Если паяемый металл и металл—припой взаимодействуют с образованием химического соединения К. разлагающегося при перитектнческой температуре, то благодаря большой диффузионной подвижности атомов паяемого металла А в жидкой легкоплавкой фазе— припое В процесс их взаимодействия развивается предпочтительно в квазибинариой системе К—В. Поэтому двойная диаграмма с образованием химических соединений интерметаллидов такого типа может быть разделена на отдельные квазнбинарные диаграммы, которые указывают, какие фазы должны контактировать между собой, чтобы эта квазибинарная система находилась в равновесии с интерметал-лндом, наиболее богатым легкоплавким компонентом системы (см. рнс. 23,л).

В условиях изотермического контакта при температурах ниже температуры перитсктического превращения, но выше температуры плавления припои В в системе А—В устанавливается относительное равновесие между фазой К и жидкой фазой на основе припоя В. Прослойка /(-фазы образуется по их границе.

При нагреве жидкая фаза будет обогащаться компонентом А путем частичного контактного плавления образовавшейся прослойки иитермсталлида К. Рост нитерметаллидной прослойки при охлаждении обычно происходит в сторону жидкой фазы: при температуре пайки в сторону паяемого металла А. В последнем случае рост прослойки К происходит путем диффузии атомов легкоплавкого металла В через иитерметаллид К в сторону паяемого металла и соответственно лимитируется ею. Это тормозит контактное плавление паяемого металла в жидком припое.

Рост интерметаллидных слоев, их состав и структура определяются ие только термодинамическим (энергетическим) фактором, но н кинетическим фактором: скоростью возникновения прослойки К и протекания реакции, а также характером перехода системы из одного метастабильиого состояния в другое метастабильное более равновесное.

Толщина н скорость роста слоя интерметаллида К в равновесных условиях подчиняется уравнению, описывающему рост диффузионных слоев:

6" = 0„е ят ,(19

где т — время:

Т — абсолютная температура; 01 — энергия активации процесса.

Поэтому при нагреве А в контакте с жидким В, т. е. в ие-изотермических условиях процесс роста интерметаллида К и его разложение при перитектнческой температуре могут запаздывать и температурная область существования прослойки К

на границе А—В может смещаться в область более высоких температур (рис. 26). Следовательно, можно ожидать, что тормозящее действие интерметаллидной прослойки на процесс контактного плавления А в жидком В будет иметь место ие только ниже температуры перитектического превращения, ио и несколько выше его.

При открытом максимуме на диаграмме состояния А—В торможение процесса контактного твердо-жидкого плавления паяемого металла А в припое В через прослойку термически устойчивого интерметаллида К может происходить при температуре ие выше температуры его полного расплавления, так как известно, что автономный перегрев твердых тел выше температуры их солндуса (ликвидуса) практически пе имеет места.

Были изучены процессы контактного твердо-жидкого плавления металла в следующих условиях: 1) объем припоя значительно меньше объема паяемого металла (по аналогии с условиями капиллярной пайки); 2) объем припоя значительно пре-иышает объем паяемого металла (по аналогии с условиями пайки и напайки в ваннах с жидким припоем) [32].

В первом случае скорость развития химической эрозии паяемого металла в контакте с жидким припоем оценнввли по глубине химической эрозии в галтельных участках капиллярного шва за определенное время. Во втором случае скорость развития химической эрозии определяли по потере массы образца на единицу его поверхности в единицу времени, отсчитываемого с момента погружения в ванну с жидким припоем, объем которой в 20 раз превышал объем образца, или также по глубине химической эрозии.

Были обнаружены три типа зависимости развития химической эрозии от температуры (рис. 27):

а)непрерывное развитие химической эрозии;

б)повышение химической эрозии, затем торможение ее в некотором температурном интервале и снова повышение;

РИС 36. Схещ изменения толщины прослойки о (заштрихована) интерметаллида А при контакте веществ А и В в изотермических условиях (/) и иензо-термнческвх условиях (2)

РИС 37. Зависимость скорости развитии химической эрозии 09 паяемого металла в жидком припое от температуры