Wettability of non-reactive Cu/Si–Al–O–N systems I. Experimental results

The purpose of this work was to study the evolution of ceramic/liquid metal interactions according to the ionocovalent nature of the anion–cation bond in the ceramic. In order to explore a wide ionicity scale, Si–Al–O–N systems were chosen, enabling variation in either the anion or the cation or both at the same time. The experimental work of adhesion, Wa, of pure liquid copper on seven compounds (oxides, nitrides and oxynitrides) was measured. Analysis (SEM, EDS and Auger) confirmed the non-reactivity of the systems studied. The values of contact angle, θ, and surface tension, σlv, have been obtained by the sessile drop method. There is no significant dependence on the nature of the substrate and satisfactory agreement with the literature data was found. é de ce travail est d’étudier l’évolution de l’interaction céramique/métal liquide en fonction du caractère ionocovalent de la liaison anion–cation de la céramique. Pour explorer une large échelle d’ionicité, nous avons choisi d’évoluer dans le système Si–Al–O–N qui offre de nombreuses possibilités de changement de l’anion ou du cation, ou des deux simultanément. Nous avons mesuré le travail d’adhésion expérimental du cuivre liquide pur sur sept composés oxydes, nitrures et oxynitrures. Les analyses (MEB, EDS et Auger) confirment la non-réactivité des sytèmes étudiés. Les valeurs de l’angle de contact, θ et de la tension de surface, σlv, mesurées par la méthode de la goutte posée évoluent très peu avec la nature du substrat et concordent avec les résultats de la littérature.