شماره مدرك :
19222
شماره راهنما :
16649
پديد آورنده :
طاهري، مهدي
عنوان :

ارزيابي اتصال غيرهمجنس سراميك آلومينا به مس با فلز پركننده فعال به روش لحيم كاري القايي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
بيست و يك، 118ص. : مرور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
لحيم كاري سخت , فلز پركننده فعال , لايه واكنشي , سراميك آلومينا , مس , لحيم كاري القايي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/11/28
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/11/29
كد ايرانداك :
23014478
چكيده فارسي :
اتصال غيرمشابه سراميك آلومينا به مس در صنايع استراتژيك و مهمي همچون هوافضا و تجهيزات صنعتي كاربرد فراواني دارد. در اين پژوهش اتصال سراميك آلومينا به مس با فلزات پركننده فعال Ag-Cu-Ti-Sn، Ag-Cu-Ti-Sn-%3.5Zr و Ag-Cu-Ti-Sn-%5.1Zr با استفاده از فرايند لحيم¬كاري سخت القايي و بترتيب در دماهاي 840، 860 و 880 درجه سانتي¬گراد و در مدت زمان 15 دقيقه و تحت خلاء 6- 10ميليبار انجام شد. ضخامت فلزات پركننده Ag-Cu-Ti-Sn، Ag-Cu-Ti-Sn-%3.5Zr و Ag-Cu-Ti-Sn-%5.1Zr بعد از فرايند نورد سرد بترتيب 155±10، 250±10 و 130±10 ميكرومتر اندازه گيري شد. اين پژوهش به منظور بررسي اثر هم¬افزايي و اضافه شدن عنصر زيركونيوم به فلزات پركننده فرايند لحيم¬كاري طراحي شد. ريزساختار اتصالات با استفاده از ميكروسكوپ¬هاي نوري و الكتروني روبشي مجهز به آناليز تفكيك انرژي و خواص مكانيكي اتصالات با استفاده از آزمون¬هاي استحكام برشي و ريزسختي¬سنجي ارزيابي شدند. علاوه بر اين سطوح شكست نمونههاي حاصل از آزمون استحكام برشي توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي شكستنگاري شدند. نتايج ارزيابي ريزساختاري اتصالات نشان داد كه منطقه اتصال به چندين منطقه مجزا تحت عنوان منطقه لايه واكنشي، منطقه لحيم¬كاري و منطقه متأثر از نفوذ تقسيمبندي شده است. در اتصال Al2O3/Cu لحيم كاري شده با استفاده از پركننده Ag-Cu-Ti-Sn، در منطقه لحيم¬¬كاري تركيب يوتكتيك Ag-Cu با زمينه مس و در منطقه لايه واكنشي دو فاز TiO و Cu3Ti3O مشاهده شد. اتصال Al2O3/Cu لحيم كاري شده با استفاده از پركننده حاوي 5/3 درصد وزني زيركونيوم، در منطقه لحيم¬¬كاري ساختار يوتكتيك Ag-Cu با زمينه مس و در منطقه لايه واكنشي دو فاز اكسيدي TiO و ZrO2 مشاهده و همچنين در منطقه لحيم¬كاري تركيبات بين فلزي Cu3Sn و Cu6Sn5 يافت شد. اتصال Al2O3/Cu لحيم كاري شده با استفاده از پركننده حاوي 1/5 درصد وزني زيركونيوم، در منطقه لحيم¬¬كاري دو فاز غني از مس و نقره و در منطقه لايه واكنشي دو فاز اكسيدي TiO و ZrO2 مشاهده و همچنين در منطقه لحيم¬كاري تركيبات بين فلزي Cu4AgZr يافت شد. ضخامت لايه¬هاي واكنشي در اتصالات Ag-Cu-Ti-Sn، Ag-Cu-Ti-Sn-%3.5Zr و Ag-Cu-Ti-Sn-%5.1Zr بترتيب 14، 9 و 19 ميكرومتر گزارش شد. نتايج آزمون استحكام برشي نشان داد اتصال با فلز پركننده حاوي 5/3 درصد وزني زيركونيوم، بدليل بالاتر بودن ضخامت فلز پركننده و كمتر بودن ضخامت لايه واكنشي بالاترين ميزان استحكام برشي را با 14 مگاپاسكال دارد. نتايج آزمون ريزسختي سنجي نشان داد كه بيشترين مقدار سختي در نمونهاي است كه فلز پركننده آن حاوي 1/5 درصد وزني زيركونيوم مي¬باشد و بالاترين سختي در هر نمونه در منطقه لايه واكنشي حاصل گرديد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي سطوح شكست، نشان از وقوع شكست شبه ترد در تمامي نمونه¬ها دارد.
چكيده انگليسي :
The dissimilar joining of alumina ceramic to copper is widely used in strategic and important industries such as aerospace, nuclear and industrial equipment. In this study, the joining of alumina to copper with active filler metals Ag-Cu-Ti-Sn, Ag-Cu-Ti-Sn-%3.5Zr and Ag-Cu-Ti-Sn-%5.1Zr using the brazing process. Induction brazing was done at temperatures of 840, 860 and 880 degrees Celsius for 15 minutes and under a vacuum of 10-6 millibars. The thickness of filler metals Ag-Cu-Ti-Sn, Ag-Cu-Ti-Sn-%3.5Zr and Ag-Cu-Ti-Sn-%5.1Zr were measured as 155±10, 250±10 and 130±10 micrometer respectively after the cold rolling process. This study was designed to investigate the synergistic effect and the addition of zirconium element to filler metals in the brazing process. The microstructure of joints was eva‎luated using optical and scanning electron microscopes equipped with energy dispersive analysis and the mechanical properties of joints were eva‎luated using shear strength and microhardness tests. In addition, the fracture surfaces of the samples obtained from the shear strength test were fractured by a scanning electron microscope. The results of the microstructural eva‎luation of the joints showed that the joint area is divided into several separate areas under the name of the reaction layer area, the brazing area and the area Diffusion affected zone. Al2O3/Cu joining brazed using Ag-Cu-Ti-Sn filler was observed in the brazing area of Ag-Cu eutectic compound with copper base and in the reactive layer area of two phases TiO and Cu3Ti3O. The brazed Al2O3/Cu joining using a filler containing %3.5 by weight of zirconium was observed in the brazing area of the Ag-Cu eutectic structure with copper base and in the area of the reactive layer of two oxide phases of TiO and ZrO2. Also, intermetallic compounds Cu3Sn and Cu6Sn5 were found in the brazing area. The brazed Al2O3/Cu joining using a filler containing %5.1 by weight of zirconium was observed in the brazing area of two phases rich in copper and silver and in the area of the reactive layer of two oxide phases of TiO and ZrO2. Cu4AgZr intermetallic compounds were also found in the brazing area. The results of the shear strength test showed that the joining with the filler metal containing %3.5 by weight of zirconium has the highest shear strength with 14 MPa due to the higher thickness of the filler metal and the lower thickness of the reaction layer. The results of the microhardness test showed that the highest hardness value is in the sample whose filler metal contains %5.1 by weight of zirconium, and the highest hardness in each sample was obtained in the reaction layer area. Scanning electron microscope images of fracture surfaces show the occurrence of quasi-brittle fracture in all samples.
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان اصفهاني , عباس بهرامي
استاد مشاور :
قاسم عظيمي روئين
استاد داور :
حميدرضا سليمي جزي , مهدي رفيعائي
لينک به اين مدرک :

بازگشت