اثر مورفولوژی اکسید مس (Cu_۲O) روی متالیزاسیون سرامیک های آلومینا (Al_۲O_۳)

Influence of the Cu2O morphology on the metallization of Al2O3 ceramics

چکیده

در این پژوهش، ابتدا فیلم های اکسید مس یا Cu_۲O روی یک فویل Cu با رسوب دهی الکتریکی کاتدی در مقادیر pH مختلف تولید شده اند. سپس سمت اکسید مس (Cu_۲O) فویل Cu به دقت به یک زیرلایه سرامیکی Al_۲O_۳ متصل شده و تا ۱۰۷۵°C تحت اتمسفر N_۲ گرما داده شده است. اثر مقدار pH روی ریزساختار فیلم Cu_۲O با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده است. هنگامی که مقدار pH از ۹ به ۱۱ و ۱۲ افزایش یافته، شکل دانه های Cu_۲O به ترتیب از هرم ۴ وجهی به منشور مثلثی و به هرم ۳ وجهی تغییر پیدا کرده است.

در مقایسه با نتایج گزارش شده در مقالات قبلی، نتایج پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داده اند که بعد از واکنش به مدت ۴ ساعت، هر دو فاز CuAlO_۲ و CuAl_۲O_۴ در فصل مشترک Cu/Al_۲O_۳ شکل گرفته­ اند. هنگامی که زمان اتصال به ۷ ساعت افزایش داده شد، محصولات واکنش فصل مشترکِ ناپیوسته بر مقطع عرضی فصل مشترک Cu/Al_۲O_۳ نمایان شدند. اثر مورفولوژی Cu_۲O بر استحکام اتصال Cu/Al_۲O_۳ با توجه به نتایج آزمون های استحکام خمشی، بحث شده است و نتایج نشان می دهد که مورفولوژی اکسید مس ( Cu_۲O ) یکنواخت و متراکم می تواند برای بهبود استحکام اتصال در طول فرآیند متالیزاسیون سرامیک آلومینا مفید باشد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

In this study, thin Cu2O films were first produced on a Cu foil by cathodic electro-deposition at different pH values. Then the Cu2O side of the Cu foil was closely attached to an Al2O3 ceramic substrate and heated to 1075 °C under N2 atmosphere. The effect of the pH value on themicrostructure of the Cu2O film was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The shape of the Cu2O grains changed from a 4-sided pyramid to a triangular prism to a 3-faced pyramid when increasing the pH value from 9 to 11 and 12, respectively.

The X-ray diffraction (XRD) results showed that both CuAlO2 and CuAl2O4 were formed at the Cu/Al2O3 interface after reacting for 4 h, in contrast to results reported in previous papers. When the  onding time was extended to 7 h, discontinuous interfacial reaction productswere found on the cross-section of the Cu/Al2O3 interface. The effect of the Cu2Omorphology on the bonding strength of the Cu/Al2O3was discussed considering the results of the flexural strength tests, and the results indicated that a uniform and dense Cu2Omorphology would be beneficial for improving the bonding strength during the metallization process.