اتصال نفوذی بدنه های آلومینایی با استفاده از مخلوط نانوذره های هیدریدی بین-لایه‌ای و بررسی ساختار و استحکام اتصال

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

نوید حسین آبادی ¹ , رسول صراف ماموری ² , علی محمد هادیان ³

1 - دانشجوی دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، گروه سرامیک.
2 - عضو هیئت علمی، دانشگاه تربیت مدرس، گروه سرامیک.
3 - عضو هیئت علمی، دانشگاه تهران، دانشکده فنی.

تاریخ دریافت : 1393/06/16 تاریخ پذیرش : 1393/06/16 تاریخ انتشار : 1393/09/01

کلید واژه: آلومینا, اتصال نفوذی, هیدرید, نانوذره, پرس داغ القایی,

چکیده مقاله :

در این پژوهش ابتدا مخلوطی از نانوذره­های هیدرید آلومینیم و آلانیت منیزیم با استفاده از مواد اولیه کلریدی و به روش آسیای مکانیکی - شیمیایی تهیه گردید. سپس بدنه­های صلب آلومینایی پس از اعمال لایه میانی هیدریدی، در چهار دمای 300، 350، 400، و 450 درجه سانتی گراد با استفاده از یک پرس داغ القایی متصل شدند. در حین اتصال، تجزیه نانوذره­های هیدریدی در دمای اتصال، مخلوطی از نانوذره­های آلومینیم و ترکیب بین­فلزی آلومینیم - منیزیم بدون لایه اکسید سطحی را به گونه درجا در لایه میانی فراهم آورد. در انتها، ساختار فصل مشترک و استحکام پیوند در اتصال نفوذی بدنه­ها مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که اتصال بدنه­ها با تشکیل مجموعه­ای از اکسیدهای مختلط (اسپینل) همراه بود که استحکام پیوندی در حد 196 مگاپاسکال را ایجاد نمود.

چکیده انگلیسی:

    In this paper, diffusion bonding of dense alumina bodies using hydride nanopowders mixture as the interlayer was investigated. Mixture of aluminum hydride and magnesium alanate was synthesized via mechano chemical activation process. Aluminum and magnesium chloride and lithium alanate were used as precursors. Products of milling process were consisted of nano sized alane and Mg alanates. Alumina bodies were diffusion boned at 300, 350, 400, and 450 ْC, under pressure of 20 Mpa for 30 min dwelling time using custom designed induction hot press.Dissociation of hydride mixture interlayer during diffusion bonding process produced in-situ nanosized alloyed aluminum and aluminum-magnesium intermetallic without any surface oxides. Combination of stoichiometric and non-stoichiometric spinel, oxide, and free metal structures were formed during bonding process. The highest bond strength was about 196 MPa via formation of Mg-Al spinel oxide during bonding at 450ْC.