[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料与陶瓷－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以及碳材料接合体的制造方法。

背景技术

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1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

发明内容

发明要解决的技术问题

如专利文献1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。

本发明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－碳复合材料的接合体及其制造方法。本发明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

本发明的金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体是由金属构成的金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体。陶瓷－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－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，在本发明中，“金属”包括合金。

在本发明的金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体中，优选陶瓷部具有连续的结构。

在本发明的金属材料与陶瓷－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。

在本发明的金属材料与陶瓷－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。

在本发明的金属材料与陶瓷－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硅（Si）。

在本发明的金属材料与陶瓷－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－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－碳复合材料与金属材料接触的状态下进行烧制。

在本发明的金属材料与陶瓷－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。

在本发明的金属材料与陶瓷－碳复合体材料的接合体的制造方法中，优选陶瓷－碳复合材料含有助烧剂。

在本发明的金属材料与陶瓷－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。

本发明的碳材料接合体具备第一部件、第二部件和陶瓷－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－石墨复合材料将第一部件与第二部件接合。陶瓷－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，在本发明中，“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，在本发明中，“金属”包括合金。

在本发明的碳材料接合体中，优选陶瓷－石墨复合材料的陶瓷部具有连续的结构。

在本发明的碳材料接合体中，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。

本发明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。本发明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。