Suvirinimas ir sąjunginiai keramikos jungimo procesai
Įvairūs suvirinimo ir panašūs procesai, naudojami jungiant keramiką, yra šie: 1. Suvirinimas suvirinimo būdu 2. Trinties suvirinimas ir ultragarsinis klijavimas 3. Difuzinis rišimas 4. Difuzinis rišimasis tarpiniu sluoksniu 5. Izostatinis rišimas 6. Glazūravimas. Klijavimas.
1. Sintezės suvirinimas:
Sėkmingas elektronų pluošto suvirinimo naudojimas, siekiant sudaryti Al 2 O 3 -Ta, ZrO 2 -Mo, ZrO 2 -Nb poras, turinčias reikšmingą ryšį, buvo aprašytas nuo 1960-ųjų. Tačiau sintezės suvirinimo metodų taikymas keraminių metalų sistemoms yra labai ribotas. Būtina suderinti lydymosi temperatūros ir terminių susitraukimo charakteristikų.
2. Trinties suvirinimas ir ultragarsinis klijavimas:
„Queens University of Belfast“ pranešė apie daug žadančius aliuminio oksido, aliuminio iki cirkonio ir aliuminio silicio nitrido trinties suvirinimo rezultatus. Šios trys keramikos taip pat gali būti suvirintos į kitus metalus, tačiau kartais reikia naudoti tarpinį sluoksnį.
Ultragarsinis aliuminio sujungimas su daugybe metalų gali būti pasiektas įprastomis atmosferos sąlygomis, o titano ir keramikos sujungimas tuo pačiu būdu reikalauja vakuumo.
3. Difuzijos klijavimas:
Šiuo metodu jungiamieji komponentai yra suspausti ir tam tikrą laiką patenka į aukštą temperatūrą. Naudojamas slėgis turi būti pakankamai aukštas, kad sukeltų difuziją prie besisiejančių paviršių, tačiau neturi sukelti jungiamųjų komponentų masės deformacijos.
Naudojama temperatūra yra 0, 65–0, 98 Tm, kur Tm yra metalo lydymosi temperatūra absoliučiais laipsniais. Sąsajoje vyksta sudėtingos fizinės ir cheminės reakcijos, kad sujungtų sąnarį. Šis procesas gali būti sėkmingai jungiamas prie plataus asortimento metalų į keramiką ir akinius iki stiklo keramikos, su sąlyga, kad sujungtų dalių terminės susitraukimo charakteristikos yra suderinamos.
4. Difuzinis rišimasis tarpiniu sluoksniu:
Šiuo metodu keramikos sujungimui su metalais tarp jungiamųjų paviršių įterpiamas metalinis tarpinis sluoksnis, todėl nereikia naudoti aukšto slėgio. Šis tarpinis sluoksnis padeda paskirstyti įtampą sąsajoje, išvengiant įtempių koncentracijos, taip pat prisitaiko prie dviejų komponentų diferencinio išsiplėtimo ir susitraukimo šildymo metu. Jei tarpsluoksnio temperatūra nėra labai didelė, gali būti įmanoma prijungti komponentus, nepadarant jokio žalingo poveikio ruošinio mechaninėms savybėms, net jei jis yra iš karščio apdorojamo lydinio.
Nerūdijantis plienas gali būti sujungtas su aliuminio oksidu, naudojant aliuminį kaip kaliojo sluoksnį. Auksas buvo naudojamas kaip tarpsluoksnis daugelio oksido keramikos ir stiklų surišimui į geležies lydinius. Varis gali būti suvirintas į aliuminio oksidą, įdedant į šiek tiek oksiduojančią atmosferą iki 1060-1080 ° C temperatūros. Dėl to vario paviršiuje susidaro eutektinis skystis, dėl kurio susidaro cheminė jungtis tarp vario ir aliuminio oksido. Branduolinės energetikos srityje aliuminio oksido izoliaciniai žiedai ir titano lydinių elektrodai yra sujungti, tiekiant 0, 1 mm storio aliuminio tarpsluoksnius.
5. Izostatinis rišimas:
Šis procesas naudojamas gana sudėtingų dalių gamybai, jungiant paprastus komponentus, kaip parodyta 22.38 pav.
Keraminiai milteliai presuojami į paprastas formas:
a) Naudojant vienpusį spaudimą arba izostatinį presavimą. Po to sumontuojami paprasti formos komponentai
b) Sudaryti sudėtingesnę formą. Surinktos dalys padengiamos
c) Plonas sluoksnis iš nelaidžios, lanksčios, elastomerinės medžiagos. Danga padeda sandarinti įrenginį prieš aukšto slėgio skystį, vėliau atliekant izostatinį surišimą, ir
(d) kuris jungia du komponentus.
Tada surišamas surišamas agregatas, kad būtų pasiektas visas stiprumas, panašus į pagrindinės medžiagos stiprumą. Šiuo metodu galima pagaminti keramikos, pavyzdžiui, aliuminio oksido, cirkonio ir silicio nitrido dalis. Šiuo metodu pagamintos jungtys yra visiškai homogeniškos taip, tarsi komponentas būtų pagamintas naudojant vieną operaciją be sujungimo.
6. Glazūravimas:
Šis metodas dažniausiai naudojamas didelių sudėtinių dalių surinkimui ir skirtingų keraminių komponentų sujungimui. Jungiamieji paviršiai sumaltomi ir padengiami tinkama glazūra. Po to paviršiai užsidaro ir pritvirtinami glazūrai sujungti ir sujungti gabalus.
Dauguma oksidų keramikos gali būti sujungtos silikatiniais stiklais arba glazūromis, o sąnarius taip pat galima gaminti su boratais ir fosfatais. Ne oksido keramika yra sudėtingiau prisijungti prie šio proceso, nes jie linkę reaguoti su glazūromis, atleidžiančiomis dujų burbulus, kurie susilpnina ryšį. Galimos specialios glazūros, kad galėtumėte prisijungti prie kai kurių keraminių ir metalinių junginių.
7. Metalizavimas ir litavimas:
Paprastai šis metodas naudojamas keramikos sujungimui su metalais. Kietasis litavimas reikalauja, kad naudojamas kietojo litavimo lydinys turi susikaupti sujungiamus paviršius. Dauguma metalinių paviršių gali būti sudrėkinti lydymo lydiniais, bet keramika nėra. Todėl keramikos komponentas pirmiausia metalo formavimo proceso metu suteikia suderinamo lydinio sluoksnį.
Po to seka kietasis litavimas naudojant įprastinius lydinius. Kita alternatyva - naudoti aktyvias metalo pintas. Pasirinkimas priklauso nuo cheminių reakcijų, vykstančių metalų-keramikos sąsajoje, kad būtų skatinamas drėkumas. Sėkmė pasiekta naudojant sidabro-vario eutektikos liemenėlės su titano ar cirkonio priedais. Tipiškas litavimo lydinys gali turėti 68, 8% Ag + 26, 7% Cu + 4, 5% Ti pagal masę.
8. Klijavimo klijavimas:
Įtampos jungtys gali būti gaminamos klijuojant ir tvirtinant, kai nėra didelės temperatūros ir vakuumo sandarumo. Šaltojo valymo dervos ir klijai gerai prisitaiko prie keramikos. Bendras veikimas priklauso nuo darbo temperatūros, taip pat nuo įtempimo trukmės ir greičio.
Epoksidiniai, fenoliniai, akriliniai ir poliuretaniniai klijai gali būti naudojami atliekant temperatūrą iki 200 ° C. Aukštoje temperatūroje, kai naudojama daugiau kaip 200 ° C, naudojami poliamidai ar kiti termiškai stabilūs polimerai.
Neorganiniai cementai, pavyzdžiui, portlandcementas, kartais naudojami keramikos sujungimui su metalais. Aukštos įtampos porceliano izoliatoriai dažnai gaminami sujungiant atskiras sekcijas kartu su cementu.
