МОЖЛИВІСТЬ ПАЯННЯ КЕРАМІКИ ZrO₂ ЗА ДОПОМОГОЮ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

Анотація

Діоксид цирконію характеризується значною рухливістю аніонів при високих температурах, тому здатен пропускати струм у цих умовах, що може впливати на процеси його взаємодії з металами. Вивчено вплив пропускання струму крізь міжфазну межу між керамікою ZrO₂ та металевими розплавами (мідь, нікель, Cu–17,5 Ga, Ni–20 Cr). Струм призводить до повного розтікання розплавів по поверхні кераміки ZrO₂, причому розплави Ni та Ni–Cr розтікаються швидше, ймовірно, завдяки вищій температурі плавлення даних металів, а отже, й експериментів. Ці результати пояснені тим, що при підключенні до ZrO₂ позитивного струмовідводу (катод) кераміка поблизу контакту з металевим розплавом збіднюється киснем внаслідок руху аніонів до електроду. Дефіцит кисню можна вважати надлишком цирконію, який розчиняється у розплаві, покращуючи змочування. Це підтверджено мікроструктурними дослідженнями, в яких спостерігалося істотне розчинення катоду з кераміки ZrO₂ у розплаві та утворення товстого, розвиненого перехідного шару з ZrO₂ на аноді. Отже, оскільки було досягнуто змочування, пропускання струму використали для паяння кераміки ZrO₂ до молібдену. При використанні міді як припою спостерігалося непропаяння, оскільки металевий розплав вичавлювався з паяльного проміжку раніше, ніж досягалося змочування. У деяких випадках кераміка розтріскувалася внаслідок локаль­ного перегріву. За допомогою припоїв Ni та Ni–20 Cr отримано достатньо міцні з’єднання, без непропаяних ділянок. При використанні припою Cu–45 Ni паяльний проміжок не всіх зразків заповнювався, у деяких з них кераміка розтріскувалася через локальний перегрів, а деякі зразки були досить міцними. За допомогою сплаву Ni–20 Cr спаяно кераміку ZrO₂ та жаростійку сталь. Отже, пропускання струму може бути використане для паяння керамічних матеріалів.