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

Fingerprint

Ceramics
Ultrasonics
Joints
Metals

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. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 741
Kauppinen, Pentti ; Jeskanen, Harri. / Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmillä. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 741).
@book{e1c5eb477d204f9295ed799a191e869b,
title = "Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien m{\"a}{\"a}ritt{\"a}minen ultra{\"a}{\"a}nimenetelmill{\"a}",
abstract = "Tukimuksessa selvitettiin rikkomattomien aineenkoetusmenetelmien k{\"a}ytt{\"o}{\"a} keraamien ja keraami-metalliliitosten karakterisointiin. Erityisesti tutkittiin keraamien pintavikojen, huokoisuuden ja kimmoisten ominaisuuksien m{\"a}{\"a}rityst{\"a} korkeataajuusultra{\"a}{\"a}nimenetelm{\"a}ll{\"a}. Fokusoiduilla korkeataajuusluotaimilla (> 30 MHz) havaittiin fokusointitavasta riippuen sek{\"a} pintaan avautuvia mikros{\"a}r{\"o}j{\"a} (pituus noin 500 my m) ett{\"a} materiaalien sis{\"a}isi{\"a} ep{\"a}jatkuvuuskohtia, joiden halkaisijat olivat alle 100 gm. Alumiinioksidin, sirkonioksidin ja piinitridin kimmokertoimiksi saatiin ultra{\"a}{\"a}nen etenemisnopeuden perusteella 344 GPa, 185 GPa ja 374 GPa. Korkeataajuusultra{\"a}{\"a}nimenetelm{\"a}ll{\"a} tutkittiin my{\"o}s juotettujen ja liimattujen keraamimetalliliitosten laatua. Puutteellisten liitosten ohella havaittiin termisten j{\"a}nnitysten aiheuttamia laminaarisia s{\"a}r{\"o}j{\"a} keraamissa. Tutkimustulokset osoittavat heijastusperiaatteella toimivan akustisen mikroskoopin soveltuvan keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien m{\"a}{\"a}ritt{\"a}miseen. Keraamien materiaalivikojen tutkimiseen useimmiten saavutetaan riitt{\"a}v{\"a} erotuskyky k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}ll{\"a} yli 50 MHz:n taajuudella toimivia luotaimia. Keraamien kimmo-ominaisuuksien m{\"a}{\"a}ritt{\"a}minen ultra{\"a}{\"a}nimenetelm{\"a}ll{\"a} edellytt{\"a}{\"a} {\"a}{\"a}nen etenemisnopeuden mittausta materiaalissa. Etenkin huokoisten keraamien ja pinnoitteiden kimmo-ominaisuuksien m{\"a}{\"a}ritt{\"a}minen vaatii tarkempia menetelmi{\"a} {\"a}{\"a}nennopeuden mittaukseen.",
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",
author = "Pentti Kauppinen and Harri Jeskanen",
year = "1991",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3989-3",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "741",
address = "Finland",

}

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

Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmillä. / Kauppinen, Pentti; Jeskanen, Harri.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 741).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmillä

AU - Kauppinen, Pentti

AU - Jeskanen, Harri

PY - 1991

Y1 - 1991

N2 - 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.

AB - 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.

KW - mechanical tests

KW - ultrasonic tests

KW - nondestructive tests

KW - ceramics

KW - bonded joints

KW - metals

KW - surface defects

KW - porosity

KW - elastic properties

KW - soldered points

KW - adhesive bonding

KW - aluminum oxide

KW - zirconium oxides

KW - silicon nitrides

M3 - Report

SN - 951-38-3989-3

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmillä

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kauppinen P, Jeskanen H. Keraamien ja keraami-metalliliitosten ominaisuuksien määrittäminen ultraäänimenetelmillä. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 741).