(ΚεραμικόςΠαράγεται απόWintrustek)

Σύμφωνα με το λεξικό, η συγκόλληση είναι "η ένωση δύο τεμαχίων μετάλλου με τη συγχώνευση ενός στρώματος από ορείχαλκο ή σπίτρα μεταξύ των παρακείμενων επιφανειών". Είναι πιθανότατα ένα παράγωγο ενός γαλλικού όρου από τον 16ο αιώνα που σημαίνει "να καεί".

Στην ουσία, ένα άγγιγμα λιώνει και ρέει μεταξύ των δύο τεμαχίων υλικού κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Συχνά αναφέρεται ως "διαβροχή", αυτή η διαδικασία είναι κρίσιμη, ιδιαίτερα όταν συγκαλύπτεται κεραμικά. Αυτές τις μέρες, διάφορα υλικά μπορούν να συγχωνευθούν για να δημιουργήσουν αρθρώσεις μεταξύ τους. Τα υλικά που λιώνουν σε θερμοκρασίες άνω των 450 ° C είναι γνωστά ως συγκόλληση, ενώ εκείνα που λιώνουν σε θερμοκρασίες κάτω από τους 450 ° C είναι γνωστά ως στρατιώτες.

Μια καθιερωμένη μέθοδος για τη συγκόλληση της κεραμικής, η συγκόλληση είναι μια διαδικασία υγρής φάσης που λειτουργεί ιδιαίτερα καλά για τη δημιουργία αρθρώσεων και σφραγίδων. Τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες ηλεκτρονικών και αυτοκινήτων, για παράδειγμα, μπορούν εύκολα να παραχθούν μαζικά χρησιμοποιώντας την τεχνική συγκόλλησης.

Όπως όλοι γνωρίζουν, τα κεραμικά έχουν περιορισμένη ανοχή για τάσεις εφελκυσμού και είναι εύθραυστα και άκαμπτα. Έχουν επίσης μικρή ολκιμότητα. Επομένως, τα κεραμικά γίνονται να τονίστηκαν υπό συμπίεση εάν είναι δυνατόν. Είναι επιρρεπείς σε θερμικές διαταραχές, ακόμη και αν χρησιμοποιούνται ως θερμικοί μονωτήρες. Ωστόσο, μπορούμε τώρα να τροποποιήσουμε αυτά τα χαρακτηριστικά που ταιριάζουν σε συγκεκριμένους σκοπούς, ειδικά προσθέτοντας ίνες, μουστάκια ή άλλα σωματίδια μάζας (ενισχυτικά). Επιπλέον, μπορούν να βελτιώσουν την καταλληλότητά τους για μια ποικιλία εφαρμογών, ενεργοποιώντας τις δομικές μεταβολές που προκαλούνται από τη διαδικασία.

Η κύρια διάκριση μεταξύκεραμικάΚαι τα μέταλλα είναι ότι τα κεραμικά δεν διαβάζονται από την πλειοψηφία των κοινών υλικών συγκόλλησης. Αυτό οφείλεται στα θεμελιώδη φυσικά χαρακτηριστικά αυτών των υλικών, όπως οι ισχυροί ομοιοπολικοί και ιοντικοί δεσμοί τους. Επιπλέον, είναι δύσκολο να δημιουργηθούν ισχυρές χημικές συνδέσεις για τη βελτίωση της προσκόλλησης, καθώς τα κεραμικά είναι πιο θερμοδυναμικά σταθερά από τα μέταλλα. Από τις διάφορες τεχνικές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία αποδεκτών αρθρώσεων, η συγκόλληση-κεραμική είναι πιθανότατα η πιο σημαντική και ευπροσάρμοστη στην τρέχουσα αυξανόμενη χρήση των κεραμικών λόγω της οικονομικής τους σημασίας. Τα προηγούμενα κεραμικά λειτουργούσαν αποτελεσματικά σε θερμοκρασία δωματίου, παρουσιάζοντας αντοχή στη φθορά και μονωτικές ιδιότητες (χωρίς σοκ).

Το ζήτημα της αντιμετώπισης των συνθηκών εξυπηρέτησης σε υψηλές θερμοκρασίες σε οξειδωτικά ή διαβρωτικά περιβάλλοντα με σημαντικά μηχανικά χαρακτηριστικά προκάλεσε τη δημιουργία πιο εξελιγμένων ειδών.
Υπάρχει μια ισχυρή ώθηση για την ανάπτυξη εφαρμογών για κεραμικά σε θερμικούς κινητήρες και μονάδες ανάκτησης θερμότητας που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Όλοι τους μπορεί να απαιτούν κεραμική συγκόλληση. Ένα κεραμικό με CTE στην περιοχή ορισμένων μετάλλων χαμηλής επέκτασης είναι εξαιρετικά ασυνήθιστο και ένα ευπρόσδεκτο περιστατικό για την επιτυχή ολοκλήρωση της συγκολλητικής-κεραμικής. Ο σχεδιασμός των αρθρώσεων που τονίζεται υπό συμπίεση είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται συχνά για να κλείσει το χάσμα στις τιμές CTE. Εναλλακτικά, όταν οι τιμές CTE είναι σημαντικά διαφορετικές, η χρήση ενδιάμεσων υλικών μπορεί να παρέχει μια απαλή μετάβαση από τη χαμηλότερη στην υψηλότερη τιμή του ακινήτου.

Χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες μέθοδοι για την ενθάρρυνση της διαβροχής από τα κεραμικά και την προσκόλληση της επιφάνειας:

1 έμμεσοςΘορυβώδηςΠεριλαμβάνει την πρώτη εφαρμογή μιας ουσίας, συνήθως ένα μέταλλο, στην κεραμική επιφάνεια της άρθρωσης που μπορεί να διαβρεθεί από ένα τυπικό μέταλλο πλήρωσης χωρίς ναύματα που δεν έχουν υποστεί επεξεργασία κεραμικών επιφανειών.
Η μεταλλική επικάλυψη χρησιμεύει ως ουσία που γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ κεραμικού και μετάλλου. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να αποφευχθεί η ρωγμή του κεραμικού από τον κύκλο θερμότητας πυροσυσσωμάτωσης.
Η γνωστή επίστρωση μολυβδαινίου-μαγγανίου είναι τυπική σε αυτή την κατηγορία. Για να ζωγραφίσει το κεραμικό, χρησιμοποιείται ένα μείγμα ειδικών σκονών.

Μετά από αυτό, καίγεται σε περίπου 1500 ° C (2730 ° F) σε φούρνο περιβάλλοντος υδρογόνου, ο οποίος προκαλεί υαλώδη κεραμικά υλικά να μεταναστεύσουν στη μεταλλική σκόνη και να την προσδώσουν στην επιφάνεια.
Για τα μέταλλα ψεκασμού, άλλες εφαρμοστέες μεθόδους επικάλυψης χρησιμοποιούν φυσική εναπόθεση ατμών (PVD). Στη συνέχεια, πραγματοποιείται συγκολλητική-κεραμική με τη χρήση τυποποιημένων μετάλλων πλήρωσης συγκόλλησης που είναι κατάλληλα για το μέταλλο που πρέπει να συνδεθεί.

2. Χρησιμοποιώντας ενεργά μέταλλα πλήρωσης με μοναδικά συστατικά κράματος για να ακουμπήσετε άμεσα κεραμικά. Η διαβροχή και η προσκόλληση ενισχύονται όταν τα μέταλλα με υψηλή συγγένεια για τα συστατικά των κεραμικών συστατικών προστίθενται στα τυποποιημένα κράματα συγκόλλησης με βάση το ασήμι.
Εξαιτίας αυτού, τα μέταλλα που αντιδρούν έντονα με οξυγόνο, όπως τιτάνιο, αλουμίνιο, ζιρκόνιο, hafnium, λίθιο, πυρίτιο ή μαγγάνιο, βοηθούν τα συνηθισμένα κράματα συγκόλλησης να κολλήσουν στην ύγρα των κεραμικών οξειδίου χωρίς καμία προηγούμενη παρασκευή.
Η βύθιση καρβιδίου πυριτίου ή νιτρίδιο πυρίτιο βοηθάται από μέταλλα που αντιδρούν με πυρίτιο, άνθρακα ή άζωτο.