Publisher: Administrator Date:2022-08-19
擴(kuò)散焊接是一種連接金屬或非金屬材料的方法。這種焊接技術(shù)基于元素在連接界面處的原子擴(kuò)散。
擴(kuò)散過(guò)程實(shí)際上是以原子運(yùn)動(dòng)或擴(kuò)散的形式通過(guò)結(jié)晶固體的晶格傳輸質(zhì)量。原子的擴(kuò)散通過(guò)許多機(jī)制進(jìn)行,例如相鄰原子之間的位置交換、間隙原子的運(yùn)動(dòng)或晶格結(jié)構(gòu)中空位的運(yùn)動(dòng)。最新的是由于原子運(yùn)動(dòng)所需的低活化能而優(yōu)選的機(jī)制??杖笔侵父褡咏Y(jié)構(gòu)中的空置位置。
原子的擴(kuò)散是一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程,其中材料的溫度和擴(kuò)散性是相當(dāng)重要的參數(shù)。一般來(lái)說(shuō),以擴(kuò)散系數(shù) D 表示的擴(kuò)散速率定義為 D = Do exp(-Q/RT) ,其中 Do 是取決于晶格類型和擴(kuò)散原子的振蕩頻率的頻率因子。Q 是活化能,R 是氣體常數(shù),T 是開(kāi)爾文溫度。
與體擴(kuò)散相比,由于原子的鍵較松散,擴(kuò)散原子 6,7 的振蕩頻率較高,因此在表面、界面和晶界處原子擴(kuò)散的活化能相對(duì)較低。假設(shè)存在完美的界面接觸,這增強(qiáng)了原子擴(kuò)散,從而簡(jiǎn)化了兩個(gè)金屬片的擴(kuò)散鍵合。
界面接觸可以通過(guò)許多工藝處理待粘合的表面來(lái)優(yōu)化,例如機(jī)械加工和拋光、蝕刻、清潔、涂層以及在高溫和負(fù)載下的材料蠕變。蠕變機(jī)制允許材料流動(dòng)在接頭界面處產(chǎn)生完全緊密的接觸,這是擴(kuò)散結(jié)合所需的。因此,表面處理和鍵合溫度和載荷的選擇基本上是擴(kuò)散鍵合工藝的重要因素。其他因素,如熱導(dǎo)率、熱膨脹和鍵合環(huán)境也會(huì)影響鍵合過(guò)程,特別是在高鍵合溫度下。
擴(kuò)散焊接是一種用于連接材料的先進(jìn)材料工藝。各種金屬的薄片可以擴(kuò)散結(jié)合,以生產(chǎn)用于液體火箭燃燒室和導(dǎo)彈傳感器窗口的具有極小和復(fù)雜流動(dòng)通道的冷卻裝置。
擴(kuò)散焊接還用于制造用于天線系統(tǒng)中毫米波頻率的波紋喇叭陣列。這種制造技術(shù)已被證明是一種簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的工藝,可以生產(chǎn)低成本和高性能的工程設(shè)備,這是 21 世紀(jì)制造技術(shù)的基本要求。