Zastosowanie cermetu Cu-Cu₂O do spajania ceramiki korundowej z metalami

• Autorzy: Kaliński D. , Chmielewski M. , Olesińska W. , Pietrzak K. , Choręgiewicz K.

Warianty tytułu

EN

Application of Cu-Cu₂O cermets for bonding alumina ceramics to metals

• Konferencja: Konferencja Techniki Próżni. 9 ; Workshop on Field Emission from Carbonaceous Materials ; 6-9.06.2011; Cedzyna, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań były przemiany chemiczne na powierzchni ceramiki korundowej wygrzewanej z miedzią w obecności tlenu in statu nascendi w atmosferze azotu o zawartości tlenu ok. 1,5 ppm i w próżni 10⁻⁵ Pa oraz wpływ wytworzonych faz na wytrzymałość mechaniczną złączy ceramika-miedź. Wytrzymałość mechaniczna połączeń pozwala oszacować wpływ zjawisk powierzchniowych i reakcji między aktywnymi chemicznie składnikami na degradację warstwy wierzchniej ceramiki, a zatem oszacować jakość wykonanego połączenia. W przypadku miedzi spiekanej na ceramice korundowej w obecności aktywnego tlenu in statu nascendi z redukcji Cu₂O. Nowe fazy wiążące oba materiały to spinele CuAlO₂ i CuAl₂O₄ i eutektyka CuCu₂O. Wytrzymałość mechaniczna tego połączenia zależy od ilości aktywnego tlenu. Najwyższą wytrzymałość i powtarzalność wyników (+/-8 MPa) mają złącza o zawartości 10 do 30% Cu₂O, powyżej 50% Cu₂O wytworzone składniki aktywne migrują w głąb ceramiki powyżej 5µm. Zaletą złączy o wysokiej wytrzymałości jest, że pod wpływem obciążenia odkształcają się plastycznie.

EN

We examined the chemical changes which occur on the surface of alumina ceramic sintered with copper in the presence of in-statu-nascendi oxygen and titanium in the TiH2 form. The process was conducted in a nitrogen atmosphere with about 1.5 ppm of oxygen. The effect of the newly formed phaseson the mechanical strength of theceramic/copperjoints was examined. The mechanical strength of the joints permits estimating how the phenomena taking place on the ceramic surface and the reactions that occur between the chemically active components degrade the near-surface layer of the ceramic, and thereby enables estimating the quality of the joint. In the case of copper sintered on corundum ceramic in the presence of in-statu-nascendi oxygen (from the reduction of Cu₂O). The new phases which bind the two materials are the CuAl₂O and CuAl₂O₄ spinels. The mechanical strength of this joint depends on the amount of active oxygen. The highest strength and the best reproducibility (± 8 MPa) of the results were achieved in the joints with 10-30% of Cu₂O, whereas above 50% of Cu₂O the active constituents of the process migrate into the ceramic substrate to a depth of above 5 µm. Under load, these joints deformed plastically.

Słowa kluczowe

PL

złącza ceramika-metal; warstwa przejściowa; wytrzymałość na zginanie; odkształcenie

EN

ceramics-metal joints; interlayer; bending strength; strain

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 8
• Strony: 50--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kaliński D.

autor

Chmielewski M.

autor

Olesińska W.

autor

Pietrzak K.

autor

Choręgiewicz K.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

Bibliografia

• [1] Olesińska W.: Spajanie ceramiki z metalami. Prace ITME, zeszyt 59 (2008).
• [2] Olesińska W., Kaliński D., Chmielewski M., Diduszko R., Włosiński W.: Influence of titanium on the formation of a" barier" layer during joining on AIN ceramic with copper by the CDB technique. J. Mater. Sci: Mater. Electron (2006), 17, 781-788.
• [3] Yuichi Yoshino, Hidehiko Ohtsu: Interface Structure and Bond Strength of Copper-Bonded Alumina Substrates. J. Am. Ceram. Soc. 74 [9] (1991), 2184-88.