세라믹 접합체
CERAMICS JOINED BODY
특허 요약
본 출원은, 세라믹 접합체 및 상기 접합체의 제조방법에 관한 것으로, 본 출원의 세라믹 접합체는 우수한 접합 강도 및 우수한 내열성, 내식성 또는 내산화성을 가지며, 또한, 상기 세라믹 접합체의 제조 방법에 의하면, 접합 열처리 과정에서 발생하는 모재와 접합재 간의 수축율 차이에 기인한 응력에 따른 접합강도의 저하 또는 균열의 발생을 막기 위하여, 통상의 접합공정에서처럼 압력을 인가할 필요가 없이 상압 하의 열처리 만으로도 고강도의 세라믹 접합체를 제조할 수 있으며, 접합 열처리 초기에 접합재 내에 공융 액상이 형성될 수 있게 함으로써 점성유동에 의해 접합강도 저하를 야기하는 응력의 발생을 억제할 수 있고, 접합에 의한 변형이 없이, 정밀하고, 복잡한 다형의 세라믹 접합 구조를 형성할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

적어도 2 이상의 세라믹 기재를 준비하는 단계;상기 세라믹 기재 사이에 이산화규소 및 서로 반응하여 스피넬 구조 화합물을 형성하는 제 1 세라믹 및 제 2 세라믹을 포함하며, 1100℃ 이상의 온도에서 공융 액상을 형성하는 혼합 분말을 포함하는 접합재층을 형성하는 단계; 및상기 접합재층을 열처리하는 단계를 포함하며,상기 열처리하는 단계에서, 스피넬 구조 화합물을 포함하는 제 1 접합층 및 상기 제 1 접합층 상에 형성되어 있으며, 유리질 상을 가지는 금속 실리케이트 및 상기 유리질 상을 가지는 금속 실리케이트에 분산된 스피넬 구조 화합물을 포함하는 제 2 접합층의 구조를 형성하고, 상기 혼합 분말은 30 중량% 초과 내지 41 중량%의 제 1 세라믹, 26 중량% 내지 33 중량%의 제 2 세라믹 및 32 중량% 내지 39 중량% 미만의 이산화규소를 포함하는 세라믹 접합체의 제조방법.

2

제 1 항에 있어서, 적어도 2 이상의 세라믹 기재 및 제 1 접합층을 포함하고, 상기 세라믹 기재는 제 2-1 세라믹 기재 및 제 2-2 세라믹 기재를 포함하며, 상기 제 1 접합층은 제 1-1 접합층 및 제 1-2 접합층을 포함하고, 상기 제 2-1 세라믹 기재 상에 제 1-1 접합층이 형성되며, 상기 제 2-2 세라믹 기재 상에 제 1-2 접합층이 형성되고, 상기 제 1-1 접합층 및 제 1-2 접합층 사이에 제 2 접합층이 형성되어 있는 세라믹 접합체의 제조방법.

3

제 1 항에 있어서, 세라믹 기재는 마그네슘, 알루미늄, 지르코늄, 이트리움 및 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물, 금속 탄화물, 금속 붕화물 또는 금속 질화물을 포함하는 세라믹 접합체의 제조방법.

4

제 1 항에 있어서, 스피넬 구조 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 세라믹 접합체의 제조방법:[화학식 1]AxByOn상기 A는 2가의 양이온 금속을 나타내고, B는 3가의 양이온 금속을 나타내며, O는 산소를 나타내고, x 및 y는 각각 1 내지 2를 나타내고, n은 2 내지 7을 나타낸다.

5

제 4 항에 있어서, 2가의 양이온 금속은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 망간(Mn), 철(Fe), 아연(Zn), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 세라믹 접합체의 제조방법.

6

제 4 항에 있어서, 3가의 양이온 금속은 알루미늄(Al), 이트리움(Y), 란타니움(La), 망간(Mn), 철(Fe), 크롬(Cr) 및 바나듐(V)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 세라믹 접합체의 제조방법.

7

제 1 항에 있어서, 접합재층을 열처리한 후 형성된 접합층의 두께가 10 ㎛ 내지 200 ㎛인 세라믹 접합체의 제조방법.

8

제 1 항에 있어서, 제 1 접합층의 두께는 5 내지 25㎛이고, 제 2 접합층의 두께는 5 내지 175㎛인 세라믹 접합체의 제조방법.

9

제 1 항에 있어서, 접합재층을 열처리한 후 형성된 접합층은 ASTM C1161에 의해 측정된 접합강도가 100 MPa 내지 300 MPa인 세라믹 접합체의 제조방법.

10

제 1 항에 있어서, 세라믹 기재와 접합재층을 열처리한 후 형성된 접합층 사이의 열팽창 계수 차이는 2×10-6/℃ 이하인 세라믹 접합체의 제조방법.

11

제 1 항에 있어서, 접합재층을 열처리하기 전에 접합재층과 세라믹 기재를 압착하는 단계를 추가로 포함하는 세라믹 접합체의 제조방법.

12

제 11 항에 있어서, 압착하는 단계는 0.1 MPa 내지 3 MPa의 압력 하에 수행되는 세라믹 접합체의 제조방법.

13

제 1 항에 있어서, 접합재층을 형성하는 단계는 혼합 분말을 포함하는 슬러리 조성물을 캐스팅법으로 주조한 테이프를 세라믹 기재 사이에 삽입하거나 또는 상기 조성물을 세라믹 기재 사이에 도포하고 건조하여 수행되는 세라믹 접합체의 제조방법.

14

제 1 항에 있어서, 열처리하는 단계는 진공, 공기 또는 산소 분위기 하에서 수행되는 세라믹 접합체의 제조방법.

15

제 1 항에 있어서, 열처리하는 단계는 1100℃ 이상의 온도에서 수행되는 세라믹 접합체의 제조방법.