Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Петрунин И.Е. -> "Физико-химические процессы при пайке" -> 38

Физико-химические процессы при пайке - Петрунин И.Е.

Петрунин И.Е. Физико-химические процессы при пайке — М.: Высшая школа, 1972. — 280 c.
Скачать (прямая ссылка): fizhimprocespripayke1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 86 >> Следующая

ПОС 61 Водород 420-460
ПОС 61 Азот 440-480
Медь Олово Водород 280
Олово Азот 330
ПОС 61 Водород 380
ПОС 61 Азот 400-450
Никель Олово Водород 300-320
Олово Азот 300 -330
ПОС 61 Водород 320-400
ПОС 61 Азот 320—400
122
Применение активированных парами хлористого аммония контролируемых газовых сред дает возможность механизировать и автоматизировать процесс низкотемпературной пайки.
§ и. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАЗОВЫХ СРЕД С МЕТАЛЛАМИ
В условиях пайки взаимодействие металлов с газами может происходить в процессе подготовки элементов изделия к пайке, при нагреве, выдержке и охлаждении. Если пайка производится в атмосфере воздуха, то незащищенные от влияния окружающей среды поверхности деталей окисляются. Стали, кроме того, обезуглероживаются на различную глубину в зависимости от температуры и состава газа. При пайке в атмосфере водорода, диссоциированного аммиака, азота, аргона, гелия, продуктов сгорания естественных или промышленных газов одновременно с процессом удаления окисной пленки с поверхностей основного металла и припоя могут происходить взаимодействия металлов с компонентами газовых сред, а также с неизбежными примесями в них в виде кислорода и паров воды. Начальной стадией этого взаимодействия является адсорбция, которая происходит в условиях, когда для газов характерна большая подвижность и неупорядоченность частиц, а металлам, наоборот, свойственна жесткая закрепленность и упорядоченность частиц. Молекулы газа, хаотично перемещаясь, попадают в сферу действия положительно заряженных ионов внешней грани кристаллов металла, в результате чего они адсорбируются поверхностью, располагаясь в определенном кристаллографическом порядке.
Адсорбцию необходимо рассматривать как этап вхождения атомов газа в сферу взаимодействия атомов металла, особенность которого состоит в том, что при первоначальном контакте газ адсорбируется непосредственно на поверхности металла, а последующая адсорбция происходит на поверхности образовавшихся новых фаз. Из слоя адсорбции атомы газа уже диффундируют в кристаллическую решетку металла, а на их место в контакт с внешней поверхностью элементарных ячеек решетки металла поступают из слоя адсорбции новые атомы газа. Продиффундировавшие атомы газа распределяют-
123
ся среди атомов металла. Способность диффундировать в металлы присуща не всем газам. Например, инертные газы гелий и аргон в металлы не диффундируют.
Скорость диффузии в металлы водорода, азота и кислорода определяется формулой:
Q
т = — У~ре l2/?r, (III.22)
h
где т — количество газа, диффундирующее с единицы поверхности образца на единицу длины в едЩйщу времени при парциальном давлении р и абсолютной температуре Т\ п и R — константы; h — толщина образца; Q — теплота диффузии.
Приведенная зависимость не учитывает упругость паров металла. Влияние последней особенно надо учитывать при нагреве в газовых средах таких металлов, как Mg, Мп, Zn, А1, упругость паров которых при температуре плавления составляет соответственно 2,92; 1,2; 0,21; 1,6 ¦ 10-4 н/м2 (2,2; 0,904; 0,16 и 1,2-10“® мм рт. ст.) [16].
Экспериментально установлено, что диффузия газов в металлах протекает в атомарном состоянии. Водород, находящийся в металле, ионизируется и диффундирует в виде протонов. Поскольку процесс диффузии газа определяет хемосорбция, то насыщение газами металлов в значительной степени зависит от состояния их поверхности. Наличие на поверхности металлов окисных или других пленок резко замедляет диффузию газов. Следует отметить, что в процессе пайки в газовых средах, когда окисная пленка с поверхности соединяемых деталей удалена, создаются особенно благоприятные условия для насыщения металла газами. В результате диффузии в поверхностном слое металла образуется зона твердого раствора с плавным изменением концентрации. Истинное растворение является эндотермическим процессом, поэтому с повышением температуры растворимость газов в большинстве металлов возрастает. Процесс растворения обратимый. Если содержание растворенного газа превысит предел растворимости, то должен наступить этап перестройки решетки пересыщенного твердого раствора в решетку низшего химического соединения. Наступление этого этапа зависит от соотношения скоростей
124
поступления атомов газа из слоя адсорбции к решетке металла и диффузии их в металл. Образование общих фаз между металлом и газом в адсорбированном слое возможно и другим путем. После образования первоначального слоя адсорбированного газа возможна диффузия в него атомов из внешнего слоя элементарных ячеек кристаллической решетки металла. В результате становится возможным формирование первых кристаллических ячеек высшего химического соединения между металлом и газом. Таким образом, химическое взаимодействие между газом и металлом в этом случае протекает в зоне контакта двух сред: металла и химически активного к нему газа.
Из процессов взаимодействия газов с металлами, наряду с окислением, наибольшее внимание заслуживает наводороживание и азотирование.
Окисление металлов. Согласно электронной теории процесс окисления следует рассматривать как потерю атомами окисляющихся веществ электронов, которые переходят к атомам кислорода. Так, в случае окисления алюминия
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 86 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed