SU1458774A1

SU1458774A1 - Specimen for determining adhesion strength of cermet joints

Info

Publication number: SU1458774A1
Application number: SU874276684A
Authority: SU
Inventors: Stanislav A Likhachev; Nikolaj S Trajmak; Ivan P Molosaev; Gennadij S Krylov
Original assignee: Bruss Polt I
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1989-02-15

Description

Изобретение относится к образцам для Определения прочности сцепления металлокерамических соединений.The invention relates to samples for determining the adhesion strength of ceramic-metal compounds.

Цель изобретения - повышение производительности при испытании и снижение трудозатрат на изготовление образца путем обеспечения многоразового использования керамической подложки, а также повышение точности определения прочности соединения путем исключения концентраторов напряжений на границе контакта металлического цилиндра с керамической подложкой.The purpose of the invention is to increase productivity during testing and reduce labor costs for the manufacture of the sample by providing reusable use of the ceramic substrate, as well as improving the accuracy of determining the strength of the connection by eliminating stress concentrators at the interface between the metal cylinder and the ceramic substrate.

На фиг.1 показана схема предлагав- 15 мого образца; на фиг.2 - образец в момент испытания.Figure 1 shows a diagram of a proposed sample; figure 2 - sample at the time of the test.

Образец выполнен в виде керамической подложки 1 в виде, куба и металлических цилиндров 2, каждый йз 20 которых связан с помощью адгезива 3 с соответствующей гранью куба.The sample is made in the form of a ceramic substrate 1 in the form of a cube and metal cylinders 2, each of which 20 is bonded with adhesive 3 to the corresponding face of the cube.

Диаметр каждого цилиндра 2 составляет от 0,45 до 0,85 длины ребра куба. В каждом цилиндре 2 выполнено 25 сквозное осевое отверстие 4, диаметр которого не меньше половины его диаметра.The diameter of each cylinder 2 is from 0.45 to 0.85 of the length of the edge of the cube. In each cylinder 2, a through axial hole 4 is made 25, the diameter of which is not less than half its diameter.

Образец изготавливают и испытывают следующим образом. 30A sample is prepared and tested as follows. thirty

Керамическую подложку 1 выполняют в форме куба и в центре каждой его грани закрепляют с помощью адгезива 3 металлические цилиндры 2. Металлические цилиндры 2 выполняют полыми, 25 наружные диаметры которых равны 0,450,85 длины ребра куба, а внутренние диаметры отверстий 4 составляет не меньше половины наружных диаметров. Выполнение керамической подложки 1 в до форме куба позволяет увеличить производительность путем обеспечения многоразового использования одной керамической подложки 1 при установке на ее шести гранях металлических цилинд- дд ров 2 и этим снизить трудозатраты на испытания, так как позволяет экономить керамику для изготовления подложек.. Выполнение металлических цилиндров 2 диаметром,равным 0,45-0,85 длины ребра куба, позволяет сохранить часть поверхности керамической подложки Г свободной и приблизить границу соединения цилиндров 2 и подложки 1 к опоре 5 при проведении испытаний $$ образца, а также предотвратить сколы краев керамической подложки 1. Выполнение в металлическом цилиндре 2 центрального отверстия 4 диаметром не меньше половины наружного диаметра уравновешивает влияние концентрации напряжений по наружной боковой поверхности концентрацией напряжений по внутренней поверхности соединения. Выравнивание напряжений по плоскости соединения повышает точность определения прочности металлокерамических соединений. Увеличение диаметра металлического цилиндра 2 более 0,85 длины ребра куба приводит к скалыванию кромок керамической подложки 1. Уменьшение диаметра металлического цилиндра 2 менее 0,45 длины ребра куба увеличивает расход керамики и стоимость испытаний, а также снижает их точность вследствие возрастания концентрации напряжений. Снабжение металлического цилиндра 2 центральным отверстием 4 с диаметром менее половины наружного диаметра снижает эффект уравновешивания концентрации напряжений, что отрицательно сказывается на точности определения прочности металлокерамических соединений.The ceramic substrate 1 is made in the form of a cube and metal cylinders 2 are fixed using adhesive 3 in the center of each of its faces. Metal cylinders 2 are hollow, 25 whose outer diameters are equal to 0.450.85 of the length of the edge of the cube, and the inner diameters of the holes 4 are not less than half of the outer diameters. The implementation of ceramic substrate 1 in the form of a cube allows you to increase productivity by ensuring the reusable use of one ceramic substrate 1 when metal cylinders 2 are installed on its six faces and thereby reduce the labor costs for testing, since it saves ceramic for the manufacture of substrates. cylinders 2 with a diameter equal to 0.45-0.85 of the length of the edge of the cube, allows you to keep part of the surface of the ceramic substrate G free and to approximate the boundary between the cylinders 2 and the substrate and 1 to the support 5 when testing the $$ sample, and also to prevent chipping of the edges of the ceramic substrate 1. Making a central hole 4 in the metal cylinder 2 with a diameter of at least half of the outer diameter balances the effect of the stress concentration on the outer side surface by the stress concentration on the inner surface of the joint. Alignment of stresses along the plane of the joint increases the accuracy of determining the strength of ceramic-metal compounds. An increase in the diameter of the metal cylinder 2 of more than 0.85 of the length of the cube rib leads to chipping of the edges of the ceramic substrate 1. A decrease in the diameter of the metal cylinder 2 of less than 0.45 of the length of the cube rib increases the consumption of ceramics and the cost of testing, and also reduces their accuracy due to an increase in stress concentration. The supply of the metal cylinder 2 with a central hole 4 with a diameter of less than half the outer diameter reduces the effect of balancing the stress concentration, which negatively affects the accuracy of determining the strength of ceramic-metal compounds.

Образец устанавливают на опорное кольцо 5 таким образом, чтобы металлический цилиндр 2 соосно проходил в отверстие кольца 5, которое контактирует с шаровой поверхностью вкладыша 7 испытательной машины (не показана). В металлическом цилиндре 2 закрепляют тягу 6 и прикладывают к цилиндру 2 отрывающую нагрузку. Измеряют величину разрушающей нагрузки при разрушении соединения и площади контакта цилиндра 2 с подложкой 1 и по известной формуле определяют прочность сцепления металлокерамического соединения.The sample is mounted on the support ring 5 so that the metal cylinder 2 coaxially passes into the hole of the ring 5, which is in contact with the ball surface of the insert 7 of the testing machine (not shown). In the metal cylinder 2, the rod 6 is fixed and a tearing load is applied to the cylinder 2. The value of the breaking load is measured during the destruction of the compound and the contact area of the cylinder 2 with the substrate 1 and the adhesion strength of the ceramic-metal compound is determined by the known formula.

После отрыва одного цилиндра подложку поворачивают и последовательно отрывают цилиндры от каждой грани подложки.After tearing off one cylinder, the substrate is rotated and cylinders are sequentially torn off from each face of the substrate.

Пример. Керамическую часть образца изготавливали из феррита марки 10С48, металлическую - из латуни Л82. Размер стороны керамического куба составлял 20 мм, наружный диаметр металлического цилиндра - 15 мм, а внутренний - 8 мм. В качестве связующего использовали клей К-400. Испытания проводили на разрывной машине типа Р-5. Прочность сцепления составила 24,7 МПа против 16,2 МПа по способу-прототипу, в котором наблюдалось влияние концентраторов напряжений на границе контакта цилиндра с подложкой и изгибающих напряжений от за1458774 в захвате испытакрепления подножки тельной машины.Example. The ceramic part of the sample was made of 10C48 grade ferrite, and the metal part was made of L82 brass. The size of the side of the ceramic cube was 20 mm, the outer diameter of the metal cylinder was 15 mm, and the inner was 8 mm. As a binder used glue K-400. The tests were carried out on a tensile testing machine type P-5. The adhesion strength was 24.7 MPa versus 16.2 MPa according to the prototype method, in which the influence of stress concentrators at the interface between the cylinder and the substrate and bending stresses from 1,458,774 in the gripping test of the mounting of the footboard was observed.

Claims

Sample for determining the adhesion of cermet bonds1.

connections made in the form of a metal cylinder and ceramic substrate bonded with adhesive, characterized in that, in order to increase productivity and reduce labor costs, the ceramic substrate is made in the form of a cube and the sample is equipped with additional metal cylinders, each of which is connected with adhesive with the corresponding face of the cube.

2. The sample according to claim 1, characterized in that, in order to improve the accuracy of determination, the diameter of each cylinder is 0.85 of the length of the rib

3. A sample through the cylinder made a through hole, the diameter of which is half the diameter of the cylinder.

makes up a cube.