ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металловедение диспергированного спая из "Металловедение пайки " Эффект снижения прочности основного металла возрастает по мере уменьшения межфазной энергии, так как последняя определяет работу образования первичных зародышевых сдвигов. Поскольку процесс этот имеет кинетический. характер, то наибольшее влияние расплавы оказывают при длительной выдержке. В этом случае наряду с растеканием расплава припоя по поверхности основного металла большое значение имеет его впитывание стенками образующихся на поверхности основного металла трещин. Чем меньше расплав впитывается основным металлом, тем на большее расстояние он течет по основному металлу и тем протяженнее образующаяся в результате адсорбционного эффекта трещина. [c.164] При очень сильном снижении поверхностной энергии в тех случаях, когда растворимость основного металла в расплаве мала, он может обнаружить склонность к самопроизвольному диспергированию. Для пайки случай самопроизвольного диспергирования основного металла представляет собой интерес. Условия для самопроизвольного диспергирования возникают, когда под влиянием адсорбционного эффекта свободная поверхностная энергия твердого тела понижается до чрезвычайно малых величин (десятых долей эрг/см и ниже). При исчезающе малой истинной растворимости основного металла в расплаве припоя, которую он имеет при образовании диспергированного спая, по мере проникновения припоя в объем твердого металла будет происходить его разрушение по границам микроблоков. С увеличением выдержки в процессе пайки количество дисперсных частиц будет возрастать, что в итоге может привести к перекрытию зазора дисперсными частицами. Процесс образования диспергированного спая определяется кинетикой диспергирования. [c.164] Подставляя уравнение (89) в (88), получим ft. [c.166] Если скорость образования дисперсных частиц известна, то уравнение (90) позволяет определить продолжительность диспергирования, а если продолжительность диспергирования известна, то можно оценить величину зазора между поверхностями паяемых металлов, контактирующих с зоной сплавления после диспергирования. [c.166] При соединении металлов припоями, которые не дают с ними растворов ни в жидком, ни в твердом состоянии и не вступают в химические реакции, процесс пайки имеет специфику. Нагрев основного металла и припоя в условиях, обеспечивающих удаление с их поверхности окисной пленки, не приводит к растеканию припоя после расплавления. Для того чтобы обеспечить смачивание основного металла расплавом припоя, необходим значительный перегрев. Это свидетельствует о том, что только при определенной термической активации твердого и жидкого металла между ними происходит химическое взаимодействие. Перегрев, необходимый для смачивания железа и вольфрама расплавами Sn, Т1, РЬ, Ag, Си, Мп, указан в табл. 21-. [c.166] Особенности диспергирования и размеры образующихся частиц можно оценить по характеру кристаллизации жидкой фазы в шве. На рис. 88 приведены микроструктуры швов, полученные при пайке железа серебром и висмутом и вольфрама медью, оловом и сплавом медь— марганец. [c.169] Как показывает рис. 88, а, диспергирование армко-железа под действием серебра происходит на частицы разной дисперсности, о чем можно судить по неоднородности состава прикристаллизованного слоя. При пайке карбонильного железа серебром диспергирование происходит на частицы коллоидных размеров, в результате чего в зоне спая выделяется прикристаллизованный слой однородного состава. Тонкодисперсный переход частиц основного металла в расплав припоя наблюдается также при пайке армко-железа висмутом (рис. 88,6). Эти частицы, согласно работе [23], не растворимы ни в твердом, ни в жидком состоянии. В случае пайки вольфрама медью в зоне спаев выделяются однородные прослойки, по характеру напоминающие интерметаллидные образования. Рентгеноструктурный анализ показал, что это выделения дисперсных частиц вольфрама (рис. 88, е). При пайке вольфрама оловом дисперсные частицы выделяются как на подложку, так и по границам отдельных зерен олова. [c.169] Представляет интерес микроструктура шва, образующегося при применении в качестве припоя не чистых-металлов, а сплавов, которые не сплавляются с вольфрамом и не образуют с ним химических соединений. Из рис. 88, г видно, что в этом случае совершенно меняется микроструктура зоны сплавления. Выделения тугоплавкой фазы в зоне шва напоминают дендриты. [c.169] ОТ направления слоев, контактирующих с расплавом припоя. На рис. 89, а видно, что если слои расположены перпендикулярно межфазной границе, то расплав активно проникает в вольфрам, расслаивая его. Наследственные слои, образовавшиеся при прессовании вольфрама, можно видеть и в шве после кристаллизации (рис. [c.170] Использование явления диспергирования твердых металлов под действием не сплавляемых с ними расплавов припоев открывает в пайке новые возможности получения высокопрочных соединений. Особого внимания заслуживают вопросы, связанные с образованием прочных химических связей между металлами, которые, согласно существовавшим ранее представлениям, не образуют между собой сплавов. Изучение этих вопросов позволит глубже раскрыть природу сплавов. [c.171] Вернуться к основной статье