а проточном аргоне, кав я в вакууме с непрерывной откачкой, ларци аіьнос давление кислорода, образующегося при -восстановлении окислов, снижается в результате его уноса нз зоны вшйкн

В таи называемом застойном вакууме после достижения в окружающей среде парциального давления 'кислорода, равного равновесному, процесс восстановления окислов прекратится и пайка может оказаться невозможной. Если же нагреву и атмосфере застойного вакуума подвергать металл, заранее очищенный от слоя окисла, то после израсходования малого количества оставшегося в вакууме кислорода на образование тонкой и неснлсшной пленки окисла процесс пайки может стать возможным, в частности «при условии диспергацші этой пленки.

Константа равновесия гетерогенной нли гомогенной реакции и давление диссоциация окислов обычно увеличиваются с повышением температуры. Таким образом, простой нагрев выше температуры равновесного состояния реакции может привести при заданном парциальном давлении кислорода к протеканию реакции в сторону диссоциации окислов. Однако на воздухе лишь «іеммогке благородные металлы, например золото, не образуют термически устойчивых окислов ілрн 20"С Окисел серебра становится неустойчивым при нагреве иа воздухе выше 300Х. Для большинства же металлов « сплавов температура протекания реакции (47) на воздухе в сторону диссоциации окислов (температура обратимой реакции) превышает температуру их плавления.

Диссоциация окислов в газовых средах с достаточно малым парциальным давлением кислорода может стать возможной ниже температуры обратимой реакции пеледствие растворения кислорода в паяемом металле нли в контакте с жидкші припоем. Высокой способностью в твердом состоянии растворять кислород отлнчаютхя титан н цирконий. Растворимость кислорода особенно велика в В^гитане. Прн нагреве титана выше температуры перехода а—в слабо окислительной среде, когда скорость поступления атомов кислорода к по верхности металла меньше скорости его растворения, происходит смещение реакции (47) в сторову восстановления металла из окисла.

Экспериментально доказано, что частая от окислов поверхность иожет быть получена для титана при нагреве его выше 830°С в вакууме Ю-3— 10~* мм рт. ст., а для циркония примерно при той же температуре, но в вакууме Ю-6 мм рт. ст. Восстановление окислов титана м циркония в вакууме возможно лишь лри давлении кислорода в окружающей среде 10~*18 и Ю-1" мм рт. ст. соответственио. Подобная особенность ысталлов-геттеров позволяет вегги процесс их плйки в чистом проточном аргоне или вакууме, более низкой, чем вакуум, в котором становится возможным восстановление окислов [32].

Однако окислы титана и циркония, образующиеся на сплавах других основ, легированных относительно небольшими количествами этих элементов и слабо растворяющих кислород, не могут быть восстановлены в вакууме 10~* мм рт. ст. нли в проточном чистом аргоне, так как по термодинамическим расчетам температура ах диссоциации в этих средах весьма высока.

Существенное значение прн этом имеют величина изолированного объема вокруг паяемого изделия и присутствие окислов «а поверхности ист алла ос наст*н чем меньше такой объем и меньше окислов на металле оснастки, тем меньшее количество кислорода содержатся в атмосфере вокруг паяемого изделия и соответственно менее развита окисная пленка на поверхности паяемого материала. Прн этом процесс удаления пленки может быть облегчен в результате контактного т ердо жидкого плавления паяемого материала ъ жидком припое под окисной пленкой и диспергац'нл -последней.

Для уменьшения величины изолированного объема вокруг паяемого изделия последнее перед загрузкой в вакуумную печь, вакуум ированный контейнер или -в контейнер с проточным аргоном помещают в коробки илн под колпак из нержавеющей стали. Без этого во многих случаях высокое качество пайки высокоактивных металлов, сплавов иа их основе «ли сплавов, легнроя явных такими металлами, может «е быть обеспечено Лри нанесеним

tía паяемые поверхности тальваническнх или термовакуумных покрытий последние в известной степени изолируют паяемый металл от контакта с впеш-неА тазовой средой и, такнм образом, тормозят образование и рост окис-ных пленок иа нх поверхности.

Механическое и ультразвуковое удаление окисных пленок лри лужении и налайке

Механическое к ультразвуковое удаление окисных пленок применяется главным образом для алюминия и его сплавов, поверхность которых на воздухе покрыта трудновосстанавливаемым окислом AljO, в различных его модификациях. Процесс (пайки ib этом случае осуществляется в два этапа: 1) лужение паяемой поверхности припоем; 2) собственно пайка по оолужен-ным поверхностям путем нх прижима и нагрева до полного расплавления легкоплавкого слоя полуды.

Существенная особенность данных способов — разрушение плотной пкисной пленки иа поверхности твердого металла под каплей жидкого припоя Жидкий припой при этом защищает твердый металл от воздействия -воздуха и вступает с ним в непосредственный физический контакт н физико-химическое взаимодействие.

Механические способы удаления окисной пленки

При механическом удалении окисной пленки с поверхности паяемого металла наиболее удобны припои с узким температурным интервалом плавления при иагреве выше их температуры ликвидуса. Для нарушения сплошности окисной пленки используют режущий инструмент, например шабер и абразивы (пемзу, металлические порошки, металлические щетки, сетки, ворсистые хлопчатобумажные ткани и Др.). Смачивание абразивных частиц припоем прн этом ие обязательно, а контактное их плавление с припоем вообще нежелательно, так как при этом могут измениться свойства жидкой фазы. Важно, чтобы очищенная металлическая поверхность в целях защиты ее от воздуха сразу же смачивалась жидким припоем. Поэтому жидкая фаза должна быть перегрета выше гемпературы ее ликвидуса но крайней мере до температуры смачивания ею паяемого металла.

Абразивные порошки, вводимые в жидкий припой, должны иметь плотность меньшую, чем припой, для всплывания иа поверхность жидкой фазы при облуживании н пайке.

При пайке припоями с широким интервалом плавления роль абразива могут выполнять их первичные кристаллы. Процесс удаления окисной пленки с поверхности твердого паяемого металла при этом возможен только прн температурах ниже температуры нх ликвидуса.

Известно, что интервал кристаллизации сплавов в общем случае может быть разделен на две части: интервал жидко-твердого (ж—т) состояния, в котором первичные кристаллы изолированы и отделены друг от друга жидкой фазой и интервал твердо-жидкого состояния (ж—т), в котором первичные кристаллы срослись и образовали жесткий каркас. В этой части ннтерва-