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公開番号2025152949
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055139
出願日2024-03-29
発明の名称ガラス接合材及びその利用
出願人ノリタケ株式会社
代理人個人,個人
主分類C03C 8/24 20060101AFI20251002BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】耐水性に優れたガラス接合材を提供する。
【解決手段】650℃以下の低温接合用ガラス接合材であって、該ガラス接合材に含まれるガラス組成物は、該ガラス組成物全体を100mol%としたとき、酸化物換算で以下の成分:
TeO₂:60mol%以上85mol%以下、
ZnO:5mol%以上30mol%以下、
Al₂O₃:1mol%以上10mol%以下、
を含み、前記各成分の合計が、前記ガラス組成物全体の90mol%以上である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
６５０℃以下の低温接合用ガラス接合材であって、
該ガラス接合材に含まれるガラス組成物は、
該ガラス組成物全体を１００ｍｏｌ％としたとき、酸化物換算で以下の成分：
ＴｅＯ
２
：６０ｍｏｌ％以上８５ｍｏｌ％以下、
ＺｎＯ：５ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：１ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下、
を含み、前記各成分の合計が、前記ガラス組成物全体の９０ｍｏｌ％以上である、ガラス接合材。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記ガラス接合材の３０℃から３００℃までの熱膨張係数は、１３×１０
－６
Ｋ
－１
～１６×１０
－６
Ｋ
－１
である、請求項１に記載のガラス接合材。
【請求項３】
屈伏点が３５０℃以上４５０℃以下の温度範囲である、請求項１に記載のガラス接合材。
【請求項４】
金属部材を対象とする、請求項１に記載のガラス接合材。
【請求項５】
前記金属部材は、３０℃から３００℃までの熱膨張係数が１６×１０
－６
Ｋ
－１
～２３×１０
－６
Ｋ
－１
である金属材料により構成された金属部材である、請求項４に記載のガラス接合材。
【請求項６】
前記金属部材は、少なくともアルミニウム、銅及びこれらの合金並びにステンレス鋼からなる群から選択される、請求項５に記載のガラス接合材。
【請求項７】
前記ガラス接合材は、バナジウム（Ｖ）を含まない、請求項１から６のいずれか１項に記載のガラス接合材。
【請求項８】
第１の金属部材と第２の金属部材の接合体であって、
両金属部材を接合している接合部が請求項1から６のいずれか１項に記載のガラス接合材で構成されていることを特徴とする、接合体。
【請求項９】
前記第１の金属部材及び第２の金属部材のいずれか一方若しくは両方が、アルミニウム、銅及びこれらの合金並びにステンレス鋼から選択される金属部材で構成される、請求項８に記載の接合体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガラス接合材に関する。より詳しくは、低温域下での接合に用いることができるガラス接合材に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
金属材料は各種産業分野において様々なデバイス、機器、装置における構造部材等として広く使用されている。かかる金属材料からなる部材（金属部材）の接合には、当該金属部材の用途や接合条件等に応じて様々な接合材料が使い分けられている。
【０００３】
例えば、金属部材を接合するためには、一般的には、有機系接着剤又はガラス接合材が使用されている。有機系接着剤は、弾性を有するために金属部材の接合部における熱膨張を緩和することができる。しかし、有機系接着剤は、ガラス接合材と比べて、本質的に化学的・物理的耐久性、耐熱性、電気絶縁性および機械的強度に劣る。そのため、有機性接着剤は、耐久性及び耐熱性、さらに、これに伴う気密性、そして電気絶縁性、機械的強度のうちのいずれかの特性が求められる用途での使用は避けられる傾向にある。そして、このような接合には、従来より、耐熱性のあるガラス接合材が用いられることが多い。
【０００４】
また、高性能化、軽量化、低コスト化のため、デバイス等における金属部材には、例えば、アルミニウム系部材の適用が進んでいる。しかし、アルミニウム等の低融点（約６６０℃）の金属部材は、高温で接合すると変形する虞がある。そのため、低温で接合可能なガラス接合材が求められている。
【０００５】
例えば、特開２００８－３０８３９３号公報及び特表２０１１－５１６５３７号公報では、リン酸塩系ガラス接合材が開示されている。当該リン酸塩系ガラス接合材は、ガラスを構成する主要なガラス形成酸化物として、Ｐ
２
Ｏ
５
を含んでいる。Ｐ
２
Ｏ
５
は、ガラス骨格を形成するとともに、ガラスの軟化点を低下させて接合温度を低くする。また、当該ガラス接合材では、耐水性を向上させるために、ＳｉＯ
２
又はＡｌ
２
Ｏ
３
が含まれている。これにより、耐水性（さらには、耐熱水性）に優れるリン酸塩系ガラス接合材が例示されている。
【０００６】
また、特表２０１７－５３３１６４号公報では、テルル酸塩系ガラス接合材が開示されている。該テルル酸塩系ガラス接合材によって、加工温度４２０℃以下での真空断熱ガラス製造用のガラス板を接合することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００８－３０８３９３号公報
特表２０１１－５１６５３７号公報
特表２０１７－５３３１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記デバイス等によっては、接合に用いられるガラス接合材に耐水性が要求されることがある。例えば、固体酸化物形電解セル（ＳＯＥＣ）や固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）などの電気化学セルでは、ガラス製の接合部（ガラス接合部）が高温の水蒸気に暴露される。また、上記のような高温多湿環境に限らず、長期間ある程度の湿度環境下に置かれることによっても、ガラス接合部は、徐々に空気中の水分を吸湿し、変質する虞があった。このため、近年では、耐水性に優れたガラス接合材の開発が要求されている。
【０００９】
そこで、本開示は、低温での接合が可能で、長期的な耐水性に優れるガラス接合材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここに開示されるガラス接合材は、６５０℃以下の低温接合用ガラス接合材である。前記ガラス接合材に含まれるガラス組成物は、該ガラス組成物全体を１００ｍｏｌ％としたとき、酸化物換算で以下の成分：
ＴｅＯ
２
：６０ｍｏｌ％以上８５ｍｏｌ％以下、
ＺｎＯ：５ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：１ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下、
を含む。また、前記各成分の合計が、前記ガラス組成物全体の９０ｍｏｌ％以上である。
（【００１１】以降は省略されています）

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