Full text: Fortschritte in der Metallographie

Problematik beim Diffusionsschweißen von Ti/Al,O, 
n beispielswei- Bei der Herstellung der Materialverbindung Ti/Al,O, treten zwei grundsatzliche Probleme auf. 
eine reduzierte Einerseits entstehen durch den Abkühlvorgang thermoelastisch verursachte Spannungen in 
1,0, sehr inter- der Grenzfléche, und andererseits kommt es zu einer durch chemische Reaktionen bedingten 
hysiologischen Bildung sprader intermetallischer Phasen. Die Metallographie bietet die Möglichkeit, mit Hilfe 
plantate einen der Rasterelektronenmikroskopie (REM) und der EDX- bzw. WDX-Analyse in der Mikrosonde 
compatibel. Die Struktur und Zusammensetzung dieser Zwischenschichten sowie Rißbildungen infolge thermi- 
htrittsstelle zur scher Spannungen zu erfassen. 
Al,O,-Oberfla- 
alvanischer Ef- Beim Diffusionsschweißen in Abb. 2 werden zwei Festkörper 
je Vorzüge von in einer Hochvakuumanlage zu einem Sandwich aufgebaut NAD, 
schen Eigen- und bei einer Temperatur 7, und einem uniaxialen Druck Ps ALO, 
gkeit. Ein Ver- von 4-10 MPa Uber eine Zeit 7, stoffschlüssig verbunden. 
ich der Mund- Infolge von Diffusionsprozessen kommt es zu einer Verbin- Titan 
dung von Metall und Keramik. Während des Abkühlvorgangs 
zieht sich die Materialverbindung wieder zusammen. Da der ALO, 
mittlere thermische Ausdehnungskoeffizient von ALO, mit 
Oe ore =8,6:107° K™' [14, 15] deutlich niedriger liegt als 
ndschleimhaut der von Titan mit 0, uve =1L1-107 K™ [16], bauen sich App 2 Diffusionsschweißen 
H wahrend des Abkuhlvorgangs Eigenspannungen parallel zur 
Grenzflache auf. Bei Kenntnis der thermischen Ausdehnungskoeffizienten G, der 
nochen Elastizitätsmoduli £, und der Poissonkonstanten v, der beiden Werkstoffe lassen sich die Ei- 
genspannungen &, - &, parallel zur Grenzfläche für eine Temperaturdifferenz AT= T;-20°C zu 
. __ EEE 
undimplantats or sol = (= = i. AT 
E+E, 
nd den Eigen- berechnen [17]. Aus Gleichung 1 folgt, daß parallel zur 
‚Bindung ZUM Grenzfläche im Material mit dem kleineren thermischen Aus- 
ingesetzt Wer dehnungskoeffizienten (Al,O,) eine thermisch induzierte i 
ige Informatio- : : N a : 
. Druckspannung, im Material mit dem größeren thermischen 
Probleme be! Ausdehnungskoeffizienten (Titan) eine thermisch induzierte 
bilität dentaler Zugspannung vorliegt. Dieser Eigenspannungszustand ist in Materia 
en Darüber Abb. 3 schematisch dargestellt. Die Differenz dieser beiden . 
mechanischen . as Abb. 3 Eigenspannungen 
Eigenspannungsanteile ergibt die in der Verbundebene vor- 
liegende thermische Gesamtspannung oc, Fur die Berechnung der in Tabelle 1 angegebenen 
Eigenspannung ¢™ und der Gesamtspannung o, in der Grenzflache verschiedener Metall-Ke- 
ramik-Verbunde wird der ebene Spannungszustand (ESZ) angenommen, da die thermisch in- 
duzierte RiRinitiierung in oberflachennahen Probenbereichen stattfindet [18, 19]. 
Prakt. Met. Sonderbd. 26 (1995) 669 
Ef 
(1)
	        
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