В экспериментах с монокристаллами, кристаллические решетки которых неодинаково ориентированы в плоскости контактирования, установлена также важная роль ориентации. Эти данные V. возможность соединения металлов с неметаллическими материалами (керамика, поликор, стекло), когда понятие ювенильной поверхности теряет смысл, означают, что пленочная гипотеза не объясняет всех экспериментально наблюдаемых явлений и, следовательно, не может быть главенствующей идеей при разработке теории процесса.

Для интерпретации физических явлений, приводящих к схватыванию при контактировании твердых тел, предложены четыре модели, основанные на учете межфазного взаимодействия, растворения, электростатического взаимодействия и хрупкого разрушения.

Все указанные модели исходят из различных представлений о межфазной границе, но не учитывают многообразия процессов в зоне соединения при взаимодействии металлов в твердой фазе.

Модель межфазного взаимодействия, основанная на учете в энергетическом балансе исчезновения свободных поверхностей твер- • дых тел, определяет лишь движущие силы процесса схватывания и ) поэтому не может быть использована для количественных оценок схватывания металлов даже с ювенильными поверхностями, ато- ' мы которых имеют ненасыщенные связи.

Модель растворения построена на термодинамических критериях смешения взаимодействующих фаз в соответствии с равновесными диаграммами состояний. Она также не позволяет установить принципиальную возможность и температурную область схватывания по следуюшей причине.;

Известно, что процессы схватывания твердых тел происходят ( при взаимодействии между тонкими приповерхностными слоями, ^ энергетические и структурные характеристики которых при лю- ; бом состоянии поверхности (ювенильная, химически адсорбиро- I вавшая атомы другого вещества или покрытая слоем оксида) су- \ щественно отличны от таковых в объеме твердого тела. В связи с ' большим различием в электронном строении атомов, статических 5 и динамических параметрах решетки эти приповерхностные слои I на глубине дебаевского радиуса экранирования имеют принципи- * ально другие количественные соотношения, характеризующие спо- " собность к взаимной растворимости веществ и ее предельные ог- раничения.\:

Многочисленные эксперименты показали, что схватывание воз- | \ можно между материалами с весьма большой разницей в атомных |1 радиусах, которая значительно превышает предельные значения '• для объема в условиях равновесия.|

Важен также учет химического состояния поверхности. В част- | пости, при взаимодействии г^етоЛлнчссшГХ поверхностен, пскры- ,.

тых химически адсорбированным кислородом, для пары Си—Мо, которая в соответствии с равновесной диаграммой состояния является несмешиваемой, с учетом изобарно-изотермических потенциалов комплексов хемосорбции на указанных металлах можно сделать вывод о том, что образование металлических связей является термодинамически разрешенным процессом. Экспериментальные исследования подтверждают возможность соединения меди с молибденом в твердой фазе.

Согласно модели электростатического взаимодействия, основанной на учете дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса и электростатических сил, между атомами контактирующих поверхностей не происходит обменных процессов электронного взаимодействия. Однако такой подход нельзя считать правомерным, поскольку слабые дисперсионные и электростатические силы не могут обеспечить получение соединения, прочность которого сопоставима с прочностью одного из соединяемых материалов.

Кроме того, в силу особенностей электронного строения металлов при контактировании ювенильных поверхностей невозможно представить ситуацию, при которой не произойдет образования межатомных связей.

Очевидно, что только прочные химические связи обеспечивают экспериментально наблюдаемые высокие коэффициенты адгезии между материалами различной природы. Это подтверждается сравнением коэффициентов адгезии металлов в вакууме, в химически и физически адсорбируемых газах. При испытаниях в среде химически адсорбируемых газов коэффициент адгезии резко падает. Кроме того, без образования в зоне контакта прочных химических связей невозможны дальнейшие процессы релаксационного характера, такие, как диффузия и связанные с ней рекристаллизация, образование новых фаз и др.

Модель хрупкого разрушения, предназначенная для объяснения явления схватывания, основана на учете энергии, необходимой для распространения трещины через среду, имеющую самую низкую поверхностную энергию.

Основное достоинство указанной модели в отличие от ранее рассмотренных состоит в том, что в ней прочность схватывания ассоциируется с энергией распространения трещины вдоль первоначальной плоскости контакта путем разрыва атомных связей, происходящего в результате концентрации напряжений на концах трещины. Поэтому модель хрупкого разрушения является попыткой подхода к явлению схватывания с позиций химической кинетики.

Основой рекристаллизационной гипотезы служит тот факт, что при больших деформациях температура рекристаллизации металлов может существенно снижаться.

Согласно этой гипотезе основным процессом, обусловливающим образование соединения при холодной сварке, является