aalto1 untyped-item.component.html
Optimisation of the Cu/Al2O3 Functionally Graded Material
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Mak-77
Degree programme
Language
en
Pages
57
Series
Abstract
Tässä diplomityössä tutkittiin alumiinioksidi-kupariliitosta eri seostusgradienteilla eri lämpötiloissa.
Al_(2)O_(3) - Cu liitosta on tarkoitus käyttää lämpösähköisen elementin valmistuksessa, jossa aluminioksidi toimii sähkön eristeenä.
Tavoitteena oli löytää optimaalinen seostusgradientti aluminioksidi-kupariliitokselle elastisten jäännöslämpöjännitysten ja lämmönjohtavuuden suhteen.
Tutkimus suoritettiin alumiinioksidi-kupariliitokselle matemaattisella mallinnuksella käyttölämpötiloissa 20 °C ja 700 °C.
Alumiinioksidi-kupariliitokselle mahdollisia valmistusmenetelmätyyppejä ovat kaasufaasi-, nestefaasi- ja kiinteäfaasimenetelmät (jauhemetallurgisia).
Kustakin menetelmästä käydään läpi joitakin menetelmiä, joilla on mahdollista valmistaa toiminnallisen rajapinnan materiaaleja.
Käytettyjen materiaalien, Al_(2)O_(3) ja Cu. erilaisista lämpölaajenemiskertoimista johtuen valmistettavaan liitokseen muodostuu elastinen jäännösjännitys.
Liitoksen termoelastiseen mallintamiseen käytettiin levyteoriaa, johon oli lisätty mikromekaaninen malli.
Mikromekaanisella mallilla laskettiin materiaalin mekaaninen käyttäytyminen seostussuhteen muuttuessa.
Käyttämällä liitokselle sopivaa seostusgradienttialuetta voidaan alentaa merkittävästi elastisia jäännösjännityksiä kappaleessa, jopa yli 10 kertaa verrattuna seostamattomaan liitokseen.
Al_(2)O_(3) -rikkaalla seostusalueella ohut gradienttikerros on parempi tarkasteltaessa jännitys-lämpövastuksen yhteisvaikutusta.
Kuparin määrän lisääntyessä gradienttikerroksessa jäännösjännitysten vaikutus muuttuu hallitsevaksi.