(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非反応性のろう付けにより炭化ケイ素系材料製の少なくとも２つの部品を接合し組み付けるための方法であって、部品は、非反応性ろう付け組成物に接触させられ、部品およびろう付け組成物により形成された組付体は、ろう付け組成物を完全または少なくとも部分的に溶融するのに十分なろう付け温度に加熱され、部品およびろう付け組成物は、ろう付け組成物の固化後に耐火性の接合部が形成されるように冷却され、非反応性ろう付け組成物は、原子百分率で４５％から６５％のケイ素、２８％から４５％のニッケルおよび５％から１５％のアルミニウムを含む合金である、方法。
【請求項２】
合金が、原子百分率で４５％から６５％のケイ素、２８％から４５％のニッケルおよび５％から１５％のアルミニウムからなる三元合金である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ろう付け温度が、１１５０℃以下である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ろう付け組成物が、原子百分率で６０％から５５％のケイ素、３０％から３４％のニッケルおよび１１％から９％のアルミニウムを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ろう付け組成物が、原子百分率で６０％から５５％のケイ素、３０％から３４％のニッケルおよび１１％から９％のアルミニウムからなる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ろう付け組成物が、原子百分率で５７．５±１％のケイ素、３２．５±１％のニッケルおよび１０±０．５％のアルミニウムを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ろう付け組成物が、原子百分率で５７．５±１％のケイ素、３２．５±１％のニッケルおよび１０±０．５％のアルミニウムからなる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
部品をろう付け組成物に接触させる前に、ろう付け組成物中、および／または組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる表面の少なくとも１つの上、および／または組み付けられ形成される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる表面の少なくとも１つの近辺、および／または組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる表面の間に、強化材の追加、供給が行われる、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
強化材が、ＳｉＣおよびＣから選択される材料で作製される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
強化材が、粒子；繊維；繊維の不織布；繊維の織布；フェルト；またはフォームの形態である、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
強化材が、粉末の形態である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
強化材の前記追加が、ろう付け組成物の体積に対して最大５０体積％の量で行われる、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
強化材が粒子または繊維の形態であり、これらの粒子またはこれらの繊維は、強化粒子または繊維の懸濁液またはペーストを得るために有機結合剤中に懸濁され、組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる少なくとも１つの表面は、強化粒子または繊維の懸濁液またはペーストでコーティングされることを特徴とする、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ろう付け組成物中、および／または組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる表面の少なくとも１つの上への強化材の追加、供給の前に、強化材が、高真空下、１３００℃から１５００℃の温度で、２時間から４時間の熱処理に供される、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
真空下での強化材の熱処理に次いで、強化材が不活性雰囲気中で保存される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
不活性雰囲気がアルゴン雰囲気である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ろう付け組成物の粉末が形成され、前記粉末は、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストを得るために有機結合剤中に懸濁され、組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、少なくとも１つの表面は、得られたろう付け組成物の懸濁液またはペーストでコーティングされる、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる少なくとも１つの表面が、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストでコーティングされ、組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる表面は、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストがその間に挿入されるように接触させられる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
組み付けられ接合される部品の接合され組み付けられる表面が、組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる表面により形成される接合部の近辺に、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストを受容することができる自由表面を形成するように接触させられてその間にオフセットを残し、次いで、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストが、前記自由表面上に堆積される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる表面により形成される接合部が、前記自由表面も被覆する強化材により占有され、その上にろう付け組成物の懸濁液またはペーストが堆積される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ろう付けが、ろう付け組成物の融点より少なくとも１５℃高いろう付け温度で行われる、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
１分から１５０分の時間保持される、１０４０℃から１１５０℃のろう付け温度でのろう付けプラトーを観察してろう付けが行われる、請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる少なくとも１つの表面が、多孔質であり、ろう付けプラトーが、１分から３０分の時間の１０４０℃から１１００℃の温度で観察される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ろう付けプラトーの前に、第１のプラトーが、３０分から１８０分の時間保持される、概して９５０℃から１０００℃の温度で観察される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
炭化ケイ素系材料が、純炭化ケイ素、および複合ＳｉＣ系材料の中から選択される、請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
炭化ケイ素系材料が、純α炭化ケイ素（α−ＳｉＣ）または純β炭化ケイ素（β−ＳｉＣ）、および炭化ケイ素繊維および／またはマトリックスを用いた複合材中から選択される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
炭化ケイ素系材料が、常圧焼結炭化ケイ素（「ＰＬＳ−ＳｉＣ」）；Ｓｉ浸透炭化ケイ素（「ＳｉＳｉＣ」または「ＲＢＳＣ」）；多孔質再結晶炭化ケイ素（「ＲＳｉＣ」）；ＳｉＣ層でコーティングされた黒鉛で構成される黒鉛ケイ素（「Ｃ−ＳｉＣ」）；ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材；自己回復性マトリックスを用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材；Ｃ／ＳｉＣ複合材；ＳｉＣ単結晶；別のセラミックを用いたＳｉＣ複合材、の中から選択される、請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
炭化ケイ素系材料が、繊維またはウィスカーを用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材、炭素繊維またはウィスカーおよびＳｉＣマトリックスを用いたＣ／ＳｉＣ複合材、およびＳｉＣ／Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＣ／ＴｉＮ複合材の中から選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記炭化ケイ素系材料が、少なくとも５０質量％の炭化ケイ素含量を有する、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
請求項１、２、４、５、６、および７のいずれか一項に規定された、炭化ケイ素系材料製の部品の非反応性のろう付けのための組成物。
【請求項３１】
炭化ケイ素系材料製の部品の非反応性のろう付けのための組成物であって、請求項３０に記載の非反応性ろう付け組成物と、さらに、追加、供給される強化材とを含む組成物。
【請求項３２】
炭化ケイ素系材料製の部品の非反応性の耐火性のろう付けのための、ろう付けペースト、懸濁液であって、請求項３０に記載の非反応性ろう付け組成物の粉末または請求項３１に記載の組成物の粉末と、有機液体セメント、結合剤または有機粘稠性ゲルとを含む、ろう付けペースト、懸濁液。
【請求項３３】
炭化ケイ素系材料製の少なくとも２つの部品間の耐火性の接合部であって、前記耐火性の接合部は非反応性ろう付け組成物でできており、前記非反応性ろう付け組成物は原子百分率で４５％から６５％のケイ素、２８％から４５％のニッケル、および５％から１５％のアルミニウムを含む合金である、耐火性の接合部。
【請求項３４】
前記非反応性ろう付け組成物が強化材をさらに含む、請求項３３に記載の耐火性の接合部。
【請求項３５】
ＳｉＣ系材料製の少なくとも２つの部品を備える組付体であって、前記組付体は前記少なくとも２つの部品間の耐火性の接合部を備え、前記耐火性の接合部は非反応性ろう付け組成物でできており、前記非反応性ろう付け組成物は原子百分率で４５％から６５％のケイ素、２８％から４５％のニッケル、および５％から１５％のアルミニウムを含む合金である、組付体。
【請求項３６】
前記非反応性ろう付け組成物が強化材をさらに含む、請求項３５に記載の組付体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に完全に炭化ケイ素をベースとした構成要素を調製することを目的とした、非反応性ろう付け組成物および追加の強化材を使用した非反応性のろう付けにより、炭化ケイ素系材料製の部品を接合し組み付けるための方法に関する。
【０００２】
本発明による接合、組付の方法は、概して、１１５０℃を超えない温度、好ましくは１０４０℃から１１５０℃の温度で行われる。
【０００３】
本発明は、さらに、ろう付け組成物、ならびにこの方法により得られる接合部および組付体、組み付けられた構成要素の最高使用温度が概して９５０℃から９８０℃である組付体に関する。
【０００４】
「炭化ケイ素系」材料とは、概して、ＳｉＣ含量が５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは１００重量％である材料を意味し、後者の場合、材料は、炭化ケイ素からなる、または炭化ケイ素で構成されると言うことができる。
【０００５】
炭化ケイ素は、焼結された、またはセラミック結合剤により結合された、炭化ケイ素の繊維または炭化ケイ素の粉末の形態であってもよい。
【０００６】
これらの炭化ケイ素系材料は、特に、純α（α−ＳｉＣ）もしくは純β（β−ＳｉＣ）炭化ケイ素等の純炭化ケイ素、ケイ素を浸透させた炭化ケイ素（ＳｉＳｉＣ）製の基板、または炭化ケイ素繊維および／もしくはマトリックスを使用した複合材料等のＳｉＣ系複合材料であってもよい。
【０００７】
本発明の技術分野は、概して１１５０℃を超えない実行温度（ろう付けプラトー（ｂｒａｚｉｎｇ  ｐｌａｔｅａｕ）保持温度に等しい温度）、好ましくは１０４０℃から１１５０℃の温度でのろう付けとして定義することができる。
【０００８】
したがって、本発明に関連する組付体は、概して、「ある程度耐火性」であるとみなされ、すなわち、これらの組付体の最高使用温度は、概して、約９５０℃から９８０℃である。
【０００９】
これらの組付体は、炭化ケイ素系基板間の良好な機械的強度、および任意選択で、接合部のいずれかの側の十分な封止を必要とする複雑な形状の構成要素の製造に使用され得る。
【背景技術】
【００１０】
セラミック製の、特にＳｉＣ製の大きなサイズの部品を製造することは困難であることが知られている。大きなサイズの炭化ケイ素製の主構成要素を焼結した後の許容誤差は制御しにくく、これらの構成要素の機械加工は、費用に関する理由から許容されない。
【００１１】
さらに、同じ理由から、炭化ケイ素等のケイ素系化合物で複雑な形状の部品を製造することは、一般に困難である。
【００１２】
したがって、多くの場合、単純な形状および／または小さなサイズのセラミックの要素から、大きなサイズおよび／または複雑な形状の部品または構造物を製造し、次いでこれらの要素を組み付けて最終構造物を形成することが好ましい。
【００１３】
前記技術は、例えば９００℃まで達し得る、さらには１０００℃まで達し得る使用温度を有する熱交換器型の構造物および構造要素を炭化ケイ素で製造するために特に必要である。
【００１４】
炭化ケイ素等のセラミックの用途において使用される、例えば９００℃から１０００℃に近い高温のために、有機接着剤を用いた結合によるこれらのセラミックの接合は、この種の組付体の使用温度が最高２００℃を超えることができないことから、除外される。
【００１５】
ステープル留めまたはネジ留め等の完全に機械的な組付では、部品間の部分的で無作為な接触しか確実とならない。このようにして得られた組付体は、耐漏洩性となり得ない。機械的強度は、ステープルおよびネジによってのみ確実とされ、制限されている。接合部の良好な機械的強度を確実とするためには、接合される部品間の良好な接着を形成することが不可欠であり、これはネジまたはステープルでは不可能である。
【００１６】
さらに、セラミックの基板または部品を溶融することは不可能であり、特に、炭化ケイ素は溶融する前に分解するため、金属（ＴＩＧ、電子またはレーザ溶接）の供給を用いた、または用いない、エネルギービームに頼った、また接合される部品の部分溶融を含む溶接による従来の接合技術は、セラミックの組付には使用することができない。
【００１７】
セラミックの耐火性組付体を得るための通常の技術は、固相拡散結合、および焼結または共焼結による接合である。
【００１８】
拡散接合による組付の場合、２つの基板間の原子相互拡散を可能とするために、界面間に高温で圧力が印加される。温度は、最も耐火性の低い材料の融点よりも常に低く維持されなければならず、したがって、系には液相が存在しない。この種の接合は、単一方向の加圧下、またはアイソスタシーチャンバー（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  ｃｈａｍｂｅｒ）内で得られる。セラミックを形成する原子は接合部でほとんど拡散しないため、拡散結合は、２つの金属合金の接合に良好に適合されるが、セラミック材料の接合にはほとんど適合されない。さらに、この方法は、炭化ケイ素複合材等の多孔質で壊れやすい基板および材料を圧縮することを必要とし、この機械的圧縮負荷下ではそれらが大きく損傷を受ける危険があるため、機械的観点からは許容されない。
【００１９】
また、ＳｉＣ製の部品の焼結または共焼結による接合は高圧を必要とするが、このプロセスはＳｉＣ元素間の相互拡散の原理に基づいているため、さらに高温および長い保持時間を必要とする。
【００２０】
換言すれば、固相拡散結合および焼結による接合は、以下の理由により、実行の観点から限定的であるという欠点を有する。
【００２１】
−  固相拡散結合では、一軸加圧が使用される場合部品の形状は単純でなければならず、さもなければ、例えばジャケットの製造、真空封止、熱間等静圧圧縮成形、ＨＩＰ（熱間等静圧圧縮成形）が使用される場合にはジャケットの最終的な機械加工を伴う、複雑な工作および準備が必要となる。
【００２２】
−  共焼結または焼結による接合では、問題は同じである（部品の形状、実行の複雑性）が、さらに、接合される２つの材料の間に挿入される充填剤粉末の焼結を制御する必要がある。
【００２３】
−  これらの２つの技術は、使用されるプロセスが固体状態拡散に頼っているため、高温での長い保持時間（１時間から数時間）の使用をさらに必要とする。
【００２４】
上記を鑑みて、要約すると、特に良好な機械的強度、および任意選択で組付体の十分な封止を保証するためには、ろう付け等の液相を使用したプロセスのみが想定され得る。
【００２５】
ろう付けは、低コストの技術であり、実行が容易で、最も一般的に使用されている。ろう付けを使用して、複雑な形状の部品を作製することができるが、ろう付け操作は、接合される部品間、または２つの部品間の接合部の近辺に、ろう付け合金と呼ばれる合金充填剤を設置し、この合金を溶融することに限定され、この合金は、接合される界面を濡らしてその上に広がり、部品間の接合部を充填することができる。冷却後、ろう付け合金は固化して、組付体の結束を確実とする。
【００２６】
炭化ケイ素系材料の部品用のほとんどのろう付け組成物は、耐火性が不十分である。これらは、一般に、１０００℃未満、さらにはそれをはるかに下回る融点を有する金属合金により形成されたろう付け組成物である。前記溶融温度は、９００℃または１０００℃、例えば９５０℃から９８０℃の領域の温度での用途では、明らかに不十分である。
【００２７】
また、これらの金属ろう付け組成物の一部を成すほとんどの化学元素は、５００℃以降では炭化ケイ素と極めて反応性であり、壊れやすい化合物をもたらす。
【００２８】
その結果、概して１０００℃を超えるより高温でのろう付けでは、前記ろう付け組成物またはろう付け合金は、ろう付け操作中だけでなく、固体状態拡散による機能的な使用中でも、炭化ケイ素系材料を化学的に攻撃する。
【００２９】
また、例えばＡｇ−Ｃｕマトリックスおよび活性Ｔｉ元素を低濃度で使用したＡｇＣｕＴｉ合金等、最も反応性の低い合金はまた、最も耐火性が低いことも指摘される。したがって、概して９５０℃まで、さらには９８０℃までの使用温度を有するある程度耐火性の組付体の用途である、本発明により特別に関連する用途において、銀、または銀−銅、銅、ニッケル、鉄またはコバルト、白金、パラジウムまたは金を主に含有する全ての反応性ろう付け組成物は、それらの炭化ケイ素との強い反応性のために除外されるべきである。
【００３０】
より耐火性で高いケイ素含量を有するろう付け合金、ろう付け組成物の配合物が、文献に示されている［１、２、３］。これらのろう付け組成物は、ＳｉＣとの反応挙動をほとんど有さず、さらには非反応性であり、これにより壊れやすい化合物の形成が防止される。しかしながら、この非反応性または非常に低い反応性の基準は、ろう付けされた接合部の良好な機械的強度を保証するための十分条件ではない。文献中、二元ケイ素系ろう付け合金の降伏強さの値は、ケイ素系非反応性ろう付け組成物に関与する第２の元素に関連して最も変動しやすい。
【００３１】
例えば、非反応性Ｆｅ−Ｓｉ系（４５重量％Ｆｅ−５５重量％Ｓｉ）の場合、文献［４］に示されるこの組成物の非反応性にもかかわらず、文献［３］は、約２ＭＰａという極めて低い最終引張強度に言及しており、一方、Ｃｒ−Ｓｉ系（２５重量％Ｃｒ−７５重量％Ｓｉ）の場合、同文献［３］は、約１２ＭＰａというより高い値を示している。
【００３２】
非反応性Ｃｏ−Ｓｉ合金（９０重量％Ｓｉ−１０重量％Ｃｏ）の場合、文献［１］は、圧縮／せん断下で約１００ＭＰａという値に言及している。
【００３３】
ケイ素系ろう付け組成物の特性、特に機械的特性は、完全に予測不可能であり、非常に近い種類のものであっても、既知のＳｉ系ろう付け組成物の機械的特性から推測することは全く不可能である。
【００３４】
換言すれば、特にＳｉＣの部品をろう付けするためのケイ素系ろう付け組成物を調製することが望まれる場合、Ｓｉ系ろう付け組成物のいかなる修正も、どれ程小さいものであっても、ケイ素とろう付けされる金属の種類またはその割合に関するものであろうとなかろうと、組成物の特性、特にその機械的特性において、予測不可能な、さらには大きい思わぬ変化をもたらし得るため、他の既知のＳｉ系ろう付け組成物が示す許容され得る機械的特性を参照することは全く不可能である。
【００３５】
結論として、所与の二元Ｓｉ−Ｘ系（式中、Ｘは金属である）の力学を予測することは不可能であり、Ｘの割合の関数としての前記系の力学を予測するのはさらに不可能である。そのためにますます、三元Ｓｉ−Ｘ−Ｚ系（式中、ＸおよびＺは金属である）等のより複雑な系の力学を予測するのは不可能である。
【００３６】
文献［１、２］および［３］におけるろう付け組成物のろう付け温度は、概して１３００℃を超える。これらのろう付け温度は、例えば、Ｔｉ−Ｓｉ組成物（２２−７８重量％）の場合１３５５℃、Ｃｒ−Ｓｉ組成物（２５−７５重量％）の場合１３５５℃、Ｃｏ−Ｓｉ組成物の場合１４００℃から１４５０℃、およびＲｕ２Ｓｉ３組成物の場合１７５０℃である。
【００３７】
この接合方法の有効性には、炭化ケイ素表面上に同時に生じる不動態化酸化ケイ素層の熱力学的不安定化のために、１３００℃を超えるろう付け温度を必要とするが、これは、これらの酸化ケイ素層が、真空中でろう付けが行われたとしても、ろう付け組成物による濡れに有害であるためである。
【００３８】
したがって、高いケイ素含量を有し１３００℃を超える温度で使用される上述のろう付け合金は、１３００℃への暴露後に特性が劣化する炭化ケイ素系材料の基板のろう付けには好適ではなく、１１５０℃で、さらには１１００℃以下で劣化するものにはなおさら好適ではない。これは特に、１３００℃超で劣化する、さらには１１５０℃、さらには１１００℃超で劣化するいくつかのＳｉＣ／ＳｉＣ複合材、例えば、実施例において試験される、１１００℃以降で劣化するＣＭＣ等において該当する。
【００３９】
確かに、文献［３］は、実施例２において、１１２０℃で１６時間ろう付けされ得るＮｉ−Ｓｉろう付け組成物（６５重量％Ｎｉ−３５重量％Ｓｉ、すなわち４７原子％Ｎｉ−５３原子％Ｓｉ）を提案している。このろう付け温度は、本発明において使用される１１００℃という好ましいろう付け温度よりも若干高いが、非常に長いろう付け保持時間を使用する。しかしながら、この組成物を用いて得られる接合部の機械的強度（最終引張強度３７５ｐ．ｓ．ｉ．、すなわち約２．６ＭＰａ）は、文献［５］において言及されているこの組成物の非反応性にもかかわらず、非常に低い。この機械的強度は、このろう付け組成物のＳｉＣとの低い反応性にもかかわらず、多くの用途、特に本明細書に関連する主な用途において不十分である。
【００４０】
また、このＮｉ−Ｓｉろう付け合金（６５ｗｔ％−３５ｗｔ％）は、９６６℃の溶融開始温度（９６６℃の共晶融点）を有し、これは９５０℃〜９８０℃での用途には好適ではないことが指摘されるべきである。
【００４１】
より高いＳｉ含量の場合、文献［５］には、Ｎｉ−Ｓｉろう付け合金は反応性ではないことが特定されているが、機械的データは記載されていない。文献［５］に記載されている研究は、濡れ角および接着（固体／液体界面における熱力学的接着）仕事の調査を中心としており、この接着は、固体／液体界面の、２つの固体／気体および液体／気体表面への可逆的な分離に必要な仕事で定義される。最後に、これらのＮｉ−Ｓｉろう付け合金において、液相線と固相線との間の範囲は非常に広く、既に上述したように、９６６℃以降に溶融が開始し（Ｎｉ  ６６重量％においてだけでなく、９６６℃の共晶融点の存在による近接した成分において）、これにより適用温度が９００℃未満に制限されることが留意される。
【００４２】
文献［６］は、融点が１１５０℃であり、１２００℃のろう付け温度で使用されるろう付け合金Ｎｉ−１３．４Ｃｒ−４０Ｓｉ（原子％）に言及している。著者らは、ろう付けされた接合部に対する機械的特性決定は行っておらず、非反応性を示す冶金学的特性のみが示されている。
【００４３】
この合金に対する機械的試験結果は記載されておらず、これは、ろう付けの良好な機械的強度が全く保証され得ないことを意味している。
【００４４】
文献［２］は、１２００℃でろう付けされるＰｔ−Ｓｉ合金を提案している（実施例３）。このろう付け組成物のＰｔ含量は非常に高く（７７重量％Ｐｔ）、非常に費用のかかるプロセスをもたらす。この欠点は、大きなサイズのろう付け部品を得るためには許容されない。
【００４５】
いずれにしても、１２００℃というのは、本発明に関連する用途においてはあまりに「耐火性」の温度である。
【００４６】
最後に、文献［７］は、５０重量％未満、好ましくは１０重量％から４５重量％のＳｉ含量を有し、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｒｂ、Ｙ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｔａ、ＷおよびＴｉの群から選択される少なくとも２種の元素が追加されたろう付け合金を提案している。この元素群において、その少なくとも１種は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｎ、ＴｉおよびＹの中から選択される金属である。ニッケルもアルミニウムも挙げられていない。
【００４７】
文献［７］における例は、三元ろう付け組成物Ｓｉ−Ｃｒ−Ｃｏ（１１：３８．５：５０．５重量％）、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｃｏ（４０：２６：３４重量％）、Ｓｉ−Ｆｅ−Ｃｒ（１７．２：１７．５：６５．３重量％）、およびＳｉ−Ｆｅ−Ｃｏ（２０：２０：６０重量％）、ならびに、それぞれ１２３０℃、１２３５℃、１４６０℃および１５００℃の温度でのそれらのろう付けを記載している。
【００４８】
文献［７］におけるろう付け組成物は、ニッケル元素またはアルミニウム元素を含有しない。
【００４９】
１３００℃未満のろう付け温度を有するろう付け組成物に関して、単に「強固」な結合が得られることが言及されているだけであり、接合部の良好な機械的強度が効果的に得られることを証明する機械的試験は記載されていない。また、ＳｉＣ／ろう付け充填剤の低い反応性について言及されず触れられてもいない。
【００５０】
したがって、上記を踏まえ、２０℃から９５０℃、さらには９８０℃、特に５００℃超から９５０℃まで、さらには９８０℃までにおける組付体の十分な機械的強度、および任意選択で接合部の封止もまた確実とする、炭化ケイ素系材料の部品、より具体的には炭化ケイ素のある程度耐火性の基板のろう付けにより接合部を得ることが可能である方法が必要とされており、未だに達成されていない。
【００５１】
この方法は、特に１１５０℃以下、好ましくは１１００℃のろう付け温度の使用を可能としなければならず、この温度は、接合されるいくつかのＳｉＣ系基板、部品に対しては超過しないことが絶対に必須である。
【００５２】
部品、基板がその十分な完全性およびろう付けによる接合操作後の初期性能レベルを維持することが、事実上不可欠である。
【００５３】
したがって、所望の使用温度、すなわち９５０℃まで、さらには９８０℃まで達することができるとともに、炭化ケイ素系材料の部品、基板を、これらの材料を劣化させ得る温度範囲に供することを回避する、ろう付け組成物を使用したろう付け方法が必要とされている。
【００５４】
換言すれば、接合されるＳｉＣ系材料に依存して、１０４０℃から１１５０℃の間で定義される限界温度、特に１１００℃の限界温度を概して超過しないろう付けサイクルを使用して、ある程度耐火性のろう付けされた接合部（約９５０℃、さらには９８０℃までの使用温度を有する）を得ることができるろう付け方法が必要とされている。
【００５５】
多くの炭化ケイ素系材料、特にいくつかの複合材は、１１００℃を超える温度で不可逆的に劣化するが、これは、ＳｉＣマトリックスおよびＳｉＣ繊維で形成されたいくつかの複合材、例えばＳＮＥＣＭＡ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｓｏｌｉｄｅ社からＣｅｒａｓｅｐ  Ａ４０Ｃ（登録商標）の商品名で入手可能な複合材において特に該当する。
【００５６】
さらに、１１５０℃以下、例えば１１００℃の温度でのろう付けプラトーの保持時間は、複合材の劣化を回避するために、好ましくは、１分または数分から最長２時間または３時間でなければならない。
【００５７】
一方、純炭化ケイ素は、１４５０℃でのろう付けに耐える。
【００５８】
換言すれば、第一に、約９５０℃、さらには９８０℃までの使用温度において、炭化ケイ素系基板の完全な耐火能力を使用することができ、第二に、１１５０℃以下、好ましくは１０４０℃から１１５０℃の範囲内、より好ましくは１１００℃未満、さらに好ましくは１０８０℃から１１００℃の範囲内のろう付け温度という、基板の劣化温度未満のろう付け温度でろう付けすることができる、ろう付け方法および組成物、ろう付け合金が必要とされている。
【００５９】
また、その形状および／またはそのサイズにかかわらず、１１５０℃以下、好ましくは１０４０℃から１１５０℃の温度で、炭化ケイ素系材料製の部品のある程度耐火性の組付体（使用温度は概して９５０℃から９８０℃）のろう付けを行うことができる方法が必要とされている。
【００６０】
特に、１１５０℃未満、好ましくは１０４０℃から１１５０℃の温度で、特にろう付けされる表面積が広い大きなサイズおよび／または複雑な構造の炭化ケイ素系部品のろう付けを行うことができる、ろう付け方法および関連したろう付け組成物が必要とされている。
【００６１】
さらに、先行技術における方法および組成物のいずれも、ある程度耐火性の接合部をもたらすＳｉＣの構造要素を作製する上で基本となる、本発明者らにより明らかとされた以下の基準を同時に満たさない。
【００６２】
１）ろう付け組成物は、炭化ケイ素系材料の２つの部品間の強固な結合が得られることを可能としなければならず、これには、非反応性の、すなわち炭化ケイ素と化学的に適合性であり、炭化ケイ素と壊れやすい化合物を形成しないろう付け組成物が必要である。しかしながら、強固な結合は予測不可能であるため、非反応性は、強固な結合の形成を保証するものではない。非反応性は、強固な結合を得るための条件であるが、十分ではない。例えば、文献［３］において挙げられているＦｅ−Ｓｉ系は、非反応性であるが、その機械的強度は非常に弱い。
【００６３】
２）ろう付け組成物は、炭化ケイ素の良好な濡れ、および炭化ケイ素に対する良好な接着を得なければならない。
【００６４】
３）ろう付け組成物は、全ての加熱デバイス、特に高速および／または局所的加熱デバイスと適合しなければならない。
【００６５】
４）ろう付け組成物は、良好な機械的強度を有する接合部の形成を可能としなければならない。
【００６６】
５）ろう付け組成物は、その調製および実装を容易化するために、限られた数の元素で形成されなけらばならない。
【００６７】
６）ろう付け組成物は、貴金属等の高価な元素を含有してはならない。
【００６８】
最後に、方法および関連したろう付け組成物は、任意の種類の炭化ケイ素系材料のろう付け、接合を可能としなければならず、任意の特定の炭化ケイ素系セラミックに容易に適合可能でなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００６９】
したがって、本発明の目的は、とりわけ上記の必要性を満たし、とりわけ上に記載された要件および基準の全てを満たし、先行技術の方法において見られる欠点、欠陥、制限を排除し、先行技術の方法の問題を解決する、炭化ケイ素系材料製の部品または構成要素のろう付けによる接合のための方法を提供することである。
【００７０】
特に、本発明の目的は、５００℃を超え９５０℃まで、さらには９８０℃までの温度で、組付体の十分な機械的強度を得ることができ、１１５０℃以下、好ましくは１０４０℃から１１５０℃の範囲内、より好ましくは１１００℃以下、例えば１０８０℃から１１００℃のろう付け温度を使用し、任意選択で、封止性に優れた接合部を得ることができる、炭化ケイ素系材料製の部品または構成要素のろう付けによる接合のための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００７１】
この目的および他の目的は、本発明に従い、非反応性のろう付けにより炭化ケイ素系材料製の少なくとも２つの部品を接合し組み付けるための方法であって、部品は、非反応性ろう付け組成物に接触させられ、部品およびろう付け組成物により形成された組付体は、ろう付け組成物を完全または少なくとも部分的に溶融するのに十分なろう付け温度に加熱され、部品およびろう付け組成物は、ろう付け組成物の固化後にある程度耐火性の接合部が形成されるように冷却され、非反応性ろう付け組成物は、原子百分率で４５％から６５％のケイ素、２８％から４５％のニッケル、および５％から１５％のアルミニウムを含む合金である方法により達成される。
【００７２】
有利には、合金は、原子百分率で４５％から６５％のケイ素、２８％から４５％のニッケル、および５％から１５％のアルミニウムからなる三元合金である。
【００７３】
ろう付け組成物の溶融は、概して、液相線以上の温度において液体状態である場合、全体的であるとみなされる。ろう付け組成物の溶融は、概して、固相線と液相線との間にある温度で半固体、粘稠性、軟化状態であると判定され得る状態である場合、部分的であるとみなされる。
【００７４】
概して、ろう付けは、１１５０℃以下のろう付け温度で行われ、好ましくは、ろう付け温度は、１０４０℃から１１５０℃、より好ましくは１０８０℃から１１００℃である。
【００７５】
ある程度耐火性の接合部とは、この接合部が、概して、９５０℃まで、さらには９８０℃までの動作温度に耐えることができることを意味する。
【００７６】
１０４０℃から１１５０℃、より好ましくは１０８０℃から１１００℃の温度での、特定のろう付け組成物を使用したろう付け方法である本発明の方法は、先行技術において説明されていなかった。
【００７７】
特に、驚くべきことに、１０４０℃から１１５０℃、好ましくは１０８０℃から１１００℃の温度での、炭化ケイ素系材料製の部品のろう付けを可能とする、本発明に従い使用される特定のろう付け組成物は、上に挙げた先行技術の文献においては全く言及されていない。
【００７８】
例えば、文献［７］は、そのうち少なくとも２種がケイ素とのろう付け組成物を形成する（ケイ素は常に５０質量％未満の割合まで存在する）ために選択されなければならない２７元素のリスト中で、ニッケルにもアルミニウムにも言及していない。このリスト中、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｎ、ＴｉおよびＹが好ましく、そのためにますますニッケルもアルミニウムも好ましい元素の中に挙げられていない。
【００７９】
ケイ素、クロムおよびコバルトの合金、ケイ素、クロムおよび鉄の合金、ならびにケイ素、鉄およびコバルトの合金である、この文献の特に好ましいろう付け合金のいずれも、またこの文献中に例示されているろう付け組成物のいずれも、アルミニウムもニッケルも含有しない。
【００８０】
文献［７］に記載の実施例におけるろう付け組成物は、４０質量％未満のＳｉ含量を有する三元ＳｉＦｅＣｏ、ＳｉＦｅＣｒ、ＳｉＣｒＣｏ系に限定される。これらの組成物は、アルミニウムもニッケルも含有せず、全体的に、２７種の可能な追加元素のリストと比較してはるかに少ない数の元素を含有する。また、本発明のろう付け組成物は、４５重量％を超えるケイ素濃度、すなわち文献［７］中に示されるＳｉ濃度よりも高いＳｉ濃度を有することを付け加えるべきである。
【００８１】
文献［７］は、アルミニウムおよびニッケルの選択につながり得るいかなる示唆も記載しておらず、さらに、ＳｉＣに適合する三元ろう付け合金を調製するための、ならびに１０４０℃から１１５０℃、好ましくは１０８０℃から１１００℃の温度でのＳｉＣ系部品のろう付け、およびこれらの部品の効果的な接合を確実とする、アルミニウムおよびニッケルの特定の含量に関する示唆を記載していない。
【００８２】
本発明の方法は、必要性を満たし、上述の全ての要件および基準を満たし、先行技術の方法の欠点を有さない。
【００８３】
特に、本発明の方法は、初めて、非常に複雑となり得るその構造および／またはそのサイズとは無関係に、炭化ケイ素系材料製の部品の、ある程度耐火性の、すなわち９５０℃まで、さらには９８０℃までの使用温度を有する組付体の作製を可能とする。
【００８４】
本発明の方法は、全ての場合において、特に、ろう付け組成物による接合部の良好な充填を確実とし、周囲温度、および特に５００℃を超え９５０℃〜９８０℃までの高温での組付体の優れた機械的強度、および任意選択で接合部の非常に良好な不透過性、耐漏洩性を確実とする。
【００８５】
本発明の方法は、さらに、単純で、信頼性があり、実行が容易で、全体的に低コストである。
【００８６】
換言すれば、本発明の複数の利点および驚くべき効果は、以下のように列挙することができるが、この列挙は、限定として解釈されるべきではない。
【００８７】
−  選択されるろう付け合金の組成に関して、１０４０℃から１１５０℃の間でいくつかのろう付け温度が可能であり、したがって異なる仕様に適合することができる。
【００８８】
−  本発明により得られる組付体は、５００℃を超える、例えば９５０℃、さらには９８０℃に達し得る最高使用温度であっても、炭化ケイ素系基板間の保証された良好な機械的接着性を可能とする。「結束」様式において破裂が生じ、すなわち、炭化ケイ素基板内に亀裂が生じ、ろう付けされた接合部には生じない。
【００８９】
−  ろう付け温度は、１１５０℃以下、好ましくは１０８０℃〜１１００℃であり、したがって、本発明の方法により、複合材部品等の１１５０℃を超える温度に耐えられない炭化ケイ素系部品、基板を、セラミックマトリックス、例えばＣｅｒａｓｅｐ  Ａ４０Ｃ（登録商標）に接合することが可能である。換言すれば、本発明の方法により、１１５０℃、さらには１１００℃以降で劣化、悪化するＳｉＣ系部品のろう付けを行うことが可能である。明らかに、本発明の方法は、１３００℃を超えるろう付け温度を使用することができる純粋またはほぼ純粋なＳｉＣ、例えば焼結ＳｉＣ（一般に、焼結ＳｉＣは、焼結添加剤を含有し、したがって完全に純粋ではない）に適用されるが、より不安定な材料にも、これらの熱的により不安定な材料に適合されるろう付け組成物を使用して適用される。
【００９０】
−  驚くべきことに、本発明の方法において使用される１１５０℃以下、好ましくは１０４０℃から１１５０℃、より好ましくは１０８０℃から１１００℃のろう付け温度にもかかわらず、本発明のろう付け合金のろう付け組成物の、接合される炭化ケイ素基板、部品の表面に対する優れた濡れ性が確認されている。したがって、この表面の良好な濡れ性を用いて、本発明に従い、毛管ろう付け（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｂｒａｚｉｎｇ）を行うことが可能であるが、これは、本発明のろう付け組成物が、数ミクロンから数十ミクロンの接合部だけでなく、厚さが５００μｍに達し得るより厚い接合部に対しても、ろう付け操作中に部品間の接合部を単独で充填することができるためである。接合部において強化材、例えば粒子または繊維を用いた毛管ろう付けにより、５００μｍを超える、恐らくはさらに数ミリメートルに達する厚さを有する接合部を製造することができる。
【００９１】
−  ろう付け合金の炭化ケイ素系基板との非反応性は、走査型電子顕微鏡のスケールで観察された。界面において、複雑で多孔質の脆弱な領域は見られない。
【００９２】
−  本発明の方法により得られるろう付けは、可逆的である。したがって、例えばその修復のために、ろう付け合金の第２の溶融操作中に炉内でこのろう付け合金を溶融することにより、部品、基板を劣化させることなく、組み付けられた部品、基板を解体、分解することが可能である。部品、基板はまた、化学的な攻撃により分離することもできる。換言すれば、本発明の方法は、炭化ケイ素材料製の接合された部品の修復を可能とする。これは、修復を目的として、接合部の特性を劣化させることなく、それらの部品を必要に応じて第２のろう付けサイクルに供することができることを意味する。この修復のための能力は、本発明において使用されるろう付け合金の炭化ケイ素との非反応性または難反応性により可能となる。
【００９３】
−  本発明の方法により得られる別の卓越した特性は、ろう付け後に得られた接合部の均質性、および形成された接合部の非常に良好な機械的挙動である。
【００９４】
−  本発明の方法において、接合部は、毛管構成であっても、本発明のろう付け組成物で良好に充填されるため、１１５０℃以下の温度でのろう付け操作前に、ろう付け組成物によりＳｉＣ材料製の部品、基板を金属化することは必要ではない。
【００９５】
−  さらに、本発明の方法において、特に１１５０℃未満の温度でのろう付け操作前に、ＳｉＣ系材料製の部品、基板上に炭素を堆積させる必要はない。濡れの運動学は急速であり、濡れ角は非常に良好で（１１００℃で５分後に５０°の濡れ角が得られ、１１００℃で３０分後に３０°の角度が得られる−実施例２および１を参照されたい）、接合部は、毛管構成であっても、本発明のろう付け組成物で良好に充填される。
【００９６】
−  本発明のろう付け組成物は、いかなる貴重な化学元素も含有せず、特に、多くの先行技術の組成物と比較してろう付け材料のコストおよびそれらが使用される方法のコストを制限する、白金またはロジウム族からの金属を含有しない。
【００９７】
−  本発明の方法により得られるろう付けされた接合部は、概して不透過性、耐漏洩性である。したがって、本発明の方法は、ろう付け合金組成物に依存して９５０℃から９８０℃の最高温度に耐えなければならない封止操作に適合される。
【００９８】
既に上述したように、ろう付け組成物、より具体的にはＳｉＣをろう付けするためのろう付け組成物の挙動は、極めて予測不可能であり、いかなる状況においても、同様のろう付け組成物の挙動から推測することはできない。
【００９９】
有利には、本発明のろう付け組成物は、原子百分率で６０％から５５％のケイ素、３０％から３４％のニッケルおよび１１％から９％のアルミニウムを含んでもよく、好ましくはそれらで構成されてもよい（からなってもよい）。
【０１００】
本発明の好ましい組成物は、原子百分率で５７．５±１％のケイ素、３２．５±１％のＮｉおよび１０±０．５％のＡｌを含み、好ましくはそれらで構成される（からなる）。
【０１０１】
この好ましい組成物は、１０３０℃の固相線温度、および１０６０℃の液相線温度を有する。
【０１０２】
上で特定された有利なパーセンテージにより定義される異なるろう付け組成物は、先行技術において説明されておらず、また示唆されてもいない。
【０１０３】
既に上述したように、黒鉛炉内で１１００℃で５分および３０分後に、それぞれ約５０°および３０°の濡れ角が得られる（実施例１および２を参照されたい）ことから、ＳｉＮｉＡｌ合金（特に、６０原子％から５５原子％のＳｉ、３０原子％から３４原子％のＮｉおよび１１原子％から９原子％のＡｌの好ましい範囲内の組成において）によるＳｉＣ系基板の濡れは良好である。約３０°の小さい固定角度を得るために、炭化ケイ素上に炭素を堆積させる必要はない。
【０１０４】
ＳｉＣ／ＮｉＳｉＡｌ／ＳｉＣ接合部に対して圧縮／せん断試験を行った（実施例３を参照されたい）が、破壊応力値は、平均４８ＭＰａと高かった（５つの試験片に対して得られた値は、３３ＭＰａ、６７ＭＰａ、３５ＭＰａ、５３ＭＰａおよび５４ＭＰａであった）。ＳｉＣにおいて破壊が生じたが、これは、ろう付け合金と基板との間の強固な結合の特徴である。
【０１０５】
有利には、部品をろう付け組成物に接触させる前に、ろう付け組成物中、および／または組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる表面の少なくとも１つの上、および／または組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる表面の少なくとも１つの近辺、および／または組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる表面の間に、強化材の追加、供給が行われる。
【０１０６】
この強化材は、ＳｉＣおよびＣ等のセラミックの中から選択される材料で作製されてもよい。
【０１０７】
この強化材は、粒子、例えば粉末；繊維；不織布；織布；フェルトまたはフォームの形態であってもよい。
【０１０８】
強化材の追加は、ろう付け組成物の体積に対して最大５０体積％、好ましくは１体積％から４９体積％、より好ましくは５体積％から４９体積％の量で行われてもよい。
【０１０９】
有利には、強化材が粒子または繊維の形態である場合、これらの粒子またはこれらの繊維は、強化粒子または繊維の懸濁液、スラリーまたはペーストを得るために有機結合剤中に懸濁されてもよく、組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる少なくとも１つの表面は、強化粒子または繊維の懸濁液、スラリーまたはペーストでコーティングされてもよい。
【０１１０】
有利には、ろう付け組成物中、および／または組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる表面の少なくとも１つの上への強化材の追加または供給の前に、強化材は、任意選択で、高真空下、概して１３００℃から１５００℃、例えば１４００℃の温度で、概して２時間から４時間、例えば３時間の熱処理に供され、次いで、強化材は、例えば同日に使用されない場合、任意選択で、不活性雰囲気中、例えばアルゴン雰囲気中で保存される。
【０１１１】
ＳｉＣは周囲温度で酸化してシリカを形成するが、これは炭素強化材の場合には該当しないため、この熱処理は、特に繊維または粒子形態のＳｉＣ強化材に特に適用される。
【０１１２】
より一般的には、この熱処理は、特に粉末形態の使用される強化材が極めて酸化される場合に必要であることが分かり得る。
【０１１３】
有利には、本発明の方法において、ろう付け組成物の粉末を形成し、ろう付け組成物の懸濁液、スラリーまたはペーストを得るためにこの粉末を有機結合剤中に懸濁させ、接合され組み付けられる部品の少なくとも１つの、少なくとも１つの表面上を、得られたろう付け組成物の懸濁液、スラリーまたはペーストでコーティングすることが可能である。
【０１１４】
例えば、組み付けられ接合される部品の少なくとも１つの、接合され組み付けられる少なくとも１つの表面を、ろう付け組成物の懸濁液、スラリーまたはペーストでコーティングし、次いで、接合され組み付けられる部品の、組み付けられ接合される表面を、ろう付け組成物の懸濁液、スラリーまたはペーストがそれらの表面間に挿入されるように接触させることが可能である。
【０１１５】
あるいは、接合され組み付けられる部品の、接合され組み付けられる表面により形成される接合部の近辺に、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストを受容することができる自由表面を形成するようにその間にオフセットを残すことにより、組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる表面を接触させることが可能であり、次いで、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストを、例えばビーズの形態でこの自由表面上に堆積させることができる。
【０１１６】
この後者の実施形態において、接合され組み付けられる部品の、接合され組み付けられる表面により形成される接合部は、有利には、好ましくは前記自由表面も被覆する強化材により占有され得、その上にろう付け組成物の懸濁液またはペーストが堆積される。
【０１１７】
ろう付け組成物に接触させる前に、組み付けられる部品の表面の少なくとも１つに炭素を堆積させることは必要ではない。
【０１１８】
この炭素堆積を省略することができ、それによりろう付け方法における追加のステップが回避されることから、これはまさに本発明による方法の別の利点である。
【０１１９】
有利には、ろう付けは、ろう付け組成物の融点より少なくとも１５℃、好ましくは少なくとも３０℃高いろう付け温度で行うことができる。
【０１２０】
多孔質のろう付け表面のろう付けの場合、例えば、ＳｉＣ表面コーティングが十分厚くない複合材料の場合、ろう付け（温度）プラトー中に半固体状態のろう付け組成物を得るために、ろう付け組成物の液相線と固相線との間の温度でろう付けを行うことが有用となり得る。すると、ろう付け組成物は粘稠性となり、その細孔への浸透をより良好に制御することができる。
【０１２１】
有利には、１分から１５０分、好ましくは３０分から１５０分、より好ましくは６０分から１２０分、さらに好ましくは９０分から１２０分の時間保持される、１０４０℃から１１５０℃、好ましくは１０８０℃から１１００℃のろう付け温度でのろう付けプラトーを行うことにより、ろう付けを行うことができる。
【０１２２】
組み付けられ接合される部品の、接合され組み付けられる少なくとも１つの表面が多孔質である場合、１分から３０分の時間保持される１０４０℃から１１００℃でのろう付け温度プラトーを適用することができる。
【０１２３】
換言すれば、比較的多孔質のろう付けされる表面を有する材料の場合、例えば、ＳｉＣコーティングが十分厚くない複合材料の場合、接合部充填に有害となるろう付け組成物の材料の細孔への過剰の浸透を回避するために、概して約３０分から１５０分である通常のろう付け時間を、数分の時間、すなわち、例えば１分から３０分の時間に短縮することが有用となり得る。この場合、浸透を制限するために、一般に、最低ろう付け温度、すなわち１０４０℃から１１００℃が推奨されることにも留意されたい。
【０１２４】
有利には、ろう付け（温度）プラトーの前に、概して３０分から１８０分、好ましくは６０分から１８０分、より好ましくは９０分から１８０分、例えば１２０分の時間保持される、概して９５０℃から１０００℃、好ましくは９８０℃の温度での第１のプラトーを観察することが可能である。
【０１２５】
有利には、炭化ケイ素系材料は、純α炭化ケイ素（α−ＳｉＣ）または純β炭化ケイ素（β−ＳｉＣ）等の純炭化ケイ素、ならびに炭化ケイ素繊維および／またはマトリックスを用いた複合材等のＳｉＣ系複合材料の中から選択され得る。
【０１２６】
より具体的には、炭化ケイ素系材料は、常圧焼結炭化ケイ素（「ＰＬＳ−ＳｉＣ」）；Ｓｉ浸透炭化ケイ素（「ＳｉＳｉＣ」または「ＲＢＳＣ」）；多孔質再結晶炭化ケイ素（「ＲＳｉＣ」）；ＳｉＣ層でコーティングされた黒鉛で構成される黒鉛ケイ素（「Ｃ−ＳｉＣ」）；例えば繊維またはウィスカーを用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材；自己回復性マトリックスを用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材；例えば炭素繊維またはウィスカーおよびＳｉＣマトリックスを用いたＣ／ＳｉＣ複合材；ＳｉＣ単結晶；別のセラミックを用いたＳｉＣ複合材、例えばＳｉＣ／Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＣ／ＴｉＮ複合材の中から選択され得る。
【０１２７】
概して、前記炭化ケイ素系材料は、少なくとも５０質量％、好ましくは少なくとも８０質量％、より好ましくは１００質量％の炭化ケイ素含量を有する。
【０１２８】
本発明はまた、本発明による方法の説明において上述したろう付け組成物に関する。
【０１２９】
本発明はまた、炭化ケイ素系材料製の部品のろう付け、例えば非反応性のある程度耐火性のろう付けのための組成物であって、上で定義されるような非反応性ろう付け組成物を含み、また上で定義されるような追加、供給される強化材も含む組成物に関連する。
【０１３０】
本発明は、さらに、炭化ケイ素系材料製の部品のろう付け、例えば非反応性のある程度耐火性のろう付けのための、ろう付けペースト、スラリーまたは懸濁液であって、上で定義されるような本発明によるろう付け組成物、または上で定義されるような部品の非反応性ろう付けのための本発明による組成物の粉末と、有機液体セメント、結合剤または有機粘稠性ゲルとを含む、ろう付けペースト、スラリーまたは懸濁液に関連する。
【０１３１】
本発明はまた、ある程度耐火性の接合部（最高使用温度は概して９５０℃〜９８０℃）、および、上述の本発明の方法を使用して得られるＳｉＣ系材料製の少なくとも２つの部品を含む組付体に関する。
【０１３２】
非限定的な例示として示される以下の説明を読み、また添付の図面を参照すれば、本発明の他の特徴および利点がより明確となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】「サンドイッチ」構成でのろう付けのための、ＳｉＣ系材料のプレートおよびろう付け組成物のペーストの配置を示す概略図である。
【図２】毛管構成でのろう付けのための、ＳｉＣ系材料のプレートおよびろう付け組成物のペーストの配置を示す概略図である。
【図３】実施例６において使用されたろう付け熱サイクルでもある、ＳｉＣ粒子またはＳｉＣ繊維の強化材を用いた接合部のろう付けに推奨されるろう付け熱サイクルを示すグラフである。熱処理の開始からの分単位の時間がＸ軸に沿って示され、℃単位の温度ＴがＹ軸に沿って示されている。
【図４】例えばとりわけ実施例において特に行われた、接合部から伸びたＳｉＣ粒子またはＳｉＣ繊維の強化材を有する接合部の毛管構成でのろう付けのための、ＳｉＣ系材料のプレートおよびろう付け組成物のペーストの配置を示す概略図である。
【図５】実施例３において使用されたろう付け熱サイクルを示すグラフである。熱処理の開始からの分単位の時間がＸ軸に沿って示され、℃単位の温度ＴがＹ軸に沿って示されている。
【図６】実施例において作製された接合部および組付体の機械的試験、特に圧縮／せん断試験に使用された試験片の概略図である。
【図７】例えば実施例５において行われた、接合部から伸びたＳｉＣ粒子またはＳｉＣ繊維の強化材を有する接合部の毛管構成でのろう付けのための、ＳｉＣ系材料のプレートおよびろう付け組成物のペーストの配置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０１３４】
本発明による方法の第１のステップは、概して、ろう付け、ろう付け組成物、換言すればケイ素、ニッケルおよびアルミニウムを含有するろう付け、ろう付け合金の調製、形成からなる。
【０１３５】
本発明のろう付け、ろう付け合金は、三元ケイ素（Ｓｉ）−ニッケル（Ｎｉ）−アルミニウム（Ａｌ）合金である。
【０１３６】
本発明のろう付け合金の融点は、概して１０６０℃（固相線１０３０℃、液相線１０６０℃）である。好ましい組成物は１０７０℃の液相線温度を有する。合金の主元素はケイ素である。
【０１３７】
三元Ｓｉ−Ｎｉ−Ａｌ合金の質量割合は、原子百分率で４５％から６５％のケイ素、２８％から４５％のニッケルおよび５％から１５％のアルミニウムである。
【０１３８】
有利な割合および特に有利または好ましい割合は、上述した通りである。
【０１３９】
ろう付け組成物は、概して、例えばまず純Ｓｉ、ＮｉおよびＡｌ元素からケイ素、ニッケルおよびアルミニウムを含有する金属間化合物を合成することにより調製され得る、粉末組成物である。
【０１４０】
前記金属間化合物の合成は、例えば、ケイ素（例えば材料片の形態）、ニッケル（例えば材料片の形態または他の形態）およびアルミニウム（例えば材料片の形態または他の形態）を、ろう付け組成物に望ましい割合で、例えばアルミナ製の耐火性るつぼに加えることにより行われる。
【０１４１】
るつぼ、ケイ素、ニッケルおよびアルミニウムにより形成された組付体を、黒鉛炉等の加熱装置内に設置し、好ましくは高真空下で、例えば３０分の時間、概して１３００℃の温度に加熱し、ろう付け組成物の異なる構成成分を溶融すると、冷却後に、均質でインゴット形態の最終的な所望の金属間化合物が得られる。加熱温度は、本発明の好ましい組成物のためには、好ましくは１３００℃である。
【０１４２】
インゴットの製造は、低温るつぼ内でも行うことができる。この非接触溶融技術（循環水により冷却され、誘導子内に設置せれた銅るつぼ）により、合金は、るつぼに接触することなく溶融することができ、したがって、るつぼを機械加工することなく合金を回収することができる。
【０１４３】
次いで、得られる金属間化合物のインゴットを、任意の好適な装置を用いて、例えば乳鉢内で粉砕すると、適切な粒径の粉末、すなわち粒子が例えば１μｍから３００μｍの直径を有する粉末が得られ、これがろう付け組成物を構成する。
【０１４４】
本発明の方法の第２のステップは、概して、ろう付けによる実際の接合、組付を伴う。
【０１４５】
組付、接合前に、接合されるＳｉＣ材料製の部品の２つ（以上）の表面は、概して、例えばケトン、エステル、エーテル、アルコール種、またはそれらの混合物等の有機溶媒中で脱脂、洗浄される。
【０１４６】
１つの好ましい溶媒は、アセトン、または例えば１：３、１：３、１：３の割合のアセトン−エチルアルコール−エーテル混合物であるが、いくつかの異なる溶媒で連続的に、例えばアセトンの次にエタノールを使用して部品を洗浄することも可能である。次いで部品は乾燥される。
【０１４７】
組み付けられるＳｉＣ系材料製の部品の数は、概して２つであるが、恐らくは１００個までのより多数の部品を同時に接合することも可能である。
【０１４８】
ＳｉＣ系材料製の部品とは、概して、１つまたは複数の他の部品と組み付けられた後に、より大きなサイズの構造の一部となる、任意の形状およびサイズの任意の要素または実体を意味する。
【０１４９】
本発明によれば、毎回優秀な結果をもって、複雑な構造、形状、および／または大きなサイズの部品、例えば０．５ｍ２以上のろう付けされる表面積を有する部品を接合することが可能である。
【０１５０】
炭化ケイ素系材料とは、概して、本明細書において、少なくとも５０質量％の炭化ケイ素、好ましくは少なくとも８０質量％炭化ケイ素、さらに好ましくは１００質量％の炭化ケイ素を含有する任意の材料を意味し、この後者の場合、材料は、炭化ケイ素のみからなる、炭化ケイ素のみで構成される。
【０１５１】
炭化ケイ素系材料は、特に、焼結もしくは浸透された粉末、またはセラミックマトリックスにより結合された繊維の形態であってもよい。
【０１５２】
炭化ケイ素系材料は、純α炭化ケイ素（α−ＳｉＣ）または純β炭化ケイ素（β−ＳｉＣ）等の純炭化ケイ素、ならびに炭化ケイ素繊維および／またはマトリックスを用いた複合材等のＳｉＣ系複合材料の中から選択され得る。
【０１５３】
ＳｉＣ系材料の例として、純高密度炭化ケイ素または常圧焼結炭化ケイ素（ＰＬＳ−ＳｉＣ）；Ｓｉ浸透炭化ケイ素（５％から２０％のＳｉを含有するＳｉＳｉＣまたはＲＢＳＣ）；多孔質再結晶炭化ケイ素（ＲＳｉＣ）；例えば０．１ｍｍから１ｍｍの厚さまでＳｉＣの層でコーティングされた黒鉛で構成される黒鉛ケイ素（Ｃ−ＳｉＣ）；および例えば繊維またはウィスカーを用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材；自己回復性マトリックスを用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材；例えば炭素繊維またはウィスカーおよびＳｉＣマトリックスを用いたＣ／ＳｉＣ複合材；ならびにＳｉＣ単結晶；別のセラミックを用いたＳｉＣ複合材、例えばＳｉＣ／Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＣ／ＴｉＮ複合材を挙げることができる。
【０１５４】
好ましくは、本発明による、接合される基板、部品のケイ素系材料は、例えば焼結純α炭化ケイ素（α−ＳｉＣ）もしくは純β炭化ケイ素（β−ＳｉＣ）の中から、または炭化ケイ素繊維および炭化ケイ素マトリックスを用いた複合材の中から選択される、１００％の炭化ケイ素で構成される。
【０１５５】
驚くべきことに、本発明の方法により、優秀な結果をもって複合材をろう付けすることができることが確認されている（実施例４〜６を参照）。
【０１５６】
接合される２つ以上の部品は、１つの同じ炭化ケイ素系材料で作製されてもよく、例えば、ＰＬＳ（「常温焼結」）−ＳｉＣもしくはＳｉＣ−ＳｉＣ複合材で作製されてもよく、または、部品のそれぞれが、異なる炭化ケイ素系材料で作製されてもよい。
【０１５７】
上述のように調製されたろう付け組成物の懸濁液、ペーストは、例えば刷毛もしくはスパチュラ、または任意選択で自動化システムに固定されたシリンジを使用して、あるいは、接合される炭化ケイ素系材料製の部品の少なくとも１つの表面上にろう付けペーストの均一層を堆積させることができる任意の他の手段を使用して、均質、均一に、広げられ、コーティングされ、塗布される。
【０１５８】
次いで、接合される２つの部品（１、２）の、ペーストがコーティングされた表面を接触させる。図１に示されるこのろう付け構成は、ろう付け組成物のペースト（３）が、接合される部品の表面（４、５）の間に直接設置されるため、「サンドイッチ構成」と呼ばれる。
【０１５９】
好ましくは、この「サンドイッチ」構成において、本発明のろう付け組成物に関し、ろう付けペーストは均一に分布するべきではないが、互いに接触せずに過剰に密閉された構成を回避するろう付け組成物、ろう付け合金のビーズの形態で塗布されるべきであることが推奨される。
【０１６０】
この構成において使用されるろう付け組成物のペースト、懸濁液の量は、概して、１０ｍｇ／ｃｍ２から５０ｍｇ／ｃｍ２、例えば２０ｍｇ／ｃｍ２である。
【０１６１】
「サンドイッチ」構成は、「薄い」、すなわち５００マイクロメートル未満の厚さを有する接合部、および「厚い」、すなわち５００マイクロメートル以上の厚さを有する接合部の両方に適用される。
【０１６２】
あるいは、図２に示されるように、例えばプレート（２１、２２）の形態の接合される部品を、その間にろう付け組成物を堆積させず、ただし、組み付けられ接合される部品の接合され組み付けられる表面により形成される接合部（２５）の近辺に、懸濁液またはペーストを受容することができる自由表面（２４）を形成するように、部品間に概して数ｍｍ、例えば１ｍｍ、２ｍｍから１０ｍｍまでのギャップ、オフセット（２３）を残して接触させ、次いで、ろう付け組成物の懸濁液またはペーストを、例えばろう付け組成物、ろう付け合金のビーズ（２６）の形態で、接合部の近辺または接合部の端部のこの表面上に堆積させる。ろう付け熱サイクル中、液体のろう付け組成物が、接合部内に浸透する。
【０１６３】
このろう付け構成は、「毛管構成」と呼ばれる。本発明のろう付け組成物により、「サンドイッチ」構成の場合のように、組み付けられる部品の間に直接ろう付け組成物を堆積させることなく、ろう付けサイクル中の液体ろう付け組成物、ろう付け合金のろう付けされる接合部への浸透によって、前記毛管ろう付けを行うことが可能である。
【０１６４】
この毛管構成は、Ｎｉ−Ｓｉ−Ａｌ系においてさらにより好ましいが、これは、この構成により、ろう付け組成物、ろう付けを用いて接合部のより良好な充填を得ることができるためである。
【０１６５】
この毛管構成において使用されるろう付け組成物のペースト、懸濁液の量は、概して、１０ｍｇ／ｃｍ２から３０ｍｇ／ｃｍ２、例えば２０ｍｇ／ｃｍ２である。
【０１６６】
接合部に事前に設置された強化材なしで、５００μｍ未満の厚さを有する「薄い」接合部の毛管ろう付けが可能である。毛管ろう付けは、Ｎｉ−Ｓｉ−Ａｌろう付け合金による接合部の良好な充填をもたらし、接合部厚は、表面欠陥を有するＳｉＣ／ＳｉＣ複合材製の部品に対して、数ミクロンからほぼ５００μｍまで変動し得る。
【０１６７】
また、毛管ろう付けは、ろう付け組成物による「湿潤強化材」（すなわち、ろう付け合金は、強化材の表面の良好な濡れを提供し、これは、例えばＳｉＣ系強化材の場合に該当する）がろう付けされる表面間に設置された接合部における、５００μｍをはるかに超える、数ミリメートルに達し得る接合部厚に対しても可能である。
【０１６８】
この強化材は、セラミック粒子、例えばＳｉＣ等のセラミック粉末、繊維、例えばＳｉＣまたはＣ粒子等のセラミック繊維、ＳｉＣ繊維、織繊維、例えばＳｉＣの織繊維、非織繊維；フェルトまたはフォームの形態であってもよい。ＳｉＣ粉末は、例えば、９８．５％の純度および１０μｍ未満の粒径を有する、ＳＴＡＲＣＫ（登録商標）の商品名の粉末、または、９８．５％の純度および５０μｍの粒径を有する、Ｎｅｙｃｏ（登録商標）の商品名の粉末等の市販の粉末であってもよい。５００μｍを超える厚さに対しては、接合部の品質は、接合物における亀裂を低減するＳｉＣ粒子またはＳｉＣ繊維の強化材を用いるとより良好である。
【０１６９】
強化材の性質およびその実装に関して、文献［２］の記述における該当ページを参照することができる。
【０１７０】
接合部の端部に設置されたろう付け合金は、ろう付けサイクル中に液体状態に変化し、接合部に浸透して強化材を濡らし、これによりろう付け合金で良好に充填された接合部を得ることができる。
【０１７１】
したがって、強化材は、厚い接合部への浸透を可能とする。
【０１７２】
本発明によれば、ろう付け合金の接合部への浸透および強化材の濡れが可能であり、ある特定の条件下で最適に生じることが明らかとなった。
【０１７３】
換言すれば、特に接合部の中心にろう付け合金のいかなる空隙も存在しない良好な充填を得るためには、いくつかの特定のステップに留意する必要があることが明らかとなった。
【０１７４】
これらの特定のステップは、以下の通りである。
【０１７５】
−  まず、任意選択で、使用前に、強化材を高真空下で概して１３００℃から１５００℃、例えば１４００℃の温度で、概して２時間から４時間、黒鉛炉内で熱処理する。
【０１７６】
−  強化材の熱処理後、すぐに使用しない場合は、好ましくはアルゴン下で保存しなければならない。
【０１７７】
−  ろう付けサイクルは、以下に説明されるように（図３を参照されたい）、必然的に以下の２つのプラトーを含まなければならない。
【０１７８】
−  ９５０℃から１０００℃、例えば９８０℃の温度で、２時間から４時間、例えば３時間の第１のプラトー。
【０１７９】
−  続いて、典型的には、ＳｉＣ系強化材で構成される３ｃｍの接合部長さの接合部を充填するために、後述されるような、特に１０８０℃から１１００℃の温度で９０分間から１５０分間、例えば１１００℃の温度で９０分間または１２０分間行われる、ろう付けプラトーである第２のプラトー。
【０１８０】
また、図４に示されるように、ろう付け合金の接合部（４２）への浸透の開始を促進するために、任意選択で、接合され組み付けられる部品（４５、４６）の、接合され組み付けられる表面（４３、４４）の間の接合部（４２）から強化材（４１）を「引き出す」ことが有利となり得る。
【０１８１】
この方法は、特にその端部において多孔質であるＣＭＣ材料等の複合材料に対して、特に推奨される。
【０１８２】
ろう付け合金がＣＭＣ等の複合材料の細孔に浸透する危険なしに、接合部（４２）から引き出される、そこから伸びる強化材（４９）を用いて、開始を生じさせることができるように、ろう付け組成物は、例えば、部品（４６）の端部（４８）から離れた、すなわち端部から２ｍｍから５ｍｍの距離離れたろう付け合金のビーズ（４７）の形態で堆積させることができる。
【０１８３】
接合部は、概して少なくとも５０体積％のＳｉ−Ｎｉ−Ａｌ合金（この合金は６０原子％から５５原子％のケイ素、３０原子％から３４原子％のニッケル、および１１原子％から９原子％のアルミニウムの組成物を有する）、ならびに、概して最大５０体積％の強化材、例えばセラミック粒子またはセラミック繊維（例えばＳｉＣまたはＣ）からなる。
【０１８４】
ろう付けの準備が整った部品は、次いで、炉等の加熱デバイス内に配置されるか、または任意の他の好適な手段を用いた加熱に供される。
【０１８５】
炉は、概して、真空下または中性ガス雰囲気中の黒鉛炉であるが、金属炉もまた使用され得る。
【０１８６】
概して、真空は高真空であり、すなわち圧力が１０−３Ｐａから１０−５Ｐａ、例えば１０−４Ｐａである。
【０１８７】
好ましくは、中性ガスはアルゴンである。
【０１８８】
本発明により、商業品質のアルゴン（概して５ｐｐｍのＯ２を有する）を使用することも可能である。
【０１８９】
接合される部品は、例えば炉内で、加熱サイクルに供される。
【０１９０】
例えば、部品およびろう付け組成物により形成された組付体は、好ましくは、周囲温度からの１つまたは複数の温度傾斜を有する「緩やかな」温度上昇に従って、ろう付け温度まで上昇され得る。
【０１９１】
この温度上昇は、例えば、１℃／分から５℃／分の温度傾斜を用いて得ることができる。
【０１９２】
ろう付けプラトーは、概して、ろう付け温度である、選択されたろう付け組成物、ろう付け合金の融点または液相線温度より少なくとも１５℃、より好ましくは少なくとも３０℃高い温度で行われる。
【０１９３】
多孔質のろう付けされる表面のろう付けの場合、例えば、ＳｉＣ表面コーティングが十分厚くない複合材料の場合、ろう付け（温度）プラトー中に半固体状態のろう付け合金を得るために、液相線と固相線との間の温度でろう付けを行うことが有用となり得る。すると、ろう付け合金は粘稠性となり、その細孔への浸透をより良好に制御することができる。
【０１９４】
このろう付け温度は、ろう付け組成物およびこの組成物中のＮｉ、ＡｌおよびＳｉの相対的割合に依存して、概して１０４０℃から１１５０℃、好ましくは１０８０℃から１１００℃である。
【０１９５】
本発明の方法の別の利点によれば、組成物の融点温度により、９５０℃まで、さらには９８０℃までの温度で組付体を使用することができる。
【０１９６】
驚くべきことに、本発明によるろう付け組成物のろう付け温度は、１１５０℃未満であるが、これらのろう付け組成物を用いて行われる液滴試験により示されるように、急速な濡れの運動学により、炭化ケイ素の優れた接着および良好な濡れが得られ、したがって、１１００℃で３０分間のろう付け後に４５°未満の接触角を得ることが可能である（実施例１を参照されたい）。
【０１９７】
この優れた濡れは、接合部の良好な品質の充填を確実とするため、形成された接合部の良好な品質を達成するためには必須であるが、機械的な挙動の特性は予測不可能であるため、必ずしも良好な機械的挙動を保証することはできない。しかしながら、驚くべきことに、本発明のろう付け組成物を用いて作製された接合部はまた、優れた機械的特性を有する（実施例３参照）。
【０１９８】
上で定義されたろう付け温度（１０４０℃から１１５０℃、好ましくは１０８０℃から１１００℃）は、１分から１５０分、好ましくは３０分から１５０分、より好ましくは６０分から１２０分、最も好ましくは９０分から１２０分の時間保持され、これはろう付けプラトーと呼ばれる。
【０１９９】
比較的多孔質のろう付け表面を有する材料の場合、例えば、複合材料の場合、接合部の充填に有害となるろう付け組成物の材料の細孔への過剰の浸透を防止するために、概して３０分から１５０分である通常のろう付け時間を、数分の時間、すなわち、例えば１分から３０分の時間に短縮することが有用となり得る。
【０２００】
ろう付けプラトーの期間は、接合される部品のサイズ、接合部の厚さに依存し、より具体的には、ろう付けされる表面のサイズに依存する。ろう付けされる広い表面積、すなわち典型的には少なくとも５０×５０ｍｍ２の表面積を有する非常に大きな部品に対しては、事実上この期間は１５０分さらには１８０分に達し得る。
【０２０１】
本発明の方法のためのろう付けプラトーは、例えば、１１００℃の温度で９０分間行われてもよい。
【０２０２】
選択されたろう付けプラトーの特定の温度は、ろう付け合金の組成の関数である。
【０２０３】
大きいサイズの部品（典型的には５０×５０ｍｍ２以上）に対しては、接合される部品の熱的均質性を保証するために、例えば９８０℃での均質化プラトーが推奨され、さらには必須である。
【０２０４】
濡れの運動学は良好であるため、既に優れている濡れを促進する必要はなく、本発明のＮｉ−Ａｌ−Ｓｉ組成物の場合のこの任意選択の第１の温度プラトーは、本質的に、さらには唯一、均質化プラトーであることに留意されたい。これは、強化材を含まない接合部に対して概して妥当である。一方、このプラトーは、ろう付けされる表面の間に強化材が事前に設置されている場合は不可欠である。
【０２０５】
このプラトーは、例えば約１０００℃付近の緩やかな温度上昇で置き換えられてもよい。
【０２０６】
第１のプラトーの期間およびろう付けプラトーの期間は、炉のサイズ、ろう付けされる部品のサイズ、およびろう付けされる部品を支持する工具に依存する。
【０２０７】
したがって均質化プラトーであるこの第１のプラトーは、既に上述した条件下で実際のろう付けプラトーを行う前に、概して、９５０℃から１０００℃、例えば９８０℃の温度で、１時間の最短推奨時間、例えば９０分から１８０分の時間観察される。
【０２０８】
毛管構成および「サンドイッチ」構成の両方において、前記第１のプラトーは、接合部に粒子強化材が設置されていない小さいサイズの部品には必須ではない。
【０２０９】
前記第１のプラトーは、概して、大きいサイズの部品、すなわち、および概して５０×５０ｍｍ２を超えるろう付けされる表面を有する部品に対しては、接合される部品における熱的均質性を保証するために、これらの構成の両方において推奨され、さらには必須である。これはまた、粒子強化材を有する接合部に対しては強制的である。
【０２１０】
これらの（温度）プラトーの期間は増加されてもよく、例えば、非常に大きなサイズの部品、例えば０．５ｍ２以上のろう付けされる表面積を有する部品に対しては、第１のプラトーを１８０分に設定し、第２のプラトーを１５０分に設定してもよい。
【０２１１】
あるいは、熱的均質化は、この第１のプラトーを省略し、概して９００℃から１０００℃、好ましくは９８０℃で、この温度範囲内での組付体の暴露時間が例えば約９０分から１２０分であるように、緩やかな温度上昇（例えば０．５℃／分の速度で）を行うことによって得ることもできる。
【０２１２】
第１のプラトーと同様に、前記の緩やかな温度上昇は、両方の構成において、大きなサイズの部品に対して望ましく、さらには必須である。
【０２１３】
ろう付けサイクルの終了時、ろう付けプラトーの後に、組付体は、例えば毎分５℃または６℃の速度で、周囲温度まで冷却される。
【０２１４】
冷却中、ろう付け合金は固化し、炭化ケイ素系材料製の部品の接合は、「サンドイッチ」構成が使用されるか、または「毛管」構成が使用されるかにかかわらず効果的となる。
【０２１５】
本発明の方法で形成された組付体を、周囲温度で圧縮／せん断試験に供した（図６を参照されたい）。
【０２１６】
焼結ＳｉＣ／強化材を含まない本発明のＮｉＳｉろう付け合金／焼結ＳｉＣの結合部の場合、得られた平均破壊応力値は、４８ＭＰａであり、これは、文献［３］において、ＮｉＳｉろう付け合金を用いて得られた値よりもはるかに高い、優秀な結果である。
【０２１７】
Ｃｅｒａｓｅｐ  Ａ４０Ｃ（登録商標）型のＣＭＣ複合材（ＳｉＣマトリックス、ＳｉＣ繊維）製の基板／強化材を含まない本発明のＮｉＳｉＡｌろう付け合金／ＣＭＣ複合材の接合部の場合、得られた平均破壊応力値は約１５ＭＰａであり、ろう付け合金とＣＭＣとの間の組付体の脆弱点は、化学気相堆積（ＣＶＤ）により調製されたＳｉＣであるＣＭＣシールコートに位置する。
【０２１８】
既に指摘したように、この機械的強度は、ろう付け組成物に強化材を追加することにより改善され得る。これらの強化材は、例えば、ＳｉＣ粉末の形態の粒子型、または、例えば、例えばＳｉＣ製の繊維のみの、もしくは織繊の形態のセラミック繊維型の強化材であってもよい。強化材含量は、概して、ろう付け組成物の最大５０体積％であり、概して、１または数体積％、例えば５体積％から４９体積％までの範囲であってもよい。既に上述したように、接合部に事前に設置された強化材を用いた毛管ろう付けによる接合部の良好な充填を得るためには、ある特定の数の特定のステップに従う必要がある。
【０２１９】
本発明の方法を使用して作製された接合部を備える炭化ケイ素製の部品の組付体により、９５０℃、さらには９８０℃に達し得る高い使用温度を有する、複雑な形状の構造物、装置、構成要素を、非常に正確に得ることができる。
【０２２０】
炭化ケイ素の以下の特性：
−  高硬度、
−  高剛性、
−  低密度、
−  低膨張係数、
−  高破壊応力、
−  良好な耐熱衝撃性、
−  および非常に良好な伝導性により、この材料は、現在および将来の、特に高温での産業用途において必須材料となっていることが、事実上知られている。
【０２２１】
さらに、ＳｉＣは、フッ化水素酸を含む様々な酸に対する非常に良好な耐薬品性を有し、また、空気中１３００℃までの高温での酸化に対する非常に良好な耐性を有する。
【０２２２】
換言すれば、本発明の方法は、特に、接合部における良好な機械的強度および十分な封止、耐漏洩性の両方を保証することにより、炭化ケイ素製の少なくとも２つの基板、部品の間のある程度耐火性の接合を必要とする、任意のデバイス、装置、構造物、構成要素の製造に適用することができる。
【０２２３】
この種のデバイス、装置、構造物、構成要素は、以下の様々な分野における必要性を満たすことができる。
【０２２４】
−  炭化ケイ素は良好な熱伝導性および極限環境中での高温に対する良好な耐性を有することから、特に高性能熱交換器の設計のための熱工学の分野。
【０２２５】
−  摩耗および機械的応力に抵抗する軽量、剛性、耐火性の構成要素を得るための、オンボードデバイスを製造する機械工学の分野。
【０２２６】
−  炭化ケイ素は、塩基および強酸等の多くの腐食性化学製品に対し耐性であることから、化学工学の分野。
【０２２７】
−  核燃料用クラッディングの製造のための、核工学の分野。
【０２２８】
−  空間光学（ＳｉＣ製の望遠鏡ミラー）および航空学（ＳｉＣ／ＳｉＣ複合材製の部品）の分野。
【０２２９】
−  ＳｉＣ基板を使用するパワーエレクトロニクス。
【０２３０】
ここで、明らかに制限されない例示として示される以下の実施例を用いて、本発明を説明する。
【０２３１】
（実施例）
（実施例１）
この実施例は、５８％のＳｉ、３２％のＮｉおよび１０％のＡｌ（原子百分率）の組成の、本発明のろう付け組成物、ろう付け合金を用いて行った、１１００℃で３０分間の単一ろう付けプラトーを観察する焼結純α−ＳｉＣ上での液滴試験を説明する。
【０２３２】
ａ）ろう付け組成物およびろう付けペーストの調製
対象となるろう付け組成物：５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０原子％のＡｌを、純Ｓｉ片、純Ｎｉ片および純Ａｌ片から調製した。
【０２３３】
これらの材料片を、ろう付け組成物の割合に注意しながら秤量し、アルミナるつぼ内に設置した。組付体を黒鉛炉内に設置し、高真空下、１３００℃で３０分間のプラトーでの熱サイクルに供した。
【０２３４】
冷却後、インゴットが得られた。粉末を得るためにこのインゴットを粉砕した。
【０２３５】
この粉末の混合物に有機結合剤（ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）セメント）を添加し、粘稠性のペーストを形成した。
【０２３６】
ｂ）１１００℃での液滴試験
このようにして調製されたろう付けペーストを使用して、質量約５０ｍｇのろう付け合金の小さな山を形成した。このろう付け合金の山を、事前に清浄化したＳｉＣプレート上に堆積させた。
【０２３７】
ろう付け合金の山およびプレートの組付体を、ろう付け炉内に設置し、高真空下、１１００℃で３０分間の時間ろう付けプラトーである単一プラトーのみでのろう付け熱サイクルに供した。
【０２３８】
この熱処理中、ろう付け合金の山は溶融し、「付着液滴」と呼ばれる液滴を形成する。
【０２３９】
冷却後、固化した液滴に対し、液滴の濡れ、接触角を測定した。
【０２４０】
濡れ角は、約３０°であったが、これは良好な濡れに相当する。
【０２４１】
次いで、ＳｉＣおよびその固化したろう付け合金の液滴を切断し、調製および研磨して、走査型電子顕微鏡下で観察した。
【０２４２】
ＳｉＣ／ろう付け合金界面は、走査型電子顕微鏡スケールではいかなる反応性も示しておらず、すなわち新たな化合物の形成は観察されなかった。特に、界面において壊れやすい化合物の形成は観察されなかった。
【０２４３】
（実施例２）
この実施例は、５８％のＳｉ、３２％のＮｉおよび１０％のＡｌ（原子百分率）の組成を有する、本発明のろう付け組成物、ろう付け合金を用いて行った、１１００℃で５分間の単一ろう付けプラトーを観察する焼結純α−ＳｉＣ上での液滴試験を説明する。
【０２４４】
ａ）ろう付け組成物およびろう付けペーストの調製
対象となるろう付け組成物、すなわち５８％のＳｉ、３２％のＮｉおよび１０％のＡｌ（原子百分率）を、純Ｓｉ片、純Ｎｉ片および純Ａｌ片から調製した。
【０２４５】
これらの材料片を、ろう付け組成物の割合に注意しながら秤量し、アルミナるつぼ内に設置した。組付体を黒鉛炉内に設置し、高真空下、１３００℃で３０分間のプラトーでの熱サイクルに供した。
【０２４６】
冷却後、インゴットが得られた。粉末を得るためにこのインゴットを粉砕した。
【０２４７】
この粉末の混合物に有機結合剤（ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）セメント）を添加し、粘稠性のペーストを形成した。
【０２４８】
ｂ）１１００℃での液滴試験
このようにして調製されたろう付けペーストを使用して、約５０ｍｇの質量を有するろう付け合金の小さな山を形成した。このろう付け合金の山を、事前に清浄化したＳｉＣプレート上に堆積させた。
【０２４９】
ろう付け合金の山およびプレートの組付体を、ろう付け炉内に設置し、高真空下、１１００℃で５分間のろう付けプラトーである単一プラトーでのろう付け熱サイクルに供した。
【０２５０】
この熱処理中、ろう付け合金の山は溶融し、いわゆる付着液滴を形成する。
【０２５１】
冷却後、固化した液滴に対し、液滴の濡れ、接触角を測定した。
【０２５２】
濡れ角は、約５０°であったが、これは良好な濡れに相当する。
【０２５３】
（実施例３）
この実施例は、本発明によるろう付け方法を用いた、焼結純α−ＳｉＣ炭化ケイ素製の２つの部品間の結合、接合部の作製を説明するが、ろう付けは、５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉ、および１０原子％のアルミニウムで構成される本発明のろう付け組成物、ろう付け合金を使用して、毛管構成で行われる。
【０２５４】
この実施例はまた、試験、これらの組付体に対して行われた機械的試験を説明する。
【０２５５】
ａ）ろう付け組成物の調製、ろう付けペーストの調製および組み付けられる部品の作製
対象となるろう付け組成物、すなわち５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０原子％のアルミニウムを、実施例１に記載の様式で調製した。
【０２５６】
得られた粉末の混合物に有機結合剤（ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）セメント）を添加し、粘稠性のろう付けペーストを形成した。
【０２５７】
組み付けられる焼結ＳｉＣ製の部品は、サイズ２０×１０ｍｍ２および厚さ１．５ｍｍのプレートであった。
【０２５８】
部品を、アセトン、次いでエタノールで清浄化し、最後に乾燥させた。
【０２５９】
接合部の近辺にろう付けペーストを堆積させるための空間を残すように、１ｍｍから２ｍｍのわずかなオフセットを残して基板、部品を接触させた（この構成は、毛管構成と呼ばれる）。接合部の端部の利用可能な表面上に、ろう付け合金のビーズの形態でろう付けペーストをスパチュラで堆積させた（図２を参照されたい）。ろう付け合金の量は、この組付体に対して２０ｍｇから４０ｍｇであった。
【０２６０】
ｂ）ろう付け
ろう付けの準備が整った接触させた部品を、高真空下のろう付け炉（黒鉛炉）内に設置し、真空下で、ろう付けプラトーである１１００℃で９０分の単一温度プラトーを含むろう付け熱サイクルに供した。
【０２６１】
熱サイクルを、図５に示す。
【０２６２】
ｃ）接合部の観察
冷却後、組付体は良好に接合された。接合部を走査型電子顕微鏡により特性決定した。走査型電子顕微鏡下での観察スケールでは、「空隙」は観察されず、またＳｉＣとろう付け合金との間の反応性は見られなかった。
【０２６３】
ｄ）機械的試験片の作製および機械的試験の結果
それぞれ２０×１０×１．５ｍｍ３のサイズの５つの部品（したがってろう付けされた試験片の厚さは１．５＋１．５＝３ｍｍであった）（６１、６２）を、上記ａ）において調製されたろう付けペーストを用いて、上記ｂ）に記載のろう付け条件下でろう付けすることにより、機械的試験用の組付体、試験片（２つの試験片）を作製した。セラミックの力学は統計的であるため、試験用に２つ以上の試験片を作製したが、同じ製造方法に従った。
【０２６４】
試験片を図６に図式化する。試験片をマウント上に保持し、周囲温度での圧縮／せん断試験（６３）の間せん断に供した。
【０２６５】
この試験によって純粋なせん断を保証することはできないが、好ましい様式であることに留意されたい。しかしながら、この試験によって組付体間の比較が可能となる。
【０２６６】
機械的試験の結果
５つの試験片のそれぞれに対し決定された破壊応力は、３３ＭＰａ、６７ＭＰａ、３５ＭＰａ、５３ＭＰａおよび５４ＭＰａ、すなわち平均４８ＭＰａであった。
【０２６７】
ＳｉＣにおいて破壊が生じたが、これは、ろう付け合金とＳｉＣ製の基板との間の強固な結合の特徴である。
【０２６８】
ＳｉＣ／高Ｓｉ含量のろう付け合金／ＳｉＣ型の接合部、組付体の破壊応力値は、セラミック材料の壊れやすい性質のために、多かれ少なかれ分散し得ることに留意されたい。
【０２６９】
（実施例４）
この実施例は、本発明のろう付け方法を用いた、ＣＭＣ製の、より具体的には、ＳｉＣマトリックスおよびＳｉＣ繊維を用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材製の２つの部品間の結合、接合部の作製を説明するが、ろう付けは、５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０原子％のアルミニウムで構成される本発明のろう付け組成物、ろう付け合金を使用して、毛管構成で行われる。
【０２７０】
この実施例はまた、これらの組付体に対して行われた機械的試験を説明する。
【０２７１】
ａ）ろう付け組成物の調製、ろう付けペーストの調製および接合される部品の作製
対象となるろう付け組成物、すなわち５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０％のアルミニウムを、実施例１に記載の様式で調製した。
【０２７２】
得られた粉末の混合物に有機結合剤（ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）セメント）を添加し、粘稠性のろう付けペーストを形成した。
【０２７３】
ろう付けされ、接合される部品、基板は、ＳｉＣマトリックスおよびＳｉＣ繊維を用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材のプレートであった。前記複合材料は、Ｓｎｅｃｍａ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｓｏｌｉｄｅ社から、Ｃｅｒａｓｅｐ  Ａ４０Ｃ（登録商標）の商品名で入手可能である。これらのプレートは、サイズ２０×１０ｍｍ２および厚さ１．５ｍｍであった。
【０２７４】
部品を、アセトン、次いでエタノールで清浄化し、最後に乾燥させた。
【０２７５】
接合部の近辺にろう付けペーストを堆積させるための空間を残すように、３ｍｍのわずかなオフセットを残して基板、部品を接触させた（この構成は、毛管構成と呼ばれる）。実施例２に記載のように、接合部の端部の自由表面上に、ろう付け合金のビーズの形態でペーストをスパチュラで堆積させた（図２を参照されたい）。堆積させたろう付け合金の量は、この組付体に対して１８０ｍｇから２２０ｍｇであった。
【０２７６】
ＣＭＣ製のプレート間の隙間は、実施例２における焼結ＳｉＣのプレートの場合よりもはるかに大きかったため、このろう付け合金の量は、実施例２の場合よりもはるかに多い。
【０２７７】
例えば、接合部の厚さは、ＣＭＣプレートの場合平面性の欠陥により５００μｍに達し得るが、ＳｉＣプレートの場合概して１００μｍ未満である。
【０２７８】
ｂ）ろう付け
接触させ、ろう付けの準備が整った部品を、高真空下のろう付け炉（黒鉛炉）内に設置し、実施例２と同様に、ろう付けプラトーである１１００℃で９０分間の単一プラトーを含む真空ろう付け熱サイクルに供した。
【０２７９】
熱サイクルを、図５に示す。
【０２８０】
ｃ）接合部の観察
冷却後、組付体は良好に接合された。接合部を走査型電子顕微鏡下で特性決定した。走査型電子顕微鏡下での観察スケールでは、「空隙」は観察されず、またＳｉＣとろう付け合金との間の反応性は見られなかった。
【０２８１】
接合部の厚さは、ＣＭＣの局所的コーティング欠陥および平面性の欠陥により、観察領域に依存して１００μｍから５００μｍであった。
【０２８２】
ｄ）機械的試験片の作製および機械的試験の結果
それぞれ２０×１０×１．５ｍｍ３のサイズの２部を、上記ａ）において調製されたろう付けペーストを用いて、上記ｂ）に記載のろう付け条件下でろう付けすることにより、機械的試験用の組付体、試験片（４つの試験片）を作製した。
【０２８３】
試験片は、実施例２における試験片と同様のサイズであり、圧縮／せん断下で同様に試験した。
【０２８４】
機械的試験の結果：
４つの試験片のそれぞれに対し決定された破壊応力は、１４ＭＰａ、１２ＭＰａ、１３ＭＰａおよび２０ＭＰａであり、すなわち平均は約１５ＭＰａであった。
【０２８５】
３つの試験片において、ＣＭＣからのＳｉＣコーティング「シールコート」の剥離により降伏が生じた。したがって、このコーティングは、ＣＭＣ／ろう付け合金／ＣＭＣ組付体の脆弱点であることが分かる。
【０２８６】
４つの試験片においては、測定された応力は、複合材の劣化の開始に対応した。
【０２８７】
（実施例５）
この実施例は、本発明のろう付け方法を用いた、ＣＭＣ製の、より具体的には、ＳｉＣマトリックスおよびＳｉＣ繊維を用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材製の２つの部品間の結合、接合部、組付体の作製を説明するが、ろう付けは、５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０原子％のアルミニウム、ならびに１４００℃で熱処理されていないＳｉＣ粒子の強化材で構成される本発明のろう付け組成物、ろう付け合金を使用して、毛管構成で行われる。
【０２８８】
この実施例は、さらに、試験、これらの組付体に対して行われた機械的試験を説明する。
【０２８９】
ａ）ろう付け組成物の調製、ろう付けペーストの調製および接合される部品の作製
対象となるろう付け組成物、すなわち５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０原子％のアルミニウムを、実施例１に記載の様式で調製した。
【０２９０】
粉末の混合物に有機結合剤（ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）セメント）を添加し、粘稠性のろう付けペーストを形成した。
【０２９１】
ろう付けされる部品、基板は、ＳｉＣマトリックスおよびＳｉＣ繊維を用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材のプレート（７１、７２）であった。前記複合材料は、Ｓｎｅｃｍａ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｓｏｌｉｄｅ社から、Ｃｅｒａｓｅｐ  Ａ４０Ｃ（登録商標）の商品名で入手可能である。これらのプレート（７１、７２）は、２０×１０ｍｍ２のサイズであり、１．５ｍｍの厚さを有していた。
【０２９２】
部品（７１、７２）を、アセトン、続いてエタノールで清浄化し、次いで乾燥させた。
【０２９３】
プレート（７１、７２）を、５０μｍの粒径のＳｉＣ粒子でコーティングした。これらの粒子は、１４００℃で熱処理しなかった。
【０２９４】
複合材プレート上への堆積のために、ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）型のセメント等の有機結合剤を使用してＳｉＣ粒子を互いに結合させたが、これによりＣＭＣプレート上への堆積が容易なペーストを得ることができる。堆積は、図７に示すように行ったが、堆積させた粒子の量は８７ｍｇ±１ｍｇであった。
【０２９５】
次いで、接合部（７５）の近辺にろう付けペーストを堆積させるための空間（７４）を残すように、３ｍｍのわずかなオフセット（７３）を残してＣＭＣ製のプレート（７１、７２）を接触させた（この構成は、毛管構成と呼ばれる）。
【０２９６】
接合部（７５）を、ＳｉＣ強化粒子のペースト（７６）で充填し、このペーストは、下のプレート（７２）からオフセットした利用可能な自由表面（７４）上に接合部（７５）を超えて延在している。
【０２９７】
実施例２に記載のように、接合部の端部における利用可能な表面（７４）上に、ろう付け合金のビーズ（７７）の形態で、ろう付け組成物のペースト（７７）をスパチュラを用いて堆積させた（図７を参照されたい）。堆積させたろう付け合金の量は、この組付体に対して１９５ｍｇから２２０ｍｇであった。
【０２９８】
ＣＭＣプレート間の隙間は、実施例２における焼結ＳｉＣのプレート間よりもはるかに大きかったため、このろう付け合金の量は、実施例２の場合よりもはるかに多い。
【０２９９】
例えば、接合部の厚さは、ＣＭＣプレートの場合平面性の欠陥により７００μｍに達し得るが、ＳｉＣプレートの場合概して１００μｍ未満である。
【０３００】
ｂ）ろう付け
接触させ、ろう付けの準備が整った部品を、高真空下の炉（黒鉛炉）内に設置し、実施例２と同様に、ろう付けプラトーである１１００℃で９０分の単一プラトーを含む真空ろう付け熱サイクルに供した。
【０３０１】
熱サイクルを、図５に示す。
【０３０２】
ｃ）機械的試験片の作製および機械的試験の結果
それぞれ２０×１０×１．５ｍｍ３のサイズの２つ部品を、上述のＳｉＣ粒子のコーティングとともに上記ａ）において調製されたろう付けペーストを用いて、上記ｂ）に記載のろう付け条件下でろう付けすることにより、機械的試験用の組付体、試験片（５つの試験片）を作製した。
【０３０３】
試験片は、実施例２における試験片と同様のサイズであり、圧縮／せん断下で同じ様式で試験した。
【０３０４】
機械的試験の結果：
５つの試験片のそれぞれに対し決定された破壊応力は、１３ＭＰａ、１５ＭＰａ、１４ＭＰａ、１１ＭＰａおよび２２ＭＰａ、すなわち平均１５ＭＰａであった。
【０３０５】
４つの試験片において、ＣＭＣからのＳｉＣコーティング「シールコート」の剥離により破壊が生じた。したがって、このコーティングは、ＣＭＣ／ろう付け合金／ＣＭＣ組付体の脆弱点であることが分かる。
【０３０６】
５つの試験片においては、測定された応力は、複合材の劣化の開始に対応した。
【０３０７】
これらの試験後、試験片を切断した。試験片の中心部に、ろう付け合金の欠乏が観察された。
【０３０８】
ｄ）接合部の観察
機械的試験の後、試験片を切断した。試験片の中心部に、（ＳＥＭだけでなく視覚的にも）ろう付け合金の欠乏が観察された。
【０３０９】
接合部の厚さは、ＣＭＣコーティングの局所的欠陥および平面性の欠陥により、観察領域に依存して１００μｍから７００μｍであった。
【０３１０】
（実施例６）
この実施例は、本発明のろう付け方法を用いた、ＣＭＣ製の、より具体的には、ＳｉＣマトリックスおよびＳｉＣ繊維を用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材製の２つの部品間の結合、接合部、組付体の作製を説明するが、ろう付けは、５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０原子％のアルミニウムで構成される本発明のろう付け組成物、ろう付け合金、ならびに１４６０℃で熱処理したＳｉＣ粒子強化材を使用して、毛管構成で行われる。
【０３１１】
ａ）ろう付け組成物の調製、ろう付けペーストの調製および接合される部品の作製
対象となるろう付け組成物である、つまり５８原子％のＳｉ、３２原子％のＮｉおよび１０原子％のアルミニウムを、実施例１に記載の様式で調製した。
【０３１２】
得られた粉末の混合物に有機結合剤（ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）セメント）を添加し、粘稠性のろう付けペーストを形成した。
【０３１３】
ろう付けされ、組み付けられる部品、基板は、ＳｉＣマトリックスおよびＳｉＣ繊維を用いたＳｉＣ／ＳｉＣ複合材の２つのプレートであった。前記複合材料は、Ｓｎｅｃｍａ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｓｏｌｉｄｅ社から、Ｃｅｒａｓｅｐ  Ａ４０Ｃ（登録商標）の商品名で入手可能である。
【０３１４】
これらのプレートのサイズは、それぞれ２０×３０ｍｍ２および２０×４０ｍｍ２であり、それぞれ１．５ｍｍの厚さを有していた。
【０３１５】
部品を、アセトン、続いてエタノールで清浄化し、次いで乾燥させた。
【０３１６】
プレートを、５０μｍの粒径のＳｉＣ粒子でコーティングした。
【０３１７】
これらの粒子を、高真空下、１４６０℃で２時間熱処理した。この熱処理後、ＳｉＣ粒子を使用するまでアルゴン下で保存した。
【０３１８】
複合材プレート上への堆積のために、ＮＩＣＲＯＢＲＡＺ（登録商標）型のセメント等の有機結合剤でＳｉＣ粒子を互いに結合させたが、これによりＣＭＣプレート上への堆積が容易なペーストを得ることができる。堆積は、図４に示すように行ったが、堆積させた粒子の量は１９４ｍｇ±１ｍｇであり、この量は、２つのプレートの間に分布した。
【０３１９】
次いで、接合部の近辺にろう付けペーストを堆積させるための空間を残すように、３ｍｍのわずかなオフセットを残してＣＭＣ基板を接触させた（この構成は、毛管構成と呼ばれる）。
【０３２０】
接合部（４２）を、ＳｉＣ強化粒子のペースト（４１）で充填し、このペーストは、下のプレート（４５）からオフセットした利用可能な表面上に接合部（４２）を超えて延在した。
【０３２１】
実施例２に記載のように、接合部の端部における利用可能な表面上に、ろう付け合金のビーズ（４７）の形態で、ペーストをスパチュラで堆積させた（図４を参照されたい）。堆積させたろう付け合金の量は、この組付体に対して１２８０ｍｇであった。
【０３２２】
ＣＭＣプレート間に大きな隙間が存在したため、このペーストの量は多い。
【０３２３】
ｂ）ろう付け
接触させ、ろう付けの準備が整った部品を、高真空下のろう付け炉（黒鉛炉）内に設置し、２つの温度のプラトー、すなわち、
−  ９８０℃で１８０分間の第１のプラトー、
−  １１００℃で９０分間の第２のプラトー
を含む真空ろう付け熱サイクルに供した。
【０３２４】
熱サイクルを、図３に示す。
【０３２５】
ｃ）接合部の観察
このようにしてステップｂ）の後に作製された組付体を切断し、走査型電子顕微鏡下で特性決定した。
【０３２６】
接合部は、中心部でさえもろう付け合金で完全に充填されていた。
【０３２７】
この実施例は、強化材の存在下で接合部の中心部の充填が制御されることを示している。
［参考文献］
0006026285.tif 000002
【符号の説明】
【０３２８】
１  部品
２  部品
３  ろう付け組成物のペースト
４  表面
５  表面
２１  プレート
２２  プレート
２３  オフセット
２４  自由表面
２５  接合部
２６  ろう付け合金のビーズ
４１  強化材
４２  接合部
４７  ろう付け合金のビーズ
４８  端部
６３  圧縮／せん断試験
７１  プレート
７２  プレート
７３  オフセット
７４  自由表面
７５  接合部
７６  ＳｉＣ強化粒子のペースト
【図１】
0006026285.tif 000003
【図２】
0006026285.tif 000004
【図３】
0006026285.tif 000005
【図４】
0006026285.tif 000006
【図５】
0006026285.tif 000007
【図６】
0006026285.tif 000008
【図７】
0006026285.tif 000009