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Proceso y Mecanismo de Sellado del Compuesto 65 vol.% SiCp/ZL102 y Vidrio Electrónico DM305 con Vidrio Borosilicatado

Autores: Zhou, Da; Cheng, Dongfeng; Hu, Xiaoyu; Niu, Jitai; Qiu, Dechao

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Compuestos de matriz de aluminio
Relleno de vidrio
Temperatura de sellado
Resistencia al corte
Mecanismos de fractura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 2

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas de SiC (SiCp/Al MMCs) se utilizan ampliamente en el campo aeroespacial debido a su alta rigidez específica y resistencia, bajo coeficiente de expansión térmica y buena resistencia a la radiación. En el proceso de aplicación y promoción, existe un problema de conexión entre los compuestos de matriz de aluminio y el vidrio electrónico. En este trabajo, se utilizó un relleno de vidrio sin plomo SiO2-B2O3-Na2O para sellar compuestos SiCp/ZL102 al 65% en volumen y vidrio electrónico DM305 en un ambiente atmosférico. Se estudiaron los efectos de la temperatura de sellado en las propiedades de las uniones mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de rayos X por dispersión de energía (EDS). Además, se analizaron las causas de los defectos y los mecanismos de fractura de las uniones. Los resultados mostraron que el relleno de vidrio y el material base estaban conectados a través de un mecanismo dual de reacción de difusión de elementos Al, Na, Si y O y una oclusión mecánica. A una temperatura de sellado de 540 grados C y un tiempo de retención de 30 minutos, la interfaz de la unión era densa y libre de grietas. Mientras tanto, la resistencia al corte promedio alcanzó 13.0 MPa, y la tasa de fuga de estanqueidad fue de 1 x 10-9 Pa·m3/s. Las características de fractura frágil se revelaron por la morfología escalonada de la fractura, que se originó en la costura de soldadura y se propagó hacia el poro. La grieta se propagó gradualmente hacia el material base a ambos lados a medida que se expandía el área de fractura, lo que finalmente resultó en una fractura.

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