Física Estadística

Estudio experimental de la adhesión interfacial del sistema Sn/Pb — Al₂O₃ asistido con láser

A. Guerrero ª, J. Puerta^b y J. Lira^c

^a,c Departamento de Materiales,

^b Departamento de Física, Universidad Simón Bolívar, 89000, Caracas 1080A, Venezuela

Recibido el 10 de diciembre de 2003
Aceptado el 12 de octubre de 2004

Resumen

En el presente trabajo se propuso y construyó un diseño de cámara de experimentación que permitió realizar diferentes mediciones del ángulo de contacto. El substrato cerámico (Sn/Pb — Al₂O₃) fue previamente tratado con un láser de CO₂ y sobre el mismo se depositó una aleación de Estaño–Plomo fundido empleando el método de la gota en reposo en alto vacío. Estas mediciones experimentales se realizaron con el fin de conocer el comportamiento físico–químico de la mojabilidad del sistema metal–cerámica (Sn/Pb — Al₂O₃ ). La interacción de la radiación del láser de CO₂ con la superficie de la cerámica Al₂O₃ produjo cambios significativos en las características de la mojabilidad del material. Pasando de ser un sistema no mojable a parcialmente mojable, cuyo mecanismo predominante de enlace del sistema estudiado es del tipo mecánico (micro rugosidad) favorable para el anclaje mecánico de la gota.

Descriptores: Adhesión; mojabilidad; ángulo de contacto; laser; vacío; metal–cerámica.

Abstract

A reaction chamber was designed and built for the performance of contact angle measurements for wettability assessment. The contact angle of a molten Sn–Pb alloy on alumina substrate was measured using the Sessile Droplets methods under high vacuum for a substrate treated with a CO₂ laser and a second one without treatment. These measurements are intended for a better knowledge of the physico–chemical behavior of the wetting properties of the (Sn/ Pb — Al₂O₃) metal–ceramics system. The interaction of the laser radiation with the Sn/Pb — Al₂O₃substrate produced significant changes in the wettability behavior. The system undergoes a clear change from a nonwetting to a partial wetting behavior as determined by contact angle values. The results suggest that the dominant mechanism for wettabilty response is of mechanical nature (micro roughening) for the mechanical anchoring of the droplet to the substrate.

Keywords: Adhesion; wettability; angle of contact; laser; vaccum; metal–ceramics.

PACS: 81.65.–b

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