Geçici sıvı faz difüzyon bağı - Transient liquid phase diffusion bonding

Geçici sıvı faz difüzyon bağı (TLPDB), birçok ürünü yapıştırmak için uygulanan bir birleştirme işlemidir. metalik ve seramik geleneksel füzyon ile bağlanamayan sistemler kaynak teknikleri. Yapıştırma işlemi, yüzeye toleranslı, düzgün bir bileşim profiline sahip derzler üretir. oksitler ve geometrik kusurlar. Bağlama tekniği, üretim ve onarımından çok çeşitli uygulamalarda kullanılmıştır. türbin motorları içinde havacılık endüstri[1][2][3] atomik nükleer güç bitkiler[4][5] ve içindeki devre hatlarının bağlantısı mikroelektronik endüstri.[6][7]

İşlem

Süreç farklıdır difüzyon bağı içinde yayılma ne zaman oluşur erime noktası bir ara katmandaki elemanı temsil eder, bağlama sıcaklığında alt tabakaların kafes ve tane sınırlarına hareket eder. Katı hal difüzyon süreçleri, bağ arayüzünde bir bileşim değişikliğine yol açar ve farklı ara katman, ana malzemelerden daha düşük bir sıcaklıkta erir. Bu nedenle, ince bir sıvı tabakası, ana materyallerin herhangi birinin erime noktasından daha düşük bir sıcaklıkta bir bağlantı oluşturmak için arayüz boyunca yayılır. Bu yöntem lehimlemeden "izotermal olarak katılaşması" açısından farklılık gösterir. Sıcaklığı dolgu metali erime noktasının üzerinde tutarken, interdiffüzyon bileşimi ötektikten uzaklaştırır, bu nedenle işlem sıcaklığında katılaşma meydana gelir. Yeterli interdiffüzyon meydana gelirse, bağlantı katı ve orijinal erime işlemi sıcaklığının çok üzerinde güçlü kalacaktır. Bu nedenle "geçici sıvı fazı" olarak adlandırılır. Sıvı, soğumadan önce katılaşır.

Ara katman

Bu teknikte, uygun bir ara katman seçilmesi gerekir. ıslanabilirlik, akış özellikleri, baz malzemelerle reaksiyonları önlemek için yüksek stabilite ve bağlama sıcaklığından daha yüksek bir yeniden erime sıcaklığına sahip bir bileşim oluşturma yeteneği. Birleştirme tekniği çok eskilere dayanmaktadır.[8] [9][10] Örneğin, bakır oksit ara katman olarak boyanmış ve bir kısmı ile kaplı donyağı veya tutkal biraz tutmak altın bir altın eşya üzerine toplar ısıtıldı alevi azaltmak oluşturmak için ötektik bağ alanında.

Kinetik

Bağlanma sürecinin kinetiğiyle ilgili birçok teori vardır, ancak en yaygın teori, süreci dört ana aşamaya ayırır.[11] [12] Aşamalar:

  1. ara katmanın çözülmesi
  2. sıvının homojenizasyonu
  3. izotermal katılaşma
  4. bağ bölgesinin homojenleşmesi

Referanslar

  1. ^ D.S. Duvall; W.A. Owczarski; D.F. Paulonis (1974). "TLP bağlama: ısıya dayanıklı alaşımları birleştirmek için yeni bir yöntem". Kaynak Dergisi. 53 (4): 203–214.
  2. ^ S.R. Cain, J.R. Wilcox, J.R., R. Venkatraman (1997). "Geçici sıvı faz bağı için difüzyonel bir model". Açta Materialia. 45 (2): 701–707. doi:10.1016 / s1359-6454 (96) 00188-7.CS1 Maint: birden çok isim: yazarlar listesi (bağlantı)
  3. ^ Y. Zhou; W.F. Gale; T.H. Kuzey (1995). "Geçici sıvı faz bağının modellenmesi". Uluslararası Materyal İncelemeleri. 40 (5): 181–196. doi:10.1179 / imr.1995.40.5.181.
  4. ^ M. Maza Atabaki; J. Idris (2011). "Zircaloy-4'ün, aktif titanyum dolgu metali kullanılarak stabilize ostenitik paslanmaz çelik 321'e kısmi geçici sıvı faz difüzyon bağlanması". İmalat Bilimi ve Mühendisliği Dergisi. 3 (406): 330–344.
  5. ^ Mazar Atabaki, M. "Aktif titanyum dolgu metali kullanılarak Zircaloy-4'ün paslanmaz çelik 321'e kısmi geçici sıvı faz difüzyon bağlanmasında mikroyapısal evrim". Nükleer Malzemeler Dergisi, 406 (3) (2010), 330-344
  6. ^ Hou, M.M., Eager, Thomas W. "Au / Cu ve Cu / Cu ara bağlantıları için düşük sıcaklıkta geçici sıvı faz (LTTLP) bağlanması". Journal of Electron. Paket, 114 (4) (1992), 443-448
  7. ^ Mazar Atabaki, M. "Seramik tozu metalurjisi ürünlerinin metallerle birleştirilmesinde son gelişmeler". Metalurgija. 16 (4) (2010), 255-268
  8. ^ Hawthorne, J.G., Smith, C.S. "Dalgıç sanatlar üzerine teofilus incelemesi". Chicago: Chicago Press Üniversitesi. (1963), 216
  9. ^ Smith, C.S., "Yapı arayışı". Cambridge, Kitle: MIT Press. (1981), 92-94
  10. ^ Littledale, H.A.P. Brit. Patent No. 415,181 (1933)
  11. ^ MacDonald W.D. ve Eager, "T.W. Geçici sıvı faz bağı. Malzeme Bilimi Yıllık İncelemesi". 22 (1) (1992), 23-46
  12. ^ Tuah-poku, I., Dollar, M., Massalski, T.B. "Ag / Cu / Ag sandviç bağlantıya uygulanan geçici sıvı faz bağlama işleminin bir çalışması". Metalurji İşlemleri A.19 (A) (1988), 675-686