该第一部件由碳材料构成，该第二部件由碳、陶瓷或金属构成，并且与第一部件接合。本专利技术的第一种的碳接合材料的制造方法，包括:在第一部件与第二部件之间，配置表面附着有陶瓷的碳颗粒，制作叠层体的叠层体制作工序；和对叠层体进行烧制的烧制工序。在本专利技术的第一种的碳材料接合体的制造方法中，在叠层体制作工序中，可以在第一部件与第二部件之间，配置表面附着有陶瓷颗粒的碳颗粒。在本专利技术的第一种的碳材料接合体的制造方法中，作为陶瓷颗粒，优选使用由选自氮化铝、氧化铝、碳 化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钽、碳化铌、碳化锆、氧化锌、氧化硅和氧化锆中的至少一种形成的陶瓷颗粒。在本专利技术的第一种的碳材料接合体的制造方法中，在叠层体制作工序中，可以在第一部件与第二部件之间，配置表面附着有陶瓷的碳颗粒与树脂的混合物。在这种情况下，作为树脂，优选使用热塑性树脂。在本专利技术的第一种的碳材料接合体的制造方法中，在叠层体制作工序中，可以在第一部件与第二部件之间，配置具有多个碳颗粒和陶瓷部的陶瓷一碳复合体层，该陶瓷部覆盖碳颗粒并且将多个碳颗粒连接。本专利技术的碳材料接合体用接合材料是用于接合碳材料与由碳、陶瓷或金属构成的部件的接合材料。本专利技术的碳材料接合体用接合材料包括在表面附着有陶瓷的多个碳颗粒。在本专利技术的碳材料接合体用接合材料中，在碳颗粒的表面可以附着有陶瓷颗粒。本专利技术的碳材料接合体用接合材料优选含有树脂。树脂优选为热塑性树脂。在本专利技术的碳材料接合体用接合材料中，附着于碳颗粒的表面的陶瓷可以覆盖碳颗粒，并将多个碳颗粒连接。本专利技术的碳材料接合体用接合材料可以为片状。本专利技术的第二种的碳接合体的制造方法，是制造具备第一部件和第二部件的碳材料接合体的方法，该第一部件由碳材料构成，该第二部件由碳、陶瓷或金属构成，并与第一部件接合。本专利技术的第二种的碳接合体的制造方法，包括在第一部件上配置第二部件与树脂的混合物制作叠层体，并对制得的叠层体进行烧制的工序。在本专利技术的第二种的碳接合体的制造方法中，第二部件可以为粉体。专利技术效果`根据本专利技术，能够提供一种能够在高温使用的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体及其制造方法。根据本专利技术，还能够提供一种新型的碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料和碳接合体的制造方法。【附图说明】图1是第一实施方式的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体的截面示意图。图2是实施例1中得到的接合体的接合面的扫描型电子显微镜照片(左侧为倍率500倍、右侧为倍率5000倍)。图3是实施例4中得到的接合体的接合面的扫描型电子显微镜照片(左侧为倍率500倍、右侧为倍率2000倍)。图4是实施例5中得到的接合体的接合面的扫描型电子显微镜照片(左侧为倍率100倍、右侧为倍率2000倍)。图5是实施例6中得到的接合体的接合面的扫描型电子显微镜照片(左侧为倍率500倍、右侧为倍率2000倍)。图6是第二实施方式的碳材料接合体的截面示意图。图7是第三实施方式的叠层体的截面示意图。图8是第三实施方式的叠层体的截面示意图。图9是第三实施方式中制作的碳材料接合体的截面示意图。【具体实施方式】下面，对本专利技术的优选实施方式的一个示例进行说明。但下述的实施方式仅仅是例示。本专利技术不受下述的实施方式任何限定。实施方式等中参照的附图是示意性的记载，附图中绘出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体，其特征在于：其为由金属构成的金属材料与陶瓷－碳复合材料通过接合层接合而成的接合体，所述陶瓷－碳复合材料具有：多个碳颗粒、和形成于所述多个碳颗粒之间且由陶瓷构成的陶瓷部，所述接合层含有所述金属的碳化物和所述陶瓷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.27 JP 2011-118582;2011.05.27 JP 2011-11851.一种金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体，其特征在于: 其为由金属构成的金属材料与陶瓷一碳复合材料通过接合层接合而成的接合体，所述陶瓷一碳复合材料具有:多个碳颗粒、和形成于所述多个碳颗粒之间且由陶瓷构成的陶瓷部， 所述接合层含有所述金属的碳化物和所述陶瓷。2.如权利要求1所述的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体，其特征在于: 所述陶瓷部具有连续的结构。3.如权利要求1或2所述的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体，其特征在于: 所述陶瓷包括氮化铝和碳化硅中的至少一种。4.如权利要求1~3中任一项所述的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体，其特征在于: 所述金属包括W和Mo中的至少一种。5.如权利要求1~4中任一项所述的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体，其特征在于: 所述陶瓷为碳化硅，所述接合层含有所述金属和Si。6.一种金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体的制造方法，其特征在于: 准备陶瓷一碳复合材料，在使所述陶瓷一碳复合材料与金属材料接触的状态下进行烧制， 所述陶瓷一碳复合材料具有:多个碳颗粒、和形成于所述多个碳颗粒之间且由陶瓷构成的陶瓷部。7.如权利要求6所述的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体的制造方法，其特征在于: 所述陶瓷部具有连续的三维网状结构。8.如权利要求6或7所述的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体的制造方法，其特征在于: 所述陶瓷一碳复合材料含有助烧剂。9.如权利要求6~8中任一项所述的金属材料与陶瓷一碳复合材料的接合体的制造方法，其特征在于: 所述金属材料为粉体。10.一种碳材料接合体，其特征在于，具备: 由碳材料构成的第一部件； 由碳、陶瓷或金属构成的第二部件；和 将所述第一部件与所述第二部件接合的陶瓷一石墨复合材料， 所述陶瓷一石墨复合材料包含多个碳颗粒、 和形成于所述多个碳颗粒之间的陶瓷部。11.如权利要求10所述的碳材料接合体,其特征在于: 所述陶瓷部具有连续的结构。12.如权利要求10或11所述的碳材料接合体,其特征在于: 所述陶瓷部由选自氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钽、碳化铌、碳化锆、氧化锌、氧化硅和氧化锆中的至少一种形成。13.—种碳材料接合体的制造方法,其特征在于: 所述碳材料接合体具备...

【专利技术属性】
技术研发人员：大国友行，陈卫武，宫本钦生，东城哲朗，
申请(专利权)人：东洋炭素株式会社，
类型：
国别省市：