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Development of Diffusion-Bonding Technique for SiC CMC using the principle of TLP-Bonding

利用 TLP 键合原理开发 SiC CMC 扩散键合技术

基本信息

批准号：
20K05124
负责人：
尾崎友厚
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05124/
关键词：
炭化ケイ素 CMC 拡散接合金属中間層透過型電子顕微鏡液相接合

项目摘要

炭化ケイ素（SiC）繊維結合セラミックスは構造材として優れた高温強度、耐食性、熱安定性を持つため、航空宇宙産業やエネルギー分野での応用が期待されている。しかし、加工や大型化が難しく、有効な接合技術の確立が急務となっている。我々はSiC繊維結合セラミックスの中間層を用いた拡散接合処理について研究してきた結果、界面で液相拡散接合（TLP接合）が発現した接合体は高い接合強度を示すことが分かってきた。そこで、SiC系材料をターゲットとした液相拡散(TLP)接合について調査した。2022年度はTLP接合反応を示すCu/Ti系の金属箔の組合せに対して、Cu/Tiの組成比が接合界面組織に与える影響についての調査を実施した。これまでの調査でCu単体、Ti単体のみではTLP反応は起こらず、1200℃の熱処理では十分な接合強度も得られないことが分かっている。金属箔の厚みをCuの比率が大きい条件と小さい条件で調整し、ホットプレス処理を実施した結果、処理を実施した全てのサンプルで堅牢なSiC接合体が得られた。作製した接合体の接合界面をSEMにより調査した結果、TLP接合反応が起こったと考えられる界面組織が観察された。さらに、ホットプレスによって形成された接合界面は金属箔の仕込み厚さに関係なく、Cuの比率が高いほど界面厚さが薄くなることが分かった。一般的に、界面に形成される化合物が同じであれば、接合界面は界面層が薄いほど接合強度が高くなることが知られており、界面厚さの制御は接合プロセスにおいて非常に重要である。今回の結果は金属の組成比によって金属中間層の仕込み厚さに関わらず、TLP接合界面の厚さを制御できる可能性を示すものとなった。なお、以上の成果は日本セラミックス協会の秋季シンポジウムおよび年会で報告している。

Carbonized carbon compounds (SiC) are used to make materials such as high temperature strength, food tolerance, stability, and aerospace industry applications. Equipment, processing equipment for large-scale production, and equipment for joint technology are required to ensure that urgent business is required. The results of SiC bonding (TLP bonding) show that the high bonding strength shows that the bonding strength is very high. The liquid phase dispersion (TLP) was used to connect the materials of the SiC series. In 2022, the TLP joint reverse test shows that the Cu/Ti series of metal foil components, Cu/Ti components, the bonding interface tissue and the impact on the performance of the system. The bonding strength of Cu, Ti, TLP, 1200 ℃, 1200 ℃, 10%, 10%, 10%, 10%, 10%, 10%, 10%, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 ℃, 10 The thickness of metal foil, the Cu ratio, the thickness of the metal foil, the Cu ratio, the thickness of the metal foil, the thickness of the The results of the SEM bonding interface and the TLP bonding test results show that the interface organization is effective. The thickness of the metal foil, the thickness of the metal foil, the thickness of the Cu, the thickness of the interface, the thickness of the interface. In general, the interface forms the same compound as the bonding interface, the bonding interface is thin, the bonding strength is high, and the interface thickness is very important. This time, the results show that the composition of metal is much thicker than that of metal, and the thickness of the interface of TLP and the thickness of the interface of metal show that the possibility of controlling the structure of metal shows that it is very important. The results mentioned above will be reported in the autumn meeting of the Association of Japan and Japan.