The Errect of Interfacial Structure on the Bonding Strength in ${Al}_{2}{O}_{3}$/304 Joint

${Al}_{2}{O}_{3}$/304스트레인레스강 접합체 계면구조가 접합강도에 미치는 영향

  • Kim, Byeong-Mu (Dept.of Metallurgical Engineering, Busan National University) ;
  • Gang, Jeong-Yun (Dept.of Metallurgical Engineering, Busan National University) ;
  • Lee, Sang-Rae (Dept.of Metallurgical Engineering, Busan National University)
  • 김병무 (부산대학교 광과대학 금속공학과) ;
  • 강정윤 (부산대학교 광과대학 금속공학과) ;
  • 이상래 (부산대학교 광과대학 금속공학과)
  • Published : 1993.06.01

Abstract

Joining ${Al}_{2}{O}_{3}$ and STS 304 stainless steel by active metal brazing method with using CuI Owt % Ti and Cu -7 .5wt % Zr insert metal, their interfaces were analyzed and strength of the joint brazed with Cu-7.5wt % Zr insert metal also investigated with shear strength testing method. In brazing with Cu-lOwt% Ti insert metal, the single reaction layer was formed by the reaction with Ti and ${Al}_{2}{O}_{3}$ at the interface between ${Al}_{2}{O}_{3}$ and insert metal, but the double reaction layer was found in brazing with Cu-7.5wt % Zr insert metal because of the difference of their wettability on the surface of ${Al}_{2}{O}_{3}$. Fracture shear strength about 86MPa was obtained from ${Al}_{2}{O}_{3}$/Cu-7.5wt% Zr/STS 304 stainless steel joint and reasonable strength of the joints is attributed to the formation of double reaction layer at the interface.

첨가원소를 달리한 두 종류의 삽입금속 Cu-10tw% Ti합금과 Cu-7.5wt% Zr 합금을 사용하여 알루미나와 304 스테인레스강을 활성브레이징법으로 접합하였을 때 두 접합체 계면의 반응층생성구조를 비교조사하여 다으모가 같은 결과를 얻었다. Cu-10tw% Ti삽입금속을 사용한 접합체의 알루미나쪽 반응층은 단층구조를 이루고 있었으나 Cu-7.5wt% Zr삽입금속을 사용한 경우 반응층은 이중구조를 이루고 있었다. 이는 두 종류의 서로 다른 삽입금속이 용융상태에서 알루미나 표면에 갖는 젖음성(wettability)차이에 기인하는 것으로 사료되며 이러한 반응층의 생성구조는 접합강도에 지대한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. Cu-10wt% Ti 삽입금속을 사용한 경우 모든 접합조건에서 열응력에 의한 모서리 균열(dege crack)이 관찰되었으나 Cu-7.5wt% Zr 삽입금속을 사용한 경우 적정 접합조건을 선정하면 반응층의 이중구조를 통애 열응력을 완화시킴으로써 균열발생을 억제하여 1323K $\times$ 0.6Ks의 접합조건에서 비교적 높은 약 86MPa의 전단강도값을 얻을 수 있었다.

Keywords

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