дениое) состояние, метастабильиое по сравнению с относительно более стабильным состоянием внутренних слоев контактирующих тел. Степень активирования атомов поверхностного слоя жидкого металла большая, чем слоя твердого, вследствие большей подвижности атомов жидкости и влияния воздействия слоя твердого металла на жидкое в результате химической связи между инми. Более равиовесиос состояние системы при контакте твердого н жидкого металлов в состоянии Б (рис. 24) с наибольшей вероятностью может быть достигнуто при преодолении относительно небольшой энергии активации ВС и расплавлении твердого металла по кинетическому режиму, практически по бездиффузионному механизму и поэтому с большой скоростью. Прн диаграмме состояния с ограниченной или неограниченной растворимостью в жидком или твердом состояниях эта стадия наступает при локальном накоплении и достижении иа границе жидкого металла с твердым удельной концентрации активированных атомов твердого и жидкого металлов, соответствующей предельной концентрации этих атомов в жидком растворе Сж, находящемся в равновесии с твердой фазой при температуре взаимодействия. Такой коллективный процесс перехода атомов из равновесной кристаллической решетки в жидкое состояние па втором этапе является по существу плавлением. Высокая скорость этого процесса определяется подвижностью атомов в жндком состоянии значительно большей, чем скорость их смещения, стимулируемая величиной градиента концентраций, что характерно для следующей стадии диффузионного перемещения атомов от межфазной границы в глубь жидкости. Следовательно, контактное твердо-жидкое плавление происходит чрезвычайно быстро вследствие перехода системы из лабильного равновесного состояния в метастабильиое с образованием жидкой фазы, в которой равномерно распределены атомы твердого н жидкого тел. Такая равномерность распределения атомов твердых и жидких тел является результатом не диффузионного, а кооперативного (коллективного) перемещения атомов в одном акте, без обмена местами атомов и вакансий на расстояниях, меньших или не превышающих межатомные. Если атомы твердого и жидкого веществ не обладают химическим сродством, т. е. не образуют пи жидких, ни твердых растворов, то при смачивании не будет происходить их контактного активирования иа межфазной границе и не наступит плавления твердого вещества в контакте с жидким ниже его температуры автономного плавления. Если химическое сродство разноименных атомов (ионов) твердого н жидкого металлов достаточно велико и они в контакте способны образовать не только жидкие и твердые растворы, но и прослойки химических соединений (тип диаг- рамм состояния (рис. 23 л.м), то такая прослойка, возникнув на межфазной границе, нарушит контакт твердого тела с жидким. Процесс насыщения жидкой фазы атомами твердого тела при температуре контакта может происходить путем контактного твердо-жидкого плавления ннтерметаллида в жидкой фазе, диффузии атомов твердого тела через несовершенства в прослойке химического соединения или развития туннельного эффекта. Следовательно, после смачивания жидким металлом твердого происходит его плавление (бездиффузиоппая стадия), а затем переход атомов твердого тела нз расплавившегося объема в остальной объем жидкой фазы — растворение (диффузионная стадия). Контактное твердо жидкое плавление может иметь самостоятельное значепие и быть промежуточным этапом при других видах контактного плавления. Следует учитывать, что математическое моделирование процессов, представляемое в виде уравнений, включающих целые функции — приближенно н принципиально оправдываемо только в определенном интервале времени. Процесс растворения, по уравнению Н. А. Шукарсва, должен длиться бесконечно, достигая равновесия при С=СХ при т=оо. Процесс контактного твердо-жидкого плавления трехстадий-пый и не может быть полностью охарактеризован одной формулой по упрощенной схеме процесса. Общая химическая эрозия при плавлении паяемого металла в контакте с жидким припоем Относительное количество расплавившегося металла С? при контакте с жидким припоем определяется объемом \'п и плотностью рж последнего,, площадью их контакта 5, предельной растворимостью Сж паяемого металла в жидком 0= р»р»С»_(II) Скорость потери массы ит за время от определяется уравнением _ Рж"ж "'Сж(12) С учетом формулы (12) потеря массы за время т составит 0 = (^т = Р«сж-^-(1-е-°5"Ч(13) где а — коэффициент растворения атомов твердого металла в жндком. Из уравнений (12) и (13) следует, что химическая эрозня О является монотонной функцией пяти переменных Сж, иж, 5.
Карта
|