The Properties and Microstructure of AlTi6/Al2O3 Joints

• Autorzy: Sulima I. , Mikułowski B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2015.4.1

Warianty tytułu

PL

Właściwości i mikrostruktura połączenia AlTi6/Al2O3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of the titanium addition into aluminium on the bond strength properties and structure of interface of the AlTi6/Al2O3 joints was investigated. The bond strength of the metal/Al2O3 joints was determined by the push-off test. Addition of 5.9 wt.%. Ti to Al caused the reduction of shear strength of the AlTi6/Al2O3 joints. The investigations by mean of electron microscopy equipped with a spectrometric system for microanalysis of the chemical composition revealed TiAl3 phases formed at the AlTi6/Al2O3 interface. Oxygen was detected in some areas of TiAl3 phases. Finally, this structure of the AlTi6/Al2O3 interface was responsible for lower bond strength comparing to properties of the Al/Al2O3 joints.

PL

W pracy przedstawiono badania dotyczące wpływu dodatku tytanu do aluminium na wytrzymałość na ścinanie oraz mikrostrukturę połączenia AlTi6/Al2O3. Wyniki wykazały, że dodanie tytanu do aluminium wpływa na obniżenie wytrzymałość na ścinanie badanego połączenia. Badania mikrostrukturalne (SEM oraz TEM) połączone z analizą składu chemicznego wykazały powstanie wydzieleń fazy TiAl3 na granicy rozdziału połączenia. W obszarach fazy TiAl3 obserwowano obecność tlenu. Tworzenie nowych faz na granicy rozdziału połączenie AlTi6/Al2O3 odpowiada za obniżenie wytrzymałości w porównaniu z połączeniem Al/Al2O3.

Słowa kluczowe

EN

AlTi6/Al2O3 joint; shear strength; interface

PL

połączenie AlTi6/Al2O3; wytrzymałość na ścinanie; granica rozdziału

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 60, nr 4
• Strony: 151--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Sulima I.

• Institute of Technology, Pedagogical University of Krakow, Krakow, Poland

autor

Mikułowski B.

• Faculty of Non-Ferrous Metals, AGH-University of Science and Technology, Ave. Mickiewicza 30, 30-059 Cracow, Poland

Bibliografia

• 1. Wang D. J., Wu S. T.: The influence of oxidation on the wettability of aluminium on sapphire. Acta Metallurgica et Materialia, 1995, vol. 43, no.8, pp. 2917÷2920.
• 2. John H., Hausner H.: Wetting of aluminium oxide by liquid aluminium. Int. J. High Technology Ceramics, 1986, vol. 2, pp, 73÷78.
• 3. Weirauch D. A. Jr.: A reappraisal of wetting in the system Al-Al2O3 from 750÷1000 °C, Ceramic Microstructures’86 – Role of Interfaces Edited by J. A. Pask, A. G. Evans. Materials Science Research, Plenum Press, New York, London, 1987, pp. 319÷328.
• 4. Laurent V., Chatain D., Chatullon C., Eustathopulos N.: Wettability of monocrystalline alumina by aluminium between its melting point and 1273 K. Acta Metallurgica et Materialia, 1998, vol. 36, no. 7, pp. 1797÷1808.
• 5. Ksiazek M ., S obczak N ., M ikułowski B ., R adziwill W., S urowiak I.: Wetting and bonding strength in Al/A2O3 system. Materials Science and Engineering, 2002, vol. A324, pp. 162÷167.
• 6. Ownby P. D., Li K. W., Weirauch D. A.: High-Temperature Wetting of Sapphire by Aluminium. Journal of the American Ceramic Society., 1991, vol. 74, no. 6, pp. 275÷1281.
• 7. Levi G., Kaplan W. D.: Oxygen induced interfacial phenomena during wetting of alumina by liquid aluminium, Acta Materialia, 2002, vol. 50, pp. 75÷88.
• 8. Shen P., F ujii H ., M atsumoto T ., N odi K .: Journal of the American Ceramic Society., 2004, vol. 87, no. 7, pp. 1265÷1273.
• 9. Rohatgi P. K., Ray S., Asthana R., Narendranth C. S.: Interfaces in cast metal-matrix composites. Materials Science and Engineering, 1993, A162, pp. 163÷174.
• 10. Li J. G.: Wetting of ceramic Materials by liquid silicon, aluminum and metallic melts containing titanium and other reactive elements; A Review, Ceramics International, 1994, 20, pp. 391÷412.
• 11. Sobczak N., Asthana R., Ksiazek M., Rzdziwill W., Mikulowski B.: The effect of temperature, matrix alloying and substrate oatings on wettability and shear strength of Al/Al2O3 couples. Metallurgical and Materials Transactions, 2004, 35A, pp. 911÷923.
• 12. Shao N., Dai J. W., Li G. Y., Nakae H., Hane T.: Effect of La on the wettability of Al2O3 by molten aluminium, Materials Letters, 2004, vol. 58, no. 14, pp. 2041÷2044.
• 13. Coudurier L., Adorian J., Pique D., Eustathopulos N.: Etude de la mouillabilité par l’aluminium liquide de l’alumine recouverte d’une couche de métal ou de composé réfractaire. Rev. Int. Hautes Temper. Refract. Fr, 1984, vol. 21, pp. 81÷93.
• 14. Kohler W.: Untersuchungen zur Benetzung von Al2O3 und SiC Kristallen durch Aluminium und Aluminiumlegierungen. Aluminium, 1975, vol. 51, no. 7, pp. 443÷447.
• 15. Dalgleish B. J., Tumble K. P., Evans A. G.: The strength and fracture of alumina bonded with aluminium alloys. Acta Metallurgica et Materialia, 1989, vol. 37, pp. 1923÷1931.
• 16. Sobczak N., Asthana R., Ksiazek M., Radziwill W., Mikułowski B.: The effect of temperature, matrix alloying and substrate coatings on wettability and shear strength of Al/Al2O3 couples. Metallurgical and Materials Transactions, 2004, vol. 35A, pp. 911÷923.
• 17. Sobczak N., Asthana R., Ksiazek M., Radziwill W., Mikulowski B., Surowiak I.: The influence of the wettability on the interfacial shear strength in the Al-alumina system, in State of the Art in Cast Metal Matrix Composites in the Next Millennium, ed. P.K. Rohatgi, TMS Publications, 2000, vol. 129÷142.
• 18. Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition, ASM Internationa, 1996.
• 19. Barin I., Knacke O., Kubaschewski O.: Thermochemical properties of inorganic substances, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1973.
• 20. Li X. L., Hillel R., Teyssandier F., Choi S. K., Van Loo F. J. J.: Reactions and phase relations in the Ti-Al-O system. Acta Metallurgica and. Materialia, 1992, vol. 40, no. 11, pp. 3149÷3157.
• 21. Kelkar G. P., Carim A. H.: Phase equilibria in the Ti-Al-O system at 945 °C and analysis of Ti/Al2O3 reactions. Journal of the American Ceramic Society, 1995, vol. 78, no. 3, pp. 572÷576.