ارزیابی اتصال غیرهمجنس سرامیک آلومینا به مس با فلز پرکننده فعال به روش لحیم کاری القایی

اتصال غیرمشابه سرامیک آلومینا به مس در صنایع مهمی همچون هوافضا و تجهیزات صنعتی کاربرد فراوانی دارد. در این پژوهش اتصال سرامیک آلومینا به مس با فلزات پرکننده فعال Ag-Cu-Ti-Sn، Ag-Cu-Ti-Sn-%۳.۵Zr و Ag-Cu-Ti-Sn-%۵.۱Zrبا استفاده از فرایند لحیم کاری سخت القایی و بترتیب در دماهای ۸۴۰، ۸۶۰ و ۸۸۰ درجه سانتی گراد و در مدت زمان ۱۵ دقیقه و خلاء ۶-۱۰ میلی بار انجام شد. ضخامت پرکنندههای Ag-Cu-Ti-Sn، Ag-Cu-Ti-Sn-%۳.۵Zr و Ag-Cu-Ti-Sn-%۵.۱Zr بعد از فرایند نورد سرد بترتیب ۱۰ ±۱۵۵، ۱۰ ±۲۵۰ و ۱۰ ±۱۳۰ میکرومتر اندازه گیری شد. این پژوهش به منظور بررسی اثر هم افزایی واضافه شدن عنصر زیرکونیوم به فلزات پرکننده فرایند لحیم کاری طراحی شد. ریزساختار اتصالات با استفاده از میکروسکوپهای نوری و الکترونی روبشی مجهز به آنالیز تفکیک انرژی و خواص مکانیکی اتصالات با استفاده از آزمون استحکام برشی ارزیابی شدند. نتایج ارزیابی ریزساختاری اتصالات نشان داد که منطقه اتصال به چندین منطقه مجزا تحت عنوان منطقه لایه واکنشی ، منطقه لحیم کاری و منطقه متاثر از نفوذ تقسیم بندی شده است . در اتصال Al۲O۳/Cu لحیم کاری شده با استفاده از پرکننده Ag-Cu-Ti-Sn، در منطقه لحیم کاری ترکیب یوتکتیک Ag-Cu با زمینه مس و در منطقه لایه واکنشی دو فاز TiO و Cu۳Ti۳O مشاهده شد . اتصال Al۲O۳/Cu لحیم کاری شده با استفاده از پرکننده حاوی ۵/۳ درصد وزنی زیرکونیوم، در منطقه لحیم کاری ساختار یوتکتیک Ag-Cu با زمینه مس و در منطقه لایه واکنشی دو فاز اکسیدی TiO و ZrO۲ مشاهده شد . اتصال Al۲O۳/Cu لحیم کاری شده با استفاده از پرکننده حاوی ۱/۵ درصد وزنی زیرکونیوم، در منطقه لحیم کاری دو فاز غنی از مس و نقره و در منطقه لایه واکنشی دو فاز اکسیدی TiO و ZrO۲ مشاهده شد. ضخامت لایه واکنشی در اتصالات لحیم کاری با فلزات پرکننده Ag-Cu-Ti-Sn، Ag-Cu-Ti-Sn-%۳.۵Zr و Ag-Cu-Ti-Sn-%۵.۱Zr بترتیب ۱۴، ۹ و ۱۹ میکرومتر گزارش شد. نتایج آزمون استحکام برشی نشان داد اتصال با فلز پرکننده حاوی ۵/۳ درصد وزنی زیرکونیوم، بدلیل بالاتر بودن ضخامت فلز پرکننده و کمتر بودن ضخامت لایه واکنشی بالاترین میزان استحکام برشی را با ۱۴ مگاپاسکال دارد.

کلیدواژه ها:

لحیم کاری سخت ، فلز پرکننده فعال ، لایه واکنشی ، سرامیک آلومینا ، مس ، لحیم کاری القایی