Wetting and Reactive Air Brazing of BSCF for Oxygen Separation Devices

The goals of this project are to develop a Reactive Air Brazing (RAB) alloy and process for joining Barium strontium cobalt ferrite (BSCF), and to develop a fundamental understanding of the wettability and microstructral development due to reaction kinetics in BSCF/Ag-MexOy systems.

Welding and brazing : a literature search /

"Metallurgy and Ceramics."

Welding, brazing, and thermal cutting.

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Welding, brazing, and thermal cutting.

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Welding and brazing : a bibliography of unclassified report literature.

Selected unclassified reports, supplementing those abstracted in TID-3059, which were available in TISE files on July 1, 1956, on welding and brazing of materials of interest to nuclear technology, such as Al, Be, Hf, Mo, Th, Ti, Zr, stainless steels, high-temperature alloys, pressure vessels, and heat exchangers, are annotated. Author, subject, and report number indexes are included. 127 references.

Welding and brazing : a bibliography of unclassified report literature /

Includes indexes.

Development of partially volatile brazing filler alloys for high-temperature application and resistance to oxidation.

Cover title.

Soft soldering; hard soldering and brazing; a practical treatise on tools, materials and operations; for the use of metal workers, plumbers, tinners, mechanics and manufacturers,

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Metal to nonmetallic brazing

"Research ... made possible ... under Signal Corps contract no. W36-039-sc-32037, Project no. 102B; Department of the Army project no. 3-99-10-022."

Saw filing and management of saws; a practical treatise on filing, gumming, swaging, hammering, and brazing band saws, etc.

Includes index.

Vacuum brazing of alumina ceramic to titanium for biomedical implants using pure gold as the filler metal

One of the many promising applications of metal/ceramic joining is in biomedical implantable devices. This work is focused on vacuum brazing of C.P titanium to 96% alumina ceramic using pure gold as the filler metal. A novel method of brazing is developed where resistance heating of C.P titanium is done inside a thermal evaporator using a Ta heating electrode. The design of electrode is optimized using Ansys resistive heating simulations. The materials chosen in this study are biocompatible and have prior history in implantable devices approved by FDA. This research is part of Boston Retinal implant project to make a biocompatible implantable device (www.bostonretina.org). ^ Pure gold braze has been used in the construction of single terminal feedthrough in low density hermetic packages utilizing a single platinum pin brazed to an alumina or sapphire ceramic donut (brazed to a titanium case or ferrule for many years in implantable pacemakers. Pure gold (99.99%) brazing of 96% alumina ceramic with CP titanium has been performed and evaluated in this dissertation. Brazing has been done by using electrical resistance heating. The 96% alumina ceramic disk was manufactured by high temperature cofired ceramic (HTCC) processing while the Ti ferrule and gold performs were purchased from outside. Hermetic joints having leak rate of the order of 1.6 × 10-8 atm-cc/ sec on a helium leak detector were measured. ^ Alumina ceramics made by HTCC processing were centreless grounded utilizing 800 grit diamond wheel to provide a smooth surface for sputtering of a thin film of Nb. Since pure alumina demonstrates no adhesion or wetting to gold, an adhesion layer must be used on the alumina surface. Niobium (Nb), Tantalum (Ta) and Tungsten (W) were chosen for evaluation since all are refractory (less dissolution into molten gold), all form stable oxides (necessary for adhesion to alumina) and all are readily thin film deposited as metals. Wetting studies are also performed to determine the wetting angle of pure gold to Ti, Ta, Nb and W substrates. Nano tribological scratch testing of thin film of Nb (which demonstrated the best wetting properties towards gold) on polished 96% alumina ceramic is performed to determine the adhesion strength of thin film to the substrate. The wetting studies also determined the thickness of the intermetallic compounds layers formed between Ti and gold, reaction microstructure and the dissolution of the metal into the molten gold.^

Wetting behaviour of silicon nitride ceramics by Ti-Cu alloys

The wetting of Ti-Cu alloys on Si3N4 was analyzed by the sessile drop method, using an imaging system with a CCD camera during the heating under argon flow. The contact angle was measured as a function of temperature and time. The samples were cut transversally and characterized by scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometry (SEM/EDS). Wettability of the Ti-Cu alloy on Si3N4 is influenced by the reaction between the Ti and the ceramic. The TC1 and TC2 alloys presented low final contact angle values around 2 degrees and 26 degrees, respectively, indicating good wetting on Si3N4. (c) 2006 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l. All rights reserved.

Microstructure, mechanical properties and chemical degradation of brazed AISI 316 stainless steel/alumina systems

The main aims of the present study are simultaneously to relate the brazing parameters with: (i) the correspondent interfacial microstructure, (ii) the resultant mechanical properties and (iii) the electrochemical degradation behaviour of AISI 316 stainless steel/alumina brazed joints. Filler metals on such as Ag–26.5Cu–3Ti and Ag–34.5Cu–1.5Ti were used to produce the joints. Three different brazing temperatures (850, 900 and 950 °C), keeping a constant holding time of 20 min, were tested. The objective was to understand the influence of the brazing temperature on the final microstructure and properties of the joints. The mechanical properties of the metal/ceramic (M/C) joints were assessed from bond strength tests carried out using a shear solicitation loading scheme. The fracture surfaces were studied both morphologically and structurally using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction analysis (XRD). The degradation behaviour of the M/C joints was assessed by means of electrochemical techniques. It was found that using a Ag–26.5Cu–3Ti brazing alloy and a brazing temperature of 850 °C, produces the best results in terms of bond strength, 234 ± 18 MPa. The mechanical properties obtained could be explained on the basis of the different compounds identified on the fracture surfaces by XRD. On the other hand, the use of the Ag–34.5Cu–1.5Ti brazing alloy and a brazing temperature of 850 °C produces the best results in terms of corrosion rates (lower corrosion current density), 0.76 ± 0.21 μA cm−2. Nevertheless, the joints produced at 850 °C using a Ag–26.5Cu–3Ti brazing alloy present the best compromise between mechanical properties and degradation behaviour, 234 ± 18 MPa and 1.26 ± 0.58 μA cm−2, respectively. The role of Ti diffusion is fundamental in terms of the final value achieved for the M/C bond strength. On the contrary, the Ag and Cu distribution along the brazed interface seem to play the most relevant role in the metal/ceramic joints electrochemical performance.

Efeito de alterações geométricas na resistência de juntas de sobreposição

A utilização de juntas coladas em aplicações industriais tem vindo a aumentar nos últimos anos, em detrimento dos métodos tradicionais de ligação tais como a soldadura, brasagem, ligações aparafusadas e rebitadas. As juntas de sobreposição simples são o tipo de juntas mais frequentemente utilizadas em aplicações industriais, porque são as mais simples de fabricar. No entanto, a aplicação descentrada da carga neste tipo de junta provoca efeitos de flexão que originam o aparecimento de tensões normais na direção da espessura do adesivo (arrancamento), reduzindo assim a resistência da junta colada. De uma maneira geral, existem dois tipos de métodos para reduzir as concentrações de tensões. O primeiro é utilizar alterações no próprio material, otimizando as propriedades do adesivo e do substrato, enquanto o segundo método envolve alterar a geometria da junta, como por exemplo utilizando filetes de adesivo, chanfros nas extremidades dos substratos, aplicar uma geometria ondulada ou dobrar os substratos na zona de sobreposição, ou ainda utilizar rasgos nos substratos ao longo da sobreposição. Neste trabalho é realizado um estudo experimental e numérico por Elementos Finitos de duas alterações efetuadas à geometria de juntas de sobreposição simples, de modo a aumentar a sua resistência comparativamente às juntas sem alteração geométrica. A primeira condição efetuada foi a utilização de rasgos nas extremidades do comprimento de sobreposição e a segunda foi a utilização de rasgos a meio do comprimento de sobreposição. No final do estudo experimental, verificou-se que a resistência da ligação foi significativamente melhorada com algumas das configurações testadas para cada alteração, e foi possível estabelecer em ambos os casos a configuração ótima. Numa fase posterior, procedeu-se à simulação numérica, que incluiu uma análise de tensões e previsão do comportamento das juntas através de modelos de dano coesivo. A análise permitiu obter os modos de rotura, as curvas força-deslocamento e a resistência das juntas. Obteve-se uma concordância bastante boa com os resultados experimentais, o que mostrou a adequabilidade do método de previsão proposto para estimar o comportamento das juntas.

Influência do tipo de adesivo em juntas híbridas soldadas-adesivas

A necessidade de utilizar métodos de ligação entre componentes de forma mais rápida, eficaz e com melhores resultados, tem causado a crescente utilização das juntas adesivas, em detrimento dos métodos tradicionais de ligação tais como a soldadura, brasagem, ligações aparafusadas e rebitadas. A utilização das juntas adesivas tem vindo a aumentar em diversas aplicações industriais por estas apresentarem vantagens das quais se destacam a redução de peso, redução de concentrações de tensões e facilidade de fabrico. No entanto, também apresentam desvantagens, como a necessidade de preparação das juntas e o descentramento da carga aplicada que provoca efeitos de flexão, os quais dão origem a tensões normais na direcção da espessura do adesivo (tensões de arrancamento), afectando assim a resistência da junta. A combinação da ligação adesiva com a soldadura por pontos permite algumas vantagens em comparação com as juntas adesivas tradicionais como a maior resistência, aumento da rigidez, melhor resistência ao corte e arrancamento e também à fadiga. Neste trabalho é apresentado um estudo experimental e numérico de juntas de sobreposição simples adesivas e híbridas (adesivas-soldadas). Os adesivos utilizados são o Araldite AV138®, apresentado como sendo frágil, e os adesivos Araldite 2015® e Sikaforce® 7752, intitulados como adesivos dúcteis. Foram considerados substratos de aço (C45E) em juntas com diferentes comprimentos de sobreposição ( ), que foram sujeitas a esforços de tracção. Foi realizada uma análise dos valores experimentais e efectuada uma comparação destes valores com os resultados obtidos por Elementos Finitos (EF) no software ABAQUS®, que incluiu uma análise de tensões na camada de adesivo e previsão do comportamento das juntas por Modelos de Dano Coesivo (MDC). A análise por MDC permitiu obter os modos de rotura, as curvas força-deslocamento e a resistência das juntas com bastante precisão, com excepção das juntas coladas com o adesivo Sikaforce® 7752. Estes resultados permitiram validar a técnica de modelação proposta para as juntas coladas e híbridas, o que representa uma base para posterior aplicação desta técnica em projecto, com as vantagens decorrentes da redução do tempo de projecto e maior facilidade de optimização.