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
(دانشجوی دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، گروه سرامیک.)
رسول صراف ماموری
2
(عضو هیئت علمی، دانشگاه تربیت مدرس، گروه سرامیک.)
علی محمد هادیان
3
(عضو هیئت علمی، دانشگاه تهران، دانشکده فنی.)
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.
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.
