عنوان پایان‌نامه
اتصال آلومینا با استفاده از لایه اکسید بیسموت از طریق روش TLP
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1099
- تاریخ دفاع
- ۲۹ اردیبهشت ۱۳۹۳
- دانشجو
- امید بهمن دهکردی
- استاد راهنما
- علی محمد هادیان
- چکیده
- در این پژوهش اتصال فاز مایع گذرای سرامیک های آلومینا توسط لایه واسط اکسید بیسموت مورد بررسی قرار گرفت. لایه نازکی از جنس اکسید بیسموت به عنوان لایه واسط بر روی سطوح بلوک های آلومینایی پوشش داده داده شد. در این تحقیق نمونه های آلومینایی در دماهای850، 900، 950، 1000و1050درجه سانتی گراد و در زمان های نگه داری مختلف مورد اتصال قرار داده شد و تاثیر زمان و دما بر روی مورفولوژی سطح شکست و ریز ساختار فصل مشترک نمونه های اتصال داده شده مورد مطالعه قرار گرفت. ریز ساختار نمونه های آماده سازی شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفتند. برای پی بردن به نحوه اتصال و بررسی امکان نفوذ عناصر از تجزیه شیمیایی به روش تفکیک انرژی پرتوX استفاده گردید. مطالعه فازهای تشکیل شده در فصل مشترک توسط آزمون پراش سنجی پرتو ایکس صورت گرفت. استحکام اتصالات با استفاده از آزمون برش اندازه گیری و مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند با افزایش زمان و دما اکسید بیسموت به داخل قطعه پایه (آلومینا) نفوذ کرده و ترکیبات Al2Bi24O39، AlBiO3 و Al2Bi4O9 در فصل مشترک اتصال تشکیل می شوند. در دماهای بالاتر از °C1000 حفراتی در فصل مشترک اتصال ظاهر گردیدند. وجود این حفرات در فصل مشترک اتصال شاید به دلیل نفوذ زیاد اکسید بیسموت و استحاله فازهای ذکر شده به ترکیبAl2Bi4O9 می باشد. نتایج نشان داد بیش ترین استحکام برای اتصالات شکل گرفته در دمای 900 درجه سانتی گراد و زمان 12 ساعت بدست آمد که حدود MPa73 می باشد.
- Abstract
- The aim of the peresnt study was to investigate transient liquid phase (TLP) bonding of alumina (Al2O3) ceramics using bismuth oxide. A thin layer of bismuth oxide was placed as an interlayer between the alumina bodies. Alumina samples were bonded at 850, 900,950, 1000 and 1050 °C at different holding times to study the effect of time and temperature on the morphology and microstructure of the joints. The microstructure of the TLP bonded joints was examined using scanning electron microscopy equipped with an energy dispersive spectrometer. To examine the phase formed at the fracture surfaces in the joint, x-ray diffraction was used. The mechanical properties of the joined specimens were examined using shear testing. The results showed that increasing the bonding time and temperature resulted in bismuth oxide (Bi2O3) to diffusie into alumina, forming Al2Bi24O39, AlBiO3 and Al2Bi4O9 compounds. At temperatures above 1000°C, voids appeared in the interface because all phases transformed into Al4Bi2O9 compound and the bismuth oxide diffused out of the interface. The results showed that longer joining times results in higher mechanical properties of the joints. The highest joint strength of about 73 MPa was obtained for the sample joined at 900°C for 12hour.
