Sinterización de alúmina, producción y caracterización de ensambles disimiles alúmina/titanio por difusión en fase líquida

Abstract

In recent years, advanced ceramics or engineering ceramics have achieved great development for various specialized applications; this group of materials include oxides, nitrides or carbides. Aluminum oxide (Ah03) is one of the most important ceramics of this type, due to its physical, chemical and mechanical properties, which can be used in various branches of science such as electrical, textile and optical industry, among others. Likewise, the development of ceramic/metal joints with Ah03 has been manifested for specialized applications such as in the areas of medicine and biomaterials, increasing interest in this type of assembly. Producing ceramic joints to metals, greater and better properties are obtained than those presented by each material alone, extending and expanding its applications. In this work we present the results of joints in the. Ah03 ceramic system with commercial grade titanium metal by means of the brazing technique, using a Ti6oCll.4o metal alloy as an element of union. The interface formed during the brazing process is responsible for establishing the bond between ceramic and metal materials. To improve the formation of this intermce, te.Ah03 ceramic compacts were sintered with a surface porosity, mixing and compacting the ceramic material with a 5% NHdiC03 (ammonium bicarbonate) salt, and a second series of sintered Ah03 compacts partially. Ah031ri6oCu.Jfi arrangements were made at temperatures of 1000, 1010, 1030 and 1040 oC for times ofl, S, 10 and 20 minutes under a protective atmosphere of argon gas.

En la actualidad los cerámicos avanzados o cerámicos de uso ingenieril han alcanzado un gran desarrollo para diversas aplicaciones especializadas, este grupo de materiales incluyen óxidos, nitruros o carburos. El óxido de aluminio (Ah03) es uno de los cerámicos de este tipo más importantes, debido a sus características físicas, químicas y propiedades mecánicas, que pueden ser empleados en diversas mmas de la ciencia como industria eléctrica, textil y óptica, entre otras. Asimismo, se ha manifestado el desarrollo de las uniones cerámico/metal con Ah03 para aplicaciones especializadas como en las áreas de medicina y biomateriales, aumentando el interés por este tipo de ensambles. Produciendo uniones cerámicas a metales se obtienen mayores y mejores propiedades que las presentadas por cada material en solitario, extendiendo y ampliando sus aplicaciones. En el presente trabajo se presentan los resultados de uniones en el sistema cerámico Ah03 a metal de Titanio grado comercial mediante la técnica de unión Brazing (Soldadura fuerte), usando como elemento de unión una aleación metálica Ti6oCu.w. La interfitse fonnada durante el proceso brazing es la responsable de establecer la unión entre los materiales cerámico y metal. Para impulsar y mejorar la formación de esta interfase se sintetizaron los compactos cerámicos Ah03 con una porosidad en la superficie, mezclando y compactando el material cerámico con una sal de NHdiC03 (bicarbonato de amonio) al 5%, y una segunda serie de compactos Ah03 sinterizados en forma parcial. Los arreglos de Ah031Ti6oCu.to/Ti se realizaron a temperaturas de 1000, 1010, 1030 y 1040°C por tiempos de 1, 5, 10 y 20 minutos bajo una atmósfera protectora de gas argón.