پروژه اتصالات سرامیک به فلز خواص، کاربردها و مکانیزم‌های پیوند

خلاصه ای از پروژه:

سرامیک‌ها، مواد غیرفلزی و غیرآلی هستند که به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر حرارت و سایش، عایق الکتریکی و حرارتی بودن و مقاومت در برابر خوردگی، در مهندسی کاربرد فراوانی دارند. این مواد از مواد خام با خلوص بالا تولید شده و خواص ثابتی دارند. نیاز به اتصال سرامیک‌ها به یکدیگر یا به فلزات و غیرفلزات در صنایع مختلف، از جمله هوافضا، خودروسازی و الکترونیک، رو به افزایش است. سرامیک‌ها شامل سه گروه اصلی نیتریدها، کاربیدها و اکسیدها می‌شوند و اتصال سرامیک به فلز معمولاً موفقیت‌آمیزتر از اتصال آن به سرامیک است.

خواص سرامیک‌ها با فلزات تفاوت‌های اساسی دارد. فلزات شکل‌پذیر، رسانای خوب گرما و الکتریسیته و دارای ضریب انبساط حرارتی بالایی هستند، در حالی که سرامیک‌ها ترد، رسانای ضعیف و دارای ضریب انبساط حرارتی کمتری هستند. با این حال، استثنائاتی نیز وجود دارد، مانند سرامیک‌های ابررسانا. چقرمگی شکست سرامیک‌ها را می‌توان با افزودن ذرات ویسکر بهبود بخشید و حتی خصوصیات انبساط حرارتی آن‌ها را با فلزات قابل رقابت کرد.

چالش اصلی در اتصال مستقیم فلز به سرامیک، تطبیق ناسازگاری در تردی و انبساط حرارتی است. به همین دلیل، جوشکاری ذوبی در این اتصالات کاربرد ندارد. اگرچه از جوشکاری با پرتوی الکترونی برای اتصال تانتالوم و آلومینا استفاده شده است، اما رواج این روش محدود است. بسیاری از اتصالات فلز-سرامیک ماهیت مکانیکی دارند، مانند جازدن فشاری که در تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود.

آب‌بندی شیشه-فلز، روشی قدیمی و پرکاربرد در تولید لامپ‌های روشنایی و خلاء، لامپ‌های گازی و بدنه‌های نیمه‌رسانا است. انواع مختلفی از شیشه‌ها برای اتصال فلزات خاص به کار می‌روند، از شیشه‌های نرم با دمای کاری پایین و ضریب انبساط حرارتی بالا تا شیشه‌های سخت با دمای کاری بالا و ضریب انبساط حرارتی پایین. اتصالات شیشه-فلز به دو نوع هم‌بسته و غیر هم‌بسته تقسیم می‌شوند. در نوع هم‌بسته، ضریب انبساط حرارتی شیشه و فلز نزدیک به هم بوده و پیوند شیمیایی در فصل مشترک وجود دارد.

در آب‌بندی‌های غیر هم‌بسته، دو نوع اتصال فشاری و “هاوس‌کیپر” وجود دارد. در اتصال فشاری، شیشه دور رسانای فلزی را می‌گیرد و تحت فشار حلقه فلزی قرار می‌گیرد. در اتصال هاوس‌کیپر، یک حلقه شیشه‌ای روی لوله مسی با ضخامت متغیر آب‌بندی می‌شود و انعطاف‌پذیری لوله، اختلاف انبساط را جبران می‌کند. کرنش باقی‌مانده در اتصالات هم‌بسته به دمای کاری و نقطه سفت شدن شیشه بستگی دارد و باید در محدوده ایمن باشد. مکانیزم پیوند خوردن در اتصالات شیشه-فلز، حل شدن لایه اکسیدی فلز در شیشه مذاب و ایجاد پیوند شیمیایی است.

به دنبال پروژه‌های دانشجویی برتر و آماده برای استفاده هستید؟ با دانلود آسان پروژه‌های آماده، در زمان خود صرفه‌جویی کنید و به بهترین نتایج دست یابید!

عناوین و فهرست کلی پروژه:

مقدمه
خواص سرامیک‌ها
آب‌بندی‌های شیشه فلز
کلیات
طراحی اتصال
آب‌بندی هم بسته
آب‌بندی غیر هم بسته
آب‌بندی فشاری
اتصال هاوس کیپر
کرنش باقی‌مانده در یک آب‌بند از نوع همبسته
مکانیزم‌های پیوند خوردن
ایجاد یک آب‌بند شیشه-فلز
شیشه – سرامیک‌ها
کلیات
ایجاد آب‌بندی‌های شیشه – سرامیکی
پوشش‌ها
لحیم کاری سخت
کلیات
فلزدهی
فاکتورهای مهم در لحیم کاری سرامیک به فلز
لحیم کاری سخت با فلز فعال
روش‌های دیگر
پیوند نفوذی
پیوند الکترواستاتیکی
جوش کاری اصطکاکی
اتصال دهی ظریف
خلاصه
منابع