Inżynieria spajania materiałów zaawansowanych - osiągnięcia i perspektywy

• Autorzy: Włosiński W.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nowoczesne materiały, zwane często materiałami zaawansowanymi, mają wiele zalet opisywanych w literaturze i docenianych przez twórców współczesnej techniki, którym w znacznym stopniu zawdzięczamy ich rozwój. Materiały te jednak są bardzo drogie, więc winny być stosowane tylko tam, gdzie są niezbędne oraz tylko w takich ilościach, które spełniają zakładane przez konstruktorów warunki. Z wymagań konstrukcyjnych powstała właśnie potrzeba spajania par materiałów charakteryzujących się często krańcowo różnymi właściwościami mechanicznymi, fizycznymi i chemicznymi, takimi jak chociażby różne temperatury topnienia, różne współczynniki rozszerzalności liniowej, różna budowa krystalograficzna czy też brak zwilżalności pomiędzy spajaną parą materiałów. Obecnie zapotrzebowanie zgłaszane przez konstruktorów, fizyków czy chemików jest praktycznie nieograniczone, jeśli chodzi o rodzaje spajanych materiałów. Obok połączeń już dzisiaj klasycznych - jakimi są połączenia ceramiki korundowej typu Al2O3 z metalami czy też takich par materiałów jak ceramika azotkowa typu Si3N4 lub AlN, spajana ze stopami metali - występują również bardziej "wyrafinowane" pary, jak np. kompozyty złożone z osnowy miedzianej i włókien węglowych spajane ze stopami półprzewodnikowymi GaAs, kompozyty Al-Al2O3 lub Cr-Al2O3 spajane z korpusami stalowymi czy też grafit spajany z platyną. Ostatnio pojawiły się bardzo atrakcyjne dla konstruktorów stopy złożone ze związków międzymetalicznych typu FeAl, NiAl i TiAl łączone ze stalami konstrukcyjnymi. Na te często bardzo trudne zapotrzebowania ma właśnie odpowiadać inżynieria spajania. W artykule podjęto próbę opisania, na ile w kraju odpowiadaliśmy i obecnie odpowiadamy na zapotrzebowania i w jakim pozostajemy stosunku do możliwości światowych.

Słowa kluczowe

PL

materiały zaawansowane; spajanie materiałów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 1
• Strony: 57--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., il.

Twórcy

autor

Włosiński W.

• Politechnika Warszawa, Wydział Inżynierii Powierzchni

Bibliografia

• 1. Kazakow N. F.: Diffuzjonnoje spajanije w wakume mietałłow, spławow i niemietaliczeskich materiałłow. Moskwa, 1970.
• 2. Gradziński A.: Wpływ warunków technologicznych na strukturę i wytrzymałość złączy ceramika korundowa-metal. Rozprawa doktorska, PW 1980.
• 3. Włosiński W., Mustafa A. S., Pikor N.: Plasma arc hard facing of steel by using composite powders. Journal of Materials, V. 6, No. 2, 1994.
• 4. Nowa Encyklopedia Powszechna. PWN, t. 5, Warszawa 1996.
• 5. Włosiński W., Kulesza T.: Dyfuzyjne zgrzewanie ceramiki z metalami. Przegląd Spawalnictwa nr 12/1975.
• 6. Godzięba-Maliszewski J.: Zjawiska zachodzące w złączach miedzi z molibdenem wykonanych metodą zgrzewania dyfuzyjnego. Rozprawa doktorska, 1974.
• 7. lżycki B.: Zjawiska zachodzące w procesie zgrzewania dyfuzyjnego materiałów ceramicznych z miedzią. Rozprawa doktorska, 1974.
• 8. Wierzchoń T.: Analiza metod przygotowania powierzchni w procesie zgrzewania dyfuzyjnego. Rozprawa doktorska, PW 1974.
• 9. Włosiński W., Chmielewski T., Grabowska A., Góra A.: Warunki spalania tarciowego i struktura złączy Al203-AI i AI2O3-Cu. Przegląd Spawalnictwa nr 12/2003.
• 10. Włosiński W., Chmielewski T., Kucharczyk M.: Spalanie tarciowe stopów NiAl i FeAl ze stalą węglową St3S, Przegląd Spawalnictwa, nr 1, 2004.
• 11. Krzyńska A., Włosiński W., Kaczorowski M.: About the Structure Cu-Al203 joints obtained, by diffusion bonding. Proceedings of lllth International Conference on Advanced in Production Engineering, Warsaw, Poland, 2004, pp.1-8.
• 12. Cole S. S., Sommer G.: Glass migration mechanism of ceramic to metal seal adherence. J. Am. Ceram. Soc. 44/6, 1961.
• 13. Floyd J. R.: Effect of composition and crystal size of alumine ceramics on metal to ceramic bond strangth. Am. Cera. Soc. Bull. 42, 2, 1970.
• 14. Meyer A.: Bonding mechanism of molybdenum manganese metallizing layers on corundum ceramics. Ber. Deut. Keram. Ges. 42, 11, 1965.
• 15. Clark D. E., Hench L. L., Bates 8. R.: Molybdenum metallizing on beryllie. Cer. Bull. 53, 6, 1974.
• 16. Hirota M.: X-Ray studies on the reaction product formed in the metallized layer-ceramic interface of metal to ceramic seal. Trans. JIM 9, 1968.
• 17. Jarosev V. K.: Mietałokeramiczeskije wakumnopłytnyje konstrukcije. Energija, Moskwa,1970.
• 18. Włosiński W.: Zjawiska dyfuzyjne W granicznych warstwach połączeń ceramika-metal w aspekcie optymalizacji technologii. Rozprawa habilitacyjna, 1977.
• 19. Olesińska W.: Wpływ rodzaju pasty metalicznej i technologii spiekania na strukturę warstw pośrednich i własności złączy ceramika-metal. Rozprawa doktorska, PW 1980.
• 20. Tomasik E.: Wpływ dodatku fosforu na niektóre własności fizykochemiczne i lutownicze eutektycznego stopu Sn-Pb. Rozprawa doktorska, 1981.
• 21. Nuri Mohamed Bhieh: Zależność właściwości mechanicznych od warunków spajania ceramiki typu SiAlON i austenitycznej stali nierdzewnej. Rozprawa doktorska, 1995.
• 22. Salaheddin Ashur Aghaier: Wpływ warunków spajania na wytrzymałość mechaniczną połączeń ceramika-ceramika. Rozprawa doktorska, 1996.
• 23. Pikor N.: Spajanie spieków diamentowych i borazonowych. Rozprawa doktorska, 1991.
• 24. Senkara J.: Sterowanie energia adhezji pomiędzy molibdenem i wolframem a ciekłymi metalami w procesach spajania. Rozprawa habilitacyjna, 1994.
• 25. Grześ J.: Własności użytkowe i mikrostruktura warstw Ni-W-Co uzyskanych w procesie nakładania tamponowego, Rozprawa doktorska, 1991.
• 26. Grześ J., Pietrzak K., Golański D.: Nanokompozyty ceramiczno-metalowe z gradientem właściwości. Grant KBN, 2001.
• 27. Jakubowski J.: Struktura i własności mechaniczne lutowanych złączy węglika krzemu z molibdenem, Rozprawa doktorska, 1998.
• 28. Chmielewski T.: Opracowanie procesu nakładania plazmowego warstw chromowych z dodatkiem węglików chromu lub tlenków aluminium na podłoża ze stali chromowej. Przewód doktorski otwarty w roku 2001.
• 29. Włosiński W.: Połączenia ceramiczno-metalowe. PWN, Warszawa 1984.
• 30. Ferenc K., Tomaszewski K.: Distribution of thermal residual stresses in various types of metal-to-ceramic joints as analysed by FEM. Mat. Konf. Joining Ceramics, Glass and Metal, DGM Informationsgesselshaft Verlag, 1989.
• 31. Golański D.: Wpływ rozkładu temperatury oraz kształtu złącza na stan naprężeń w spajanych kołowosymetrycznych elementach ceramiki korundowej ze stałą. Rozprawa doktorska, 1995.
• 32. Nowakowski M.: Własności strukturalne, wytrzymałościowe i technologiczne lutów Sn-Pb wzmacnianych niklem. Rozprawa doktorska, 1983.
• 33. Kaliński D.: Opracowanie spoiwa kompozytowego do spajania ceramiki korundowej metalami. Rozprawa doktorska, 1998.
• 34. Zhu Sheng: Effects of Surface Modification Interlayer on Joining of Aluminum Nitride Ceramic to Metals. Rozprawa doktorska, 1999.
• 35. Krajewski A.: Projektowanie procesów spajania ceramiki azotkowej z metalami dla założonej wytrzymałości mechanicznej. Rozprawa doktorska, 2000.
• 36. Barlak M.: Spajanie stali żaroodpornych 2 ceramika typu AI2O3 z wykorzystaniem materiału gradientowego. Przewód doktorski otwarty w roku 1999.
• 37. Włosiński W.: Opracowanie fizykochemicznych podstaw technologii materiałów gradientowych, przeznaczonych do spajania materiałów zaawansowanych. Grant KBN, 2000.
• 38. Pietrzak K.: Formowanie się warstw pośrednich w kom- pozytach metalowo-ceramicznych i ich złączach. Rozprawa habilitacyjna, 1999.
• 39. Kozłowski M.: Mechanizm tworzenia kompozytowej warstwy powierzchniowej stellit niklowy-TIC w procesie przetapiania oscylująca wiązką elektronową. Rozprawa doktorska, 1998.