CHARACTERIZATION OF Al₂O₃/TA6V AND ZrO₂/TA6V CERAMIC-METAL INTERFACES

Abstract
Des liaisons par brasage actif ont été réalisées entre l'alliage de titane Ti-6Al-4V (TA6V) et les céramiques Al₂O₃ et ZrO₂. L'alliage de brasure utilisé à la composition Cu-40Ag-Ti. Des réactions chimiques complexes se produisent dans la zone interfaciale et conduisent à la formation de phases de différentes compositions. Le composé Cu₂ (Ti, Al)₄O est observé à l'intérface brasure/céramique. A proximité du métal de base, des phases intermétalliques Cu-Ti sont observées. Les microstructures des interfaces TA6V/Al₂O₃ et TA6V/ZrO₂ sont très semblables alors que les propriétés mécaniques présentent des différences notables : la résistance à la traction mesurée pour le joint TA6V/Al₂O₃ (3 MPa) est très inférieure à celle du joint TA6V/ZrO₂ (150 MPa).

Abstract
Alumina and zirconia were joined to a Ti-6Al-4V alloy (TA6V) using an active braze of composition Cu-40Ag-5Ti. The interface region is shown to be very complex, consisting of numerous lavers of varying composition and thickness. The chemical interaction of the braze with the ceramic results in a Cu₂ (Ti, Al)₄O layer. Adjacent to the Ti-6Al-4V base metal, a series of Cu-Ti intermetallic phases is observed. The TA6V/Al₂O₃ and TA6V/ZrO₂ interface regions exibit rather similar microstructures. However, the mechanical properties of the joints in these two systems are very different. The tensile strength of the joints in is significantly lower in the case of TA6V/Al₂O₃ (3MPa) than for TA6V/ZrO₂ (150MPa).