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• W4249224144 abstract "AlAl joints and AlSi3N4 joints were manufactured at room temperature by means of the surface activation method. In this procedure, the surfaces to be bonded are sputter-cleaned and activated by argon fast-atom-beam (FAB) irradiation and then brought into contact with each other under a slight pressure. The primary concept of the method is based on the idea that clean metal surfaces are inherently active and react with other elements such as oxygen, nitrogen and carbon, and thus form a strong bonding with ceramics even at room temperature. Therefore it was expected that the method will be effective only in an ultra high vacuum so that the sputtered surfaces remain clean until joining. It was found, however, that such a clean environment is not necessary for joining. Surfaces activated in a vacuum containing some residual gas can be bonded very strongly and do not lose the capacity of adhering even after exposure to the residual gases after sputt-cleaning. It is found by transmission electron microscopy that the interface structure depends remarkably upon the vacuum condition in which the surfaces to be bonded are sputter-cleaned. An intermediate layer consisting of a partially amorphous phase was found in AlAl joints bonded under a vacuum pressure of 10−5Pa, while an AlAl joint without an intermediate layer was formed by ultra high vacuum bonding. It is assumed that oxygen or water in the residual gas of the vacuum was absorbed on the Al surface and dissolved into metal by the argon irradiation. Thus, an amorphous AlO solid solution or a kind of aluminium oxide is formed. AlSi3N4 joints manufactured in a high vacuum from surface activated materials showed also an intermediate layer which was, however, entirely amorphous over the whole interface and was considered to have been formed predominantly on the Si3N4 surface.Des liaisons AlAl et AlSi3N4 sontélaboréesa`la tempe´rature ambiante par la me´thode d'activation de surface. Dans ce proce´de´, les surfacesa`relier sont nettoye´es par bombardement ionique et active´es par irradiation par un faisceau d'atomes d'argon rapides, puis amene´es en contact l'une avec l'autre sous une pression lége`re. Le principe de la me´thode est base´sur l'ide´e que des surfaces me´talliques propres sont en elles-meˆme actives et re´agissentavec d'autrese´le´ments tels que l'oxyge`ne, l'azote et le carbone et forment ainsi une liaison forte avec les ce´ramiques mêmea`la tempe´rature ambiante. Donc on s'attenda`de que la me´thode sera efficace seulement dans l'ultra-vide de telle façon que le surfaces bombarde´e estent propres jusqu'au moment de la mise en contact. On trouve cependant qu'un environnement propre n'est pas ne´cessaire pour la liaison. Des surfaces active´es sous un vide contenant quelques gaz re´siduels peuventeˆtre lie´es tre`s fortement et ne perdent pas leur capacite´d'adhe´rence meˆme apre`s une exposition aux gaz re´siduels apre`s le nettoyage par bombardement ionique. On trouve, par microscopiee´lectronique en transmission, que la structure de l'interface de´pend remarquablement du vide dans lequel les surfacesa`relier sont nettoye´es par bombardement. On trouve une couche interme´diaire forme´e d'une phase partiellement amorphe dans les liaisons AlAl obtenues sous un vide de 10−5Pa, tandis qu'une liaison AlAl sans couche interme´diaire se forme dans l'ultravide. On suppose que l'oxyge`ne ou l'eau dans le gaz re´siduel du vide absorbe´s sur la surface d'Al et sont dissous dans le me´tal par l'irradiation d'argon. Ainsi, une solution solide amorphe AlO ou une sorte d'oxyde d'aluminium se forme. Les liaiasons AlSi3N4e´labore´es dans un videélevéa`partir de mate´riaux a surface activee ont aussi une couche intermediaire qui cependant estentie`rement amorphe sur toute l'interface et qui s'est forme´e essentiellement sur la surface de Si3N4.AlAl- und AlSi3N4-Verbunde wurden bei Raumtemperature nach der Oberfla¨chenaktivierungsmethod hergestellt. Hierbei werden die zu verbindenden Oberfla¨chen sputtergereinigt, durch Bestrahlung mit einem schnellen Argonatomstrahl (FAB) aktiviert und durch einen leichten Anpreβdruck zum Kontakt gebracht. Der Grundgedanke der Methode besteht in der Idee, daβ saubere Metallfla¨chen von Natur aus aktiv sind, mit Elementen wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff reagieren und daher starke Bindungen selbst bei Raumtemperatur mit Keramiken eingehen ko¨nnen. Deshalb wurde angenommen, daβ die Methode nur im Ultrahochvakuum funkitioniert, in dem die gesputterten Oberfla¨chen bis zur Verbindung rein bleiben. Es zeigte sich jedoch, daβ eine solche reine Umgebung zum Verschweiβen nicht erforderlich ist. Aktivierte Oberfla¨chen, die einem Vakuum mit Restgasverunreinigungen ausgesetzt sind, ko¨nnen starke Bindungen eingehen und verlieren diese Haftf¨higkeit auch nach einer Auslagerung in einer restgashaltigen Atmospha¨re nach der Sputterreinigungen nicht. TEM-Untersuchungen zeigten, daβ die Grenzfla¨chenstruktur betra¨chtlich von den Vakuumbedingungen wa¨hlend der Sputtereinigung der zu vereinigenden Oberfla¨chen abha¨ngt. Eine teilwiese amorphe Zwischenschicht wurde bei AlAl-Verbindungen gefunden, die in einem Hochvakuum von 10−5Pa kaltgeschweiβt wurden. Ein AlAl-Verbund ohne Zwischenschicht entstand nach Kaltschweiβen im UHV. Es wird angenommen, daβ Sauerstoff oder Wasser im Restgas des Vakuums auf der Al-Oberfla¨che absorbiert wird und durch die Bestrahlung mit Argon im Metal gelo¨st wird. So entsteht eine amorphe AlO-Lo¨sung oder eine aluminiumoxid Verbindung als Grenzschicht. Im Hochvakuum aus oberfla¨chenaktivierten Materialien hergestellte AlSi3N4-Verbunde besaβen ebenfalls eine Grenzfla¨chenschict, die jedoch auf der gesamten Grenzfla¨che amorph war undu¨berwiegend auf der Si3N4-Oberfla¨che entstand." @default.
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