WikiDer > Переходное диффузионное связывание жидкой фазы

Transient liquid phase diffusion bonding

Переходное диффузионное связывание жидкой фазы (TLPDB) - это процесс присоединения, который применялся для объединения многих металлический и керамика системы, которые не могут быть соединены обычным сплавлением сварка техники. В процессе склеивания получаются стыки с однородным профилем состава, устойчивые к поверхности. оксиды и геометрические дефекты. Техника склеивания использовалась в широком диапазоне применений, от производства и ремонта турбинные двигатели в аэрокосмический промышленность[1][2][3] к атомному атомная энергия растения[4][5] и подключение цепей в микроэлектроника промышленность.[6][7]

Процесс

Процесс отличается от диффузионное соединение в котором распространение происходит, когда температура плавления представляют собой элемент из прослойки, перемещающийся в решетку и границы зерен подложки при температуре соединения. Диффузионные процессы в твердом состоянии приводят к изменению состава на границе раздела связей, и несходный промежуточный слой плавится при более низкой температуре, чем исходные материалы. Таким образом, тонкий слой жидкости распространяется вдоль границы раздела, образуя соединение при более низкой температуре, чем точка плавления любого из исходных материалов. Этот метод отличается от пайки тем, что он «изотермически затвердевает». Удерживая температуру выше точки плавления присадочного металла, взаимная диффузия сдвигает состав от эвтектики, поэтому затвердевание происходит при температуре процесса. Если происходит достаточная взаимная диффузия, соединение останется твердым и прочным при температуре намного выше исходной температуры процесса плавления. Вот почему это называется «переходной жидкой фазой». Перед охлаждением жидкость затвердевает.

Прослойка

В этой технике необходимо выбрать подходящую прослойку, учитывая ее смачиваемость, характеристики текучести, высокая стабильность для предотвращения реакций с основными материалами и способность образовывать композицию, имеющую температуру переплава выше, чем температура связывания. Техника соединения восходит к глубокой древности.[8] [9][10] Например, оксид меди окрашены как прослойка и покрыты жир или же клей держать некоторые золото шары на золотом изделии нагреваются в уменьшение пламени сформировать эвтектика на площади облигаций.

Кинетика

Существует множество теорий кинетики процесса связывания, но наиболее распространенная теория делит процесс на четыре основных этапа.[11] [12] Этапы следующие:

  1. растворение прослойки
  2. гомогенизация жидкости
  3. изотермическое затвердевание
  4. гомогенизация области связи

Рекомендации

  1. ^ Д.С. Дюваль; В.А. Овчарски; Д.Ф. Полонис (1974). «Соединение TLP: новый метод соединения жаропрочных сплавов». Сварочный журнал. 53 (4): 203–214.
  2. ^ S.R. Каин, Дж. Р. Уилкокс, Дж. Р., Р. Венкатраман (1997). «Диффузионная модель переходной жидкофазной связи». Acta Materialia. 45 (2): 701–707. Дои:10.1016 / с 1359-6454 (96) 00188-7.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ Ю. Чжоу; W.F. Гейл; T.H. Север (1995). «Моделирование переходной жидкофазной связи». Международные обзоры материалов. 40 (5): 181–196. Дои:10.1179 / imr.1995.40.5.181.
  4. ^ М. Маза Атабаки; Дж. Идрис (2011). «Частичное переходное жидкофазное диффузионное связывание циркалоя-4 со стабилизированной аустенитной нержавеющей сталью 321 с использованием активного титанового присадочного металла». Журнал производственной науки и техники. 3 (406): 330–344.
  5. ^ Мазар Атабаки, М. «Развитие микроструктуры при частичном переходном жидкофазном диффузионном связывании циркалоя-4 с нержавеющей сталью 321 с использованием активного титанового присадочного металла». Журнал ядерных материалов, 406 (3) (2010), 330-344
  6. ^ Hou, M.M., Eager, Thomas W. "Низкотемпературная переходная жидкая фаза (LTTLP) для соединений Au / Cu и Cu / Cu". Журнал Электрон. Пакет, 114 (4) (1992), 443-448
  7. ^ Мазар Атабаки, М. «Недавний прогресс в соединении керамических изделий порошковой металлургии с металлами». Металлургия. 16 (4) (2010), 255-268
  8. ^ Хоторн, Дж. Г., Смит, К. С. "О различных искусствах, трактат Теофила". Чикаго: Издательство Чикагского университета. (1963), 216
  9. ^ Смит, C.S., "Поиск структуры". Кембридж, Массачусетс: MIT Press. (1981), 92-94
  10. ^ Littledale, H.A.P. Брит. Патент № 415 181 (1933).
  11. ^ Макдональд В.Д. и Игер, "T.W. Переходное соединение жидкой фазы. Ежегодный обзор материаловедения". 22 (1) (1992), 23-46
  12. ^ Туах-поку И., Доллар М., Массальский Т. «Исследование переходного процесса жидкофазного связывания применительно к сэндвич-стыку Ag / Cu / Ag». Металлургические операции A. 19 (A) (1988), 675-686