بررسی ریزساختاری فصل مشترک ti/3ysz در اتصال نفوذی ni 105/ni/nb/ti/3ysz

در این پژوهش اتصال نفوذی سرامیک زیرکونیای پایدار شده با ایتریم اکسید به سوپرآلیاژ نایمونیک 105 با استفاده از لایه میانی چندتایی ti/nb/ni انجام شد. اتصال با استفاده از روش جرقه پلاسمایی در اتمسفر خلاء و در دماها و زمان های مختلف انجام گردید. به منظور بررسی ریزساختار در شرایط مختلف از میکروسکوپ نوری، sem و fesem مجهز به eds استفاده شد. نتایج نشان داد که ناحیه بحرانی اتصال، فصل مشترک ti/3ysz بوده و در تمامی شرایط اتصال در فصل مشترک های ti/nb، nb/ni و ni/ni 105 برقرار شده است. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که در تمامی شرایط دمایی و زمانی اتصال، در فصل مشترک ti/3ysz دو ناحیه مجزا شامل ti3o و (zr,ti)2o (به دلیل اختلاف در عمق نفوذ عناصر ti، zr و o) تشکیل گردیده و با افزایش دما و زمان اتصال ضخامت این نواحی افزایش یافته است. بررسی های ریزساختاری مشخص نمود که اتصال در شرایط دمای°c 900 و زمان 30 دقیقه فاقد هرگونه ترک و ناپیوستگی بوده و در اثر نفوذ خوب اتم ها، لایه واکنش مناسبی تشکیل شد. نتایج ریزسختی سنجی و آنالیزهای eds ضعیف بودن لایه واکنشی ti3o را نشان داد.

Microstructural study of Ti/3YSZ interface in NI 105/Ni/Nb/Ti/3YSZ diffusion bonding

In this research, the diffusion bonding of the stabilized zirconia ceramic and Nimonic 105 superalloy using Ti/Nb/Ni multiinterlayer was carried out. Joint was performed using the plasma spark technique in a vacuum atmosphere and at different temperatures and times. The microstructure of the different joint zones was studied using optical and FESEM microscopes equipped with an EDS analyzer. The results showed that the critical region is Ti/3YSZ interface and in all conditions diffusion bonding in Ti/Nb, Nb/Ni, and Ni/NI 105 interfaces were done. Microstructural observations showed that in the Ti/3YSZ interface at all temperature and time conditions, the connection of two separate regions including Ti3O and (Zr, Ti)2O was formed due to the difference in the diffusion depth of Ti, Zr, and O elements and with increasing temperature and time, the thickness of these regions increased. Microstructural studies showed that the bond at 900 ℃  and 30 minutes did not have any cracks and discontinuities and due to the better diffusion of atoms, a suitable reaction layer was formed. Microhardness observations and EDS analyses confirmed that the Ti3O reaction layer is the weakest zine.