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28.01.2016 | Ausgabe 8/2016 Open Access

Journal of Materials Engineering and Performance 8/2016

Wettability and Reactivity of ZrB2 Substrates with Liquid Al

Zeitschrift:
Journal of Materials Engineering and Performance > Ausgabe 8/2016
Autoren:
R. Nowak, N. Sobczak, G. Bruzda, J. Wojewoda-Budka, L. Litynska-Dobrzynska, M. Homa, I. Kaban, L. Xi, L. Jaworska
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s11665-016-1909-7) contains supplementary material, which is available to authorized users.
This article is an invited submission to JMEP selected from presentations at the Symposium “Wetting and High-Temperature Capillarity,” belonging to the Topic “Joining and Interfaces” at the European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (EUROMAT 2015), held September 20-24, 2015, in Warsaw, Poland, and has been expanded from the original presentation.

Abstract

Wetting characteristics of the Al/ZrB2 system were experimentally determined by the sessile drop method with application of separate heating of the ZrB2 and Al samples and combined with in situ cleaning of Al drop from native oxide film directly in vacuum chamber. The tests were performed in ultrahigh vacuum of 10−6 mbar at temperatures 710, 800, and 900 °C as well as in flowing inert gas (Ar) atmosphere at 1400 °C. The results evidenced that liquid Al does not wet ZrB2 substrate at 710 and 800 °C, forming high contact angles (θ) of 128° and 120°, respectively. At 900 °C, wetting phenomenon (θ < 90°) occurs in 29th minute and the contact angle decreases monotonically to the final value of 80°. At 1400 °C, wetting takes place immediately after drop deposition with a fast decrease in the contact angle to 76°. The solidified Al/ZrB2 couples were studied by scanning and transmission electron microscopy coupled with x-ray energy diffraction spectroscopy. Structural characterization revealed that only in the Al/ZrB2 couple produced at the highest temperature of 1400 °C new phases (Al3Zr, AlB2 and α-Al2O3) were formed.

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Supplementary material 1 (AVI 1876 kb)
11665_2016_1909_MOESM1_ESM.avi
Supplementary material 2 (AVI 1048 kb)
Supplementary material 3 (AVI 782 kb)
Supplementary material 4 (AVI 9715 kb)
11665_2016_1909_MOESM4_ESM.avi
Literatur
Über diesen Artikel

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