امتیاز : 39

روند اتصال دو ماده ی سرامیکی و اتصال بین یک ماده سرامیکی با فلز

 

 

فهرست 

 

 

 

فصل 1 - متاليزه كردن و تكنيكهاي آن

 

فرايند متاليزه كردن

 

تكنيك پودر فلز زينترشده

 

تكنيك نمك  فلز نسوز ياراكتيو

 

تكنيك پودر شيشه‌ / فلز

 

تكنيك رسوب دادن بخار

 

فصل 2- روشهاي اتصال سراميك به فلزبا استفاده از فازجامد

 

تكنيك استفاده از پرس گرم

 

اتصال بوسيله باندديفوزيوني

 

فصل 3- روشهاي اتصال سراميك به فلز با استفاده ازفاز مايع

 

لحيم‌كاري

 

جوشكاري (Brazing)

 

فصل 4- اتصال سراميكهاي اكسيدي به يكديگر

 

اتصال سراميكهاي اكسيدي به يكديگر با استفاد از شيشه

 

فصل 5-  اتصال سراميكهاي غير اكسيدي

 

واكنشهاي اتصالي

 

روشهاي اتصال

 

اتصال حالت جامد

 

اتصال  يوتكتيك

 

خواص اتصال

 

مواد مخصوص اتصال

 

فصل 6 - كاربرد سراميكها و اتصالات آنها

 

كاربرد در دستگاههاي خودكار

 

كاربرد در الكترونيك

 

مصارف هسته‌اي

 

كاربردهاي متفرقه

 

 

 

در اين مجموعه روند اتصال بين دوماده سراميكي و  اتصال بين يك ماده سراميكي با فلز بررسي مي‌شود. در ابتدا اتصال بين سراميك با فلز بررسي مي‌شود كه اين اتصال نيازمند متاليزه كردن يا فلزي كردن سطح سراميك مي‌باشد چرا كه با اين كار  جذب و چسبندگي فلز به سراميك بهتر انجام مي‌شود. ابتدا فرايند متاليزه كردن توضيح داده مي‌شود و بعد انواع تكنيكهاي آن كه عبارتند از 1- تكنيك پودر فلز زينتر شده  2-  تكنيك نمك فلز نسوز 3-  تكنيك پودر شيشه / فلز 4- روش رسوب دادن بخار

 

بعد از متاليزه كردن اتصال سراميك به فلز با استفاده از فاز جامد و فاز مايع توضيح داده مي‌شود. اتصال در دوفاز جامد دو قسمت دارد 1- اتصال پرس گرم 2- اتصال بوسيله باند ديفوزيوني و اتصال با استفاده از فاز مايع نيزدو قسمت دارد 1- لحيم‌كاري 2- جوشكاري (Brazing) درفصل بعد اتصال سراميكهاي اكسيدي با استفاده از شيشه مورد بحث قرار مي‌گيرد. و در اين مورد مقاله‌اي درباره اتصال آلوسينا به يك كامپوزيت عنوان مي‌شود. اتصال سراميكهاي غر اكسيدي مبحث بعدي مي‌باشد كه شامل سرفصل‌هاي زيررا شامل مي‌شود: 1- واكنشهاي اتصالي 2- روشهاي اتصال 3- اتصال حال جامد 4- اتصال يوتكتيك 5- خواص اتصال 6- مواد مخصوص اتصال درفصل آخر نيز كاربردهاي سراميكهاي پيشرفته و اتصالات آنها مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

 

مقدمه

 

تعريفي كه براي اتصال مواد يا همان جوينينگ مي‌توانيم داشته باشيم عبارتست از :

 

نزديك كرد دو ماده به يكديگر به طوري كه سطوح اين دوماده يك فصل مشترك را تشكل دهند و اين دوماده را بوسيله روشهاي مختلفي مانند: بستهاي مكانيكي، انواع چسبها، ايجاد يك باند شيميائي و يا ايجاد يك باند ديفوزيوني متصل به يكديگر نگه‌ مي‌دارند.

 

در اين رساله در مورد روشهاي اتصال سراميك به سراميك و سراميك به فلز بحث خواهد شد. عمل جوينينگ يا اتصال، استفاده از سراميكهائي را كه نمي‌توان بصورت تكي استفاده كرد آسانتر مي‌كند. ويا اينكه هزينه آ‌نها بوسيله جوينينگ پائين مي‌آيد.

 

در حقيقت وقتي دو قطعه به هم متصل مي‌شود ماده حاصل تقويت شده و استحكام بهتري پيدا مي‌كند. كاربرد قابل توجه براي اتصال سراميكها وابسته است به كار اجزاء سراميكي در دماهاي بالا و ايستادگي آنها در برابر تنشها او گراديانهاي بالاي حرارتي . از جمله مواردي كه مي‌تواند گراديانهاي حرارتي و تنش در اتصال ايجاد كند عبارتند از روند سرمايش قطعه كه باعث ايجاد گراديان حرارتي درداخل اتصال مي‌شود. حركتهاي پاندولي و چرخش كاربر نيز ايجاد تنش مي‌كند. براي طراحي سيستمهائي با اتصالات سراميكي نيازمند يك سري اطلاعات از مواد موجود در لايه‌ها مي‌باشيم كه اين اطلاعات شامل شاخت خواصي از قبيل: انبساط حرارتي، ويسكوزيته، مدول الاستيك، استحكام، تافنس شكست، خزش و خستگي مي‌باشد. قابل دسترس بودن تكنيكهاي اتصال و داشتن اطلاعات كافي و مفيد از اين خواص در طراحي مناسب سيستمها  با ساختار سراميكي در دماهاي بالا تأثير بسزائي خواهد گذاشت. اتصال سراميك به سراميك و سراميك به فلز حداقل بوسيله يكي ازسه روش زير انجام مي‌شود.

 

1-اتصال مكانيكي: كه به صورت بستهاي مكانيكي مي‌باشد مثل نگهداري نسوزهاي كف كوره بوسيله قالبهاي فلزي

 

2-اتصال مستقيم، كه اين اتصال به اين صورت است كه دوسطح خيلي تخت را روي هم قرار مي‌دهند و تارسيدن به مرحله ديفوزيون آنها را تحت فشار قرار مي‌دهند. مكانيزم اتصال در اين روش ايجاد يك باند ديفوزيوني مي‌باشد.

 

3-اتصال غير مستقيم: در  اين روش محدوده وسيعي از باندهاي واسط شبيه چسبهاي آلي، شيشه‌ها،  شيشه  سراميكها، تركيبات اكسيدي (شامل سيمانها و ملاتها) يا بعضي از فلزات استفاده مي‌شوند. لايه‌هاي واسط فلزي استفاده مي‌شوند. بعنوان عامل توليد باند ديفوزيوني حالت  جامد كه به اين لايه‌هاي واسط فيلريا پركننده مي‌گويند]1[

 

فصل 3:

 

روشهاي اتصال سراميك به فلز بااستفاده از فازمايع

 

3-1 - لحيم كاري:

 

لحيم‌كاري روشي است كه بدان وسيله يك فلز و سراميك متاليزه دردماي 425 با استفاده از يك فلز غيرآهني متصل مي‌شود. چون اين فرايند دردرجه حرارت پائين مي‌باشد محدوديتهائي درمورد اتصالات لحيم وجود دارد. لحيم‌كاري مدتهاست كه درصنعت الكترونيك بكاررفته است تا شيشه و سراميك را به فلز بچسباند. اكثر اتصالات الكترونيك با لحيم‌هاي-  ساخته مي‌شود. اتصالات سراميك به فلز جهت عايق‌هاي الكتريكي و تماس با اجراء الكترونيكي بكار مي‌روند. متاليزه‌كردن جهت حصول اطمينان از قابليت لحيم‌شدن سطوح سراميك مي‌باشد. اين سطوح بوسيله نمك فلزي متاليزه مي‌شوند و رنگهائي متشكل از پودرهاي فلزي و چسب ارگانيك مي‌باشد . لحيم‌هاي مذكور جهت اتصال يك فلز به سطح سراميك پوشش داده شده بكار مي‌رود. كه بوسيله فرايند‌مولي –منگنز متاليزه مي‌شود.

 

گزارشات زيادي درمورد لحيم‌كاري سراميك و شيشه  به فلز در مقالات يافت مي‌شود. در 1947، ژني ساخت اتصالات سراميك به فلز را با استفاده از اين تكنيك‌ها درمورد بحث قرار مي‌دهد. تكنيك‌هايي كه براي بوشن‌ها و ترمينال‌هاي كابلي ايجاد شده‌اند. لازم به ذكر است كه اتصالات لحيم‌‌شده بايد انعطاف پذير بوده و بار را به حداقل برسانند كه بايد بوسيله لحيم حمايت شود. بمنظور به حداقل رساندن تنشها، درسراميك، عضو فلزي بايدنازك بوده و درخارج از اتصال سيلندري قرار گيرند. همچنين توصيه شده كه لحيم‌هاي  -  شامل  براي كاهش تجزية صفحات متاليزة نازك بكار رفته وزمان‌هاي لحيم‌كاري كوتاهي بهمين‌ دليل پيشنهاد شده‌اند. محققي از لحيم‌هاي نرم همراه با هيدريد تيتانيوم استفاده نمود كه از قابليت رطوبت سطوح سراميك اطمينان حاصل مي‌كند.

 

-1 واكنشهاي اتصالي:

 

ريز ساختارهاي اتصالي سيليكن نيترايد و فلز معمولا به سه قسمت تقسيم‌بندي مي‌شوند:

 

اولين نوع ريز ساختار اتصال ايجاد شده بوسيله جوشكاري فلز فعال مي‌باشد كه يكي ازمحبوبترين فرايندهاي اتصال براي سيستم‌هاي سراميك‌ به سراميك  يا سراميك به فلز است و براي سراميك‌هاي اكسيدي مناسب است. نوع دوم اين ريز ساختار بوسيله يك واكنش ذوب يوتكتيك ميان سراميك سيلييكني و فلزات است. سراميكهاي مذكوربا فلزات ناپايدار واكنش مي‌دهد

 

زبري ياسختي:باحالت فراهم شده‌اي از سطوح اتصال كه داراي نفوذي برخواص اتصال خصوصاً قدرت است. يك سطح سخت مانع از تماس كامل درزير فشار مي‌شود و يك لايه آسيب‌ديده نزديك هرلايه سراميك وجود دارد كه داراي خدشه‌هاي عميق و تنشهاي باقيمانده شديد است. طرحهاي وايبول درمورد استحكام خمشي اتصالات سيليكون نيترايدكه تاثير شرايط پوليش زننده و آسياب‌كننده ازيك اتصال رانشان مي‌دهد درشكل 1 نشان داده شده است. واضح و روشن است كه سطح اتصال سخت و زبر اتصال را ضعيف‌تر مي‌كند انواع سائيدگي يا پوليش زدن نيز داراي اثراتي برخواص مكانيكي مي‌باشند. پوليش‌زدن بمنظور نيل به سطح خاصي اززبري، روش مفيدي براي كنترل خواص سطح دروني سراميك –فلز مي‌باشد

 

 

 

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | mjavad25 | تاریخ ارسال : 09 /11 /1393

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.