لحام مركبات مصفوفة الألومنيوم

(1) تشمل خصائص لحام مركبات مصفوفة الألومنيوم بشكل أساسي تقوية الجسيمات (بما في ذلك الشعيرات) وتقوية الألياف. وتشمل المواد المستخدمة للتقوية بشكل رئيسي البورون، والكربون الأسود، وكربيد السيليكون، وما إلى ذلك.

عند لحام وتسخين مركبات مصفوفة الألومنيوم، يتفاعل الألومنيوم الموجود في المصفوفة بسهولة مع الطور المقوي، مثل الانتشار السريع للسيليكون من معدن الحشو إلى المعدن الأساسي وتكوين طبقة هشة. ونظرًا للاختلاف الكبير في معامل التمدد الخطي بين الألومنيوم والطور المقوي، فإن التسخين غير المناسب أثناء اللحام سيؤدي إلى إجهاد حراري عند السطح البيني، مما يسهل حدوث تشققات في الوصلة. إضافةً إلى ذلك، فإن قابلية التبلل بين معدن الحشو والطور المقوي ضعيفة، لذا يجب معالجة سطح اللحام للمركب أو استخدام معدن حشو مُنشط، ويُفضل استخدام اللحام الفراغي قدر الإمكان.

(2) يمكن لحام مركبات مصفوفة الألومنيوم المدعمة بجزيئات كربيد السيليكون (SiC) باستخدام مادة اللحام وعملية اللحام B، ويمكن معالجة السطح قبل اللحام عن طريق الصنفرة، أو التنظيف بفرشاة سلكية، أو الغسل بمحلول قلوي، أو الطلاء بالنيكل الكيميائي (بسماكة طلاء 0.05 مم). يُستخدم في اللحام معدن الحشو s-cd95ag، وs-zn95al، وs-cd83zn، ويتم تسخينها بلهب أوكسي أسيتيلين خفيف. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على قوة وصلة عالية عن طريق كشط اللحام باستخدام لحام s-zn95al.

يمكن استخدام اللحام الفراغي لربط مركبات مصفوفة الألومنيوم 6061 المقواة بألياف قصيرة. قبل اللحام، يُصقل السطح بورق صنفرة 800، ثم يُلحم في الفرن بعد تنظيفه بالموجات فوق الصوتية في الأسيتون. يُستخدم بشكل أساسي معدن حشو اللحام Al-Si. ولمنع انتشار السيليكون في المعدن الأساسي، يمكن طلاء سطح اللحام بطبقة عازلة من رقائق الألومنيوم النقية، أو اختيار معدن حشو اللحام b-al64simgbi (11.65i-15mg-0.5bi) ذي قوة لحام أقل. يتراوح نطاق درجة انصهار معدن حشو اللحام بين 554 و572 درجة مئوية، ودرجة حرارة اللحام بين 580 و590 درجة مئوية، وزمن اللحام 5 دقائق، وقوة القص للوصلة أكبر من 80 ميجا باسكال.

بالنسبة للمركبات المصنوعة من مصفوفة الألومنيوم المدعمة بجزيئات الجرافيت، يُعدّ اللحام في فرن ذي جو واقٍ الطريقة الأكثر نجاحًا في الوقت الحالي. ولتحسين قابلية التبلل، يجب استخدام لحام ألومنيوم-سيليكون يحتوي على المغنيسيوم.

كما هو الحال مع لحام الألومنيوم بالتفريغ، يمكن تحسين قابلية ترطيب مركبات مصفوفة الألومنيوم بشكل كبير عن طريق إدخال بخار المغنيسيوم أو شفط التيتانيوم وإضافة كمية معينة من المغنيسيوم.