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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
송정호 (서울시립대학교 신소재공학과) 송오성 (서울시립대학교 신소재공학과)
저널정보
한국재료학회 한국재료학회지 한국재료학회지 제27권 제7호
발행연도
2017.1
수록면
386 - 391 (6page)

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Using a customized diffusion bonder, we executed diffusion bonding for ring shaped white gold and red gold samples (inner, outer diameter, and thickness were 15.7, 18.7, and 3.0 mm, respectively) at a temperature of $780^{\circ}C$ and applied pressure of 2300 N in a vacuum of $5{\times}10^{-2}$ torr for 180 seconds. Optical microscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used to investigate the microstructure and compositional changes. The mechanical properties were confirmed by Vickers hardness and shear strength tests. Optical microscopy and FE-SEM confirmed the uniform bonding interface, which was without defects such as micro pores. EDS mapping analysis confirmed that each gold alloy was 14K with the intended composition; Ni and Cu was included as coloring metals in the white and red gold alloys, respectively. The effective diffusion coefficient was estimated based on EDS line scanning. Individual values of Ni and Cu were $5.0{\times}10^{-8}cm^2/s$ and $8.9{\times}10^{-8}cm^2/s$, respectively. These values were as large as those of the melting points due to the accelerated diffusion in this customized diffusion bonder. Vickers hardness results showed that the hardness values of white gold and red gold were 127.83 and 103.04, respectively, due to solid solution strengthening. In addition, the value at the interface indicated no formation of intermetallic compound around the bonding interface. From the shear strength test, the sample was found not to be destroyed at up to 100,000 gf due to the high bonding strength. Therefore, these results confirm the successful diffusion bonding of 14K white-red golds with a diffusion bonder at a low temperature of $780^{\circ}C$ and a short processing time of 180 seconds.
#gold alloys #diffusion bonding #Vickers hardness #diffusion coefficient

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