ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика процесса флюсования из "Физико-химические процессы при пайке" Процесс флюсования при пайке включает в себя смачивание основного металла и припоя флюсом, удаление с них окисных пленок, вытеснение флюса из соединительного зазора расплавленным припоем и защиту места пайки от окисления образовавшимся шлаком. Согласно современным представлениям солевые флюсы в расплавленном состоянии имеют ионное строение, являясь электролитически диссоциированными системами. Щелочные и щелочноземельные металлы, например, содержатся в расплавах флюсов в виде катионов Ь1+, Ыа+, К+, Mg2+, Са +, Ва +. Отрицательные ионы образуют С1-, р-, О и др. Поэтому в системе основной металл — окисная пленка —флюс при температуре пайки протекают сложные электрохимические процессы. [c.39] Смачивание поверхности основного металла и припоя флюсом зависит от коэффициента поверхностного натяжения последнего. Как видно из табл. 3, флюсы обладают сравнительно низким коэффициентом поверхностного натяжения, что обеспечивает свободное растекание их в расплавленном состоянии по поверхности металлов. [c.40] Это связано с тем, что с увеличением радиуса катиона уменьшается количество ионов, размешаюшихся ири прочих равных условиях в поверхностном слое расплава соли, и, следовательно, снижается притяжение их ионами, находящимися внутри расплава. По той же причине поверхностное натяжение снижается с увеличением радиуса аниона при постоянном катионе. [c.42] С увеличением температуры коэффициент поверхностного натяжения расплавленных солей снижается, как правило, по линейному закону (рис. И). [c.42] В солевых флюсах, состоящих из нескольких веществ, поверхностное натяжение зависит от содержания отдельных компонентов. Компоненты, снижающие поверхностное натяжение, концентрируются, главным образом, на поверхности, являясь поверхностно-активными. Наоборот, компоненты с большим поверхностным натяжением являются поверхностно не активными и концентрируются на поверхности в значительно меньшей степени. Если компоненты флюса имеют приблизительно одинаковое поверхностное натяжение и между ними не образуются химические соединения, то поверхностное натяжение флюса линейно зависит от его состава. [c.42] Из табл. 4 видно, что параметры решеток солей и окислов имеют близкие значения. Кубическую гранецент-рированную решетку типа хлористого натрия имеют также входящие в состав окисных пленок нитриды металлов [2]. [c.43] В зависимости от степени окисления основного металла смачиваемость его флюсами будет различной (табл. 5). [c.44] Как видно из таблицы, наихудшую смачиваемость имеет неокисленное железо. Смачиваемость окисленного железа возрастает с повышением степени окисления. [c.44] Расплавы окисных флюсов лучше смачивают поверхность меди, когда окисная пленка состоит из закиси меди СигО. Хорошо смачивается окисная пленка молибдена, состоящая из двуокиси МоОг трехокись МоОз смачивается расплавами плохо. С увеличением толщины окисной пленки краевой угол смачивания ее расплавом окисных флюсов уменьшается, т. е. смачивание улучшается. Так, в атмосфере воздуха при прочих равных условиях краевой угол смачивания платины окисным флюсом вдвое меньше, чем в среде азота, аргона, водорода и в вакууме. При смачивании в атмосфере воздуха краевой угол особенно уменьшается в случае применения расплавов окисных флюсов, содержащих борную кислоту Н3ВО3. [c.45] Интенсивность процесса смачивания поверхности металлов расплавами флюсов приблизительно можно оценить количеством выделяемой при этом энергии. [c.45] Таким образом, интенсивность процесса смачивания зависит от отношения сил адгезии флюса при смачивании поверхности основного металла к силам когезии частиц флюса. Если сила адгезии жидкости равна нулю, то краевой угол смачивания составит 180°, т. е. смачивания практически не будет. Если сила адгезии равна силе когезии, то наблюдается полное смачивание поверхности твердого тела расплавом. [c.46] Однако эта работа фактически не зависит от поверхностного натяжения жидкости на границе с газовой средой 01,2. Основным фактором, определяющим смачивание и затекание жидкости в капиллярный зазор, является сила сцепления между поверхностью основного металла и расплавом флюса, т. е. разность 01,3—02,з- Поскольку определить значение поверхностного натяжения твердого тела 01,3 и поверхностное натяжение на границе жидкость— твердое тело 02,3 трудно, то определяют поверхностное натяжение жидкости 01.2 и краевой угол смачивания. Разность 01,3—02,3 играет очень большую роль в процессе флюсования. От ее численного значения зависит возможность и характер смачивания расплавленным припоем покрытой флюсом поверхности основного металла. Если разность 01,3—02,3 для основного металла и расплава флюса равна или больше 01,3—02,3 для основного металла и расплава припоя, то припой остается в массе флюса, контакт с поверхностью основного металла не достигается и, следовательно, смачивания припоем не наступает. В этом случае расплавленный припой в капиллярный зазор не течет и, следовательно, не вытесняет из него расплав флюса. [c.47] Процесс смачивания металлов флюсами зависит от кислотно-основных свойств взаимодействующей пары окисная пленка — флюс. Смачиваемость расплавленными кислыми окисными флюсами улучшается по мере образования окислов на поверхности металла с более сильными основными свойствами. При смачивании расплавами флюсов основного характера смачивание, наоборот, улучшается с повышением кислотных свойств окисной пленки. [c.47] Результатом этих процессов является удаление окисной пленки, приводящее к обнажению кристаллической структуры металлов. [c.48] Химизм флюсования. Из рассмотрения особенностей флюсования при пайке видно, что этот процесс связан с взаимодействием окисных пленок или непосредственно металлов с расплавами флюсов, среди которых можно выделить по механизму флюсования две основные группы — окисные флюсы и галоидные флюсы. [c.48] Окисные флюсы взаимодействуют, главным образом, с окисной пленкой, в то время как основой флюсования галоидными флюсами являются реакции с основным металлом. [c.49] Борный ангидрид, выделяющийся при этой реакции, вступает во взаимодействие с окислами, образуя комплексы. [c.49] Вернуться к основной статье