بررسی شرایط اتصال آلیاژ کوار به شیشه بوروسیلیکاتی

تطابق عالی ضرایب انبساط حرارتی بین شیشه های برو سیلیکاتی و آلیاژ کوار، باعث شده است از این نوع مواد در ساخت اتصالات آب بند در قطعات الکترونیکی و رسیور های حرارتی استفاده شود. با توجه به ماهیت غیر فلزی شیشه ایجاد اتصال متالورژیکی با یک فلز به صورت مستقیم از لحاظ موضوع تر شوندگی غیر ممکن است. لذا ایجاد یک لایه واسطه، پیش اکسیداسیون، راه حل این مشکل می باشد. آزمایش های اکسیداسیون حرارتی آلیاژ کوار در شرایط آماده سازی مختلف و با استفاده از دو نوع کوره الکتریکی ساده و تیوبی، در اتمسفر هوای معمولی و کنترل شده در محیط صدردصد بخار آب و محیط n2-0.33%h2-2.088%h2o صورت گرفت. با تغییر پارامتر های دما و زمان، ضخامت های مختلف لایه اکسیدی بدست آمد. در اتمسفر معمولی اکسیدسیون، در محدوده دمایی ?c 810-690 و بازه زمانی min 16-4، ضخامت لایه های اکسیدی مختلف در بازه 2 تا 6 میکرومتر تغییر نمود. در اکسیداسیون در محیط بخار آب، در محدوده دمایی ?c 580-500 و بازه زمانی hr 4-1، ضخامت لایه های اکسیدی در بازه 6/0 تا 8/3 میکرومتر متغیر بود. در محیط n2-h2مرطوب در محدوده ?c 1000-550 و زمان اکسیداسیون min 60، افزایش وزن در واحد سطح نمونه ها در بازه mg/cm2 11/1-034/0 تغییر کرد. بررسی های xrd نشان داد بسته به نوع محیط اکسیداسیون لایه اکسیدی می تواند شامل اکسید های feo، fe2o3 و fe3o4 می باشد. ضخامت لایه ها به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی در حالت های مختلف مورد ارزیابی و تحلیل قرارگرفت. بر این اساس بهترین شرایط حاصل از لحاظ ترکیب شیمیایی و ضخامت لایه اکسیدی، در محیط اکسیداسیون n2-0.33%h2-2.088%h2o و در دمای ?c 1000 و زمان min 60 به دست آمد. اتصال در دو شرایط اتمسفر معمولی و اتمسفر کنترل شده صورت گرفت به نحوی که در شرایط محیط اتصال n2-0.33%h2-2.088%h2o میکرو ترک ها در محل تماس دیده نشدند. همچنین این باند به کمک نرم افزار nastran شبیه سازی و نقاط بحرانی اتصال از لحاظ تمرکز تنش مورد تحلیل قرار گرفت که با نتایج عملی حاصل مطابقت داشت.