初期粒子密度を制御したSi ペーストを用いたSiC 低温接合による高接合強度化--その１

摘要

SiC は優れた耐熱·耐酸化性を有し、Ni 基耐熱超合金よりも軽量かつ高比強度であり、近年では脆性を克服し信頼性を高めたSiC 繊維強化SiC 複合材料の開発が進むなど、特に高温用構造部材としての用途が広がっている。そこで、高温用構造部材の大型化·複雑形状化のニーズに対応するためSiC 部材の接合技術の開発が必須である。しかし、溶融溶接法は適用困難で、直接拡散接合は極めて高い接合温度が必要となり、金属や合金の中間材を用いれば耐熱·耐酸化性が劣化すると考えられる。我々はこれまで、SiC 部材の低温接合（1400°C以下）とSiC 接合部の耐熱·耐酸化性維持のため、接合面にSi ペーストを塗布する新規接合法を検討し、Si 粒子の焼結によるポーラスSi 中間層の形成により低温接合可能であること、接合強度向上にはSi 中間層の緻密化が必須であることを報告してきた。一般に、緻密な焼結体の作製には、焼結前の成形体を高密度化させることなどにより、初期気孔の量とサイズをできるだけ減少させることが有効と考えられる。そこで本研究ではSi ペースト中のSi 粒子の体積分率を変化させ、ペースト塗布時のSi 粒子の初期密度の違いがSi 中間層の緻密化に及ぼす影響を調査し、得られたSiC/Si/SiC 接合体の接合強度とSi 中間層組織の関係を示し、接合強度向上指針を得ることを目的とした。