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    Solid-state bonding of accurately oriented metal/ceramic bicrystals in ultrahigh vacuum (1993)
    [S.l.] : American Institute of Physics (AIP)
    Review of Scientific Instruments 64 (1993), S. 234-242 
    Details
    ISSN: 1089-7623
    Quelle: AIP Digital Archive
    Thema: Physik , Elektrotechnik, Elektronik, Nachrichtentechnik
    Notizen: A machine is described which allows bicrystals of metals and ceramics to be made by pressure bonding at temperatures up to 1500 °C in ultrahigh vacuum (UHV). The mutual orientation of the two component crystals can be adjusted to within 0.1°. The surfaces to be bonded can be sputter cleaned with Ar ions while monitoring by Auger electron spectroscopy, and dopants can be applied by evaporation in a separate chamber. The machine allows the production of bicrystals with interfaces of precisely defined crystallography and chemistry. The specimen size is sufficient for fracture mechanical characterization of interface strength. The performance of the machine is illustrated with data for niobium-sapphire bicrystals. The machine has been shown to produce bicrystal interfaces whose purity is not measurably impaired by atmospheric contaminants. Fracture resistant levels of Nb-Al2O3 interfaces bonded at 1700 °C in ordinary high vacuum are reached in the UHV machine already at 1000 °C. Going to temperatures around 1450 °C raises the fracture resistance to more than twice the level obtained in ordinary high vacuum at 1700 °C.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.1144443
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    Room Temperature UHV Silicon Direct Bonding (1995)
    s.l. ; Stafa-Zurich, Switzerland
    Solid state phenomena Vol. 47-48 (July 1995), p. 143-152 
    Details
    ISSN: 1662-9779
    Quelle: Scientific.Net: Materials Science & Technology / Trans Tech Publications Archiv 1984-2008
    Thema: Physik
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://www.tib-hannover.de/fulltexts/2011/0528/02/25/transtech_doi~10.4028%252Fwww.scientific.net%252FSSP.47-48.143.pdf
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    Study of interface phenomena between bone and titanium and alumina surfaces in the case of monolithic and composite dental implants (1997)
    Springer
    Journal of materials science 8 (1997), S. 613-620 
    Details
    ISSN: 1573-4838
    Quelle: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Thema: Medizin , Technik allgemein
    Notizen: Abstract The interface between mandibular bone and dental implants was examined with the in vivo dog model. Implant/bone interfaces were investigated for three types of materials: Ti–30 wt% Ta/Al2O3, titanium and Al2O3 using microscopy techniques covering a large magnification range: scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis and Auger spectroscopy. During the interaction of the Al2O3 ceramic with bone, an interfacial layer about 15 μm thick is formed. The same phenomenon was observed at the titanium bone interface, where the thickness of the layer was about 10 μm. In all cases, interface layers were sharp with well-defined borders between bone tissue and implant materials. No calcification took place inside the interface layer. A chemical analysis performed on this layer shows the presence of titanium, calcium and phosphorus in the case of titanium implants, and aluminium, calcium and phosphorus in the case of alumina implants. A rapid decrease in metal composition with increasing distances from the implant surface is correlated to a slow increase in calcium and phosphorus in the direction of the bone. Direct contact between implant and bone was observed. No biocorrosive effects were detected at the Ti–30 wt% Ta/Al2O3 metal–ceramic interface.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1023/A:1018567302700
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    Determination of residual stresses in bimaterials (1994)
    Springer
    Journal of materials science 29 (1994), S. 1441-1448 
    Details
    ISSN: 1573-4803
    Quelle: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Thema: Maschinenbau
    Notizen: Abstract Residual stresses play a prominent role in the fracture process of bimaterials and therefore knowing these stresses prior to failure is important for understanding the mechanical behaviour of bimaterials. A critical assessment has been made of three methods for determining the residual stresses. These methods are: stress optical measurement, indentation method, and finite element method. With stress optical measurements the difference in the principal normal stresses, Δσ, can be determined. In the centre region adjacent to the interface, the measured stress values are in agreement with results from a simple analytical formula for the normal residual stresses parallel to the interface. Surface stresses at arbitrary locations can be obtained by the usual indentation technique. At the surface, stresses perpendicular to the interface are dominant and have the opposite sign to the stresses parallel to the interface. When there is no mechanical mismatch between the components the magnitude of the residual stresses can be estimated with the above-mentioned formula. Two-dimensional plane strain finite element calculations are in good agreement with the stress optical measurements.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00368907
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    Adherence properties of metal-to-ceramic joints (1980)
    Springer
    Journal of materials science 15 (1980), S. 188-196 
    Details
    ISSN: 1573-4803
    Quelle: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Thema: Maschinenbau
    Notizen: Abstract A study is reported of the fracture mechanics of metal-to-ceramic laminates (Al2O3/Nb, Si3N4/Zr) produced by solid-state bonding. The bond quality of notched bend and tension specimens is described in terms of a stress intensity factor K ICV, which is evaluated in the same way as for isotropic material. K ICV is measured as functions of the microstructure of the constituents, the metal layer thickness, the environmental conditions and the test temperature. At very high test temperatures where plastic flow occurs, the J-integral was used for bond quality characterization. For the linear elastic case, the J-value is compared with the stress intensity concept K ICV. In contrast to the behaviour of a bulk ceramic material, the J-value increases with increasing test temperature if a thick metal layer (3 mm) is used.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00552444
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    Crack formation in sapphire/niobium/sapphire joints under compression (2000)
    Springer
    Journal of materials science 35 (2000), S. 1087-1096 
    Details
    ISSN: 1573-4803
    Quelle: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Thema: Maschinenbau
    Notizen: Abstract Compression tests were carried out on UHV diffusion bonded single crystalline sapphire/Nb/sapphire joints to investigate their mechanical properties, the mechanisms that lead to the failure of the joints and the dislocation-interface interaction. The tests were performed for different orientation relationships (OR) at the interface to study the influence of different bond strength on the mechanical behavior. Additionally, the metal layer thickness was varied for each OR to alter the influence of the interface. The experimental results showed, that with decreasing metal layer thickness the stress needed to form a crack increases drastically, whereas for the Nb/sapphire system the bond strength at the interface seems to have no significant influence on the mechanical behavior of the joint. A theoretical model will be presented that explains the experimentally observed relationship between metal layer thickness and crack stress.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1023/A:1004799312371
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    Schichtverbundkombinationen aus hochschmelzenden Metallen und Oxiden (1974)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 5 (1974), S. 61-69 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Schlagwort(e): Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Maschinenbau
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Laminated Composites of Refractory Metals and Oxides. Laminated composites of the metals Nb, Nb-1 Zr and Ta and of the oxides Al2O3 and ZrO2 are manufactured by high vacuum solid state bonding at temperatures above 1400 °C without a formation of intermediate layers. Bulk molybdenum and alumina are joined together by means of a niobium layer. The combinations investigated are of technical importance for the development of high temperature composites and refractory joints between metals and ceramics. The microstructure, the intrinsic chemical compatibility and other properties of the composite samples are described. Moreover, a method based on fracture mechanics is described which characterizes the bond strength between metals and ceramics by means of KIc-factors.
    Notizen: Durch Hochvakuumverschweißung bei Temperaturen oberhalb 1400 °C werden Schichtverbundproben aus den Metallen Nb, Nb-1 Zr und Ta und aus den Oxiden Al2O3 und ZrO2 ohne Bildung von zusätzlichen Zwischenschichten hergestellt. Mo und Al2O3 werden über eine Nb-Schicht miteinander vereinigt. Die untersuchten Schichtverbundkombinationen sind von technischer Bedeutung für die Entwicklung von Verbundwerkstoffen und von hochtemperaturbeständigen Verbindungen zwischen metallischen und keramischen Materialien. Es wird über ihr Gefüge, ihre Eigenschaften und die chemische Verträglichkeit des Verbunds berichtet. Darüber hinaus wird eine bruchmechanische Methode beschrieben, mit der die Festigkeit des Verbunds über KIc-Faktoren charakterisiert werden kann.
    Zusätzliches Material: 18 Ill.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19740050203
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  • 8
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    Herstellung und Prüfung festkörpergeschweißter Keramik-Metall-Verbindungen (1979)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 10 (1979), S. 276-284 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Schlagwort(e): Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Maschinenbau
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Preparation and Testing of Solid-State Bonded Ceramic-to-Metal-JointsCeramic-to-metal joints were manufactured by solid-state bonding in a R. F.-high-vacuum apparatus. The influence of welding temperature, welding time and welding pressure on the bond strength was investigated for an alumina/niobium-combination consisting of a layered composite ceramic-metal foil-ceramic. As a measure of bond quality the fracture resistance KICV was chosen. KICV date were obtained by the use of 4-point bend tests and tensile tests. For comparison, data are presented concerning the fracture resistance KIC of the bulk alumina and the conventional bond strength of the joints. In addition to the Nb/Al2O3-data, KICV factors are determined for other metal/alumina combinations and for a Zr/Si3N4 joint. The present solid-state bonding apparatus was used for the preparation of the specimens. A device for high-temperature bend testing in a high vacuum was constructed. Some data for the high-temperature bond strength of solid-state bonded joints are given.
    Notizen: Keramik-Metall-Verbindungen wurden durch Festkörperschweißen in einer HF-HV-Apparatur hergestellt. Der Einfluß der Herstellungsparameter, Schweißtemperatur, Schweißzeit und Schweißdruck auf die Bindefestigkeit wurde für eine Al2O3/Nb-Materialkombination der Schichtanordnung Keramik-Metallfolie-Keramik untersucht. Als Maß für die Bindequalität wurde der Bruchwiderstand der Verbindung KICV gewählt. KICV wurde im Vierpunkt-Biegeversuch und im Zugversuch ermittelt. Zum Vergleich wurden Bruchwiderstandswerte KIC der Ausgangskeramik und konventionelle Haftfestigkeitskennwerte bestimmt. Außer für Nb/Al2O3-Kombinationen werden für andere, mit der vorhandenen Schweißvorrichtung hergestellten Metall/Al2O3-Kombinationen und für eine Zr/Si3N4-Paarung Bindefestigkeitsdaten angegeben. Eine Vorrichtung zur HV-Hochtemperaturbiegeprüfung wurde gebaut. Einige Daten zur Hochtemperatur-Bindefestigkeit festkörpergeschweißter Verbindungen werden mitgeteilt.
    Zusätzliches Material: 17 Ill.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19790100808
    Bibliothek Standort Signatur Band/Heft/Jahr Verfügbarkeit
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  • 9
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    Haftfestigkeitsbestimmung an Keramik-Metall-Verbindungen mit Hilfe von Schichtverbundbiegeproben - Teil 2 (1985)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 16 (1985), S. 122-128 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Schlagwort(e): Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Maschinenbau
    Zusätzliches Material: 21 Ill.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19850160410
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  • 10
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    Fracture energy measurements of Ceramic Thermal Barrier Coatings (1984)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 15 (1984), S. 371-377 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Schlagwort(e): Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Maschinenbau
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Bruchenergiemessungen an keramischen WärmedämmschichtenDie Bruchenergie von plasmagespritzten Wärmedämmschichten aus ZrO2 · MgO, ZrO2 · Y2O3, ZrO3 · CaO · Al2O3 und Al2O3 · TiO2 auf Metallsubstraten wurde sowohl für einen Adhäsionsbruch als auch für einen Kohäsionsbruch der Deckschichten mit Hilfe gekerbter Schichtverbundbiegeproben ermittelt. Die verallgemeinerte Energiefreisetzungsrate wurde als Maß für die Bruchenergie benutzt. Sie berücksichtigt die in der Kraft-Durchbiegungskurve der Proben auftretende Nichtlinearität. Das Versagen der Proben innerhalb der Deckschicht oder in der Grenzfläche wird von der Bildung und Vereinigung von sekundären Rissen in der Deckschicht begleitet. Diese Vorgänge verursachen das nichtlineare Verformungsverhalten und eine von der Rißgeschwindigkeit abhängige Bruchmorphologie.
    Notizen: The fracture energy of plasma-sprayed thermal barrier coatings of ZrO2 · MgO, ZrO2 · Y2O3, ZrO2 · CaO · Al2O3, and Al2O3 · TiO2 on metal substrates is obtained for both adhesive and cohesive failure modes of the coatings using notched layer-bonded bend test specimens. The generalized energy release rate was employed as a measure of the fracture energy. It takes account of the nonlinearity found in the load-deflection curves of the specimens. The failure of the specimens within the coating or at the interface is accompanied by the formation and linking of secondary cracks in the coating. This causes the non-linearity in the deformation behaviour and a rate-dependent failure morphology.
    Zusätzliches Material: 9 Ill.
    Materialart: Digitale Medien
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19840151103
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