Кафшери сафолӣ ва металлҳо

1. Қобилияти часпидан

Кафшер кардани ҷузъҳои сафолӣ ва сафолӣ, сафолӣ ва металлӣ душвор аст. Қисми зиёди кафшер дар сатҳи сафолӣ тӯбчаеро ба вуҷуд меорад, ки кам ё тамоман тар намешавад. Метали пуркунандаи кафшер, ки метавонад сафолро тар кунад, ҳангоми кафшер дар сатҳи пайванд пайвастагиҳои гуногуни шикананда (ба монанди карбидҳо, силикидҳо ва пайвастагиҳои сегона ё бисёрҷониба) ба осонӣ ба вуҷуд меорад. Мавҷудияти ин пайвастагиҳо ба хосиятҳои механикии пайванд таъсир мерасонад. Илова бар ин, аз сабаби фарқияти калони коэффитсиентҳои васеъшавии гармӣ байни сафолӣ, металл ва кафшер, пас аз хунук шудани ҳарорати кафшер то ҳарорати хонагӣ дар пайванд фишори боқимонда хоҳад буд, ки метавонад боиси кафидани пайванд гардад.

Таршавии кафшерро дар сатҳи сафолӣ бо илова кардани унсурҳои фаъоли металлӣ ба кафшери умумӣ беҳтар кардан мумкин аст; Ҳарорати паст ва кафшери кӯтоҳмуддат метавонад таъсири реаксияи сатҳиро коҳиш диҳад; Шиддати гармии пайвандро бо тарҳрезии шакли мувофиқи пайванд ва истифодаи металли якқабата ё бисёрқабата ҳамчун қабати мобайнӣ кам кардан мумкин аст.

2. Кафшер

Сафол ва металл одатан дар кӯраи вакуумӣ ё кӯраи гидроген ва аргон пайваст карда мешаванд. Илова бар хусусиятҳои умумӣ, металлҳои пуркунандаи кафшер барои дастгоҳҳои электронии вакуумӣ низ бояд баъзе талаботи махсус дошта бошанд. Масалан, кафшер набояд унсурҳоеро дар бар гирад, ки фишори баланди буғро ба вуҷуд меоранд, то ки боиси ихроҷи диэлектрикӣ ва заҳролудшавии катоди дастгоҳҳо нагарданд. Умуман муқаррар карда мешавад, ки ҳангоми кор кардани дастгоҳ, фишори буғи кафшер набояд аз 10-3pa зиёд бошад ва ифлосиҳои фишори баланди буғ набояд аз 0,002% ~ 0,005% зиёд бошанд; w (o)-и кафшер набояд аз 0,001% зиёд бошад, то буғи об ҳангоми кафшер дар гидроген ба вуҷуд ояд, ки метавонад боиси пошидани металли кафшери гудохта гардад; Илова бар ин, кафшер бояд тоза ва аз оксидҳои сатҳӣ холӣ бошад.

Ҳангоми кафшеркунӣ пас аз металлизатсияи сафолӣ, мис, асос, миси нуқра, миси тиллоӣ ва дигар металлҳои пуркунандаи кафшеркунии хӯлаҳоро истифода бурдан мумкин аст.

Барои кафшери мустақими сафол ва металлҳо, металлҳои пуркунандаи кафшерӣ, ки дорои унсурҳои фаъоли Ti ва Zr мебошанд, бояд интихоб карда шаванд. Металлҳои пуркунандаи дуӣ асосан Ti Cu ва Ti Ni мебошанд, ки метавонанд дар ҳарорати 1100 ℃ истифода шаванд. Дар байни кафшери сегона, Ag Cu Ti (W) (TI) кафшери маъмултарин аст, ки метавонад барои кафшери мустақими сафол ва металлҳои гуногун истифода шавад. Металли пуркунандаи сегона метавонад бо фолга, хока ё металли пуркунандаи эвтектикии Ag Cu бо хокаи Ti истифода шавад. Металли пуркунандаи кафшерии B-ti49be2 муқовимати монанд ба зангзанӣ ба пӯлоди зангногир ва фишори буғи паст дорад. Онро метавон дар пайвандҳои мӯҳркунии вакуумӣ бо муқовимати оксидшавӣ ва ихроҷ интихоб кард. Дар кафшери ti-v-cr, ҳарорати обшавӣ пасттарин аст (1620 ℃), вақте ки w (V) 30% аст ва илова кардани Cr метавонад диапазони ҳарорати обшавиро самаранок кам кунад. Кафшери B-ti47.5ta5 бе Cr барои кафшери мустақими оксиди алюминий ва магний истифода шудааст ва пайванди он метавонад дар ҳарорати муҳити атроф 1000 ℃ кор кунад. Ҷадвали 14 ҷараёни фаъолро барои пайвасти мустақим байни сафол ва металл нишон медиҳад.

Ҷадвали 14 Пуркунандаи фаъоли кафшери металлҳо барои кафшери сафолӣ ва металлӣ

2. Технологияи кафшеркунӣ

Сафолҳои пешакӣ металлӣшударо метавон дар муҳити гази инертии баландсифат, гидроген ё вакуумӣ кафшер кард. Кафшеркунии вакуумӣ одатан барои кафшеркунии мустақими сафолҳо бидуни металлизатсия истифода мешавад.

(1) Раванди кафшеркунии универсалӣ Раванди кафшеркунии универсалии сафол ва металлро метавон ба ҳафт раванд тақсим кард: тозакунии сатҳ, пӯшонидани хамир, металлизатсияи сатҳҳои сафолӣ, пӯшонидани никел, кафшеркунӣ ва санҷиши пас аз кафшер.

Мақсади тозакунии сатҳ тоза кардани доғи равғанӣ, доғи арақ ва плёнкаи оксидӣ дар сатҳи металли асосӣ мебошад. Қисмҳои металлӣ ва кафшер аввал бояд равғанро тоза карда шаванд, сипас плёнкаи оксидӣ бо шустани кислота ё ишқорӣ тоза карда шуда, бо оби равон шуста ва хушк карда шаванд. Қисмҳое, ки талаботи баланд доранд, бояд дар оташдони вакуумӣ ё оташдони гидрогенӣ (усули бомбаборди ионӣ низ метавонад истифода шавад) дар ҳарорати мувофиқ ва вақти мувофиқ барои тоза кардани сатҳи қисмҳо коркарди гармӣ карда шаванд. Қисмҳои тозашуда набояд бо ашёи равғанӣ ё дастҳои луч тамос гиранд. Онҳо бояд фавран ба раванди навбатӣ ё ба хушккунак гузошта шаванд. Онҳо набояд муддати тӯлонӣ дар ҳаво қарор гиранд. Қисмҳои сафолӣ бояд бо ацетон ва ултрасадо тоза карда шаванд, бо оби равон шуста шаванд ва дар ниҳоят ду маротиба бо оби деионизатсияшуда барои ҳар дафъа 15 дақиқа ҷӯшонида шаванд.

Рӯйпӯшкунии хамир раванди муҳими металлизатсияи сафолӣ мебошад. Ҳангоми рӯйпӯшкунӣ, он ба сатҳи сафолӣ барои металлизатсия бо хасу ё мошини рӯйпӯшкунии хамир молида мешавад. Ғафсии рӯйпӯш одатан 30 ~ 60 мм аст. Хамир одатан аз хокаи металлии холис (баъзан оксиди металлии мувофиқ илова карда мешавад) бо андозаи зарраҳои тақрибан 1 ~ 5 мкм ва часпаки органикӣ тайёр карда мешавад.

Қисмҳои сафолии часпондашуда ба кӯраи гидрогенӣ фиристода мешаванд ва бо гидрогени тар ё аммиаки кафида дар ҳарорати 1300 ~ 1500 ℃ барои 30 ~ 60 дақиқа пухта мешаванд. Қисмҳои сафолии бо гидридҳо пӯшонидашуда, бояд то тақрибан 900 ℃ гарм карда шаванд, то гидридҳо таҷзия шаванд ва бо металли холис ё титан (ё цирконий)-и дар сатҳи сафолӣ боқӣмонда реаксия карда, пӯшиши металлӣ дар сатҳи сафолӣ ба даст оварда шавад.

Барои қабати металлии MoMn, барои тар кардани он бо кафшер, қабати никелии 1.4 ~ 5um бояд бо электропластика ё қабати хокаи никел пӯшонида шавад. Агар ҳарорати кафшер аз 1000 ℃ пасттар бошад, қабати никел бояд пешакӣ дар кӯраи гидрогенӣ пухта шавад. Ҳарорат ва вақти пухтан 1000 ℃ / 15 ~ 20 дақиқа аст.

Сафолҳои коркардшуда қисмҳои металлӣ мебошанд, ки бояд бо истифода аз қолабҳои пӯлоди зангногир ё графит ва сафолӣ ба як шакли пурра васл карда шаванд. Дар пайвандҳо кафшер бояд насб карда шавад ва қисми корӣ дар тӯли амалиёт тоза нигоҳ дошта шавад ва бо дастони луч ба он даст нарасонед.

Кафшеркунӣ бояд дар кӯраи аргон, гидроген ё вакуумӣ анҷом дода шавад. Ҳарорати кафшеркунӣ аз металли пуркунандаи кафшеркунӣ вобаста аст. Барои пешгирӣ аз кафидани қисмҳои сафолӣ, суръати хунуккунӣ набояд хеле тез бошад. Илова бар ин, кафшеркунӣ инчунин метавонад фишори муайянеро (тақрибан 0,49 ~ 0,98 мПа) татбиқ кунад.

Илова бар санҷиши сифати сатҳ, пайвандҳои кафшершуда инчунин бояд аз санҷиши зарбаи гармӣ ва хосиятҳои механикӣ гузаранд. Қисмҳои мӯҳркунии дастгоҳҳои вакуумӣ низ бояд мувофиқи қоидаҳои дахлдор аз санҷиши шоридан гузаранд.

(2) Кафшери мустақим ҳангоми кафшери мустақим (усули фаъоли металл), аввал сатҳи кафшерҳои сафолӣ ва металлиро тоза кунед ва сипас онҳоро васл кунед. Барои пешгирӣ аз тарқишҳо, ки аз коэффитсиентҳои гуногуни васеъшавии гармии маводҳои ҷузъӣ ба вуҷуд меоянд, қабати буферӣ (як ё якчанд қабатҳои варақаҳои металлӣ)-ро метавон байни кафшерҳо гардонд. Пуркунандаи металли кафшер бояд байни ду кафшер фишурда шавад ё дар ҷойе ҷойгир карда шавад, ки фосила то ҳадди имкон бо металли пуркунандаи кафшер пур карда мешавад ва сипас кафшер бояд мисли кафшери оддии вакуумӣ анҷом дода шавад.

Агар кафшери Ag Cu Ti барои кафшери мустақим истифода шавад, усули кафшери вакуумӣ бояд истифода шавад. Вақте ки дараҷаи вакуум дар кӯра ба 2.7 × мерасад, гармкуниро дар 10-3pa оғоз кунед ва дар ин вақт ҳарорат метавонад зуд боло равад; Вақте ки ҳарорат ба нуқтаи обшавии кафшер наздик аст, ҳарорат бояд оҳиста баланд карда шавад, то ҳарорати ҳамаи қисмҳои кафшер якхела бошад; Вақте ки кафшер гудохта мешавад, ҳарорат бояд зуд ба ҳарорати кафшер баланд карда шавад ва вақти нигоҳдорӣ бояд 3 ~ 5 дақиқа бошад; Ҳангоми хунуккунӣ, он бояд пеш аз 700 ℃ оҳиста хунук карда шавад ва онро пас аз 700 ℃ бо кӯра ба таври табиӣ хунук кардан мумкин аст.

Вақте ки кафшери фаъоли Ti Cu мустақиман кафшер карда мешавад, шакли кафшер метавонад фолгаи Cu бо хокаи Ti ё қисмҳои Cu бо фолгаи Ti бошад, ё сатҳи сафолиро бо хокаи Ti бо фолгаи Cu пӯшонидан мумкин аст. Пеш аз кафшер кардан, ҳамаи қисмҳои металлӣ бояд бо вакуум дегаз карда шаванд. Ҳарорати дегазатсияи миси бе оксиген бояд 750 ~ 800 ℃ бошад ва Ti, Nb, Ta ва ғайра бояд дар 900 ℃ барои 15 дақиқа дегаз карда шаванд. Дар ин вақт, дараҷаи вакуум набояд аз 6.7 × 10-3Pa камтар бошад. Ҳангоми кафшер кардан, ҷузъҳоеро, ки бояд кафшер карда шаванд, дар арматура ҷамъ кунед, онҳоро дар кӯраи вакуумӣ то 900 ~ 1120 ℃ гарм кунед ва вақти нигоҳдорӣ 2 ~ 5 дақиқа аст. Дар тамоми раванди кафшер кардан, дараҷаи вакуум набояд аз 6.7 × 10-3Pa камтар бошад.

Раванди кафшеркунии усули Ti Ni ба усули Ti Cu шабеҳ аст ва ҳарорати ҷаззоб 900 ± 10 ℃ аст.

(3) Усули кафшери оксидӣ Усули кафшери оксидӣ усулест барои ба даст овардани пайвасти боэътимод бо истифода аз фазаи шишагӣ, ки дар натиҷаи обшавии кафшери оксидӣ ба вуҷуд омадааст, то ба сафол ворид шавад ва сатҳи металлро тар кунад. Он метавонад сафолро бо сафол ва сафолро бо металлҳо пайваст кунад. Металлҳои пуркунандаи кафшери оксидӣ асосан аз Al2O3, Cao, Bao ва MgO иборатанд. Бо илова кардани B2O3, Y2O3 ва ta2o3, металлҳои пуркунандаи кафшер бо нуқтаҳои гуногуни обшавӣ ва коэффитсиентҳои васеъшавии хаттӣ ба даст оварда мешаванд. Илова бар ин, металлҳои пуркунандаи кафшери фторӣ бо CaF2 ва NaF ҳамчун ҷузъҳои асосӣ инчунин метавонанд барои пайваст кардани сафол ва металлҳо барои ба даст овардани пайвандҳо бо қувваи баланд ва муқовимати баланди гармӣ истифода шаванд.