Bakır kaplanmış volfram tozlarının karşılaştırmalı sinterleme davranışları
Comparative sintering investigations of copper coated tungsten powders
- Tez No: 112236
- Danışmanlar: PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
BAKIR KAPLANMIŞ VOLFRAM TOZLARININ KARŞILAŞTIRMALI SİNTERLEME İNCELEMELERİ ÖZET Yüksek ısıl iletkenlik ve düşük ısıl genleşme katsayısına sahip özgün malzeme grupları mikroelektronik devre paketleri ve ısı emiciler gibi ısıl idare uygulamalarının temel ihtiyacım oluşturmaktadır. Bu özelliklerin aynı anda bir bünye içerisinde toplanabilmesi ancak yüksek iletkenliğe sahip bir matris ve bunun içerisine katılan refrakter karakterli ikincil bir fazdan oluşan kompozit bir bünye içerisinde mümkün olmaktadır. Volfram-bakır sistemi bu tarz uygulamalara aday bir sistem olmasına rağmen, sistemin hiç bir durumda çözünürlük göstermemesi sadece katı hal kontrollü ve yeniden düzenlenme süreçleriyle sinterlemeyi kısıtlamakta ve bu durum da alaşım gruplarının sıvı faz sinterlemesiyle yoğunlaşmasını frenlemektedir. Bu problemin çözümlerinden biri mikronaltı seviyelerde çok ince volfram tozu kullanmak olup pahalı bir çözümdür. Diğeri ise sisteme çözünürlük veren çok az seviyede aktivatör katkılarıyla sinterleme yapmaktır ki bu durumda bu katkıların etkisi sistemin ısıl iletkenlik değerlerini olumsuz yönde etkilemektedir. Muhtemeldir ki bakır fazının homojen bir şekilde mikroyapıda dağılması durumunda yeniden düzenlenmenin yoğunlaşmaya katkısı artacaktır. Bu durumun teorik olarak üst sınırı yapıdaki bütün volfram-volfram parçacık temaslarının sinterleme sırasında sıvı oluşumundan önce önlenebilme durumudur. Bu nedenle bu çalışmada, öncelikli olarak volfram tozlarının bakır ile kaplanması gerçekleştirilmiş olup üretilen bu kompozit tozların aynı bileşimlerde değişik yöntemlerle hazırlanan tozlarla karşılaştırmalı sinterleme davranışları incelenmiştir. Volfram tozlarının balar ile kaplanma işlemi akımsız kaplama yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Üretilen bu kompozit tozlar, elementel olarak volfram ve bakır tozlarının karıştırılması ve bu karışımın atritör ve düzlemsel bilyalı değirmende öğütülmesi yoluyla hazırlanan aynı bileşimdeki setler ile karşılaştırılmalı olarak incelenmişlerdir. Kaplanmış tozların dökme ve çökme yoğunluk değerleri artarken paketlenebilirlik özelliklerinde gelişme kaydedilmiştir. Yine SEM-EDS destekli analizleri kaplanmış tozların bileşim homojenliğinin en üst düzeyde olduğunu ortaya koymuştur. Tozların karşılaştırmalı yüksek sıcaklık incelemelerinde kaplanmış tozların ısıl iletiminin diğerlerine göre daha seviyede olduğu ortaya konmuştur. Mikroyapısal gözlemlerle desteklenen dilatometrik etütler kaplanmış tozların, mikroyapıdaki W-W temaslarını azaltarak sıvı oluşumuyla birlikte daha etkin bir yeniden düzenlenme sürecine neden olduğunu ortaya koymuştur. Bu durum gerçek zamanlı sinterleme deneyi ile anlık olarak gözlenmiştir.Kaplanmış tozlardan hazırlanan sistemlerde artan XVbakır miktarı sinterleme sırasında oluşan sıvı miktarını artırarak yoğunlaşmaya olumlu katkı sağlarken, artan presleme basıncı numunelerde sinterleme sonrası şekilsel bozukluğu artırmıştır bu durum mikroyapıda W-W temaslarının daha fazla olduğu elementel karışım yoluyla hazırlanan numunelerde gözlenmemiştir. %10 Cu bileşimi üzerindeki çalışmalarda kaplanmış tozlar, elementel tozlardan daha çok çekme davranışı göstermiştir. Bu durum sıkıştırılmış bünye içerisinde sıvı faz oluşumu öncesinde W-W temaslarının önlenmesi yada azalması durumunda, volframın katı hal sinterlemesinin frenlenebileceği ve sistemde ilk sıvı oluşumuyla birlikte yeniden düzenlenme süreçlerinin daha etkin olmasıyla alakalıdır.Ama kaplanmış toz örneğinde W-W temaslarım azaltırken mikroyapıda teşvik edilen Cu-Cu temaslarının özellikle yüksek Cu içeriklerinde sinterleme için itici güç oluşturabileceği ortaya konmuştur. Nitekim katı hal sinterleme çalışmalarında elde edilen sonuçlar bu bulguları doğrulamaktadır. Yüksek yoğunluktaki numunelerin sertlik ve elektrik iletkenlik değerleri literatürle uyum içerisindedir. Öğütme işlemleriyle hazırlanan numunelerin elektrik iletkenlik değerleri benzer özellikteki numunelerden düşük bulunmuş ve bu durum öğütme ortamından gelen kirlenmeye bağlanmıştır. W-W temaslarınınının fazla olduğu elementel karışım yoluyla hazırlanıp sinterlenmiş numuneler ile aynı bileşimdeki kaplanmış tozlardan hazırlanıp sinterlenmiş numuneler arasında çok ciddi elektriksel iletkenlik farkına rastlanmamıştır. xvı
Özet (Çeviri)
COMPARATIVE SINTERING INVESTIGATIONS OF COPPER COATED TUNGSTEN POWDERS SUMMARY Unique materials with a combination of high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient are needed for thermal applications such as microelectronic packaging and heat sinks. These combination of properties can be provided by composite materials consisting of a refractory reinforcement and high thermal conductivity matrix. Tungsten-copper system is one of potential candidate for this application. Although liquid phase sintering is an atractive processing approach for sintering heavy alloy systems, lack of solubility of between tungsten and copper inhibits densification especially compositions with high volume fraction of tungsten. Due to this lack of solid solubility, densification in tungsten copper alloys occurs mainly by solid state sintering and rearrengement. There are two main accepted solutions for this problem; one is use of submicron tungsten powders which is expensive and the second one is addition of small amount of activators which decrease the thermal conductivity of alloy. It is most probable that a homogenous distribution of copper phase will lead higher degree of rearrengement during sintering of this system. Theoretically upper limit of this approach is elimination of every single tungsten-tungsten particle contact before liquid formation during sintering. Therefore in the first step of this study tungsten powders were coated with copper via electroless coating technic. Properties and high temperature behaviors of these composite powders were examined against experimental elemental mixtures and co- milled mixtures of same compositions. In powder state, higher apparent and tap density values obtained from coated powders with respect to virgin tungsten and copper mixtures and co-milled sets. Also microstructural investigations supported by scanning electron microscope which is supported by EDS analyses attachment indicated higher compositional homogenity in coated state which eliminates segregation problem of heavy alloy powders. Comparative high temperature DTA investigations indicates that powders have higher thermal conductivity values in coated state.Dilatometric investigations supported by microstructural characterization showed that better densification values in samples prepared from coated powders and increasing copper content promote densification.. This behavior also observed in real-time sintering experiment. Coating layer of copper xvninhibits potential tungsten-tungsten particle contacs in microstructure and promotes higher rearrengement densification. Although sintered samples prepared from coated powders and elemental mixtures showed harmanious hardness and electrical conductivity values with respect to literature, co-milled samples lead lesser electrical conductivity values which is a result of contaminations during milling. XVUl ^oS> YteSSKÖÖlETİM KUW DOKÜMANTASYON MERKEZİ
Benzer Tezler
- Altın madenciliği atık sularının peroksit ve bakır kaplanmış pomza taşı ile siyanür giderimi
Removal of cyanide in gold mining waste waters hydrogen peroxide and copper-ımpregnated pumice
EMİNE KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET KİTİŞ
- Effects of copper electroplating parameters on microstructure and mechanical properties of Al-Cu brazed joints
Bakır elektrokaplama parametrelerinin sert lehimlenmiş Al-Cu eklemlerinin mikroyapısı ve mekanik özellikleri üzerine etkileri
AYŞE ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSHAK KARAKAYA
- Electric conductivity and resistivity of aluminum alloys for the application of electric counters
Elektrik sayaç uygulamaları için alüminyum alaşımların elektrik iletkenliği ve elektrik direnci
İPEK YAZICIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Mekatronik MühendisliğiBahçeşehir ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA OKTAY ALNIAK
- Voltametrik metotlarla ditiyofosfonat anyonlarının elektrokimyasal davranışlarının incelenmesi
Investigation of electrochemical behaviour of dithiophosphonates anions by voltammetric methods
PINAR ÇEKİRDEK
- P-aminofenol'ün nitrobenzenden elektrokimyasal olarak elde edilmesi
Electrochemical synthesis of p-aminphenol from nitrobenzene
KAMRAN POLAT