Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmillä

Pentti Kauppinen, Harri Jeskanen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tukimuksessa selvitettiin rikkomattomien aineenkoetusmenetelmien käyttöä keraamien ja keraami-metalliliitosten karakterisointiin. Erityisesti tutkittiin keraamien pintavikojen, huokoisuuden ja kimmoisten ominaisuuksien määritystä korkeataajuusultraäänimenetelmällä. Fokusoiduilla korkeataajuusluotaimilla (> 30 MHz) havaittiin fokusointitavasta riippuen sekä pintaan avautuvia mikrosäröjä (pituus noin 500 my m) että materiaalien sisäisiä epäjatkuvuuskohtia, joiden halkaisijat olivat alle 100 gm. Alumiinioksidin, sirkonioksidin ja piinitridin kimmokertoimiksi saatiin ultraäänen etenemisnopeuden perusteella 344 GPa, 185 GPa ja 374 GPa. Korkeataajuusultraäänimenetelmällä tutkittiin myös juotettujen ja liimattujen keraamimetalliliitosten laatua. Puutteellisten liitosten ohella havaittiin termisten jännitysten aiheuttamia laminaarisia säröjä keraamissa. Tutkimustulokset osoittavat heijastusperiaatteella toimivan akustisen mikroskoopin soveltuvan keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittämiseen. Keraamien materiaalivikojen tutkimiseen useimmiten saavutetaan riittävä erotuskyky käyttämällä yli 50 MHz:n taajuudella toimivia luotaimia. Keraamien kimmo-ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmällä edellyttää äänen etenemisnopeuden mittausta materiaalissa. Etenkin huokoisten keraamien ja pinnoitteiden kimmo-ominaisuuksien määrittäminen vaatii tarkempia menetelmiä äänennopeuden mittaukseen.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages52
ISBN (Print)951-38-3989-3
Publication statusPublished - 1991
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number741
ISSN0358-5077

Keywords

  • mechanical tests
  • ultrasonic tests
  • nondestructive tests
  • ceramics
  • bonded joints
  • metals
  • surface defects
  • porosity
  • elastic properties
  • soldered points
  • adhesive bonding
  • aluminum oxide
  • zirconium oxides
  • silicon nitrides

Cite this

Kauppinen, P., & Jeskanen, H. (1991). Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmillä. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 741