拡散接合におけるメカニズムの理解と接合性の向上・改善技術と評価方法

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　開発された高性能材料が接合加工できなくては、新たなハイテク製品を組み立てることができません。ハイテク製品の組み立てには、微細接合、精密接合、異種金属接合が必須であり、この接合法として材料を溶融することなく接合する固相接合が重要となります。新素材、異種金属などを接合して、各種の機能部品を組み立てる方法として、拡散接合が注目され、インターネットでも最も多くヒットする接合法です。最近、フォットエッチングした金属箔の積層接合法としても、拡散接合法は注目されています。
　本セミナーでは、固相接合における拡散接合の位置づけの紹介に始まり、拡散接合の適用例（現状、適用のポイント、時代的変化）、拡散接合装置、拡散接合の接合機構、接合改善策、接合のポイント等を説明します。また、実用化に際しての重要な接合部の評価法について、接合前・接合中での評価のポイントと接合後の機械的、金属学的、非破壊的（超音波、X線）等の適用例の現状を説明します。理解を深めるため、拡散接合を適用した実物の紹介の他、動画を交えて解説します。 また、個別的な質問にも対応します。

１．拡散接合の技術動向
　○拡散接合とは
　○最近の接合技術動向
　○研究報告数の推移
　○科研費研究の推移
　○最近のサポイン研究課題
　○研究者（大学・公立研究機関）

２．拡散接合の適用例
　2.1 伝統工芸での接合
　　○木目金の接合は、共晶拡散接合
　　○日本刀の鍛接
　　○金箔の焼き合わせ接合
　2.2 30年前の傾向・適用例
　　○同種金属の拡散接合実用例
　　○異種金属の拡散接合実用例
　　○熱膨張を利用した実用例
　　○拡散接合製品とその接合条件
　　○拡散接合の導入のポイント
　2.3 最近の傾向・適用例
　　○インターネットでの適用リスト
　　○マイクロ熱交換器
　　○拡散接合型コンパクト熱交換器
　　○クリッププレート（iPod）
　　○拡散接合部品の実物紹介

３．金属を接合するには
　　○理想的な接合実験
　　○接合開始温度と拡散係数との関係
　　○固相接合方法
　　○加圧力と接合温度との関係

４．拡散接合装置について
　　○どんな拡散接合装置があるか
　　○市販の拡散接合装置
　　○拡散接合装置の現状

５．拡散接合部の面積の増加過程
　　○接合面積の数値計算
　　○実測値と数値計算との比較
　　○粗さ減少による各寄与

６．接合表面皮膜の挙動
　　○酸酸化皮膜の機械的性質
　　○真空中加熱での表面組成
　　○真空中加熱での残留ガス
　　○破面の介在物の組成
　　○接合面を電子顕微鏡で観察すると
　　○接合面での酸化皮膜の挙動
　　○各種アルミニウム合金の拡散接合
　　○Al-1Mg合金とアルミナの接合
　　○実用材料でのポイント

７．接合部の空隙内のガスの挙動
　　○残留ガス分析装置
　　○接合部空隙内のガス
　　○どんな接合雰囲気が良いか
　　○接合雰囲気のガス組成

８．接合面での結晶方位差の影響
　　○モリブデンの接合の場合
　　○粒移動しても欠陥が

９．異種金属の接合
　　○異種金属の接合部の断面観察
　　○断面の拡散状態の観察
　　○状態図と濃度分布
　　○異種金属の接合の問題点
　　○異種金属の接合の改善策

１０．液相拡散接合
　　○拡散接合の分類
　　○インサート金属の適用目的
　　○液相拡散接合部の組織
　　○液相拡散接合過程
　　○液相拡散接合による補修

１１．接合の改善策（清浄化法）の技術動向
　　○接合面の清浄化法
　　○イオン衝撃の接合箇所の強さへの影響
　　○各種接合材料のイオン衝撃接合性
　　○常温接合による新機能クラッド材料
　　　・シリコンウェハーの接合
　　　・相対すべりの効果
　　　・ハロゲン化処理

１２．接合の改善策（密着化法）の技術動向
　　○同素変態の影響
　　○接合部への変態の影響
　　○変態超塑性を利用した整形と接合
　　○水素誘起変態を用いた低温接合
　　○微結晶金属薄膜の利用
　　○接合材の加工度の影響

１３．熱膨張を利用した加圧接合
　　○接合時の加圧法の検討
　　○熱膨張加圧法
　　○熱膨張加圧の有利性

１４．拡散接合部の機械的・金属学的評価
　　○接合後の機械的評価
　　○引張り試験形状
　　○引張り試験では切り欠き強化
　　○引張り試験では絞りで評価
　　○接合部の評価はSEMで
　　○接合部の破面評価
　　○接合部の金属学的評価

１５．拡散接合部の非破壊検査
　　○切り欠き部の超音波探傷
　　○接合部での超音波の反射量
　　○超音波の反射量と空隙サイズ
　　○モデル欠陥内蔵接合部の超音波探傷
　　○検出可能サイズは
　　○異種金属部の超音波探傷
　　○非線形超音波法の可能性
　　○熱伝導の位相差測定
　　　・拡散接合部の超音波探傷（動画）
　　　・ガスタービンの非破壊試験法（動画）
　　　・目貫のマイクロX線CT
　　　・ステンレス鋼積層接合部のX線CT

１６．まとめと質疑応答
１７．技術相談（希望者のみ）

ＷＥＬＬＢＯＮＤ 代表 ／ 東京理科大学 客員教授 工学博士 大橋 修 氏
略歴
1966年　科学技術庁金属材料技術研究所（現在；物質材料研究機構）入所。
1996年　新潟大学自然科学研究科へ出向。
2009年　新潟大学退官後、WELLBOND設立。東京理科大学客員教授。NIMS客員研究員。現在に至る。
  拡散接合に関わる研究を、科学技術庁金属材料技術研究所で30年間。そして新潟大学で13年間。
その間、アルミ、ステンなど各種材料の溶接・接合に関わる多くの知見を習得。
「基礎的な研究」から　「ものつくりを目指した研究」等を実施。退官後も、古代の接合法から、
先人の知恵を解きほぐし、「熱膨張を利用した簡単接合法」を開発。
専門
接合、材料科学