금속 세라믹 간의 접합에 관한 지식

소개

금속 세라믹 간의 접합에 관한 다양한 기술을 소개함으로써
금속 세라믹 간의 접합에 대하여 이해 한다.

목차

1. 접착제와 기계적 접합
2. 메탈라이즈법
3. 공정 접합법
4. 활성금속법
5. 고압주조접합법 (SQ 접합법)
6. 고상 접합법
7. 참고 자료

본문내용

알루미늄이나 그것의 합금은 소프트한 메탈일 뿐만 아니라 땜질 재료로서도 유효하다. 기본적으로는 알루미늄 자체가 활성이기 때문에 합금 원소의 첨가는 필요하지 않는 경우가 많다. 강도로서는 땜질 재료 층의 두께가 얇을 때에 질화규소에 대하여 500MPa 정도가 얻어진다. 이 강도는 모재 강도에 의존하는 것으로서 강한 세라믹스를 사용하면 더욱 강도가 높아진다.
전자재료와는 달리 구조재료 분야에서는 접합기술의 실용화 예는 매우 적지만, Ag-Cu-Ti계의 활성금속으로 접합한 예가 몇 가지 발견되었다. 자가용 차에 실용화된 질화규소재 터보차져 로터(질화규소재의 날개를 구리의 축에 접합)나 로크 암에의 응용, 타페트에의 응용 등은 이것의 대표적인 것이다. 그림 6에는 이들에 대한 예를 나타내었다.
최근, 유리의 접합에 무연(Pb-free) 땜질에 활성금속을 이용한 마찰 용접법이 개발되었다. 이 방법은 진공 2중 유리의 접합법으로써 개발된 것으로 고속, 고강도, 기밀성 등을 특징으로 하고 있다. 용접땜납은 Sn-Zn 계 활성금속이 미량 첨가된다.
그림 SiN/steel joints turbo-charger rotor, tappet, and rocker arm vehides


5. 고압주조접합법 (SQ 접합법)
알루미늄을 고압주조에 의해서 세라믹스에 직접 접합하는 방법이 개발되었다. 이 방법에서는 고압하에서 계면 접촉하는 금속 용탕의 산화막 제거효과를 이용한
것이다. 먼저 접합된 부품재료와 금형이 어떤 온도로 예열된다. 이온도는 금형이 250~600℃, 세라믹스는 500~800℃의 범위이다. 한편 알루미늄용탕을 700~800℃에서 용해 유지한다. 부품을 금형에 세트하고 알루미늄용탕을 주입하여 10 ~ 100MPa 으로 가압한다. 용탕은 고압을 낮추는 즉시로 응고한다. 부품을 금형으로부터 꺼내어서 냉각하여 종료한다. 이와 같은 일련의 조작은 모두 대기 중에서 실시 가능하다. 세라믹스에 열충격이 걸리지 않는 예열온도 조건을 설정할 필요가 있으며, 하이브리드 자동차 등의 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）가 실용화되어 있다 (그림 7).

참고자료

· 없음