ч принципиальной возможности образования соединения в твердой фи 1в без образования дислокаций в приповерхностных слоях более твердит материала могут свидетельствовать также экспериментальные данные по эпитаксии [ 25], диффузии [ 26], напылению металла на полупроводник и последующему отжигу [ 27] и др. В этом случае на поверхности тшупроводника также образуются плоские фигуры травления, которые • нидстельствуют об образовании твердофазной диффузионной зоны взаимодействия. В работах [ 22 — 24] рассмотрены особенности активации контактных нонерхностей раздела при соединении весьма "полярных" по своим механическим свойствам материалов, т.е. очень пластичного металла алюминия и очень хрупкого, практически трудно деформируемого (особенно ниже порога пластичности) полупроводникового кристалла кремния. В связи гам возникает вопрос, применимы ли соображения, высказанные для пиры полупроводник — металл, к условиям твердофазной сварки разнородных металлов, которые обладают значительно меньшим различием механических свойств (модуля упругости, предела текучести, твердости и др.). Выяснению этого вопроса были посвящены исследования [28 — 31]. '1ик, например, в работах [28, 29] на примере клинопрессовой сварки нержавеющей стали 12Х18Н9Т со сплавами АД1 и АМгЗ была показана довольно резкая температурная зависимость кинетики образования проч-1101 о сварного соединения. При этом интенсивная пластическая деформация более твердого материала (в данном случае стали 12Х18Н9Т) не помогла сместить температурный сдвиг схватывания в область более низких температур. Это позволило сделать заключение о том, что наличие дислокаций на контактной поверхности более твердого материала еще не является достаточным условием для образования прочного соединения. На рис. 2 видно, что плотность дислокаций на контактной границе раздела более твердого из двух свариваемых материалов (стали 12Х18Н9Т) при низкой температуре запрессовки (сварки) стального клина в алюминиевую заготовку может быть значительно выше (рис. 2, в), чем при более высоких температурах (рис. 2, а, б). Это объясняется тем обстоятельством, что величина напряжений контактного трения на границе раздела свариваемых материалов являются функцией пределов текучести соединяемых материалов, которые резко уменьшаются (особенно в случае алюминиевых сплавов) с повышением температуры запрессовки. Это приводит соответственно к уменьшению степени пластической деформации приповерхностных слоев данных материалов. Однако при температуре запрессовки 373 К схватывание полностью отсутствует и прочного соединения не образуется, тогда как при 573 и 623 К, несмотря на более низкую плотность дислокаций на контактной границе раздела (рис. 2, а, б), получается прочное сварное соединение, и при механических испытаниях зона разрушения проходит не по границе раздела, а по алюминиевой заготовке.
Карта
|
|