扩散与金属间化合物

发布时间:2012/10/5 20:41:35 访问次数:2227

用焊料焊AD630ARZ 接金属（母材）时，伴随着润湿现象的出现，熔化了的焊料与被焊金届之间发生互相作用。从微观上讲，由于温度的升高，金属原子在晶格点阵中呈热振动状态，金属原子会从一个晶格点阵移动到其他晶格点阵中，在工程中将这个现象称为扩散，如图5.5所示。

    通常扩散可分为四种类型：表面扩散、晶内扩散、晶界扩散、选择扩散，下面做一下要介绍。
    ①表面扩散。熔融焊料的原子沿被焊母材表面的扩散称为表面扩散，如图5.6所示。表面扩散的原因与两金属界面处原子之间的引力有关。

    ②晶内扩散。熔融焊料扩散到母材的晶粒中去的过程称为晶内扩散，也称为体扩散。焊料向母材内部的晶粒扩散，沿着不同的方向，其扩散程度不同，在母材内部形成各种组份合金，如图5.7所示。
    ③晶界扩散。熔融焊料原子向母材晶界的扩散称为晶界扩散。与晶内扩散相比，晶界扩散激活能比晶内扩散激活能小，所以晶界扩散较易发生。在高温下，由于激活能的作用不占主导地位，所以晶界扩散和晶内扩散都很容易发生。用焊料焊接时，锡在铜中既有晶内扩散，．又有晶界扩散，如图5.8所示。
    ④选择扩散。用两种以上的金属元素组成的焊料焊接时，其中某一金属元素先扩散，或只有某一金属元素扩散，其他金属元素根本不扩散，这种扩散称为选择扩散。例如，铅焊料焊接某一金属时，通常情况（300℃以下）焊料成分中的锡向母材扩散，而铅不扩散，如图5.9所示。

由于扩散的作用，两金属界面会形成一层薄薄的合金层，并且其性能已不同于原来的金属。因此，可以说合金是焊料与被焊金属在焊接热的作用下通过扩散作用形成的，其成分和厚度取决于焊料与被焊金属之间的材质、焊剂的性质、焊接的工艺条件等，这里所说的工艺条件是指温度与时间。由于扩散作用而形成合金层的物理化学过程，称为合金效应。合金层多为金属间化合物(Intermetallic Compound，IMC)组成。这种化合物至少要由两种原子组成晶格才处于稳定状态。

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