ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термические и термохимические технологические процессы из "Физико-химические основы производства радиоэлектронной аппаратуры" Термическими и термохимическими называют технологические процессы, стимулированные нагревом (примерно выше 100° С) протекающие при плавлении или диффузии в твердой фазе, и соп ровождаемые химическими реакциями. К ним отнесены процессь пайки и сварки, лазерной обработки, вжигания композитной эма ли на основе стеклянной фритты с заданными электрофизическими свойствами, металлизации спеканием, термохимического осаждения пленок. [c.12] Ввиду повышенных температур термические и термохимически( технологические процессы требуют особого внимания к совмести мости используемых материалов и режимов обработки — после дующие операции не должны вносить изменений в результаты пре дыдущих, необходимо подавлять вредные побочные процессы, опас но активируемые при нагревании [3]. [c.12] Параметры взаимной диффузии металлов приведены в табл. 2. [c.13] Физический смысл коэффициента диффузии В заключается в том, что он указывает величину плотности потока при заданном градиенте концентрации, т. е. является мерой скорости, с которой система способна при заданных условиях снять градиенты концентраций и химических потенциалов. Движущей силой диффузии является разность термодинамических потенциалов. Путем перераспределения вещества система стремится к выравниванию локальных разностей потенциалов, т. е. к термодинамическому равновесию. [c.14] Диффузия относится к процессам переноса, подобно тепло- и электропроводности, в данном случае переноса массы. Перенос приобретает направленность, если есть градиенты соответствующих параметров. Для диффузии направленность и ускорение процесса возникают, если в зоне диффузии есть градиенты концентраций, температуры, внутренних механических напряжений или если через зону протекает электрический ток. [c.14] Если ионный радиус диффундирующих атомов значительно меньше атомов основного металла (растворителя), как в случае газов и некоторых металлов, то они перемещаются преимущественно по междоузлиям кристаллической решетки. Так как в твердых телах основным видом теплового движения являются колебания атомов около положения равновесия, то механизм диффузии при близких по размеру атомах диффузанта и основного металла представляет собой обмен вакансиями. При этом энергия активации растрачивается па образование вакансии и на работу, необходимую для преодоления потенциального барьера между диффундирующим атомом и вакансией. Обычно имеют место оба механизма диффузии. [c.14] При малой энергии активации (при низких температурах) диффузия протекает преимущественно по первому механизму, т. е. по границам зерен [5]. [c.15] Продукт твердофазной реакции растет в зоне контакта тел и может отделить их друг от друга. Дальнейшее протекание реакции зависит от компактности продукта. При плотной прослойке реакция может идти только при диффузии через прослойку продукта. [c.15] Твердофазные реакции, идущие с поглощением или выделением газов, приводят к образованию рыхлых продуктов реакции. В этом случае перенос атомов осуществляется не диффузией в твердом теле, а в газовой фазе через поры, и скорость реакции определяется процессами, протекающими на границе раздела фаз. [c.15] Возникновение компактных или рыхлых продуктов реакции предопределяется степенью различия между кристаллическими структурами продукта реакции и исходных веществ и соотношением их молекулярных объемов. Например, если при окислении металлов объем образующегося окисла, отнесенный к одному атому металла, меньше атомного объема исходного металла и если при этом существует значительное различие в их кристаллических решетках, то на поверхности металла образуется пористый слой окисла. Тогда кислород из окружающей газовой фазы может проникать через поры к поверхности металла, вызывая дальнейший рост окисла. Если объем образующегося окисла, отнесенный к одному атому металла, превосходит атомный объем металла (но не более чем на 15%), то образуется компактный слой. [c.15] Диффузионный процесс существенно ускоряется при наложении электрического поля в результате развития процессов электрофореза и электролиза (так называемое явление миграции). [c.15] Электродиффузионную подвижность частиц металла под действием приложенной разности потенциалов оценивают по времени образования короткого замыкания между двумя участками пленки, нанесенными на поверхность подложки и разделенными нормированным зазором при заданном напряжении постоянного тока и при увлажнении зазора дистиллированной водой. Например, элект-родиффузиоппая подвижность частиц серебра, входящего в состав композитных стеклоэмалей, характеризуется временем 20—300 с при зазоре 500 мкм н напряжении 5 В. [c.15] Химические металлические соединения подчиняются обычным правилам валентности, могут быть постоянного и переменного состава. Благодаря разнообразию типов межатомной связи и кристаллической структуре интерметаллиды обладают щирокой гаммой физико-химических, электрофизических и других свойств. [c.16] Термические технологические процессы, сопровождающиеся расплавлением одного из находящихся в контакте тел, приводят к образованию сцепления в зоне контакта только при определенных условиях, рассмотренных ниже. [c.16] Нагрев позволяет временно изменить агрегатное состояние одного вещества при наличии контакта с другим телом для того, чтобы за это время успели протечь необходимые физико-химические процессы в зоне контакта или в объеме вещества. Сопутствующие фазовые превращения резко ускоряют эти процессы. При прекращении нагревания остывшие вещества (тела) оказываются в новом взаимодействии, обычно соединенные друг с другом прочными связями, часто с новыми электрофизическими и другими параметрами. [c.16] Следует отличать первичные процессы взаимодействия на границе от вторичных. Возникновение ваидерваальсовых сил притяжения между соседними атомами покрытия и подложки — первичный процесс. Он носит поверхностный характер, не развивается в глубь тела. В результате первичного процесса возникает притяжение между атомами, находящимися в различных фазовых состояниях. [c.16] Сцепление представляет собой результат последующего взаимодействия расплава с твердым телом. Силы взаимодействия распространяются в глубь тела в приповерхностном слое. Этот процесс развивается в течение некоторого промежутка времени после начала смачивания. Сцепление является следствием вторичных процессов, которые начинаются с поверхности и развиваются вглубь. Образование промежуточного слоя между покрытием и подложкой — характерный признак сцепления. При этом могут возникать две межфазовые границы раздела покрытие — промежуточный слой и промежуточный слой — подложка. Они бывают размытыми или четко выраженными. [c.16] Общая схема развития сцепления протекает по схеме адсорбция — адгезия — смачивание — физическое растворение и поверхностные химические реакции — сцепление. [c.16] Адсорбция в данном случае есть концентрирование жидкости на поверхности раздела фаз под действием молекулярных сил. Различают два вида адсорбции физическую и химическую (хемо-сорбцию). [c.17] Вернуться к основной статье