Wpływ powłoki TiO₂ nałożonej na podłoże z tlenku glinu na zwilżalność i właściwości mechaniczne połączenia w układzie Al/Al₂O₃

• Autorzy: Książek M. , Sobczak N. , Mikułowski B. , Radziwiłł W. , Wójcik M.

Warianty tytułu

EN

Effect of titania (TiO₂) interfacial coating on wetting-bond strength relationship in Al/Al₂O₃ system

• Konferencja: "Zjawiska powierzchniowe w procesach odlewniczych" / międzynarodowa konferencja [VI; czerwiec 2004; Kołobrzeg,Polska]
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ cienkiej powłoki TiOi (o grubości 800 nm) naniesionej na podłoże z tlenku glinu (metodą PVD) na zwilżalność, strukturą i właściwości mechaniczne połączenia w układzie Al/Al(2)O(3) Metodą kropli leżącej zbadano kinetyką zwilżania podłoża z powłoką przez ciekłe Al (99,9999%) w zakresie temperatury 1023-1373 K w warunkach próżni dynamicznej około 0,2 mPa. Badania oddziaływania w układzie Al/TiO(2)/Al(2)O(3) wykazały, że nałożenie cienkiej warstwy TiOi na podłoże z tlenku glinu nie polepsza zwilżalności w układzie Al/Al2O3. Natomiast wyniki pomiaru wytrzymałości połączenia metodą ścinania próbek po badaniach zwilżalności świadczą o pozytywnym wpływie powłoki TiOi na wytrzymałość połączenia uzyskanego w wyższej temperaturze. Badania strukturalne próbek w układzie Al/TiO(2)/Al(2))(3) wykazały rozpuszczanie pokrycia TiO(2) w Al w temperaturze powyżej 1023 K i formowanie struktury granicy rozdziału odpowiadającej wiqkszej wytrzymałości na ścinanie w porównaniu z układem typu Al/Al(2)O(3). Badania oddziaływania tlenku glinu z nałożoną powłoką TiO2 z ciekłym Al w powiązaniu z pomiarem wytrzymałości połączenia wskazują, że powłoka TiO2 skutecznie poprawia mechaniczne właściwości materiałów typu aluminium-tlenek glinu.

EN

The subject of the work was to study the effect of TiOi thin film on alumina substrates on wetting and bond strength properties in Al/Al(2)O(3)couples. Applying the sessile drop method, the wetting behaviour of molten Al (99.9999%) on coated alumina substrates was studied at a temperature of 1023-1323 K under a vacuum of 0.2 mPa. The sessile drop samples were used to examine the structure and mechanical properties of Al/Al(2)O(3) interfaces using special procedure. The comparison data for coated and uncoated substrates show that the TiOi layer of 800 nm thickness does not improve wettability of alumina by molten aluminium. The shear strength results show positive effect of TiO2 thin film on the bond strength properties of Al/Al(2)O(3) joints obtained at higher temperature. The structure characterization of interface by means of optical, SEM and TEM suggests dissolution of the TiOi layer in the molten Al and formation structure and chemistry of interface corresponding to higher shear strength.

Słowa kluczowe

PL

zwilżaloność; połączenie metal-ceramika; wytrzymałość; granica międzyfazowa

EN

wettability; metal-ceramic joining; interface; shear strength

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 24, nr 1 sp
• Strony: 137--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Książek M.

• Instytut Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Sobczak N.

• Instytut Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Mikułowski B.

• Instytut Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Radziwiłł W.

• Instytut Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Wójcik M.

• Instytut Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

Bibliografia

• [1] Ciszewski B., Przetakiewicz W., Nowoczesne materiały w technice, Warszawa, Bellona 1993.
• [2] Javernik D.A., Chidambaram P.R., Edwards G.R., Titanium preconditioning of Al₂O₃ for liquid-state processing of Al-Al₂O₃ composite materials, Metall. Mater. Trans. A, 1998, vol. 29a, s. 327-337.
• [3] Kliauga A.M., Travessa D., Ferrante M., Al₂O₃/Ti interlayers/AISI 304 diffusion bonded joint microstructural characterization of the two interfaces, Materials Characterization, 2001, no. 46, s. 65-74.
• [4] Ksiazek M., Sobczak N., Mikulowski B., Radziwill W., Surowiak I., Wetting and bonding strength in Al/Al₂O₃ system, Mater. Sci. Eng., 2002, A324, s. 162-167.
• [5] Książek M., Sobczak N., Mikułowski B., Radziwiłł W., Surowiak I., Wójcik M., Wpływ modyfikacji powierzchni tlenku glinu na zwilżalność i wytrzymałość połączenia w układzie Al/Al₂O₃, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2001, vol. 21, nr spec., s. 103-112.
• [6] PN-86/H-04321 Próba ścinania.
• [7] Radecka M., Wybrane właściwości półprzewodnikowe TiO₂, Ceramika/Ceramics, 2004, vol. 80, s. 517-522.
• [8] Sobczak N., Książek M., Stobierski L., Stabilność i reaktywność azotków w kontakcie z ciekłymi metalami i stopami, Sprawozdanie z projektu badawczego nr 7TO8 B04112 (niepublikowane).