21. Utilización <strong>de</strong> láminas <strong>de</strong>lgadas en la tecnología <strong>de</strong> unión metal-cerámica Palabras clave: unión cerámica-metal, unión cerámica-cerámica, materiales con función gradiente Con el objetivo básico <strong>de</strong> la formación <strong>de</strong> uniones cerámica (Si3N4/YSZ)/metal (acero, superaleaciones) se están utilizando capas <strong>de</strong>lgadas <strong>de</strong> composición gradual para disminuir las tensiones residuales producidas por las diferencias entre los coeficientes <strong>de</strong> dilatación térmica <strong>de</strong> cerámicas y metales. La obtención <strong>de</strong> estas láminas <strong>de</strong>lgadas será mediante <strong>de</strong>posición catódica. A<strong>de</strong>más <strong>de</strong> las composiciones graduales, se estudia la unión entre estos materiales mediante aleaciones <strong>de</strong> soldadura <strong>de</strong> baja (Ti-Cu) y alta temperatura (Ni-Cr). Paralelamente, se estudia el procesamiento <strong>de</strong> recubrimientos cerámicos (los mismos materiales anteriores) sobre sustratos metálicos. En las uniones y los recubrimientos, se caracterizaran las interfaces utilizando técnicas microscópicas (microscopía electrónica <strong>de</strong> barrido, transmisión y microsonda electrónica) y espectroscópicas (Micro-Raman, EXAFS). Se medirá la resistencia mecánica, la dureza y la difusividad térmica <strong>de</strong> estas interfaces metal/cerámica. Las tensiones residuales <strong>de</strong>sarrolladas en este tipo <strong>de</strong> interfaces son un tema clave. Por ello se estudiarán <strong>de</strong> manera no-<strong>de</strong>structiva el estado <strong>de</strong> tensiones residuales y <strong>de</strong> <strong>de</strong>formación plástica, mediante difracción <strong>de</strong> rayos X y micro-Raman. 21. Thin film use in the metal-ceramic joining technology Keywords: ceramic-metal joining, ceramic-ceramic joining, functional gra<strong>de</strong>d materials This project <strong>de</strong>als with the formation of dissimilar ceramic/metal interfaces, their microstructural characterisation and the evaluation of main properties. Following bonds are studied: Si3N4/stainless-steal, Ni-based superalloys and YSZ/stainless-steal, Ni-based superalloys, using interlayers of gradual composition (FGM) to diminish residual stresses arising from differences in CTE. FGM will be processed by magnetron sputtering techniques. Besi<strong>de</strong>s these joints using FGM, brazing alloys type Cu-Ti and al so Ni-Cr will be used to joint metal and ceramics. Parallel to the formation of joints, processing ceramic coatings (Si3N4, YSZ) on metal substrates using magnetron sputtering will be investigated. All the metal/ceramic interfaces are characterised using microscopic techniques, such as SEM, TEM, EPMA and micro-Raman spectroscopy. Strength values, hardness and thermal difussivity of the above interfaces will be <strong>de</strong>termined. Residual stresses <strong>de</strong>veloped will be analysed using non-<strong>de</strong>structive techniques like X-ray diffraction and micro-Raman scattering. Comparisons between both results and validation with finite element mo<strong>de</strong>lling will be also performed. Forseen applications of the results of this project comprise several fields, in particular, components in engines and turbines, sensors, solid oxi<strong>de</strong> fuels cells, coatings to <strong>de</strong>crease wear and corrosion, and thermal barriers coatings. 1. M. Vila, C. Prieto, P. Miranzo, M.I. Osendi, and R. Ramírez, Surface & Coatings Tech. 151/152, 67-71(2002). 2. M. Vila, J.A. Martín-Gago, A. Muñoz-Martín, C. Prieto, P. Miranzo, M.I. Osendi, and J.García-López and M.A. Respaldiza, Vacuum, 67, 513-516 (2002). 3. M. Vila, C. Prieto, J.García-López and M.A. Respaldiza, Nucl. Instrum. & Meth. B, (aceptado). Proyectos: Interfaces cerámica/Metal. Código: MAT2000-0767-C02, Período: 28/12/2000 - 27/12/2003, Fuente <strong>de</strong> financiación: MCyT, Importe total (euros): 98.950, Investigador Principal: Prieto <strong>de</strong> Castro, C.A., Investigadores: Agulló Rueda, F.;Mompeán García, F. , Becarios y Doctorandos: Vila Juárez, M. 137
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