усадкой; ДУ— уплотнение; а — коэффициент; 1 — время.

Термодинамическим стимулом этого процесса является стремление системы при постоянном давлении и изменяющемся объеме уменьшить нзобарио-пзотермический потенциал вследствие снижения поверхностной энергии прн замене в части системы от -г и Ож-г на От-ж. имеющей меньшее значение. Поэтому адгезия между твердой и жидкой фазами и7Л=от_г+Ож-г— От-л, при смачивании частиц наполнителя жидкой фазы повышается.

II. Усадка по растворно-осаднтельиому механизму, по которому преимущественно растворяются частицы наполнителя или их участки с малым радиусом кривизны в соответствии с излестиой зависимостью

1п^С_ = 2^-,(46)

где С и Со — растворимость частиц радиуса г (С0— части радиуса го=оо); Уо — мольный объем; Л— газовая постоянная; Т — абсолютная температура; от-ж — удельная поверхностная энергия на границе твердого тела с расплавом [59]. В процессе приближения к более равновесному состоянию системы происходит перенос избыточно-растворенного вещества к частицам с большим радиусом кривизны. Скорость усадки в этой стадии значительно меньше, чем в первой стадии, и может быть представлена в виде соотношения .\VIVo~at" при п1 (п~1/3).

III. Твердофазное спекание при срастании частиц наполнителя и образовании твердого скелета происходит наиболее медленно и с незначительной макроусадкой. Однако в результате затвердевания жидкой фазы в ячейках скелета и взаимодействия ее с наполнителем может возникнуть пористость, усадочная или диффузионная.

Вклад каждой стадии в уплотнение металлокерамического тела определяется степенью смачивания, количеством жидкой фазы и взаимной ее растворимостью с наполнителем, размерами частиц последнего.

Как правило, с увеличением количества жидкой фазы растет степень уплотнения и скорость его нарастания, что особенно резко проявляется при отсутствии растворения твердой и жидкой фаз. Минимальное количество жидкой фазы, по данным [60], 25%, а при шарообразной форме частиц 35%.

Вторая стадия уплотнения возможна лишь прн растворении вещества наполнителя в жидкой фазе, а третья—при растворении жидкой фазы в наполнителе нли образовании между ними ннтерметаллидов. Уплотнение растет с уменьшением размера частиц порошка наполнителя: ±У/У0л:г- где г — радиус частиц наполнителя.

Жидкая фаза при металлокерамнческой пайке удерживается в шве под действием капиллярных сил. Это предотвращает ее спекание при пайке в любом пространственном положении даже при наличии некапиллярных сборочных зазоров. Такая особенность металлокерамических припоев позволяет, например, освободиться от дорогостоящей подготовки и сборки соединяемых деталей, необходимой при пайке полиостью расплавляющимися припоями, а также от необходимости вращения при пайке крупногабаритных изделий с замкнутой формой швов н т. д. Вместе с тем эта особенность металлокерамических припоев исключает растекание и затекание нх в зазор после расплавления легкоплавкой составляющей и смачиваиня ею частиц наполнителя и паяемого материала. Поэтому метал-локерамические припои необходимо укладывать прн сборке в зазор.

Макроусадка, развивающаяся на первой н второй стадиях уплотнения металлокерамического припоя в шве при фиксировании зазора, может привести к нарушению сплошности, появлению утяжни в шве и снижению прочности соединения. Снижение прочности соединения тем значительнее, чем больше зазор. Начиная с некоторого зазора паяное соединение вообще не образуется. На рис. 44 представлены данные о сопротивлении срезу соединений из сплава АМц 70X10X3, паяных внахлестку металлокерамнческой пастой 50% Оа+25% А1+ +25% 2п (дисперсность частиц наполнителя 2п н А1 — 60 мкм) прн 300°С в течение часа в вакууме 5-10-* мм рт. ст. в зависимости от величины фиксированного зазора от 0,1 до 1,0 мм (прн величине нахлестки 4,5 мм). В этих условиях тср снижается с величеиием зазора до 0,4 мм. Прн больших зазорах из-за макро-угадки шва сплошное паяное соединение ие образуется.

Так как применение металлокерамических припоев особенно целесообразно при некапнллярных зазорах, то при этом