Quy trình hàn và đồng minh để gia nhập gốm sứ
Các quy trình hàn và đồng minh khác nhau được sử dụng để tham gia gốm sứ bao gồm: 1. Hàn hàn 2. Hàn ma sát và liên kết siêu âm 3. Liên kết khuếch tán 4. Liên kết khuếch tán qua liên kết 5. Liên kết đẳng nhiệt 6. Liên kết men và luyện kim 8. Kết dính Liên kết.
1. Hàn hàn:
Sử dụng thành công hàn chùm tia điện tử để tạo thành cặp đôi Al 2 O 3 -Ta, ZrO 2 -Mo, ZrO 2 -Nb với cường độ liên kết đáng kể đã được báo cáo từ những năm 1960. Tuy nhiên, khả năng áp dụng các phương pháp hàn nhiệt hạch vào các hệ thống kim loại gốm là rất hạn chế. Điều bắt buộc là phải phù hợp với nhiệt độ nóng chảy và đặc tính co rút nhiệt của các mảnh được liên kết.
2. Hàn ma sát và liên kết siêu âm:
Kết quả đầy hứa hẹn trong việc hàn ma sát nhôm nhôm, nhôm với zirconia và nhôm với silicon nitride đã được báo cáo từ Đại học Queens của Belfast. Ba loại gốm này cũng có thể được hàn với một số kim loại khác nhưng đôi khi nó đòi hỏi phải sử dụng một lớp xen kẽ.
Liên kết siêu âm của nhôm với một số kim loại có thể đạt được trong điều kiện khí quyển bình thường trong khi việc nối titan với gốm bằng quy trình tương tự đòi hỏi phải sử dụng chân không.
3. Liên kết khuếch tán:
Trong phương pháp này, các thành phần được nối được ép lại với nhau và chịu nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian nhất định. Áp suất được sử dụng phải đủ cao để gây ra sự khuếch tán tại các bề mặt giao phối nhưng không được gây biến dạng khối trong các thành phần được nối.
Nhiệt độ sử dụng nằm trong khoảng 0, 65, 0, 98 Tm trong đó Tm là điểm nóng chảy của kim loại theo độ tuyệt đối. Phản ứng vật lý và hóa học phức tạp diễn ra tại giao diện để tạo hiệu ứng khớp. Quá trình kim loại cho gốm sứ và kính với gốm thủy tinh có thể được liên kết thành công trong quá trình này, với điều kiện các đặc tính co nhiệt của các bộ phận được nối là phù hợp.
4. Liên kết khuếch tán qua Interlayer:
Trong phương pháp nối gốm này với kim loại, một lớp xen kẽ kim loại dẻo được đưa vào giữa các mặt được nối, do đó không cần áp dụng áp suất cao. Lớp xen kẽ này giúp phân phối các ứng suất tại giao diện tránh sự tập trung ứng suất cũng như điều chỉnh một số sự giãn nở và co lại của hai thành phần trong quá trình gia nhiệt. Nếu nhiệt độ giữa các lớp không cao lắm thì có thể liên kết các thành phần mà không có bất kỳ tác động bất lợi nào đến tính chất cơ học của phôi ngay cả khi nó là hợp kim có thể xử lý nhiệt.
Thép không gỉ có thể được nối với alumina bằng cách sử dụng nhôm như một lớp dễ uốn. Vàng đã được sử dụng như một lớp xen kẽ để liên kết một số đồ gốm oxit và kính với hợp kim màu. Đồng có thể được hàn với alumina bằng cách đặt chúng trong môi trường hơi oxy hóa đến nhiệt độ 1060-1080 ° C. Điều này dẫn đến sự hình thành một chất lỏng eutectic trên bề mặt đồng dẫn đến liên kết hóa học giữa đồng và alumina. Trong một trường năng lượng hạt nhân, các vòng cách điện alumina và các điện cực hợp kim titan được liên kết với nhau bằng cách cung cấp các lớp phủ nhôm dày 0, 1 mm.
5. Liên kết đẳng hướng:
Quá trình này được sử dụng để chế tạo các bộ phận tương đối phức tạp bằng cách nối các bộ phận đơn giản như trong hình 22, 38.
Bột gốm được ép thành các hình dạng đơn giản:
(a) Sử dụng phương pháp ép đơn phương hoặc ép đẳng hướng. Các thành phần hình đơn giản sau đó được lắp ráp
(b) Để tạo thành một hình dạng phức tạp hơn. Các bộ phận lắp ráp sau đó được phủ
(c) Với một lớp mỏng của vật liệu không thấm nước, linh hoạt, đàn hồi. Lớp phủ giúp hàn kín lớp chống lại chất lỏng áp suất cao trong quá trình hoạt động liên kết đẳng nhiệt tiếp theo và
(d) Mà tham gia hai thành phần.
Việc lắp ráp ngoại quan sau đó được thiêu kết để đạt được toàn bộ sức mạnh tương đương với sức mạnh của vật liệu gốc. Các bộ phận làm bằng gốm như alumina, zirconia và silicon nitride có thể được chế tạo bằng phương pháp này. Các liên kết được tạo ra bằng phương pháp này cho thấy sự đồng nhất hoàn toàn như thể thành phần đã được tạo ra bởi một thao tác duy nhất mà không cần nối.
6. Liên kết men:
Phương pháp này thường được sử dụng để lắp ráp các mảnh lớn phức tạp và nối các thành phần gốm không giống nhau. Các bề mặt được nối là mặt phẳng và sau đó được phủ một lớp men phù hợp. Các bề mặt sau đó được đặt tiếp xúc và cố định để nung chảy men và liên kết các mảnh lại với nhau.
Hầu hết các đồ gốm oxit có thể được liên kết bằng kính silicat hoặc men và các khớp cũng có thể được chế tạo bằng kính borat và phốt phát. Quá trình gốm không oxit khó tham gia vào quá trình này vì chúng có xu hướng phản ứng với các bọt khí giải phóng bọt khí làm suy yếu liên kết. Các loại men đặc biệt có sẵn để tham gia một số kết hợp gốm và kim loại.
7. Luyện kim và hàn:
Thông thường phương pháp này được sử dụng để nối gốm với kim loại. Hàn đòi hỏi hợp kim hàn được sử dụng phải làm ướt các bề mặt được nối. Hầu hết các bề mặt kim loại có thể được làm ướt bằng hợp kim hàn nhưng gốm thì không. Do đó, thành phần gốm trước tiên được cho một lớp hợp kim tương thích bằng quá trình luyện kim.
Sau đó, tiếp theo là hàn bằng cách sử dụng các hợp kim thông thường. Một cách khác là sử dụng các kim loại hoạt động. Việc lựa chọn phụ thuộc vào các phản ứng hóa học xảy ra ở giao diện gốm-kim loại để thúc đẩy độ ẩm. Thành công đã đạt được bằng cách sử dụng chữ nổi dựa trên eutectic bạc-đồng với việc bổ sung titan hoặc zirconium. Một hợp kim hàn thông thường có thể chứa 68, 8% Ag + 26, 7% Cu + 4, 5% Ti theo trọng lượng.
8. Liên kết dính:
Các khớp không có ứng suất có thể được tạo ra bằng cách dán và hàn xi măng khi nhiệt độ cao và độ kín chân không không liên quan. Nhựa và keo lạnh xử lý tốt tuân thủ gốm sứ. Hiệu suất chung phụ thuộc vào nhiệt độ dịch vụ cũng như thời gian và tốc độ căng thẳng.
Chất kết dính Epoxide, phenolic, acrylic và polyurethane có thể được sử dụng cho các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ lên tới 200 ° C. Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao trên 200 ° C polyamit hoặc các polyme ổn định nhiệt khác được sử dụng.
Xi măng vô cơ, ví dụ xi măng portland, đôi khi được sử dụng để nối gốm với kim loại. Cách điện sứ cao áp thường được thực hiện bằng cách nối các phần riêng lẻ cùng với xi măng.
