Resumen

La ranura de borde de grano (GBG) que se desarrolla en el sustrato cerámico bajo el metal líquido es evidente, pero no se explica completamente su influencia en la descripción de los fenómenos de humectación en la interfaz metal líquido/cerámica. Aquí nos centramos en el modelado de los fenómenos en/alrededor de una ranura entre granos dependiendo de la geometría de las ranuras. Basándose en los resultados de la microscopía de fuerza atómica, la evaluación de la eficiencia de la ranura se proporciona como una función de la cantidad de masa transferida y relacionada con la geometría de las ranuras. La cantidad de masa transferida y, de acuerdo con ella, la eficiencia de la ranura en el GBG parabólico es aproximadamente un 10% mayor en comparación con el GBG triangular.

INTRODUCCIÓN

Los fenómenos de humectación son importantes para comprender el proceso de unión metal/cerámica y el posterior desarrollo del proceso. Los sistemas de metal líquido/sustrato cerámico pueden encontrarse en el procesamiento de metales, la fabricación de herramientas, en aplicaciones de alta temperatura y protección contra la corrosión, en la industria del automóvil y, especialmente, en la microelectrónica [1-7]. A pesar de las aplicaciones prácticas desarrolladas, la unión de la interfaz de estos dos componentes yuxtapuestos aún no se ha explicado completamente. La teoría del "control del producto de reacción" afirmaba que las reacciones de interfaz controlan el mecanismo de humectación en la interfaz [8,9]. La otra teoría afirmaba que los efectos capilares y la adsorción de metales en el sustrato cerámico con estrías de triple línea son cruciales para controlar el fenómeno de humectación, y no las reacciones químicas [1,2]. Las propiedades de la interfaz metal/cerámica resultante dependen en gran medida del grosor, la uniformidad y la porosidad de la capa de unión, que puede ser el resultado de una transformación química no homogénea que se inicia en la superficie cerámica y se propaga hacia el metal líquido [5-7,10,11].

La coincidencia reticular de los dos materiales adyacentes es otro factor importante que rige las características de la formación de la capa de reacción en la interfaz metal-cerámica [11-13].

La denominada topografía superficial, como la rugosidad y otras irregularidades a macroescala, o las ranuras de límite de grano (GBG) y las fosas reticulares a microescala, modifican significativamente las propiedades de la interfase metal líquido/cerámica sólida. Por último, aparte de la humectación reactiva o no reactiva, en ella influyen los mecanismos que se producen a nanoescala [14-18].

• Materias:Transferencia de masa Metal líquido Materiales Cerámicos
• Subjects:Mass transfer Liquid metal Ceramics materials
• Palabras claves:Metal líquido; Cerámica; Interfaz; Surcos de límite de grano; Humectación
• Keywords:Liquid metal; Ceramics; Interface; Grain boundary grooves; Wetting