375

stali i miedzi, do analizy atmosfer nawęglających stosowanych w obróbce cieplno-che-micznej, do analizy spalin w piecach oraz w ogniwach przy produkcji wodoru. Również Zr0₂ dodawany w kilkunastu procentach do A1₂0₃ i odpowiednio obrobiony cieplnie umożliwia otrzymanie kompozytu charakteryzującego się dużą odpornością na szoki termiczne.

Wybór odpowiedniej techniki spajania Zr0₂ zależy od zastosowań i warunków pracy. Inny sposób spajania będzie, gdy Zr0₂ ma pracować jako grzejnik oporowy, inny gdy Zr0₂ używany jest jednorazowo do pomiaru tlenu w kadzi hutniczej, a jeszcze inny gdy Zr0₂ pracuje jako ogniwo stężeniowe do pomiaru atmosfery przy obróbce cieplno-chemicznej. W grzejnictwie i elektronice stosuje się spajanie Zr0₂ z metalami przez warstwy metalicznie nałożone na powierzchnie przeznaczone do spajania. Warstwy te, np. MoMn, są następnie spiekane i po pokryciu drugą warstwą metaliczną zapewniającą dobrą zwilżalność przez spoiwo są lutowane z metalem.

Dość powszechna jest metoda spajania (lutowania) Zr0₂ z metalami lub Zr0₂ z A1₂0₃ przez spoiwa szklane. Dodatkową zaletą stosowania szkliw do spajania jest możliwość stosowania szkliw krystalicznych, co wpływa na otrzymanie połączeń o wysokich właściwościach.

13.8. Spajanie przewodników ceramicznych z metalami

Ostatnio szerokie zastosowanie w technice znajdują ceramiczne przewodniki jonowe. Głównie wykorzystywane są w niekonwencjonalnych źródłach energii - przy produkcji wodoru, w bateriach siarka-sód (S/Na) oraz w sondach tlenowych.

Trudność spajania ceramicznych przewodników jonowych wynika głównie z zupełnie odmiennej mikrostruktury spajanych materiałów, różnic we właściwościach fizycznych (współczynniku rozszerzalności liniowej, zwilżalności), oraz ekstremalnie trudnych warunków pracy (bardzo wysoka temperatura, szoki termiczne, chemiczne aktywne środowisko).

Typowym przedstawicielem ceramicznych przewodników jonowych jest (3’ i /3”-Al₂0₃. Skład tych faz odpowiada Na₂0 • 11A1₂0₃ lub Na₂0 • 5A1₂0₃. Oba związki składają się z bloków A1₂0₃ rozdzielonych warstwami zawierającymi sód i tlen. Inną grupę stanowią spiekane w temperaturze 1373 K elektrolity typu lisikon i nasikon (Na_1+xZr₂Si_xP₃__x0₁₂). Wymienione przewodniki ceramiczne są najczęściej spajane z takimi metalami jak Cu, Al, stalą kwasoodpomą 18/8 i kowarem oraz ceramiką korundową a-Al₂0₃.

Przewodniki ceramiczne z metalami można spajać następującymi technikami:

-    spajanie lutami amorficznymi (szkliwami),

-    lutowanie przez metaliczne warstwy pośrednie,

-    spajanie lutami aktywnymi,

-    spajanie metodą kompresyjną i termokompresyjną,

-    spajanie przy udziale zewnętrznego pola elektrycznego (elektrospajanie).

375