اتصال نفوذي بدنه هاي آلومينايي با استفاده از مخلوط نانوذره هاي هيدريدي بين-لايه اي و بررسي ساختار و استحكام اتصال

Diffusion Bonded Alumina Bodies Using Hydride Nanopowders Interlayers and Structural Investigation of Joint Interface

در اين پژوهش ابتدا مخلوطي از نانوذره هاي هيدريد آلومينيم و آلانيت منيزيم با استفاده از مواد اوليه كلريدي و به روش آسياي مكانيكي - شيميايي تهيه گرديد. سپس بدنه هاي صلب آلومينايي پس از اعمال لايه مياني هيدريدي، در چهار دماي 300، 350، 400، و 450 درجه سانتي گراد با استفاده از يك پرس داغ القايي متصل شدند. در حين اتصال، تجزيه نانوذره هاي هيدريدي در دماي اتصال، مخلوطي از نانوذره هاي آلومينيم و تركيب بين فلزي آلومينيم - منيزيم بدون لايه اكسيد سطحي را به گونه درجا در لايه مياني فراهم آورد. در انتها، ساختار فصل مشترك و استحكام پيوند در اتصال نفوذي بدنه ها مورد بررسي قرار گرفت. مشاهده شد كه اتصال بدنه ها با تشكيل مجموعه اي از اكسيدهاي مختلط (اسپينل) همراه بود كه استحكام پيوندي در حد 196 مگاپاسكال را ايجاد 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.