ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Виды спаев из "Пайка металлов издание №2 " Образование паяного соединения происходит в результате возникновения химических связей в контакте основной металл — расплав припоя, т. е. Б результате образования спаев. При пайке между соединяемыми металлами и расплавленным припоем образуются два спая, которые наряду с прослойкой литого металла в шве обеспечивают прочность паяного соединения. Если при пайке однородных металлов. спаи., по своей природе, составу и строению одинаковы, то при пайке разнородных металлов, металлов с неметаллами характер взаимодействия основного материала с расплавом припоя, природа возникающих связей, состав и структура спаев различны поэтому рассматривать эти спаи в шве нужно раздельно. [c.10] Взаимодействие основного металла с расплавом припоя приводит к возникновению четырех разновидностей спаев [И 1 бездиффузион-ного , растворно-диффузионного, контактно-реакционного и диспергированного (рис. 3). [c.10] Рассматривается взаимодействие чистых металлов. [c.10] При взаимодействии основного металла с расплавом припоя процесс может быть ограничен во времени, будучи зафиксирован на стадии хемосорбции и образования химических связей, когда процессы гетерогенной диффузии в объеме взаимодействующих металлов развития не получили. Такой спай называется б е з д и ф -фузионным. Для образования бездиффузионного спая необходимо, чтобы температура пайки соответствовала температуре смачивания, а продолжительность взаимодействия твердой и жидкой фаз не превышала времени ретардации диффузионных процессов. Прочность соединения при этом обеспечивается за счет возникновения химических связей в двумерном слое, образующимся в зоне спая. Бездиффузионный спай дает соединения, не изменяя физико-хими-ческие свойства основного металла, поэтому он наибольшее значение может иметь при соединении полупроводников с металлами, где важно не изменить электрофизические свойства полупроводников. [c.11] Растворно-диффузионный спай образуется, когда основной металл и припой обладают взаимной растворимостью, а продолжительность контактирования твердой и жидкой фаз превышает время релаксации пика межфазной энергии. Растворно-диффузионный спай наиболее часто встречается в паяных соединениях. Смачивание основного металла расплавом припоя в условиях нагрева их до одинаковой температуры создает благоприятные условия для развития диффузионных процессов и растворения твердого металла в жидком. [c.11] Поскольку в контакте основной металл—расплав припоя реакции идут в гетерогенной среде, между металлами, находящимися в различных агрегатных состояниях, то развитие их связано не только с химическими превращениями, но и с переносом веществ из глубины фаз к поверхности, а также с удалением продуктов взаимодействия из зоны реакции. Скорость этих процессов между основным металлом и распл авом припоя зависит от интенсивности переноса входящих в их состав компонентов в зону реакции, активности взаимодействия и удаления продуктов реакции. [c.11] В зависимости от свойств взаимодействующих твердого и жидкого металлов растворно-диффузионный спай могут образовать металлы с неограниченной растворимостью в твердом состоянии, с ограниченной растворимостью, дающие эвтектики и интерметаллические соединения. [c.11] Серебро Медь. [c.12] Контактно-реакционный спай возникает, когда соединяемые металлы дают эвтектики или образуют непрерывные твердые растворы с минимумом на кривой ликвидуса. [c.12] Пайкой можно получать соединения, когда основной металл и припой не сплавляются и не вступают в химическое взаимодействие. Например, пайка железа успешно протекает при применении в качестве припоя не сплавляющихся с ним серебра и свинца вольфрам можно паять не сплавляющимися с ним медью, серебром и оловом [12]. В этих случаях взаимодействие расплавов с основным металлом характеризуется диспергированием последнего, поэтому спаи между несплавляющимися металлами названы диспергированными. [c.12] Условия образования спаев в зависимости от температуры и продолжительности пайки, а также схема их строения приведены на рис. 5, на котором показано взаимодействие чистых металлов. Предполагается, что окисная пленка с поверхности основного металла и припоя удалена и не происходит взаимодействие металлов с окружающей средой. [c.12] Особенностью бездиффузионного спая является отсутствие массо-переноса через межфазную границу или, точнее, ограничение массо-переноса до значений, которые не обнаруживаются существующими методами анализа. Преимуществом этого вида спая является возможность получения соединения без интерметаллидов. На рис. 6 приведена дифрактограмма бездиффузионного спая на пайке железа оловом. Несмотря на то что в этой системе возможно образование химических соединений, в шве по границе основной металл — припой они не обнаружены. [c.12] В растворно-диффузионном спае можно выделить две стадии взаимодействия, которые сказываются на строении спая. Если равновесие не достигается (состав жидкой фазы не соответствует ликвидусу, а твердой — солидусу диаграммы состояния взаимодействующих металлов при температуре пайки), то спай имеет диффузионную зону и прикристаллизованный слой переменного (когда компоненты растворимы в твердом состоянии) или постоянного состава (когда компоненты нерастворимы в твердом состоянии). После достижения равновесия в шве начинается изотермическая кристаллизация, поэтому в спае дополнительно образуется слой изотермической кристаллизации. [c.12] Вернуться к основной статье