عنوان پایان‌نامه
اتصال دهی در حالت خام قطعات نیترید سیلیسیم
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 871;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47403
- تاریخ دفاع
- ۱۸ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- امیر هادیان
- استاد راهنما
- علی محمد هادیان
- چکیده
- چکیده رشد سریع سرامیک های پیشرفته دردو دهه گذشته متناسب با رشد تکنیک های اتصال دهی این مواد به یکدیگر به ویژه جهت کاربرد در دمای بالا نبوده است. همین امر منجر به انجام تحقیقات گسترده در زمینه اتصال دهی سرامیک ها در سه دهه گذشته شده است. از روش های نوین اتصال دهی سرامیک های پیشرفته به یکدیگر، روش اتصال دهی در حالت خام می باشد. در این روش تشکیل پیوند های مشابه پیوند های اولیه در بین قطعات سرامیکی منجر به ایجاد استحکام اتصال بالا شده است. همین امر امروزه منجر به استفاده از این روش اتصال دهی جهت اتصال سرامیک های پیشرفته به خود و برخی مواد سرامیکی دیگر شده است. هدف از این تحقیق اتصال دهی قطعات نیترید سیلیسیم به نیترید سیلیسیم با استفاده از روش اتصال دهی در حالت خام است. جهت تحقق این هدف اتصال دهی قطعات نیترید سیلیسیم به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم انجام پذیرفت. در اتصالات غیر مستقیم از لایه واسط کوردیریت استفاده شد. عملیات همزمان اتصال و زینترینگ در دمایoC 1750 در زمان های 60 و 120 دقیقه و در دمای oC 1850 در زمان های 45 و 90 دقیقه انجام پذیرفت. حداکثر استحکام برشی اتصالات مستقیم مربوط به نمونه زینتر شده در دمای oC 1850 به مدت 90 دقیقه به میزان MPa62 بود. میانگین استحکام های بدست آمده در اتصالات غیر مستقیم بالاتر از اتصالات مستقیم بود. در اتصالات مستقیم نمونه زینتر شده در دمایoC 1750 به مدت 120 دقیقه بالاترین سطح استحکام برشی را در بین نمونه های اتصال مستقیم دارا است. میزان استحکام برشی این نمونه MPa115 است. بنابراین می توان روش اتصال دهی در حالت خام را به عنوان روشی مناسب جهت اتصال دهی قطعات نیترید سیلیسیم به یکدیگر معرفی کرد. همچنین می توان از روش اتصال دهی مستقیم جهت ایجاد اتصالات مقاوم در دمای بالا و از اتصالات غیر مستقیم جهت ایجاد اتصالات مقاوم در دمای پایین استفاده کرد. واژه های کلیدی: نیترید سیلیسیم، اتصال دهی، حالت خام
- Abstract
- Abstract Difficulties in shaping advanced ceramics have led to development of different joining techniques such as active metal brazing, diffusion bonding, pyrolysis of pre-ceramic polymers, combustion reaction, and joining by microwave heating. Although, these techniques provide relatively strong bond, difficulties in their processing, defects, and costs are still limiting parameters. Green state joining is a novel technique to join advanced ceramics and manufacture complex-shaped structures. In this method, densification of the green bodies takes place simultaneously as the joining process takes place. This, in fact would lead to strong bonding and similarity between the joint area and the matrix. In present study, green silicon nitride bodies were bonded together by green state joining technique. Green silicon nitride bodies to be joined were prepared in house. For this purpose a slip casting method was applied. After shaping the green bodies two different joining processes were conducted. The first process was direct bonding in which the green bodies were faced together by applying a water-based gel in between. For the indirect bonding processes, some additive was added to the gel. The assembly was then sintered at two different temperatures: 1. 1750oC for 60 and 120 minutes and 2. 1850oC for 45 and 90 minutes under nitrogen atmosphere. Mechanical properties of the joined samples were measured using a shear testing method. The microstructure of the joints was characterized using a scanning electron microscope. The process parameters such as heating time and temperature and the thickness of the interlayer were optimized to achieve joints with suitable mechanical properties. Keywords: Silicon Nitride, green state, joining,
