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異種材料との接合とは？課題と対策・製品を解説
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セラミックスにおける異種材料との接合とは？
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当社では、分子接合剤を用いた異種材接合を行っております。
分子接合剤と呼ばれる化合物が材料同士を化学結合でつなぐため、
材料表面が平坦でも十分な密着を得られることが特長の一つです。
また、接合する材料が異なっていても、材料表面は分子接合剤の
性質にすることができるため、難接着物の接合も可能です。
ご要望の際はお気軽にご相談ください。
【分子接合技術の特長】
■異種材料の接合
■表面が平坦でも密着
※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせください。
『高周波誘電加熱接着シート』は、プラスチックとガラスなどの異素材の接合を短時間で行うことが可能です。
高周波により接着シートのみが加熱されるため、被着体への熱ダメージを最小限に抑えつつ材料を短時間で強固に接着させることができます。
また、再度高周波を当てることにより剥離・解体することも可能で、材料のリサイクル工程の簡略化に貢献します。
【特徴】
■異素材の接合が可能
■工程時間の短縮化・簡略化に貢献
※詳しくは、PDF資料をダウンロードいただくか、お気軽にお問い合わせください。
わかりやすい「ロウ付け」シリーズより、『各種材料へのロウ付け性2
～チタン・セラミックス・超硬合金編』をご紹介します。
比重が鉄の約60％で錆びにくく、海水に強い“チタン”は、変態点以下でのロウ付けを推奨しています。
高温下で高い強度と、耐食性、耐摩耗性、耐酸化性をもつ“セラミックス”と
金属のロウ付けには、「活性金属法」をオススメします。
【チタン ロウ付けのポイント】
■強固な酸化皮膜の除去が必要
■窒素・酸素・水素・炭素と反応すると硬さが増し、じん性が低下
■変態点（883℃）以下でのロウ付けを推奨
■大気ロウ付けは困難
・不活性（Ar）ガスや真空での雰囲気ロウ付けが好適
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
低蒸気圧樹脂シーラントを使用した、エポキシ系接着剤です。
10-7 Pa 以下の真空でも使用でき、120℃までのベーキングもＯＫです。
超高真空内での接着や、真空システムのシール材、漏れ止めなどに使用可能です。
CAM接合は、「Chemical ＆Melting」の2つの接合メカニズムを利用して２つの材料を接合する技術です。
CAM剤を用いて「金属と樹脂」や「異なる金属」を接合する事が可能。
CAM剤は安全・安心な環境に配慮した材料のみで作られています。
CAM接合は工程数が少なく、特別な設備不要、低消費量でコストダウンを可能にします。
【特長】
■僅か数μmのCAM層厚みで接合が可能で低消費量を実現
■CAM剤を塗布乾燥させた後、いつでも接合が可能なため取扱いが容易
■CAM剤を塗布乾燥さて接合層を形成
■CAM剤は水溶性で使いやすいリキッドタイプ
■CAM剤は環境に優しい安全安心材料で作成
■表面酸化する金属全てに対応（アルミ、銅、鋼材等）
■ガラスとプラスチックの接合も可能
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
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セラミックスにおける異種材料との接合
セラミックスにおける異種材料との接合と は？
セラミックスの異種材料との接合は、異なる材料（金属、ポリマー、他のセラミックスなど）を強固に一体化させる技術です。これにより、各材料の長所を組み合わせた複合材料の創製や、高性能な部品の製造が可能となります。航空宇宙、自動車、医療機器など、幅広い分野での応用が期待されています。
課題
熱膨張係数の不一致による応力集中
セラミックスと異種材料では熱膨張係数が大きく異なるため、温度変化時に大きな応力が発生し、接合部の破損や剥離を引き起こす可能性があります。
界面反応による特性劣化
接合プロセス中に両材料間で望ましくない化学反応が起こり、界面強度の低下や脆化、機能性の 劣化を招くことがあります。
接合強度・耐久性の不足
異種材料間の原子レベルでの結合が難しく、十分な接合強度が得られなかったり、長期的な使用における耐久性が課題となったりします。
複雑な形状への適用困難性
接合プロセスによっては、複雑な形状を持つ部品や微細な構造を持つ部品への適用が難しく、製造プロセスが限定される場合があります。
対策
中間層の導入による応力緩和
熱膨張係数の差を吸収する柔軟性のある中間層（金属、合金、ポリマーなど）を挿入することで、接合部にかかる応力を分散・緩和します。
界面制御技術の活用
プラズマ処理、表面改質、活性化拡散などの技術を用いて、界面での不要な反応を抑制し、良好な結合状態を形成します。
接合プロセスの最適化
ろう付け、拡散接合、レーザー溶接、接着剤など、材料の特性や要求される強度に応じて最適な接合方法を選択し、温度、圧力、時間を精密に制御します。
接合界面の設計・評価
接合界面の構造や組成を詳細に分析・設計し、機械的特性や化学的安定性を評価することで、信頼性の高い接合を実現します。
対策に役立つ製品例
高機能接着剤
セラミックスと異種材料の熱膨張係数の違いを吸収し、高い接着強度と耐久性を提供する特殊な接着剤です。柔軟性と耐熱性を両立させています。
金属ろう材
セラミックスと金属の間に介在させ、低温で溶融・接合することで、両材料の特性を活かした強固な接合を実現する合金材料です。界面反応を抑制する組成設計が可能です。
界面活性化コーティング剤
セラミックス表面に塗布することで、異種材料との親和性を高め、化学的な結合を促進するコーティング剤です。接合強度と信頼性を向上させます。
積層複合材料用バインダー
セラミックス粒子と異種材料（例：ポリマー繊維）を一体化させ、優れた機械的強度と軽量性を両立させるためのバインダー材料です。均一な分散と強固な結合を可能にします。
