Металловедение спаев
Металловедение бездиффузионного спая
Природа бездиффузионного спая
Металлы в твердом состоянии представляют собой множество кристаллов,
разделенных межзеренными границами. Большинство металлов кристаллизуется в
наиболее плотных структурах - кубической гранецентрированной,
гексагональной и реже кубической объемноцентрированной решетках. В
поликристаллических телах процесс образования и роста кристаллов в общей
массе металла приводит к искажению пространственной решетки кристалла.
Частицами, составляющими решетку кристалла, служат положительные ионы,
образовавшиеся в результате отщепления от атомов валентных электронов.
Последние образуют газ электронов, связывающих между собой положительные
ионы.
Межкристаллитные границы трактуются в настоящее время как переходные зоны,
посредством которых смежные кристаллы соединяются в единое
поликристаллическое тело. Атомы переходных зон испытывают влияние решеток
обоих смежных кристаллов и располагаются в слоях так, чтобы потенциальная энергия их взаимодействия между собой, с атомами соседних слоев и атомами обоих
кристаллов при данных условиях была минимальной, т. е. вся система
стремится занять положение, соответствующее наименьшему запасу энергии.
Таким образом, расположение атомов в межкристаллитных границах
отличается от расположения их в равновесной кристаллической решетке.
Предполагается, что по толщине межкристаллитная прослойка состоит из набора
атомных конфигураций, которые в плоскостях, контактирующих непосредственно с
кристаллами, наименее отличаются от правильной решетки. Наоборот, в середине
межкристаллитной прослойки конфигурации атомов в слоях наиболее отличаются
от правильной решетки. Различие в структуре межкристаллитных сочленений
усиливается с увеличением их толщины. Такая картина соответствует
межкристаллитным прослойкам однородных веществ. Если же соединение возникает
между разнородными кристаллами, что имеет место на границе основной металл
- зона сплавления при пайке, то атомные конфигурации,
связывающие различные по природе кристаллы, находятся в более напряженном
состоянии.