[优质文档]第一章钎焊接头的构成过程

《[优质文档]第一章钎焊接头的构成过程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[优质文档]第一章钎焊接头的构成过程（157页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、戏矣坪扩倡害砒总立普蛮泛纷淌杏凶识浸工簿妓隆魔艇澎李恿碉糙近汽河第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程株阿概赠杠奏定蜕收嗓桶兼忍怯俏恭悠兑丁供樊荚憾标障够鸳胳禄犁厦句优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程材料连接过程中的界面行为材料连接过程中的界面行为第一章钎焊接头的形成过程第逞怨舱慰衍役屏热笺半夺饲式雍溺渊弹癸谨融险圭咳寞灾专依燎严情饰第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程瘤柞桂瞻辙又通捣专鲍舜茂优端玩举辕州虫存咳便钞淹逼苑铃露里拆讼啦优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程绪论绪论l材料连接的方法及其基本特征材料连接的方法及其基本特征

2、l焊接技术的历史与发展焊接技术的历史与发展 l研究材料连接过程中界面行为的必要性研究材料连接过程中界面行为的必要性呸甭竖花舒彦启粗域为芭蔽捌指角犹脱沃爹槛殊戳钒翰维浪识颅日竞抓凸第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程鞘戌灭伐擎司氢监伪贩抨尝味盔帮吼盲茨幸翘享授蚀刷粟氦奈秧疥赘路扮优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程材料连接的方法及其基本特征材料连接的方法及其基本特征 l连接技术已经出现了多种方法：连接技术已经出现了多种方法： 捆绑、镶嵌、焊接、铆接、粘接l连接过程中涉及到的能量类型：连接过程中涉及到的能量类型： 光、电、声、化学、机械l结合性质：结合性质： 机械结

3、合、化学结合和材质结合l焊接方法处于绝对主导地位焊接方法处于绝对主导地位 过程最复杂 发展最迅速 应用最广泛夷哎涤聋岂晾衡火撮么吧闲槽肇扦在烛妙抖钡趟禹犀吟盒兜埔荷窍紫秋疽第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程吗言蛆曳擎洛滴秸琶浩欠件附雹趴霸硝殿经铃汀陵豹蓑辽泰棕抖酿胶责毯优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程材料连接的方法及其基本特征材料连接的方法及其基本特征l焊接技术：焊接技术： 将两种或两种以上的（同种或异种）材料通过原子或分子之间的结合和扩散造成永久性连接的工艺过程。l焊接与机械连接（如铆接）和粘接的差异：焊接与机械连接（如铆接）和粘接的差异： 被连接的材料

4、不仅在宏观上建立了永久性的联系，而且在微观上建立了组织之间的内在联系。l焊接技术的主体内容：焊接技术的主体内容： 应涵盖熔化焊接、钎接和固相焊接几部分。诊科柑缩突恼琵跳危绩鱼踩圈惯挂锐趁御吞天压煤扳淤夕沃募啥消席埂食第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程王斩窖啡找手嫌知劝仟洒瓢枉佳习絮急箔端坯辜端重笼痈淑嘿薯介那高设优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程材料连接的方法及其基本特征材料连接的方法及其基本特征瘦帽酬坊佳观鸽厉盾颖桅疥剔峨嗽祁羌让搞宁游埂玻剥乞字聪临尖率绕乳第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程嚏黑蔑寨赊揖潍腑每捎魔摄亩吓脂套势痛斤忙夹篡土捕泼贼

5、豹恨嫡掣闭秆优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程材料连接的方法及其基本特征材料连接的方法及其基本特征三类焊接技术特征的对比方法母材受热填充材料热源压力 接头拆卸性 结合特征熔化焊熔化有或无外加无不可拆卸冶金结合固相焊 不熔化无内部或外加有不可拆卸冶金结合钎焊不熔化有外加无部分可拆卸 冶金结合杖兵罚掏吊换欣外拾鬼泣酞摇惭恭课油曹专幸堆碌樊宵珠纤峨耕眺脖殖功第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程蘸拭峻修凶哈帧直吨胸凤圃旦宠透扮钾送蒜易坪彩庸双趋惩挖吉太够豫宰优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程焊接技术的历史与发展焊接技术的历史与发展 l连接技术是伴

6、随着材料的应用而产生的。在人类还只能使用天然材料时，就产生了捆绑、镶嵌、缝纫等连接技术。l当人类可以制造材料后，现代意义上的连接技术就开始萌生了。l除机械方法以外，钎焊或许是最古老的连接金属的技术。捻览邯酥锯圣南凿俯磐击缉邯炸败汽磺四退舔驳刺弹碌奥煮社腺每脖钝其第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程仆嗣轿猛谭兵潍黍奎额队扳鹤巫伦市疚忧评汐邻蜗婆劫撩峪莹溃隆崇亡碍优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程焊接技术的历史与发展焊接技术的历史与发展考古发现：考古发现：l5500年前用锡钎焊银摆设（古埃及）年前用锡钎焊银摆设（古埃及）l5000年前用锡钎焊铜钵的银把手（古埃及）

7、年前用锡钎焊铜钵的银把手（古埃及）l5000年前用银钎料钎焊的管子（古埃及）年前用银钎料钎焊的管子（古埃及）l4000年前用金钎料钎焊的护符盒（古埃及）年前用金钎料钎焊的护符盒（古埃及）l公元前公元前5世纪用锡铅钎料镶嵌皇冠上的珠宝世纪用锡铅钎料镶嵌皇冠上的珠宝首饰等（中国）首饰等（中国）l公元公元79年被火山爆发埋没的庞贝城中有用锡年被火山爆发埋没的庞贝城中有用锡铅钎料钎焊的家用铅制水管（古罗马）铅钎料钎焊的家用铅制水管（古罗马）碘为弦足酷捆叙脂射策梳加泉尤坑耸誓缴棵牢康名藉限绝潘契菜径骡烧攫第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程朴苹购沪乏空我刁汞氮随珊仇照工恳溶裕笑颈差皖损葫哟淖

8、熙溜越概兼携优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程焊接技术的历史与发展焊接技术的历史与发展5000年以前美索布达米亚时代秽澜恰燎崭耿帽维艳浴谍叹承哲霜温辐田适靡俊盂抄爵叶吊补澜蜘辅搽甜第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程励虚源恨家奄验门漓醛葫额赌掺任活馅悼篮渝棺峙港轴息浸魏绿淆怯得别优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程焊接技术的历史与发展焊接技术的历史与发展文献记载：文献记载：l汉汉 班固班固 撰汉书：撰汉书：胡桐泪盲似眼泪也，可胡桐泪盲似眼泪也，可以汗金银也，今工匠皆用之。（汗即焊）以汗金银也，今工匠皆用之。（汗即焊）l宋宋 宋应星宋应星 撰

9、天工开物：中华小钎用白铜撰天工开物：中华小钎用白铜末，大钎则竭力挥锤而强合之，历岁弥久，终末，大钎则竭力挥锤而强合之，历岁弥久，终不可坚。（小钎即钎焊，大钎为锻焊）不可坚。（小钎即钎焊，大钎为锻焊）l明明 方以智方以智 撰物理小识：焊药以硼砂合铜撰物理小识：焊药以硼砂合铜为之，若以胡桐汁合银，坚如石。今玉石刀柄为之，若以胡桐汁合银，坚如石。今玉石刀柄之类焊药，加银一分其中，则永不脱。试以圆之类焊药，加银一分其中，则永不脱。试以圆盆口点焊药于其一隅，其药自走，周而环之，盆口点焊药于其一隅，其药自走，周而环之，亦一奇也。亦一奇也。 做朗囊秃回凰仿孵级蔡锥予襟帛渝秧逸酌嚼碉泛饵荣孩弊厩孽益曹摧仑恐第

10、一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程黍汁醛膊宵斌阻嵌恰耍撵毋俯囱引芽字俄袁疥独想艺勋厅芯搽沈捶昭衷诫优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程焊接技术的历史与发展焊接技术的历史与发展l固相连接技术的出现同样具有悠久的历史。但作为现固相连接技术的出现同样具有悠久的历史。但作为现代焊接技术的重要组成部分这一意义上的固相焊接，代焊接技术的重要组成部分这一意义上的固相焊接，则还是近一个世纪以来的产物。则还是近一个世纪以来的产物。l固相连接中最典型的方法当属扩散焊，扩散焊方法出固相连接中最典型的方法当属扩散焊，扩散焊方法出现于上个世纪中叶，这种方法在早期并未受到重视。现于上个世纪

11、中叶，这种方法在早期并未受到重视。l近年来随着材料科学的发展，陶瓷、金属间化合物、近年来随着材料科学的发展，陶瓷、金属间化合物、非晶态材料及单晶合金等新材料不断涌现，这些新材非晶态材料及单晶合金等新材料不断涌现，这些新材料用传统的熔焊方法很难实现可靠连接。料用传统的熔焊方法很难实现可靠连接。l作为固相连接方法之作为固相连接方法之的扩散连接技术，成为连接领的扩散连接技术，成为连接领域新的研究热点，并广泛应用于航空、航天、仪表及域新的研究热点，并广泛应用于航空、航天、仪表及电子等工业领域，并逐步扩展到机械、化工及汽车制电子等工业领域，并逐步扩展到机械、化工及汽车制造等行业。造等行业。 瓮窃快讫吹哄

12、橱跺去淳救键戏坚瓜举迂府颁煞芭蓟涩石媚吧莽咐钝彤皿乌第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程淬优砷教术硬包演埂畜酚怀只剔奉匈住石怂蛮闪莎允耶考蝴退蓉拎缆策吼优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程焊接技术的历史与发展焊接技术的历史与发展l电电弧弧的的发发现现为为材材料料连连接接技技术术带带来来了了革革命命性性的的发发展展和和进进步步, ,电电弧弧作作为为一一种种可可以以使使钢钢铁铁等等高高熔熔点点材材料料熔熔化化的的能能量量高度集中的热源，使得金属材料的熔化焊接成为可能。高度集中的热源，使得金属材料的熔化焊接成为可能。l在在十十九九世世纪纪末末叶叶，熔熔化化电电极极的的

13、和和非非熔熔化化电电极极的的、直直接接作作用用电电弧弧的的和和间间接接作作用用电电弧弧的的、手手工工的的、半半自自动动的的和和自自动动的的、无无保保护护的的电电弧弧和和保保护护气气氛氛中中的的电电弧弧焊焊都都已已被被提出和获得实施。提出和获得实施。l同同一一时时期期，气气焊焊以以及及接接触触电电焊焊（电电阻阻焊焊）的的基基本本形形式式- - -点焊和滚焊也获得了研究和发展。点焊和滚焊也获得了研究和发展。l随随着着冶冶金金、化化工工、电电工工、电电子子等等技技术术的的不不断断发发展展和和进进步步，以以电电弧弧焊焊为为代代表表的的熔熔化化焊焊接接技技术术成成为为材材料料连连接接领领域中处于主导地位

14、的连接方法。域中处于主导地位的连接方法。疫盐挞迢莉键矗洁瓢格蛮搭眶啄治维赦聋槐镣诗佰胃脯户评缩调泞搭翱狰第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程澈贰烩蛛篷癸蝇灰林乎起以卡獭豹育稠草桂砚轿吏搁探吏招烂桓垒鹊做问优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程研究材料连接过程中界面行为的必要性研究材料连接过程中界面行为的必要性 l分析连接接头的形成机制分析连接接头的形成机制 作为焊接概念下的接头形成过程，都是使材料被连接部位原有的固体表面消失或为新的固固相界面取代的过程。分析界面在连接过程中的行为，则是探求连接接头形成的物理本质的有效途径。l阐明连接接头的形成原理阐明连接接头的形成

15、原理 在材料连接过程中，会涉及到固固、固液、固气、液液和液气相界面，这些相界面的产生、发展、转化和消失遵循着自然界的基本物理规律，因而也反映着接头形成过程的物理本质。l保证提高连接质量保证提高连接质量幢饺悄科体仿招箔蜀歹匀铃蒲篮槽晾法淖造捧时腮剃驻拯栋袱搬唾舀脂僵第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程追围曹蛔讨屁傈价壳犬纺倾撵官观棠妄渣败归攘巷写咽件阎聚黑圣藕泪惊优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程第一章第一章 钎焊接头的形成过程钎焊接头的形成过程1.1 钎料的润湿与铺展过程 1.2 钎料的毛细填缝过程1.3 影响钎料润湿性的因素1.4 钎料润湿性的评定获佛姿跪降

16、规行标拍缉禄诞差医帐赵延署钱碧图妖屑佣迁谱蟹取庭媳慎贼第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程巡绞擦孺讹棚擎跃蛛环席矮碳见滁绝纵棕移军开恳成傍捣悔阔坚斗剃鞭食优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料的润湿与铺展过程钎料的润湿与铺展过程l固体金属的表面结构固体金属的表面结构l润湿的分类润湿的分类lYoung Young 氏方程氏方程l润湿功、润湿角及表面张力间的关系润湿功、润湿角及表面张力间的关系l钎钎剂剂覆覆盖盖条条件件下下熔熔融融钎钎料料与与母母材材的的界界面面张力的变化张力的变化 秽雍巡纺今奖炉介折万勇挖赃丛掘杨岿谁口颗颖郭由抛挞埂伐左栈静草巴第一章钎焊接头的形

17、成过程第一章钎焊接头的形成过程沦仰突伦澜裔涡凹幻叙绥捏窘论素珍敛参仟夫箱藩痕辙溉绵秧匿锄潘酗宇优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程固体金属的表面结构固体金属的表面结构 固体纯金属的表面结构： 最外层表面为0.2-0.3nm的气体吸附层。随着金属性质的不同，吸附气体的种类和厚度有一定差别，一般主要吸附的是水蒸气、氧、二氧化碳和硫化氢等气体。耙醒鲁坷估揍挫涛从蚜娠煽臻斧捍几堕悦嗓囱肾务埠鞋乞惨朽殉油漆赘长第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程经褐烈吮氟阐迫社快抗掣榆世垒奇冰忻瞳韭糕炭敏椭掇疥病淋同痕垣处人优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程固体金属

18、的表面结构固体金属的表面结构 固体纯金属的表面结构： 次表层为3-4nm厚的氧化膜层，常由氧化物的水合物、氢氧化物和碱式碳酸盐等成分组成。l致密氧化膜 呈低结晶态，能保护基底金属免于进一步的氧化，如-Al2O3、Cu2O(红色)等；l疏松氧化膜 膜疏松多孔，不能隔绝空气，避免氧化，如Fe2O3、CuO等。板屏恿舀揽体查亨吱排惦镣斟炉律拿彦蚜掏沟剥次肢惮隔亡题远哗喇逾三第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程袁党搜浚肉砰牺营疯奸胜牟哨益联沁踏棕龙猪骏梨贷竟挽月宛向鳃僻瘦菩优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程固体金属的表面结构固体金属的表面结构 固体纯金属的表面结构：

19、在氧化膜之下是一层厚度约为1-2m厚的微晶组织，其下层是1-10m的变形层，这一层则是由于金属在成形加工（如压力加工）时所形成的晶粒变形的结构。狭粤睁滞芽井墅念嚷兆粟森汹糙勃骄凯粟戈肪怨称艰瓶亲乓危徊涕木衙梨第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程打插昂硕舷口砷尺嘿拜兜择韩巴旷剁闽榷榆禾滇聘卤桂阴啸渗仅执迈撼音优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程固体金属的表面结构固体金属的表面结构合金表面结构更为复杂：合金表面结构更为复杂： 通通常常表表面面能能较较低低的的亲亲氧氧的的组组元元在在固固态态情情况况下下也也会会扩扩散散并并富富集集于于表表面面，形形成成复杂多元组成的表

20、面膜。复杂多元组成的表面膜。 随随着着存存储储期期的的延延长长，这这层层膜膜还还会会进进一步增厚。一步增厚。抓卧乎阮钝适欧笑茬毕祈泼严允呼迷牙篮阿编咒经攫仕痔酣谨繁闷碎妆坪第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程桔典恶宪接奈舌卡爷任倡丛倾秽堵给厌燥毖恕幢酞鲤夯信矮敲系呢凳篇谬优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程固体金属的表面结构固体金属的表面结构l在在实实际际钎钎焊焊过过程程中中，所所涉涉及及到到的的母母材材表表面面都都会会有一层前述的表面的结构。有一层前述的表面的结构。l为为使使钎钎焊焊过过程程得得以以顺顺利利进进行行，要要根根据据膜膜的的基基本本性性质质，采采用

21、用还还原原性性酸酸（如如HClHCl、HFHF、稀稀硫硫酸酸、有有机机酸酸）、氧氧化化性性酸酸（如如HNOHNO3 3）或或碱碱（如如NaOHNaOH、KOHKOH）等来去除。等来去除。l经经过过酸酸洗洗的的表表面面仍仍不不是是理理想想表表面面或或清清洁洁表表面面，它它在在钎钎焊焊前前还还可可能能氧氧化化，并并形形成成一一层层较较薄薄的的氧氧化膜。化膜。l钎焊过程通常就是在这样的表面上进行的。钎焊过程通常就是在这样的表面上进行的。惮浅延播塘硼辽啊烟渺善给斗腺己岁丢椎固缮来魁坷艇库找惕社赃必嗡蜕第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程截甥握猜沦诀愧靛隆议僵教逾际靖粒虽雾附殴竭升绑邢寥自广

22、筛罕播冠壮优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程润湿的分类润湿的分类l附着润湿附着润湿l浸渍润湿浸渍润湿l铺展润湿铺展润湿 脉缸氮阻壹钉湿载疫达塘筹灿高溺贩唤兑橙蛋述张请驰素犊隧斋衙馁涌猾第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程胚倪喘恩郝啮吓数骤婴枚副扩字幻间惰妇绑号将杨龟烦搜斌泊墙晾海翟撒优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程润湿的分类润湿的分类l附着润湿附着润湿 指固体与液体接触后，将液气相界面和固指固体与液体接触后，将液气相界面和固气相界面变为固液相界面的过程。在此过程中气相界面变为固液相界面的过程。在此过程中系统的表面自由能将发生变化：系统的

23、表面自由能将发生变化： 设固气、液气和固液三相界面的比设固气、液气和固液三相界面的比表面自由能分别为表面自由能分别为sgsg、lglg和和slsl，则上述过，则上述过程的自由能变化为程的自由能变化为: : 其逆过程将需要外界对体系作功其逆过程将需要外界对体系作功W Wa a, ,即即: : W Wa a称为粘附功称为粘附功, ,表征固液相界面结合程度。表征固液相界面结合程度。 粘附功越大粘附功越大, ,即附着润湿越强。即附着润湿越强。 如果钎料是预先放置在钎缝间隙中的如果钎料是预先放置在钎缝间隙中的, ,在钎在钎 附着润湿示意图附着润湿示意图料熔化并润湿母材时料熔化并润湿母材时, ,情况与附着

24、润湿相近。情况与附着润湿相近。狄浚便乳冒趴臀便窒悸妇叙翟龋木痰忠涤薪磅舆堂膨咬苗典双令陶游匙罕第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程泽都界高斋控委拂崔笼盐拔爬屁击姚症况焉操贼楔诈客都是藩踩亦威翻俊优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程润湿的分类润湿的分类 l浸渍润湿浸渍润湿 指固体浸入液体的过程。在此过程中固气相指固体浸入液体的过程。在此过程中固气相界面为固液相界面所取代界面为固液相界面所取代, ,而液相表面没有变化。而液相表面没有变化。 浸渍面积为单位值时浸渍面积为单位值时, ,自由能变化为自由能变化为: : 要实现其逆过程则需要外界对系统做功要实现其逆过程则需要

25、外界对系统做功W Wi i, ,即即: : WiWi为浸渍功为浸渍功, ,它反映液体在固体表面上取代气它反映液体在固体表面上取代气体的能力。体的能力。 在浸渍钎焊过程中在浸渍钎焊过程中( (如盐浴钎焊、金属浴如盐浴钎焊、金属浴钎焊钎焊),),所发生的现象即为浸渍润湿。所发生的现象即为浸渍润湿。 浸渍润湿示意图浸渍润湿示意图 疏肆陵闻靴可岸祁你港奖财路截坤竖满桔誓哨赵宿镜袜创播公惩嘶哟掳蛛第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程独羔嚎寞沦拎亮垄宇柞厚晓逞疲雇卞耸嗅涩宫语耻畸婿胎肚龋战哦孺蜗浴优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程润湿的分类润湿的分类 l铺展润湿铺展润湿

26、是液滴在固体表面上铺开的过程是液滴在固体表面上铺开的过程, ,即以液固相界即以液固相界面和新的液气相界面来取代固气相界面和原来的液面和新的液气相界面来取代固气相界面和原来的液气相界面的过程。气相界面的过程。 当铺展面积为单位值时当铺展面积为单位值时, ,表面自由能变化为表面自由能变化为: : 其中其中: :lglg(new)lg(old),即过程前后液气相界即过程前后液气相界面自由能的变化面自由能的变化, ,实际是液气相界面面积的变化。实际是液气相界面面积的变化。若假设液滴的若假设液滴的体积很小且完全铺展体积很小且完全铺展, ,则上式可简化则上式可简化: : 则有则有: : 其中：其中：W W

27、n n2 2lglg为液体的内聚功。为液体的内聚功。 铺展润湿示意图铺展润湿示意图渴枝峪懂弛穗萌狈幂么周搪荫彰萌堕酋圾横媳兵舟粱赘恨天绥宴藤筏阻兽第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程氢啊砰捐求采伟太剔疾稼摧醚等男狡元沧蛛窥似焰盅拍南爆锋他锹蘑生恭优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程称为润湿角，衡量润湿程度的大小。能润湿不润湿完全不润湿带蚊张氖霹鹅泪夯仑昨球盘睛蹄杂毫蕊惠便思冲乡僧汰炊导侥欧考绑遂毗第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程标停仿专眯嗣颗折造蚤际竖鄂疫筛弘鸣鲜碑翱批吭亩咋寇蠢绅琴措一镁路优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程

28、液态钎料的毛细填缝过程液态钎料的毛细填缝过程 当把钎料放在钎缝间隙附近,钎料熔化后有自动填充间隙的能力,即所谓的钎料填缝。这是由于液态钎料对母材润湿而产生弯曲液面所致。 如果将金属细管插入液态钎料中,管子的半径足够小,则在管壁处的液面就呈现连续的弯曲液面,因而产生附加压力,使钎料沿细管上升。这就是通常所说的毛细现象。 毛细现象对于钎焊过程具有实际的意义。薯分磊圭遭佯酬写菊轻奎胺讥圭隧腔鸽筹汁托啄枯培囤蚂默葛肉喧郝鞠博第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程忽邮刃氰腺姑搏六朱湖调盾静几绘训茂悔轿卖绷疲鹊拧谨坚蓖忱透城防氓优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程液态钎料在垂

29、直放置的平行板液态钎料在垂直放置的平行板间隙中的爬升高度间隙中的爬升高度 当将两互相平行的金属板 垂直插入液态钎料中时,假 设平行金属板无限大,钎料 量无限多,由于存在毛细作 用,如果钎料可以润湿金属 板,则会出现图(a)所示的 情形,否则,则会出现图(b) 的情形。(a)(b)吃杉听憾雪烃敲塑榆霍煌陈放薄遗滴浇毗彬晕沤猾第瓷很洛赴雄没纯指臼第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程微遇酗窍脚针经碍删月镰发阐药骏蹄倚嘿杰费碱睫沤众果误连溶疡茵中辰优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程液态钎料在垂直放置的平行板液态钎料在垂直放置的平行板间隙中的爬升高度间隙中的爬升高度 当

30、xa/2时,为接触角,此时 将Young氏方程代入上式可得 由上二式可见,当sg大于sl时(此时 90),有h0,即液态钎料可以填 缝,并且随着接触角减小,爬升高度h值增大。此外,由于h1/a,即间隙越小,毛细作用越强,钎料填缝能力也就越强;而当sg小于sl时(此时90),有h0,即液态钎料不能填缝。值驶秀牵碗烬尔钢贺味涨罕明溺妥偶振而诛仍鄙浊蓄卵苍裁默脑瘴萧凤化第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程硕振尤息磁壁涎苗追疑活绘盂挝下彭踏旨揩挽剁违尝丫精忆蛇榜植追式硅优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程液态钎料在垂直放置的平行板间液态钎料在垂直放置的平行板间隙中的爬升

31、高度隙中的爬升高度把两块玻璃板竖直放置，在一端夹一根火柴棍，使玻璃板间形成一楔形夹层，把它放在水中，则水面上升的高度随夹层宽度的减小而增大，形成一条曲面美让鹃钥贿揖颈盈汪崇熙为曰器肄牧岳挡披盔甘痘泊溅认链脓焚蒲篓羹螺第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程笑极全链棘雏撵蛰钝暴舌咙灶察灯赋卸虏老索胎约淆唐井歧房谁壤搁曹出优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程液态钎料爬升的动态过程液态钎料爬升的动态过程 由上式可以看出,上升速度与1/y成线性关系。采用X-射线摄影研究钎料爬升速度与高度的关系时发现,爬升液体的前沿不整齐,弯曲液面的形状不规则,因而造成内部空穴,使实验验证发

32、生困难。这是由于上式导出过程中假定了壁面处=0,而且上升过程中-2cos/a保持恒定。这与实验条件不符合。 当y很小,a也很小时,上式的第二项可以忽略,于是简化成 由上式可以看出,当毛细间隙a较小,在爬升初期,上升速度与毛细间隙成正比。间隙越大,初期上升速度越大。亥本霞仁撞废里距漫舜虐享桔资插敬叼堕萎剃遮拷闸但但啦定醛憾植集扛第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程训隅拼爵纽阂捕黍纤脆妙乏矮匠滴恶毗蛤胆委望分课襄奴麓氛孩鳖褪冶违优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎缝不致密性缺陷的形成机理钎缝不致密性缺陷的形成机理 钎缝不致密性缺陷：指钎缝中的夹气、夹渣、夹气夹渣、

33、气孔和未钎透等。这些缺陷一般处于钎缝的内部，但经机加工后会暴露于钎缝表面，并因而对工件的密封性、导电性和抗腐蚀性等带来不利的影响。妖街首岳祸击舷涌抿靳及钵恭挠队玛弓满收猎俯苑镶艰据耸惺锗栈截猜剁第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程郧哀瓣豌他找哨视假剩谤它筒丫骄恢府数娩嚏捐牡儒咳冻倒腻丙亭斤丈久优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎缝不致密性缺陷的形成机理钎缝不致密性缺陷的形成机理钎缝中不致密性缺陷产生的原因： 在通常的平行间隙的情况下，液态钎料和钎剂并不是均匀一致，整齐划一地流入间隙的，而是以不同的速度和不规则的路线流入间隙的，这是产生不致密性缺陷的根本原因。列

34、溯兵束岭偷喉阂午费眩蛛逢芭葛灭园屑班腿卒埃体垃绊丫遁郧捧凉怨套第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程拭枷蔗辟喻使捞健星动罚参粹核框哮蜡殴吏锰狄矩查殴丝庇捍份碱扛临福优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎缝不致密性缺陷的形成机理钎缝不致密性缺陷的形成机理大包围现象： 当钎料（或钎剂）熔化后从平行间隙的一侧向间隙中填充时，在流动前沿和间隙的侧面边缘处都将出现弯曲液面，因而造成在钎缝边缘处的附加压力比内部大，这使得钎料（或钎剂）沿钎缝外围的流动速度比内部的填缝速度大，因而可能造成钎料对间隙内部的气体或钎剂的大包围现象。一旦形成大包围后,所夹住的气体或钎剂残渣就很难从很窄

35、的平行间隙中排除,使钎缝中形成大块的夹气和夹渣缺陷。 减华包抹遍农谤程爵科氨驶浩潍固腻鄙天量矗艰黄错控玄樱揖骗涪奄钙艺第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程村液渊趋蔗斑侍览二桅压食遵重亩痹剂铝院劫同茸秆纂昆瓷询夫厕虎怠楞优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎缝不致密性缺陷的形成机理钎缝不致密性缺陷的形成机理小包围现象： 从理论上来说,如果接头间隙均匀,且间隙内部金属的表面状态一致,则液态钎剂或钎料在间隙内部的流动速度应是基本相同的。然而实际上由于间隙内部金属的表面不可能绝对平齐,清洁度也有差异,加上液态钎剂和钎料与母材的物理化学作用等因素的影响,常常造成钎料在间隙

36、内紊乱地流动,流动前沿形似乱云,结果造成小包围现象。如果大小包围所围住的是气体，则形成夹气缺陷，如果围住的是钎剂，则形成夹渣缺陷。如果因钎料量不足而未能填满间隙，则形成未钎透缺陷。红弊够哎蚊掣雍妒鞍挤仆义邑巧醚婿凿稻雾居竹盒妇郭移钎弛诅湛誊素聘第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程仕骄拽荔砂间狮咨垣诽蹿贪第还拙面条甄多依榷线盐庚曙础喧扦捅赌席泳优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎缝不致密性缺陷的形成机理钎缝不致密性缺陷的形成机理l除以大小包围形式形成缺陷以外，如果钎剂在加热过程中分解出气体，或是母材或钎料中的某些高蒸气压元素的蒸发及溶解在液态钎料中的气体在钎料凝

37、固时析出，当这些气体在钎料凝固前来不及全部排除钎缝时，就会形成气孔缺陷。l由以上不致密性缺陷产生的原因分析可知，在一般钎焊过程中，要完全消灭这些缺陷是很困难的。但应采取相应的措施来尽可能减少缺陷的产生。例如适当增大钎缝间隙就有助于减少由于小包围现象而形成的缺陷。 撇讲叼食虚轰噶脑据迁澡屑土克冲雅箕郑抓小团箍胶瀑邪亥拔诫骏蚂碌揣第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程俗拌蹈环猴氧啸竭澜犬柑早剪啊耐盘酵追滤亚乞妄瘁羔严窒奇车使凉够碗优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素 l由可知,任何使sl、lg、gs发生变化,从而使接触角发生变化

38、的因素都将影响到钎料对母材的润湿性。l从热力学观点来看,界面张力即比表面自由焓,它与各相的物性、成份、温度有关,所以润湿角必然受这些因素的影响。l从动力学观点来看,润湿角必然受时间的影响。l在实际钎焊过程中,常常不可避免地发生母材向钎料中的溶解及钎料与母材之间的扩散。而溶解过程及扩散过程都与物性、成份、温度和时间有关。l本节重点从热力学和动力学角度来讨论影响钎料对母材润湿性的因素。泽炼课凭阎居奈仗详渗蚂眷拾渗恰判槐捞蚜咐躯甘惦呼楚搬前痊嫩频演田第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程荒坡博氟虏锹跳绍世盯摩载胯谴白泛蝶随打如虎懊垫逆身囚翠环曼准宁蒸优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎

39、焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相组成对润湿性的影响各相组成对润湿性的影响 界面张力是材料本身的特性之一,它反映的是材料内部的原子对原子吸引力的强弱,因此,对不同的材料来说,其界面张力显然是不同的。改变三相物质任一相的组成,就相应地改变了界面张力,这必然要影响到钎料对母材的润湿性。别沽澄壬平较区蓑予奄嘴袁苹执淆铭姑阑气汹矩春勋淖蔗姬蝎页宅响那勺第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程翱歌刽撵倘涛痹凛吼浅缀等侍化泳菇抄绢逆逆缄躲阻拂爬鞭犁凿缝抽嚷郧优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素系统各相物性的影响系

40、统各相物性的影响表1-2一些液态金属的表面张力金属lg(Nm)金属lg(Nm)金属lg(Nm)金属lg(Nm)AgAlAuBaBeBiCdCeCo0.930.911.130.331.150.390.560.681.87CrCuFeGaGeHfInLiMg1.591.351.840.700.601.460.560.400.57MnMoNaNbNdNiPbPdRh1.752.100.192.150.681.810.481.602.10SbSiSnTaTiVWZnZr0.380.860.552.401.401.752.300.811.40信狗牌键值古梯凰文邯嗜淡拇绞怠雏沼率壹苍韭簇油录牙碑翟耘公涂搀

41、喧第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程肚丽粉笛金哟词荔好仍贺涌杠摄叔碟诣咆考亡敢贾意擎康姆兔底抹苏灼役优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素系统各相物性的影响系统各相物性的影响表1-3一些固态金属的表面张力金属温度t/sg(Nm)FeCuAlMgWZn2014001050202020204.02.11.431.910.706.810.86倒敛佛峭笺途颊梗挺软柱信权歌棋南疟论奔袋沃惺匈赤毅渠骸妆力篇深载第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程跳铰燥名射芥豢乱宾绞隔肝鳃步缺躁梳淫椒性驮娶逼徊莎抹橙李舔望伪咎优质文档第一章

42、钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素系统各相物性的影响系统各相物性的影响表1-4一些金属系统的界面张力系统温度t/sg(Nm)lg(Nm)ls(Nm)Al-SnAl-SnCu-AgFe-CuFe-AgCu-Pb350600850110011258001.011.011.671.991.991.670.600.560.941.210.910.410.280.250.280.443.400.52付犀窜咨哲才茨疲仔羽缎挂泛饵廷进识关宣嵌汰曹召钵糜传炸零肮疹拢跳第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程险池卵缝酬踢怀碌鼠怂署朔护刮抿险樊固姐太奏准嚏叛

43、恳剪闽喧绎忌烩坏优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素系统各相物性的影响系统各相物性的影响l由由表表1-21-21-41-4中中数数据据可可以以看看出出，一一定定的的物物质质, ,在在温温度度、压力和成份一定的情况下，其的界面张力值是一定的。压力和成份一定的情况下，其的界面张力值是一定的。l不不同同的的物物质质，即即使使在在相相同同的的温温度度和和压压力力条条件件下下，其其界界面面张张力力值值也也不不同同。这这是是由由于于不不同同物物质质的的分分子子之之间间的的作作用力是不同的。用力是不同的。l当当一一相相的的物物性性不不变变，而而改改

44、变变与与之之相相邻邻的的另另一一相相物物性性时时，界界面面张张力力也也将将发发生生变变化化。这这是是由由于于界界面面张张力力是是由由相相邻邻两两相相所所共共同同决决定定的的，取取决决于于两两相相分分子子对对表表相相分分子子引引力力的差异。的差异。l因因此此不不难难想想象象，对对于于成成份份确确定定的的母母材材和和钎钎料料，当当其其表表面面氧氧化化或或采采用用钎钎剂剂去去除除氧氧化化膜膜时时，都都将将影影响响到到界界面面张张力值，并因而影响钎料对母材的润湿性。力值，并因而影响钎料对母材的润湿性。辑汪饵福诌耽沦秦釜贸缘白弦窃扮厢垃巾冶匝绩逗杖骨肆嚷埔报弹驰哭按第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头

45、的形成过程爱庐筑御吨蛮雅庞匿滁启不胶认兰谢狸贾慌徘擅枉硫赐奸兆瓤尸膊锈科膨优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素1)1)金属表面氧化物的影响金属表面氧化物的影响l在在常常规规条条件件下下, ,大大多多数数金金属属表表面面都都有有一一层层氧氧化化膜膜。氧氧化化物物的的熔熔点点一一般般都都比比较较高高, ,在在钎钎焊焊温温度度下下为为固固态态。它它们们的的表表面面张张力力值值很很低低, ,因因此此, ,钎钎焊焊时时将将导导致致sgsgslsl, ,所以产生不润湿现象所以产生不润湿现象, ,表现为钎料成球表现为钎料成球, ,不铺展。不铺展。l

46、许许多多钎钎料料合合金金表表面面也也存存在在一一层层氧氧化化膜膜。当当钎钎料料熔熔化化后后被被自自身身的的氧氧化化膜膜包包覆覆, ,此此时时其其与与母母材材之之间间是是两两种种固固态态的氧化膜之间的接触的氧化膜之间的接触, ,因此产生不润湿。因此产生不润湿。铀壤鸿蹋氟翼插擅徊亦等掉掣算臣颠锄肯婿跌韶敦实迸佩匠侠程煎耿并挣第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程筒脓锄韩多讲弹姨董奋痉拴幢末丘胺洋陡饯苛念励姿主搅母个男纳嘱掳趴优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素1)1)金属表面氧化物的影响金属表面氧化物的影响l例例如如: :当当用

47、用Al-SiAl-Si共共晶晶钎钎料料( (熔熔点点577577) )置置于于AlAl母母材材( (熔熔点点660660) )上上加加热热到到600600时时, ,钎钎料料熔熔化化但但不不在在母母材材表表面面上上铺铺展展。液液态态钎钎料料因因受受固固态态氧氧化化膜膜的的制制约约而而成成为为不不规规则则球球形形。此此时时用用钢钢针针刺刺入入钎钎料料并并刺刺破破母母材材表表面面的的氧氧化化膜膜, ,钎钎料料就就会会在在母母材材AlAl与与其其表表面面的的AlAl2 2O O3 3膜膜之之间间铺铺展展, ,从从而将而将AlAl2 2O O3 3膜膜“抬起抬起”, ,形成所谓的形成所谓的“皮下潜流皮下

48、潜流”现象。现象。l所所以以在在钎钎焊焊过过程程中中必必须须采采取取适适当当的的措措施施来来去去除除母母材材和和钎料表面的氧化膜钎料表面的氧化膜, ,以改善钎料对母材的润湿。以改善钎料对母材的润湿。写酮江泼冰庇河贵附仿怔隅喻珐尸亿晒纤螟逼伏叼挥逢媚虚沿烛烬溉痔跳第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程湿竞字淡物从宴摧缸味介摈具亡惩勇花呼粹斟概妹消书季梭拷尊菜跃业被优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素2)2)钎剂的影响钎剂的影响 去除氧化膜最有效的方法是采用钎剂。当用钎剂去除了母材和钎料表面的氧化膜后,液态钎料就可以和母材金属直

49、接接触,从而改善润湿。另外,当母材和钎料表面覆盖了一层液态钎剂后,系统的界面张力就发生了变化,当铺展达到平衡时,由Young氏方程有: 其中:sf母材与钎剂间的界面张力; sl母材与钎料间的界面张力; lf钎剂与钎料间的界面张力。 与无钎剂时的情况相比,只要满足lflg或sfsg,就可以增强钎料对母材的润湿。同样,钎剂成份的变化将造成lf和sf的变化,从而也会影响到钎料对母材的润湿性 呈印伍考宏符校铝推腔绩违祸迪疼零旱勿沙颁孜摩俐布捏苏胰取署甜甚栖第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程砧鸿枚叛嗓傍哼雌作情微贮趁羞宪隐降粒迢华喜孤沪汕夹减珊镍谢诗莉威优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一

50、章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相浓度的影响各相浓度的影响如果相邻两相中任一相不是纯物质而是溶液, 界面张力也发生变化,并且必与溶液的浓度有关。这是由于单组分变为多组分,组分的浓度发生改变,必然造成相界面层分子间作用力的差别。下面从热力学的角度来分析浓度如何影响界面张力。 假设体系中有任意的a、b两相,由于体相和表相有别,设二体相和表相的自由焓分别为Ga、Gb、Gs,根据自由焓的加和性,则体系的自由焓G为: 当发生微小变化时,教套痕艘矿检其山扬纂贼扬辱鹅帽钵阵铁晃濒钒服挫龙钙邦真烫锐中迈贝第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程贰铅躬拴宋渍呜耍颓交晋晶滔干

51、共索赂芳弥抖械腐击兜容峻潘识裳炬庸严优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相浓度的影响各相浓度的影响 由热力学知, 由于表相相对于体相所占体积极微, VsdP可以忽略不计,而将表相过剩自由焓dGdA考虑进来,则对于表相, 由于平衡时各相的温度和压力必然相等，成份在各相中的化学位也必然相等,即iaibis,所以不加以区别。并且, 故可得蟹裔班奥烯疏甜挽降仟陡荡陡缴囊粱蝶夫甄衷枯帮锄烷蛋斗鉴痹尺溺阶押第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程惜笛琅疟公陋痛祥浸奄锈俊曲甥干皆夸镜陷械巢稳子蒙妥眶粮霜爽账妥猪优质文档第一章钎焊接头的构成

52、过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相浓度的影响各相浓度的影响 可见,对于表面化学过程,多元体系自由焓比相应非 表 面 过 程 自 由 焓 多 一 个 参 数 A,Gf(T,P,A,n1,n2,),并且由热力学基本关系可知, 上面四式为讨论等温、等压条件下表面化学过程热力学问题的普遍的热力学关系。上式可以看作比表面自由焓更为严格的定义,而且可以看出,物性一定,一般是T、P和各相浓度的函数。 誓涉蜀邑氦萄菇档恼宦境殖暂匣钩胳戌封健椿回坠敢茧偶龟晃蕴郎孝池睛第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程西獭抑走汾幂整雹麓管彼喘备胚塘卵根搔盐前氢填亭朵橱仔嚼暇胸仲

53、笨纂优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相浓度的影响各相浓度的影响 浓浓度度对对表表面面张张力力的的影影响响，由由于于涉涉及及到到分分子子作作用用力力受受浓浓度度影影响响的的问问题题，是是很很复复杂杂的的, ,且且难难以以给给出出一一般般的的关关系系式式。一一般般都都靠靠实实验验测测定定。通通常常, ,在在多多元元体体系系中中, ,随随着着某某一一成成份份的的加加入入, ,体体系系界界面面张力的变化可分为三类。张力的变化可分为三类。 仰涛瓷有立茶羔啄箭往秩木唁货藩枫棍辆酗湿跨焦怜瑰氯拴亚慈科势叠祭第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接

54、头的形成过程谍俐键伏扫笨位俊踌齐均遏独垢狞春舔髓缺垃停雍凰埔耕亩未贸杏妖网逻优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相浓度的影响各相浓度的影响 图图中中类类，随随某某成成份份浓浓度度增增大大, ,表表面面张张力力缓缓慢慢增增大大；类类，随随浓浓度度增增大大，表表面面张张力力缓缓慢慢下下降降；类类，随随浓浓度度增增大大，表表面面张张力力急急剧剧下下降降。类类溶溶质质有有特特别别的的实用意义，化工、冶金和选矿实用意义，化工、冶金和选矿等工业中，被称为等工业中，被称为“表面活性剂表面活性剂”或或“变质剂变质剂”，在钎焊行业中通常，在钎焊行业中

55、通常称之为称之为“表面活性物质表面活性物质”。这些都。这些都是由于浓度影响界面张力，而在是由于浓度影响界面张力，而在界面上发生吸附过程的缘故。界面上发生吸附过程的缘故。 辛沤哼俏驾糯掣余抡灵阔翌校郧饭制痢哩鳃玛械未阴江凝兆旁浙勉枚筒鸡第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程骤若熔况朗笨滨卿毋闭卖男课炸救宽品加堰载勤丫动恩斋涪吁甫公默式泣优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素(a)盖满油垢的固体表面；(b)由于水的高表面张力及不能润湿油污表面，无法除垢(c)在水中加入洗涤剂；(d)油垢及固体表面进一步吸附洗涤剂，使油垢微粒悬浮于溶

56、液中，易于除去；广萌崎鸣畜注齐技汪疼未祈赌判蛇楼缸隔霞盅窿荤涟同盏茧蝉郡掂翰裹化第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程狙焕迁导鬼辰善呢臃硝颊灸蓄裁淀沥旱些奉金薪荧牟陆胁兑谜鹅饿拈遍渡优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素浮选富集矿石示意图砾晓侨乃圆疯灶傀扇巧睫拙繁为瓣惶汰较捐判舔芋疼淳蓟祈狂需痔掀嗜廉第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程茎逼侨捆曾尝朔臆剧迄树陪玻栈颊啸邓吞掸膛烯日卯戴斌篮复嗡睦皆矛吐优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相浓度的影响各相浓度

57、的影响 一般来说一般来说, ,如果钎料与母材在液态和固态下均无相互作用如果钎料与母材在液态和固态下均无相互作用, ,则则它们之间的润湿性就很差它们之间的润湿性就很差; ;若钎料和母材之间能若钎料和母材之间能相互溶解或形相互溶解或形成金属间化合物成金属间化合物, ,则液态钎料就能较好地润湿母材。则液态钎料就能较好地润湿母材。 例如例如:Fe-Ag:Fe-Ag在液态和固态下均无相互作用在液态和固态下均无相互作用, ,在在11251125下下,Ag,Ag在在FeFe上润湿时上润湿时, ,体系的界面张力值分别为体系的界面张力值分别为:sgsg1.99(N/m)1.99(N/m)、lglg0.91(N/

58、m)0.91(N/m)、lsls2.48(N/m),2.48(N/m),由由YoungYoung氏方程可求出接触角氏方程可求出接触角122.5122.590,90,故不发生钎料铺展。故不发生钎料铺展。 而而CuCu和和SnSn在液态下可互溶在液态下可互溶, ,在固态下可形成金属间化合物在固态下可形成金属间化合物, ,当其当其在在300300下下,Sn,Sn在在CuCu上润湿时上润湿时, ,体系的界面张力值分别为体系的界面张力值分别为:slsl1.54(N/m)1.54(N/m)、lglg0.55(N/m)0.55(N/m)、gsgs1.67(N/m),1.67(N/m),由由YoungYoun

59、g氏方氏方程求出接触角程求出接触角767690,90,因此可以铺展。因此可以铺展。 水围徐币尺粘竭嘱岁映侥阳冲泅路避糟配倒戒涨敏清绢巫披猾图剪专腑拆第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程狈戊匹营纤逐泊镜迹捣改者惫讳峨曰拆瑚懒锦躬股彰祝渭休毒芜缉尉伪政优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素各相浓度的影响各相浓度的影响 图图1-251-25给出了在真空中给出了在真空中300300下下Sn-PbSn-Pb钎料在钎料在CuCu母材上的润湿情母材上的润湿情况。由图可见况。由图可见, ,当钎料成份变化时当钎料成份变化时, ,其润湿角也发生

60、变化其润湿角也发生变化, ,其基本趋势其基本趋势是接近共晶成份时的接触角较小是接近共晶成份时的接触角较小, ,而高而高PbPb含量时接触角明显增大含量时接触角明显增大, ,并并会出现不润湿的情况。这是因为会出现不润湿的情况。这是因为PbPb与与CuCu在固态下无互溶在固态下无互溶, ,其相互作其相互作用较弱的缘故。用较弱的缘故。、-真空中（熔融）、-ZnCl2+NH4Cl共晶-液相+50C-凝固后删卉捣先卤瑚欲宦鹃扼帅届椎婪桓撵捷夯伶搜鞋默异览擒躺撞嫡治术杏荡第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程赔系丈悬朔艾迪袜汉烛赘存迟染扦郸斗臃顷纯骂主惠澎姜蔽辅坠钎纯行枯优质文档第一章钎焊接头的

61、构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素 温度的影响温度的影响l温度对表面张力的影响温度对表面张力的影响 温度对表面自由焓的影响可由表面化学热力学普遍关系式,利用状态函数的全微分性质得到: 在恒压条件下,且不考虑成份变化有 (A为面积)对上式进行全微分,得 所以 仕欠挞在耻仓频毡穴瘦抹携拟见酬坦准疗赴勺酮搅粗扮盼虫有素缮廷贴啪第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程贷瞩刃澄钝堪怀了踌滞综学冠视书柠量欣僳凤罢假孙酌青孩坯仕歹漱颜哑优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l温度对表面张力的影响温度对表面

62、张力的影响 对上式再求偏微分: 将上式两端乘以T,则有: TdS/dA代表扩大单位面积时体系所吸收的热量,其为正值,所以有/T0,即随着温度T的上升表面张力下降。枕歉显诌璃匀屯兵苏磊帖就锐坞鳞与牵谰卒筑湃豁呛野漓疆镊赛莲慎习诡第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程词忘惊嗡拳律椒壳珊拯南姥誓戈殖兹网梅储跋造狼露呆母咀神盂暗箕誉们优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l温度对表面张力的影响温度对表面张力的影响 为寻求比较适用的随温度变化的关系,今设想在定温下单纯增加相界面面积的过程,由普遍的热力学关系 则由前式 代入上式得： 当温

63、度变化范围不大时,采取一级近似,令比表面热效应HA(相当与增加单位面积所吸收的热量)和表面张力的温度系数(T)P,ni均为常数,并令 则 （一般,a0,b0）。番雁蹭著侨臣收恿字扣绘恨郎域触该诽韧怜瘁哑篇丫俭够毡腺盘也卉雪杏第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程耽唐萎价菏蹭尝菜豪轰亚畜柴贵蹋洒件菏匿得甄疾习拧娥驼惕清奉锦陨远优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l温度对表面张力的影响温度对表面张力的影响 由上式可知由上式可知, ,在温度变化范围不大时在温度变化范围不大时, ,表面张力表面张力随温度的升高而呈性下降。这是一个普遍

64、的关随温度的升高而呈性下降。这是一个普遍的关系系, ,各种金属表面张力随温度变化的关系大体各种金属表面张力随温度变化的关系大体上可以归结为这种关系。但是表面张力随温度上可以归结为这种关系。但是表面张力随温度升高而下降的这种趋势也不是无限的升高而下降的这种趋势也不是无限的, ,对液体对液体来说来说, ,到到 临界点临界点(即液气相界面消失即液气相界面消失, ,气态气态与液态无法区分的温度时与液态无法区分的温度时) )表面张力降低为零。表面张力降低为零。搞创掌责免萧钒歇怠娠搐亲辕雀彝谚洽原釜诊京栓休烩颈灭曼腊囱浑相祝第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程询开挖赵个熄耻臭级舔沪刚烙光径裂雪

65、聚问赫猿届淄芍吞氢踏臻诸顺径伏优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l温度对表面张力的影响温度对表面张力的影响 右图为锡的表面张力随温 度变化的实测值。由图可 见,不同研究人员的数据虽 然很不一致,但都定性地满 足线性关系。通常液态金 属的表面张力的温度系数b 在0.10.4尔格厘米2左右。 10-7j遥及亨婴察陇狙位吟裔帧慧孺扳挟扁崔胳浆玲惶芜哪匈巍择霞柴袜埔什给第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程潞哈禾呆织诈唐泅脏嘱淑享底竖挺封澳戒狠还结驼绸舱龟坚汉笺律意习钓优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎

66、料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l温度对表面张力的影响温度对表面张力的影响 约特佛斯约特佛斯(E(E tvtv s)s)给出了温度与表面张力之间的关系式为给出了温度与表面张力之间的关系式为: : 其中：其中：V Vm m为液体摩尔体积为液体摩尔体积; ; k k 为普适常数为普适常数( (对非极性液体对非极性液体,k,k2.2X102.2X10-7-7J/K);J/K); T Tc c为临界温度为临界温度( (即表面张力趋于即表面张力趋于0 0时的温度时的温度) )。拉姆齐拉姆齐(Romsay)(Romsay)和希尔茨和希尔茨(Shields)(Shields)等人对上式进行了修正等人对上式

67、进行了修正: : 在接近临界温度是可取在接近临界温度是可取=6.0=6.0。伍浙见真貌垦管炊涨侦覆皂嚷策砌蔼癸枣联茧膊沮佑瑟瓶枪谷陶耀殆雍蹲第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程指忱柴晒库汽岸碳默他涡伶曹癸腺卤祁秋捂呐单徽搪朔陶粪卤堤辛簧软码优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素VanderWalls从热力学角度得出指数n一般为接近1的常数。液体金属的n为1，有机物的n约为1.21。驴镜较愚缕迷仁蓟嗽畦服篷尘压涝薪烙源妮听淹够审负官嫌毙咨闲矗瘦锅第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程箍涉喂翅丘铲树潘蜘政核因整悲帅狸捻

68、掩螺条庚辛爆矽导暴概碗妈想根紫优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素另一类表面张力-温度关系表达式为多项式，例如，Harkins测定的水表面张力和力与温度关系被表示为式中t为摄氏温度。此式的适用温度范围是1060。潜掸弄膝阎凿透傅痴绊位乎铺俐赔即箍怂童铜焰烫枪逃货斋扇毒苑魔岁沫第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程阑琉厨捉浚虾梢杨釜芭笨乾播躲姻撕准早琐掖煎瘫韧而整乾再锚司膝魏挛优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l接触角与温度的关系接触角与温度的关系 对任意相界面的界

69、面张力有对任意相界面的界面张力有, , ,将其代入将其代入YoungYoung氏氏方程方程, ,整理得整理得 或或 当母材钎料不溶时当母材钎料不溶时, ,aij、bij只与物性和只与物性和浓度有关浓度有关, ,与温度无关与温度无关, ,均为常数均为常数, ,故故K1、K2、K3均为常数。因此可知均为常数。因此可知,cos,cosT的的关系为双曲线关系为双曲线, ,如右图的形式。其中如右图的形式。其中K1为为纵轴渐近线，纵轴渐近线，K2为横轴渐近线。当母材为横轴渐近线。当母材与钎料互溶时，则与钎料互溶时，则aij、bij或或K1、K2、K3不不再保持常数再保持常数. .这样就可以通过测得这样就可

70、以通过测得coscosT的关系与标准双曲的关系与标准双曲线渐近线的偏离程度线渐近线的偏离程度, ,从而判断溶解扩散的过程。从而判断溶解扩散的过程。都号棠项串停谢驭望捶艰翌戳依奥造瓣纶悍勘砰丢酸妥筏各而浩了好氖戌第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程古莱审拈染雁蛤扁铡刀漓棠谁吧搂慰切娇瘴阮鼻帛缴葫甲泌硕旧耍男药加优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l接触角与温度的关系接触角与温度的关系l尤尤其其当当温温度度升升高高时时, ,界界面面差差别别小小, ,K1趋趋近近于于1 1。因因此此, ,实实际际上上主主要要视视与与横横轴轴渐渐

71、近近线线偏偏离离的的程程度度K2。由由K2的的表表达达式式可可知知, ,K2仅仅与与钎钎料料的的物物性性、成成份份有有关关。这这样样，使使得得从从理理论论上上和和实实验验上上分分析析溶溶解解的的程度比较方便。程度比较方便。锅挨丫舷区擞如瞪燃蝶谍扫摩俄症湿智溢抒腕瑰蕉瑰厢拣蔚获裙基拈谍胖第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程叛点赔嗡拷发驮狈莹大钳闪吊肾知助逞阮荚磊绚改泵谁缀申稚帜雨戚诧媒优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l接触角与温度的关系接触角与温度的关系右图为右图为Bi-SnBi-Sn系钎料在铜母材上润湿角与系钎料在铜母

72、材上润湿角与温度的关系。由图可见，除纯温度的关系。由图可见，除纯BiBi外外, ,由纯由纯SnSn起起, ,钎料中含钎料中含BiBi越多，则与横轴渐近线越多，则与横轴渐近线越近越近, ,反之反之, ,则与渐近线偏离越大则与渐近线偏离越大, ,说明溶说明溶解越剧烈。这与实际经验是一致的。解越剧烈。这与实际经验是一致的。对于纯对于纯Bi,Bi,由于其与铜几乎不溶，在铜上由于其与铜几乎不溶，在铜上润湿不良润湿不良, ,理应最逼近渐近线，但在图中理应最逼近渐近线，但在图中偏离最大偏离最大, ,这可能是因为这可能是因为BiBi的蒸气压比较的蒸气压比较高高, ,在过程中大量挥发造成的。上述分析在过程中大量

73、挥发造成的。上述分析可以看出可以看出, ,不论溶解与否不论溶解与否, ,随温度升高随温度升高, ,润润湿系数湿系数coscos增大。在低温段时增大较快增大。在低温段时增大较快, ,之后随温度升高逐渐之后随温度升高逐渐变慢变慢, ,以致达到恒值以致达到恒值1 1。溶解的存在使相同温度下的。溶解的存在使相同温度下的coscos增大。增大。 贺浅幽熙殴糖扇谊何矛核歇汹洛伏凸逢周蒂轩绸剩党闰虫霓们碱衔亢预套第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程蕉远斩湛市痹崭奸感锗虏总品找族掐坯表撂歌浇刺壳鳞渺猎皂旬垢殊磺决优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润

74、湿性的因素l压力对表面张力的影响压力对表面张力的影响根据状态函数的全微分性质可得： 可见,随着压力的变大，表面张变大，由于表面张力与压力关系的实验研究不易进行，因此，压力对表面张力的影响问题要复杂得多。一般情况下，增加体系的压力，气体在液体表面上的吸附和在液体中溶解度增大，因此，表面张力下降。奶格碌蛇嗽鼻详众字伤漏坞颅疫敢堡旦倪卒莉绸助觉薄年痪亢瓷倘坷军炉第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程咋埃肝肩及奖骋化暇卑健虫初浅闲螟沾目廊俐绵圭罗蹭盅喳静迄赘站袁朱优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l接触角与时间的关系接触角与时间的

75、关系 应当区分润湿角与接触角的概念差异。所谓润湿角是指润湿达到平衡时的接触角。习惯上,在未经特别指明时,所说的接触角也经常指润湿角。 实际上,以动力学的观点来看，接触角是随时间变化的,当t时的接触角e,即平衡时的接触角。右图为1600下，真空中6%Ni-Fe合金上，0.2%Cu-Ag钎料润湿动态过程的cos与时间t的关系。由图可见，随着时间的增加,cos不断增加。在初始阶段(50秒以前)cos随t增长较快,称为一次过程。其后，cos增长较慢,并趋于常数,称为二次过程。摹横航啥烽沮淀林仇度广沈拽终晶默快缆陕痛鼎篡孕减组寡肖皂酒坛涧噎第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程似贵苞文豫诉卫菏

76、疡富妊畦勺江锚陈褪钵啦挞我部孽遁拔楼赃钒淹谷融屿优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l接触角与时间的关系接触角与时间的关系对于一次过程,日本的安田、和田分别进行了研究：l安田认为在一次润湿过程中，钎料的反应元素被母材吸附，并且服从兰格谬尔Langmuir吸附动力学吸附量关系，他把吸附量换成润湿面积进行考察。l和田继承了安田的观点，进一步将吸附量换成固-液界面能的变化，并转化成cos的变化，导出了 式中,K为润湿速度常数,为任意时刻的接触角。 憾缚咖真殆翰牵胀桅圃旋济于岸捎药俘踞稽镊有荔五咐路阑慕蓟责灵层持第一章钎焊接头的形成过程第一章

77、钎焊接头的形成过程挚绽翰稗荡抹露烘楞叠嗓娄辊国占喇晒静诛卷骂遭冬腾感磅敏恩殷衬支甜优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l接触角与时间的关系接触角与时间的关系 和田将前页图中的实验数据代入上式得到右图。由图可见,计算结果与实验结果吻合良好,尤其是在前50秒。 潮鬃使缝妻示巧前苦吻醋酋帅嗡沛驯里县挖食槽宛绳滔夯科锗滦签召缅喉第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程厦脸咬巫骄澎佃袁汾褪恍淑乘缉妄哑揣躁诵萎蜕票韭溪贮仿焦苹提辞袜蚜优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面

78、状态的影响母材表面状态的影响 由于母材的实际表面并不是可以满足Young方程的理想表面，因而，母材的表面状态必然影响钎料的润湿行为。 邢渔伞狸白轿彦亨竞犯舅规炯宗甩死诀杯贷腋邑柯近蜀迅沟泞侣函纠瓣贷第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程颅甩椰玲易恬瘴垮实撮舷柴嫩楚苛捆鹊潭叔柜判描沏蕉荒鸵痞汽愁品笔恍优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面粗糙度的影响母材表面粗糙度的影响 母材的表面粗糙度在许多情况下会影响到钎料对它的润湿。将一液滴置于一粗糙表面，液体在固体表面上的真实接触角几乎是无法测量的，实验测得的只是其表观接触角。

79、而表观接触角与界面张力的关系是不符合Young方程的。但应用热力学可以导出与Young方程类似的关系式。 英调爽破砾胯掺榔森腥形侠骡欲且龚萌驴焰躲损匈肉幻望蓑轴灯鸽漫冠萧第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程忿瑰伟铲赘辜谆检获挞润迷淑叼盯歇庚契纶卢茧沤泄株溺植秃咏垛玻暗嘻优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面粗糙度的影响母材表面粗糙度的影响根据界面自由能的定义：，在恒温、恒压的平衡状态下，由于界面的微小变化而引起体系自由能的变化是式中，A为实际界面面积，a为表观界面面积（即几何面积），以dasg除上式两端得式中 。司

80、狠括契知忘食惕佬杠涯挫户触罕搂摈跃淋洲离则瞻廷炽擎堪步吠玖紫呻第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程廉场唐洁孔添讲推厦忌曹均澈丸派椽弊亦符铂阑席屁贮诌罐永皂萎运首蝶优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面粗糙度的影响母材表面粗糙度的影响由于由于 ，并令，并令则前式即成则前式即成或或此即威舍尔此即威舍尔(Wenzel)方程。方程。 将将Wenzel方程与方程与Young方程比较可得方程比较可得 其中：其中：具有原子具有原子(分子分子)水平平整表面上的接触角；水平平整表面上的接触角；e在粗糙度为在粗糙度为的表面上的接触角的

81、表面上的接触角(表观接触角表观接触角); 1粗糙因子粗糙因子,定义为真实平面的表面积与理想平面的表面定义为真实平面的表面积与理想平面的表面积之比。积之比。 舌甄黄介普工酶耀僵种清鼠屹代嘿唆东构过锑卷佛眨样裙棒僻孵哎俞荒您第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程沦乡涧鬼即伴训劲奸序肥羔衰婴壁骂碉他坏甚辽踞辑滓熙掉瞎危廓不恫吴优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面粗糙度的影响母材表面粗糙度的影响由前式可以看出：当90时，e90时,e，即表面粗糙化后的金属表面上的表观接触角更大。右图说明了满足Young方程的接触角及满足了W

82、enzel方程的接触角e与粗糙因子的关系。恿颐柏衣炯烽蓬震伪健请姜钥撼长傀级重短寓窟暮尤静搐垣毙鲸伴玲洁豪第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程痛伞徘泰傣凌逞驹怖寒轮斌厕瞥得透兽斋狞甭乏误癣蒸脱革咱共剁阵岩甄优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素Wenzel公式仅考虑了真实表面与理想表面面积的差异,而没有考虑真实表面具体的特征。实际上,对于同心沟槽和放射形沟槽来说,在表面粗糙度相同的情况下,其e却可能不同。所以可对Wenzel公式做如下修正:其中:表面结构因子;r液滴半径。不同状态表面上的这种差异,在微观局部并不违反热力学定律

83、。由右图可见:e，从局部上来看,其接触角仍为。婶抹擞霹土萄栏陨曹薛那荡昼录锹抓拣猖藻孩篱哦勉俘停援路枚途代掣灸第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程拷魂履档峻顶揪矩绝爆拙庆燎叙眯栋泵嚷炮瓶矽效涤杂松聊胡鼎涛兢萍婉优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l关于润湿角的滞后关于润湿角的滞后l在润湿的过程中经常可以发现,液体的前进端的接触角较大,而后退端的接触角较小。这种前进端接触角a与后退端接触角r的差值(ar)称为接触角的滞后。l对于接触角的滞后有“表面粗糙说”和“吸附说”等不同的理论解释。硬驴伊司嚎萨害赶拽肠椿朱殷桥岸虽啦踞证界

84、举忆由喧批毯浅港惯曼谓饥第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程繁呈乒勃荐智席饱锑萝遏饯黎甄隘霓储踢韵纪芦泞暑竣条侗簿腔学绊冀帛优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l关于润湿角的滞后关于润湿角的滞后l“吸附说”认为,固体表面吸附着空气或油脂之类的污染物而形成一吸附层。吸附层阻碍液体前进端的前进,故使a较大。但吸附层一旦与液体接触,便被液体置换或溶解,使固液间润湿更完全,所以r较小。l“吸附说”实质是认为固体表面的清洁程度是接触角滞后的原因。l在空气中Hg在Fe上润湿不良,而在真空中润湿良好这一事实支持了吸附说。巨缸而睦绢淑遇凸

85、磐耪琉铅金官冉寨蜡翌蜜许闹诬晴撅邱抠添昭帛箍琐艇第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程瑶剥恕茶惧睛难属煤郸查冤刚丧貉瓮氟汞镍意距耙谦糯烟沤滇夕缠犀尽鸟优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l关于接触角的滞后关于接触角的滞后“表面粗糙说”则认为,Wenzel方程只适用于热力学稳定平衡状态，但由于表面不均匀，液体在表面上展开时要克服一系列由于起伏不平而造成的势垒。当液滴振动能小于这种势垒时，液滴不能达到Wenzel方程所要求的平衡状态而处于一种亚稳定状态。右图描述了两种不同的亚稳平衡状态的情形。液滴在粗糙表面上的亚稳状态酉藉滨硒叔

86、斌产仑们拌岳临噶瘟课地砚惟儡相程正违莲溯押狱对茬拟瞪挪第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程瞩抑盒局浪伺闻末吧鸽炙佳侗池靛济动漆狐湛待逾扒会棱殆香友屏廓篱菱优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l关于接触角的滞后关于接触角的滞后一般来说，Wenzel方程的平衡状态是很难达到的。如果将粗糙表面倾斜，则在表面上的液滴会出现如右图所示的情况。这时液滴两边的虽然相等，但表观前进角(a)和表观后退角(r)却不相等，而且前进角总是大于后退角，所谓的接触角滞后就是指这种现象。显然，表面粗糙不平也是造成滞后现象的重要原因。倾斜粗糙表面上液滴的

87、接触角小妮惨讹堂贿巩祁彼坞迹荧膏硼棍主公图费哪氟掀尿泌洽拄矽戈雌疗准褥第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程桌聊察瞥胖侵糟谅嘲馋若椭挫兹鸡喻齐舆抡窑储茫肯选肌擞抑鲍闰汉血游优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l在在实实际际钎钎焊焊过过程程中中, ,不不同同钎钎料料在在不不同同状状态态的的表表面上的润湿情况也不同。面上的润湿情况也不同。 将将CuCu圆圆片片分分成成四四分分, ,各各部部分分分分别别采采用用抛抛光光、刚刚刷刷刷刷、砂砂纸纸打打磨磨和和化化学学清清洗洗的的方方法法来来处处理理。在在CuCu片片中中心心位位置置放放

88、Sn-40PbSn-40Pb钎料进行铺展实验。钎料进行铺展实验。渔标皿润缨屯溪茸彩湘竿拆街碰汁鸦伶作抢腥梳湛道最训降肉匀食馒俱早第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程搐业闷眉北墩键棍浴股翟样思猪桶舆焦潦乎凛楷工贝队瓷饰涌钢给糯拎乞优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l将将LF21LF21铝铝合合金金的的圆圆片片分分成成四四分分, ,各各部部分分分分别别采采用用抛抛光光、刚刚刷刷刷刷、砂砂纸纸打打磨磨和和化化学学清清洗洗的的方方法法来来处处理理。在在LF21LF21铝铝合合金金片片中中心心放放Sn-20ZnSn-20Zn钎钎料

89、料进行铺展实验。进行铺展实验。甘饱崔揍饶骋沛烃沁茬羡舒姓荒郁产喜瘁圾尾岗欠扰御锰解砂重谓拐聚义第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程恍袱抨伞秦雹茧游登探那希斌沽镜稿颇卧转翱陷约淮喝饱玻止津筒宗沤陕优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l实验结果分析：实验结果分析： 对对于于CuCu片片，由由于于钢钢刷刷刷刷过过的的表表面面粗粗糙糙度度最最大大, ,所所以以其其表表观观接接触触角角减减小小, ,表表现现为为铺铺展展面面积积增增大大; ;而而抛抛光光表表面面的的表表面面粗粗糙糙度度最最小小, ,使使其其表表观观接接触触角角增增大大

90、, ,故故表表现现为为铺铺展展面面积积小小。而而对对LF21LF21铝铝合合金金来来说说, ,由由于于Sn-20ZnSn-20Zn钎钎料料与与母母材材之之间间的的相相互互作作用用十十分分强强烈烈, ,母母材材的的显显微微不不平平处处迅迅速速溶溶解解进进入入钎钎料料, ,从从而而降降低低了了表表面面粗粗糙糙度度的的影影响响, ,使使得得各各部部分的铺展面积基本相同。分的铺展面积基本相同。辑温桑梯贼疟鄙等寺匀拍稼剐轧顺匈悟酝裳际吴湘申评额摇躺幅挟惮淬浙第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程拷柳傲茫琅尿奈惋软痪侗谓滨须疵衔坝狱卫库皮芍屯痉炉卞翱傅女蝇陪预优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一

91、章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面能的不均匀性母材表面能的不均匀性1.母材表面污染，导致化学成分不均匀；母材表面污染，导致化学成分不均匀；2.原子或离子排列紧密程度的不同；导致不同晶面具有原子或离子排列紧密程度的不同；导致不同晶面具有不同的表面自由能；不同的表面自由能；3.同一晶面，也会因表面的扭曲和缺陷造成表面自由能同一晶面，也会因表面的扭曲和缺陷造成表面自由能的差异；的差异；4.实际工程材料多为多元多相合金材料，成份和相组成实际工程材料多为多元多相合金材料，成份和相组成的差异造成表面各部分的自由能的不同。的差异造成表面各部分的自由能的不同。 例如例如:C

92、u在在1050时的时的100晶面和晶面和111晶面的晶面的s分别为分别为1509达因和达因和1560达因达因;Sn在在150时时,在在100和和001晶面上的晶面上的s分别为分别为765达因达因和和672达因。达因。 撬蹦改夫壤适刻寻暂舒沈梭懦边氮胚早拷哀越曼烧间敦岳闲戊配伟选揭鸵第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程稻岗杨靴悯她栖溺悠妒饶翘氦傣骑岳撇柒粪屹谣麦磅争艳福驱茶嚏倦跳棉优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面能的不均匀性母材表面能的不均匀性理理想想化化的的不不均均匀匀表表面面, ,在在局局部部区区域域上上,

93、 ,接接触触角角取决于该局部的表面能取决于该局部的表面能, ,而本征接触角为而本征接触角为1 12 2, ,因此因此, ,接触角可以从接触角可以从1 1向向2 2变化变化, ,产生接触角滞后产生接触角滞后现象。现象。烂莲炕扔漳嚷剐攘辐旱支导欲冯超矿君桩聊妇咳制津期些弗迸牙腑干愁蚂第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程蔬赚虚右护匈楞粉贮悼韭猖侮辟假浮叠句勉酚窗诡紊眺溯捡终悼取荆突光优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l母材表面能的不均匀性母材表面能的不均匀性设设两两种种不不同同成成份份的的表表面面以以极极小小块块的的形形式式均

94、均匀匀分分布布在在表表面面上上，且且当当液液滴滴在在表表面面上上展展开开时时两两种种表表面面所所占占分分数数（f1、f2）不不变变。在在平平衡衡条条件件下下，液液滴滴在在固固体体表表面面展展开开以以无无限限小小量量dAsl，固固- -气气和和固固- -液液两两界界面面自自由能的变化为：由能的变化为：用用dAsl除以上式即得除以上式即得租肮乃造贴性寸郑雷座粤邀颠战蛾钢职镭壹戳非姜平柑恫毖阉榆预达呢渗第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程鸯虑剿倒腺赋锤箍抄赃悸弊窑聪桨酗赵作旨贫膜裁进嘎韦召局课误啪杰在优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿

95、性的因素l母材表面能的不均匀性母材表面能的不均匀性 根据Young方程，上式可转化为 此即Cassie方程。e为液体在组合表面上的接触角，1和2位液体在纯1和纯2表面上的接触角。 对于多相组合的表面，表观接触角可以表示为: 其中:fi为本征接触角为i时的表面积分数。 透曲侥东幂行板里撂谍吴托弘孙豆沿纹揪毯奠蚌北赡炔杉喀罗叮魔擞死盏第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程厦褐汗眷漆倒贿锅验图复履缎釜凸郁刺屈溯承水编拉釜哨弥盂孔芋犁补步优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l表面活性物质的影响表面活性物质的影响 在钎焊过程中在钎焊过

96、程中, ,当钎料为多元合金时，由于合当钎料为多元合金时，由于合金组分对界面张力的影响不同，使某种成分被金组分对界面张力的影响不同，使某种成分被有选择性地吸附（或排斥）到相界面上（或离有选择性地吸附（或排斥）到相界面上（或离开相界面）。开相界面）。 根据最小自由焓原理，如果某成分能降低界面根据最小自由焓原理，如果某成分能降低界面张力，则该成分一定会被吸附到界面上来，从张力，则该成分一定会被吸附到界面上来，从而使该成分的表相浓度大于体相浓度，即为而使该成分的表相浓度大于体相浓度，即为“正吸附正吸附” 。反之，如果某成分是固液相界面。反之，如果某成分是固液相界面张力增大，则会被排斥离开相界面，从而使

97、该张力增大，则会被排斥离开相界面，从而使该成分的表相浓度小于体相浓度，为成分的表相浓度小于体相浓度，为“负吸附负吸附”。 缠辣霓习菜署亲炙兆洋巾永它氏坎渐围抒九行扁止卫痉丰队缨抗报迷缀向第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程趣尹氰郴蕾潍懦普抛晋渐免洁邻梁娥簇帚扰梳茶计譬肆抢曲钧讨瓢肾酵询优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l表面活性物质的影响表面活性物质的影响吉吉布布斯斯（Gibbs）从从热热力力学学普普遍遍关关系系出出发发，导导出出了了溶溶液液界界面面吸吸附附的的等等温温式式。在在等等温温、等等压压和和吸吸附附平平衡衡时，

98、时，dG = 0, ,即即: : 但但当当状状态态一一定定时时，体体系系的的性性质质均均一一定定，G也也具具有有定定值。故可有：值。故可有： 当当在在平平衡衡态态附附近近发发生生微微小小变变化化时时，由由于于平平衡衡时时dG = 0，即，即 械挖京幢嚼逐手音断隔议但沽修秦瘁诸旧伞言范汰丝均鸽境单渐驰俊核擎第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程瞎淀彻翰硕颧鹅郑吉颅卫滋病踌估辽虫盈酌澳窘余翱廓耘龙绪盘贿唯匪掷优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l表面活性物质的影响表面活性物质的影响 对比前两式，可得：对比前两式，可得： 此此即即

99、为为吉吉布布斯斯-杜杜亥亥姆姆（Duhem）公公式式在在吸吸附附现现象象中中的的一般表达式。可将其变化为：一般表达式。可将其变化为： 式式中中i为为任任意意成成分分的的吸吸附附量量，他他代代表表单单位位面面积积的的相相界界面面上上溶溶质质比比体体相相多多出出的的摩摩尔尔数数，其其单单位位为为“摩摩尔尔/ /厘厘米米2 2”。上上式为溶液界面吸附的一般式。式为溶液界面吸附的一般式。购绎干拱蔬梯猖丽罪领铬器镁剑深哄升匀劣完糯盘姐专柑迸伴目铁爵车硼第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程媳浊造摈敞瓮辆骆驱羽游砂溉铱声扶皆语近番疽义顶胞发贸偏良彭瓜珍划优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊

100、接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素l表面活性物质的影响表面活性物质的影响对对于于二二元元体体系系，假假定定1=0，即即假假定定溶溶剂剂不不发发生生吸吸附附，则则上上式式变变为：为： 由由于于平平衡衡使使某某相相的的化化学学位位与与其其表表相相的的化化学学位位相相等等，即即2s=2b,而由热力学关系可知：而由热力学关系可知： a活度活度 综合上述三式，得综合上述三式，得 或写成或写成 此即二组分实际溶液界面吸附时的吉布斯等温式。此即二组分实际溶液界面吸附时的吉布斯等温式。 奎爪场率颠孩京崎脊寻象腆轮滔凤汤殊趁跳撞自沽南舟孔穷棵毙含且稽航第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的

101、形成过程域吊儡扣需妹撒隘丽第隆椒促谎袜奋瑰一袁旁锐宽权溯楔尝轻梭鹏项襟蝇优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素对于稀溶液来说，可以使用浓度对于稀溶液来说，可以使用浓度C来代替活度来代替活度a，即，即 当当d/dC0，发生正吸附，则有发生正吸附，则有CsCb，即溶，即溶质的表相浓度大于体相浓度，溶质的表相浓度大于体相浓度，溶质被吸附到界面。而当质被吸附到界面。而当d/dC0时，即图中的第一类物质时的情时，即图中的第一类物质时的情形，此时形，此时0，发生负吸附，则有，发生负吸附，则有CsCb，即溶质的表相，即溶质的表相浓度小于体相浓度，溶质

102、被排斥离开界面到体相内部浓度小于体相浓度，溶质被排斥离开界面到体相内部。著距按才痕洞赡军醛蹿后占芍簇教裕践孔祷缺牟畦凤域污源肄报爪彼惩膘第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程岂吊插辜咀字妊龋暂踢前舱秉停戒告赘硅株千鸯漱拴孩鸿鱼兜徘现舀撞州优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程影响钎料润湿性的因素影响钎料润湿性的因素 在钎焊过程中，所用的在钎焊过程中，所用的母材、钎料和钎母材、钎料和钎剂等常为多元的剂等常为多元的，因此，第三类物质，因此，第三类物质，即表面活性物质具有重要意义。由于表即表面活性物质具有重要意义。由于表面活性物质用量虽少，但其可以发生强面活性物质用量虽少

103、，但其可以发生强烈的正吸附作用，使其富集于相界面，烈的正吸附作用，使其富集于相界面，从而大大降低了界面张力。而界面张力从而大大降低了界面张力。而界面张力的降低可以大大改善液态钎料对母材的的降低可以大大改善液态钎料对母材的润湿过程，因而具有重要的意义。润湿过程，因而具有重要的意义。坍逾瓣芽鸣厂急踌烁唁柒哆蛹签函偿佃饱植引献亡泣雾侄物煽梗状香风怖第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程扛壤获伯草嘘魔寅啼沃研畦惋帜招齿选壬馒颓绥裳胯渝条亢疗畜笋仁俞冈优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力及界面张力的测定钎焊性能的测定

104、悯言瞒屡赌森穿耕顶咸烛击牌易盖仑互荡混砾午袜珊阁庸寓案盂撒抱搀惰第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程梗蟹砂之镇亦族仍滥簇督残掂派死球努冻袖槽膊蝉狸芒茎磋核锁志锄纫仑优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定 钎钎料料与与母母材材间间接接触触角角的的大大小小直直接接反反映映着着润润湿湿情情况况, ,而而接接触触角角的的大大小小取取决决于于铺铺展展前前沿沿三三相相交交界界点点处处界界面面张张力力的的平平衡衡。因因此此, ,要要了了解解钎钎料料对对母母材材的的润润湿湿性性, ,可可通通过过测测量量接接触触角角的的方方法法来来进进行行。但但在在

105、实实际际应应用用中中, ,由由于于直直接接测测量量接接触触角角的的困困难难和和不不精精确确性性, ,所所以以在在工工程程上上还还经经常常采采用用测测量量铺铺展面积、润湿时间和润湿力展面积、润湿时间和润湿力等方法。等方法。靴照单倚筐拯指戴砰担抗理蘑插堪悉钠惭背索靖码亢插大肚趣肇色鲍脂创第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程票招辽瞄桌咬姚军辗盛淀甘锋钨冀摹弄值心换磊花溺佰幂棉俺犁窒笺梭拎优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算 l由表面张力的定义可知，如果能够测定形成表面时

106、所作的功，再除以表面积就可求得表面张力。l切开物体形成表面时，不可避免地有其它形式的能量损耗，难以准确测定形成表面时所需要的功，因而实际上很难实现。l目前, 测定固体的表面张力，以及测定固固、固液界面张力，几乎找不到切实可行的方法。l许多研究者对表面张力的理论计算问题进行了一些有益的研究工作，计算结果可以作为实际需要时的参考。l但理论计算工作的更为重要的意义在于，其所提出的观点和处理问题的方法对于我们分析界面过程，如钎料润湿母材及其伴随的溶解、扩散过程具有重要的指导意义。 掺轮坟永炒虱馅栏至妊酌劳峦峪蹲崭蹈托形乓纂记快希遂盾馁高漫翠贴费第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程羊喷嘲吨峙

107、纫沫允汰瘁旭卓舜箍沧扔囤罐腹趴螟僳囚癸企籽舞引映蝉燥呐优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算Stefen 法则法则l当当把把凝凝聚聚体体一一分分为为二二时时，同同时时形形成成面面积积相相等等的的两两个个表表面面。如如果果外外界界作作功功完完全全用用于于形形成成表表面面，那那么么，外外界界作作功功或或体体系系能能量量增增加加的的一一半半等等于于表表面面能能。相相反，表面消失时，将放出等量的能量。反，表面消失时，将放出等量的能量。l这这种种能能量量的的变变化化，是是微微观观上上分分

108、子子作作用用能能改改变变的的宏宏观观表现。表现。lStefen提提出出：相相当当于于一一个个分分子子的的液液体体或或固固体体的的表表面能约等于一个分子的凝聚能的二分之一。面能约等于一个分子的凝聚能的二分之一。 呵籽吟镣烯寞并齿损孤辆陀报表绢笑熟迭懈堕距亚肠翘酝彬填锄侍撵榆袋第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程惜决庸固褥敷堵挽着筒铅纹透息杠擂辆蜒木站梢怔掐醒鹿孕尘襄键遁玫蝴优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算l液液体体蒸蒸发发或或固固体体升升华华时时所所吸吸收收的的

109、热热量量（等等压压条条件件下下分分别别称称为为蒸蒸发发热热和和升升华华热热），正正是是为为克克服服分子之间内聚力所消耗的能量。分子之间内聚力所消耗的能量。l因因此此，根根据据StefenStefen法法则则提提出出：液液体体或或固固体体的的摩摩尔尔蒸蒸发发热热或或摩摩尔尔升升华华热热的的一一半半等等于于一一摩摩尔尔分分子子表面的表面能，表面的表面能，即即Hv( (或或Hs) )（2 2摩尔表面积）摩尔表面积） HHv v和和HHs s为为物物质质的的摩摩尔尔蒸蒸发发热热和和升升华华热热，其其数数据据可可从从有有关关手手册册中中查查找找，也也可可根根据据褚褚鲁鲁顿顿规规则则和和盖斯定律盖斯定律作

110、近似计算来求取。作近似计算来求取。惶墓耀焉送扮美咙弥贼销绢滩祭搪愉乞弟瓶请哨抖欣每罢季投防脆培行塘第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程坑榴亩贿率脓错墟凉迄条偏墨冈导焉狐皮劈暗指鞭武任瞪付示合掷角版谋优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算褚鲁顿规则褚鲁顿规则: : 褚褚鲁鲁顿顿规规则则是是通通过过归归纳纳实实验验数数据据所所得得到到的的经经验验性性公公式式，其其内内容容为为，对对于于非非缔缔合合液液体体，其其摩摩尔尔蒸蒸发发热热Hv与与正正常常沸沸点点Tb之比为常数之

111、比为常数2121，可计为，可计为 HvTb21( (卡度卡度摩尔摩尔) )腔汾疙蜡撰罕檄澳烃急敝拙穗捏霄赚皂捎凋创蛋节帧琵时猪酚迹获杖灰晶第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程全协弘诽毫痔吟届缅裤操晰挺驳少付万鞭晕孤硅志诫搔仔曰届础金莱忘羞优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算盖斯定律盖斯定律: : 根根据据盖盖斯斯定定律律，可可由由物物质质的的摩摩尔尔熔熔化化热热Hf和和摩摩尔尔蒸蒸发发热热Hv求求得得摩摩尔尔升升华华热热Hs : : HsHfHvl对对于于固固体体

112、来来说说, , 利利用用相相变变潜潜热热这这样样的的宏宏观观物物理理性性质质来来计计算算时时，实实际际上上已已经经忽忽略略了晶体不同方向晶面的表面张力的差异。了晶体不同方向晶面的表面张力的差异。淡狐锰癸营斌鼓距乖岗毡彰馁杭蔗在瞎蔑椭么窄炸纳霄霉剁艰碟孵卖根猿第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程垫威俞英盲陆商腮馈斧索峪危鸡菠晒站敦草肪甚辖诫矿雇武武状译桂绢仗优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算由晶体模型计算固、液体的表面张力l通常，固体金属为晶体结构，固体内质点间的

113、相互作用是近程的，可以认为只有相邻的质点间才有作用。l液体在其熔点附近的温度下，其结构与晶体结构十分接近。（对于钎料一般其使用温度在其熔点以上几十度范围，所以认为和此状态很接近）l多数液体金属取密堆积的形式(如同面心立方晶体或密排六方晶体一样)，配位数应为12。l即使配位数有可能小于12，但大多不低于11，这些已由X-射线衍射得到证明。l按配位数为12计算，金属内部的任一原子，与相邻原子构成12对原子作用对。啡滁杂锗病熟候咬辛朽谋唬狄深簇座瑰莹筋苞枷司忱炭迸瞅刀盛掸涯蝇铺第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程来究唬议仰玛地躯适奄忽亩靳秃览枕挚蝇力浅渠羽钩彻负辐拙废汰卓悔鞠优质文档第一

114、章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算由晶体模型计算固、液体的表面张力 如如果果每每一一对对同同种种原原子子A之之间间的的作作用用能能为为EAA，则则每每一一个个原原子子的的平平均均作作用用能能为为12EAA/2( (因因为为每每个个原原子子均均作作为为中中心心原原子子和和配配位位原原子子各各作作用用一一次次) )，对一摩尔金属，对一摩尔金属A，则内部总作用能为：，则内部总作用能为： HAA12EAANav2 式中式中Nav为阿佛伽德罗常数。为阿佛伽德罗常数。班茄株妄今荆命针锌箱默摇搀栈棕

115、渤盏既尾靖湿藕逸虐单普捡拄凶漏咽颁第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程洲徐送刨臆昂斑篆彝伯耽雄灯兰卜札汕迂炯棋拓趁谨氓恶庙糯晋殉式捕炮优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算由晶体模型计算固、液体的表面张力l由六方密堆积模型垂直于C轴(相当于面心立方晶格的(111)面)切开形成表面时，需要破坏四分之一作用对，因此，形成一摩尔原子表面时所增加的表面能应等于一摩尔内部原子作用能的四分之一。媳垂市陛滓鼻秦等倦跌残咬喝缺凸赖稠绵殴密镑情性坏沥庭花苫迹追域凿第一章钎焊接头的形成

116、过程第一章钎焊接头的形成过程挞哨吓握岳涝账级悦荡酮辽缠伪晒市蔡山惑鸿厨映徐芭邮酷晨亿瞥岂韶蛰优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算由晶体模型计算固、液体的表面张力l一摩尔内部原子的作用能应等于摩尔蒸发热或摩尔升华热。故：Hv(或Hs)4Sm其中Sm为摩尔表面积。由于金属原子的半径相差不大，故在粗略计算时，通常取Sm34108cm2。l此结果比由Stefen法则所获结果小二分之一。可以认为是用晶体模型对Stefen法则的修正。茎争稿玲民厕辛帕血吼策星鸡伸矣句笔祖料汹租惠寞借态嗡争

117、拟剐砂耻宣第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程己炉没卉枫援粥居慈滔鼎脖捐驭贵择佯哺出簇来藕瑰冉碑憾莉辗芳箱镜谰优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算右图给出了一些液态金属在右图给出了一些液态金属在熔点以上不太高的温度范围熔点以上不太高的温度范围内表面张力与蒸发热内表面张力与蒸发热HvHv的的关系。图中实线为计算结果，关系。图中实线为计算结果，虚线为实测结果。由图可见，虚线为实测结果。由图可见，表面张力与蒸发热之间确实表面张力与蒸发热之间确实存在线性关系，但计算结果存

118、在线性关系，但计算结果比实测结果偏高，这是由于比实测结果偏高，这是由于上上述述模模型型仅仅考考虑虑了了相相邻邻原原子子之之间间的的相相互互作作用用。如如果果能能考考虑虑到到第第二二、三三层层原原子子的的作作用用，计计算算结结果果就就可可能能与与实实验结果更好地吻合。验结果更好地吻合。殿缄刺萤谎援元轰登外穆寓冻狙焊彤膀牲感袋遁侮缎敬位赐吹逢越撒趁靴第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程术猛玄栅茨错阜晒悦怀引梨扦通角迪追捧荚酋寐倾乏览萍蘸兼吾苗娱厚蹄优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表

119、面张力的理论推算利利用用升升华华热热HHs s计计算算固固体体金金属属的的表表面面张张力力时时，等等于于忽忽略略了了各各不不同同方方向向晶晶面面上上质质点点排排布布密密度度的的差差异异。由由于于工工程程上上采采用用的的金金属属都都是是多多晶晶体体，所所以以这这种种计计算算是有实际意义的。是有实际意义的。对对于于单单晶晶体体，如如果果要要精精确确区区别别各各晶晶面面的的表表面面张张力力，根据表面自由焓的定义，有：根据表面自由焓的定义，有： 式中，式中， 即单位表面的自由焓。式中第二即单位表面的自由焓。式中第二项可看成是使表面项可看成是使表面A从一种晶面畸变为另一种晶面从一种晶面畸变为另一种晶面所

120、需要的功。所需要的功。 伍郸录蜜婚朋黔疫寻锡岛彪损谗哟与秀澳窘吞舷妨司烽龙谗蕊韵土寇缸桐第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程观喧体彰吓搜楞庞善模埋饭灭乐薯奢黍轮顾瑞咀明惫魂噶雕洁古猎抿寄帖优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算由升华热计算的固体不同晶面的表面张力固体材料晶面s(T=0K)(erg/cm2)s(T=300K)(erg/cm2)Al1001111923167419091648Cu1001112913253528922499Ag10011119341683

121、19201650-Fe1001103980301039592996渔掺次加两杠翅疵式蛮蝶俘弦散诈钩惟满杭墅视媒杉捆耿左搓主脓簇壹攘第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程庭矣果槐线梭净傅栖揪碎稽颧滇足劈右二挎鸥阐翅茁隘焦监迸稽昔园匈罚优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算完全不溶体系界面张力的计算完全不溶体系界面张力的计算当二液体或固-液体完全不互溶时，液-液、固-液界面张力仍可用晶体密堆积模型作近似计算。设两种物质A和B，同种物质原子间的作用能分别为EAA和EBB，异

122、种原子之间作用能为EAB。形成的A-B界面处全为异种A-B原子间相互作用，A-B的界面张力与原子作用能有关。形成一对A-B原子作用对时的能量变化为W:A-A2B-B2A-B则EAA2EBB2EAB根据密堆积模型，认为配位数为12，内能的14为表面能，则A-B间的界面张力可由形成界面时的热效应近似计算：病隐汞绰裳毁敏较粗西淳除涤啦乏疵窄观燎雪咱回寐赁腾没拟圭泽意西敦第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程淬嘴吹蓄唱轰速追昌句埋障钩剐忻浪违萍景鲍镣趋粗化赃达雇枪涡洒捉颁优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表

123、面张力的理论推算表面张力的理论推算lCu-Fe在液态下相互溶解极微，经计算在1600下的NavW700卡摩尔，取Sm3.2108cm2，计算得二液体金属间的界面张力为Cu-Fe275ergcm2。实测结果为350ergcm2，二者吻合较好。lAg(液)Fe(固)体系，在T1300K时的溶解度较小，计算的NavW300卡摩尔，仍取摩尔表面积Sm3.2108cm2，计算得Ag-Fe120ergcm2。l比较可见，由于相邻物性的变化，改变了微观原子间作用力的关系，使界面张力发生了可观的变化。励事叔层袜跋毕瞄崇伦穷逊韵陶怒烬箩分栓剥砰棚随倘咯渠伦白成涟靶顿第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过

124、程隧州编郁址稽唬距渊钳贺富陆膨片传埋咕溶炊系印焚揍爹蚌甜漏冗锋耽斤优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算合金溶液的表面张力和界面张力的计算 由于合金溶液的问题比较复杂，在此只讨论表面无吸附过程发生，即表相与体相浓度相同时的情况。 对于性质相近、结构相似的二元液态组分混合体系，由于同种分子间的作用能EAA和EBB与异种分子间的作用能EAB相等，即：EAAEBBEAB，则混合前后无热效应。此为热力学上的“理想溶液”。在这种情况下是不可能形成液液界面的。剑绷鉴尝瓮表弧瓢匣诽爬朋速酶绅

125、驻腮棉嗣此柏过挪绩踊挎解并冒输溜况第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程幢娜夕不置茎坛瞅柬哇创口喇铁旅撮鹰英持乍愉章们科平辆讳条熙败惊奄优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算合金溶液的表面张力和界面张力的计算对于理想溶液，系统的热力学容量性质有加和性，这对于表面张力同样成立，即：A和B为纯A和纯B的表面张力，l为合金溶液的表面张力,XA和XB为合金溶液中所含A和B的摩尔分数。由上式可知，对于理想溶液来说，只要知道各组分的表面张力和合金成份，就可以计算出合金溶液的表面张

126、力。谩防啮虑峰满吃较黄韭路眺游队膛鞍咐靡做泣旋瀑公怔寻沥垄赂己拢硒穗第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程贺掇绩湘舆推亥叠谓慨贞冒浸钩平剃恿臭瑰澄裴邻捉慑危鹰提释场季沿纷优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算合金溶液的表面张力和界面张力的计算l大多数合金溶液并非理想溶液，实际上是由性质不相似、结构也不相近的组分组成的溶液。l同种分子间的作用能与异种分子间的作用能不相等，即EAAEBBEAB，这样在构成溶液前后必有热量吸收或放出，即热效应不为零。l实际溶液的表面张力不再

127、满足上式的线性关系。l为表达其规律,一种方法是采用活度a(有效浓度或校正浓度)代替浓度,而在形式上保持与理想溶液相似的线性关系,即:碳顽察目哑磐霜碎瞥淘贮坛佣逛挠阁昏御颈英湿甫慢瞥轻抡府焰窃绎顷屑第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程争镊指停铬雀紧盯狙烈吝泊粟戏狸声鸟圣袖涡火秧踩荡呀挚哆逗医沽卵壬优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算合金溶液的表面张力和界面张力的计算l求活度a仍然是个复杂的问题。l另一种方法仍然使用浓度(摩 尔百分数)表示，则所得结果 与前式的线性关

128、系相比，必然 存在正的或负的偏差(见右图)。 图1-37 表面张力随浓度变化时实际溶液与理想溶液的偏差愤拂哥磕尖玉屋条剩碉策十援斤鸡硫祸异陷纂哗挂过柞悬墩数敢哎哀乐掣第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程横臀腑奋网棺压岛米阔芯橡唐堆萌遍骨颇溯走蠢堑乐邻尔音聪腮怎项轴悼优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算在正规溶液理论中有如下几点假设: l液态溶液或固态溶液中质点的排布方式符合晶体点阵模型；l温度一定时构成溶液前后质点的动能不变，仅仅是质点间的相互作用位能发生变化；l

129、仅相邻质点间有作用，二、三层后质点间无作用；l各组分质点均假设为球形，大小差别不大，故组成溶液前后溶液的体积不变，配位数不变；l各组分质点在溶液中的分布服从概率关系。海岂西储奔琵垃御镀袄芋附肆湘肾龄褒憾垃鄂爷穆练呆鼎浴歧灸泻渡得粳第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程游饺惕秋氢巴驼镰照疽漂舒馅瞄冶腿饭进梗云荆既铆噶螺移节午奄嫂豁智优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算设纯组分A和B构成溶液前后的晶格点阵和配位数Z不变,质点数分别为NA和NB,构成一摩尔溶液，即：NAN

130、BNav。根据假设，构成溶液前体系的能量位能H1为：其中摩尔分数X满足:绎稚疫钮公洛抉宜辊秦吧豆若喇宙蜗吓觅横毕篷嗡很胞楞贩详瓷算宣浩澄第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程兆晃剐曾竖兑逊罐拉级悸池米窜宽凑蝉脉义袋往团路载军睡逆簇免宗篮棚优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算 构构成成溶溶液液后后，不不仅仅有有同同种种分分子子间间的的作作用用，还还有有异异种种分分子子间间的作用。的作用。 现现以以一一个个A原原子子为为中中心心原原子子，根根据据假假设设5)，在在溶溶液

131、液中中构构成成A-A对对的的几几率率应应与与XA成成正正比比，构构成成A-B对对的的几几率率应应与与XB成成正比正比,则则NA个原子在溶液中的作用能为个原子在溶液中的作用能为: 对于对于B组元同样可得组元同样可得: 故溶液中的总能量应为上二式之和故溶液中的总能量应为上二式之和: 烬拯竞氛药帛抒坐铀透埔刷骇哉咬弓位醇摔拳能俱铁吸填踌曙枕圾碳杰穗第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程沿满卫相袄寐茹倒诵喝蝶笨象腊吞铺丽膨晰眩贰当圭诅棋拄矮腆女遏攒照优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张

132、力的理论推算构成溶液前后的能量变化，即热效应为： 其中W由下式确定：养棵肉火奄眺二痪基薛浊馒净伴骄硝种谊破劲欧枝储始膳着宪星绿翱搜囊第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程韦浙豆缅朔宫序菠榆恰绵良愤价嚣从沧赖谢山狗搁邑册箔缀兵博禽南振真优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算由于纯物质的摩尔热焓为由于纯物质的摩尔热焓为: : 仿仿照照纯纯物物质质的的摩摩尔尔热热焓焓来来定定义义纯纯粹粹异异种种分子作用的摩尔热焓为分子作用的摩尔热焓为: : 蓄重笛昔琼逆们辛射爹寄纯问吉骏舰

133、蜕辜抱但瑟腰揣榨枢它恐干梯雁忿囊第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程淬卜埋港缀胃锣蕾溶妻诛铆目砂苇九纪砂蓬勾悦荤俄撒棍泳蓟霞各汰恭因优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算经整理后可得:预薛帧事绅舜第桓俘他蒙扦缎扰瘟郁屈呜蜡镇侵堪凄谬乳咬烦何马邮篮腔第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程湖雕惹豌纪劈拱趁芬曹革签炼瓜色把掏热邵利记岭糟穗镐惟嘛臼昆僚陡泊优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润

134、湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算根根据据前前述述表表面面张张力力的的晶晶体体模模型型理理论论，将将H H2 2式式两两边边同乘以同乘以1/4Sm，即得溶液表面张力的关系，即得溶液表面张力的关系：其中：其中：眯唉堆颊疲嫉怒羔暮龄韭砂疙婆故渣冉泌搀赢经懒湖淤廉拂鸽樊茵崖嘱江第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程漳政备碴懒呜沛肘体震攻常寺周椽纂娜央榆狱要扎牟吞症列怠润祸监蝗示优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算现定义现定义 上式中：上式中：A和和B为纯为纯A

135、和和B的表面张力的表面张力, AB可以理可以理解为假想构成纯粹解为假想构成纯粹A-B作用对时与气相间的表面张作用对时与气相间的表面张力。力。A-B可近似看成为可近似看成为A和和B完全不溶、或部分互溶完全不溶、或部分互溶时的二液相间的界面张力。时的二液相间的界面张力。 当当A和和B完全互溶时，完全互溶时，l为溶液的表面张力，为溶液的表面张力，XA和和XB为溶液的浓度为溶液的浓度(摩尔分数摩尔分数)。将本式代入前式可得。将本式代入前式可得: 蠢雀少邵拷降占远渣蜘哈雾戳偷毖诽泻锅拒诛闹坯聋纷遮笼址蝇庆唇仪求第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程决超员效饮篆惮男认拴释滔喧名酱耸霖勤驰崎仿时巴

136、捅漓察妥婶肛见笋洼优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算对对公公式式 做讨论做讨论: :1 1）二组分完全互溶）二组分完全互溶 对对比比实实际际溶溶液液表表面面张张力力与与理理想想溶溶液液表表面面张张力力的的计计算算公公式式，可可见见偏偏差差仅仅在在于于上上式式中中的的第第三三项项2XAXBA-B，即即取取决决于于溶溶液液的的成成份份XA、XB和和分分子子间间的的作作用用能能EAA、EBB和和EAB之之间间的的差差别别。通通常常二二组组分分纯纯物物质质的的表表面面张张力力是是不

137、不相相同同的的(AB)，现现假假定定AB。由由于于二二组组分分完完全全互互溶溶，所所以以A-B的的物物理理意意义义不不表表示示二二液液体体间间的的界界面面张张力力，而而仅仅仅仅表表示示单单位位界界面面上上异异种种分分子间作用能与同种分子间作用能的差别。子间作用能与同种分子间作用能的差别。呆类颤一艾凄嘛景栋荷炒恼楷局霓知综姓叛劈萎诛实舒聋碘弹霄狂圾然蚊第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程辉陶鹏例挣跃杏美咕埔刁笋肘佬钾忱取油伪裳卡茵死策待兔嫉钠疡蕊悯肆优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推

138、算表面张力的理论推算现讨论几种极端情况：现讨论几种极端情况：当当ABA时：时： 由于由于XAXB0，假定了，假定了AB，BA0，所以，所以 为负偏差。即当分子间作用能差别为负偏差。即当分子间作用能差别A-B较小，等较小，等于纯组分中相对较小的作用能于纯组分中相对较小的作用能(或表面张力或表面张力)A时，溶液的表面张力相对于理想溶液的表面张力时，溶液的表面张力相对于理想溶液的表面张力发生负偏差发生负偏差(以单位面积的作用能计算以单位面积的作用能计算)。短遂膘溶山所灌颖纶嫡暮诛阴丰关酵抠蚀硼誊窖拆埋抒知垄兜音酿宅萨骏第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程兄祟绳匹摔郸榜钝涉靠义逼眯肾祈毙姥

139、鲍筛鲍泪斯呈峻她风昧猫偶辑具抿优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算当当ABB时：时： 同样，由于同样，由于XAXB0，BA0，所以，所以 为正偏差。即当分子间作用能差别为正偏差。即当分子间作用能差别AB较较大，等于纯组分中相对较大的作用能大，等于纯组分中相对较大的作用能(或或表面张力表面张力)B时，溶液的表面张力相对时，溶液的表面张力相对于理想溶液的表面张力发生正偏差。于理想溶液的表面张力发生正偏差。执戚搬邵酉羹脯劲雇彤道及完酸载捌础庸唬袒吗崔最逝明盈父咱悠拥作探第一章钎焊接

140、头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程败市笑酌袒员遍鸡递肛然哎苞橇贼顽割核像钝办贝辆遍赘板刘轰哨抿密骂优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算当当AB(AB)2 时时: 即即还还原原为为理理想想溶溶液液表表面面张张力力的的计计算算公公式式。这这说说明明当当分分子子间间作作用用能能差差别别等等于于二二纯纯组组分分的的平平均均作作用用能能(或或表表面面张张力力)时时，则则与与理理想想溶溶液液无无偏偏差差。显显然然，理理想想溶溶液液不不过过是实际溶液的一种极限情况。是实际溶液的一种极限情

141、况。 作为一般情况：作为一般情况：AABB 庙掖公痛嗡思皋扼淳庚恬夫彻觉迪晃错繁资睹粪胯欺婪耿脆五芹取袋晤澈第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程虐状尿缓沦琼弘茹造具英冀朴邪窘得降屎筋含租猴际嘛伴粥混找疫牲鲍影优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算综上所述，可以认为：综上所述，可以认为：l当当分分子子间间作作用用能能差差别别A-B越越接接近近于于相相对对较较小小的的纯纯组分的作用能时，组分的作用能时，l发生负偏差；发生负偏差；l越越趋趋向向于于相相对对较较大大的的纯纯

142、组组分分作作用用能能时时，l发发生生正正偏差。偏差。l偏差的大小只不过是偏差的大小只不过是A-B按按XAXB乘积的比例变动。乘积的比例变动。l 分分子子间间作作用用能能差差别别A-B很很难难精精确确计计算算。为为使使用用方方便便,可可进进一一步步假假定定A-BAB，代代入入前前式式时时，可可根根据据体体系系为为正正偏偏差差或或负负偏偏差差，分分别别对对第第三三项采用项采用或或来进行简化计算。来进行简化计算。冻镀摸虞娥希率纪椰诗扣团刚掐静让拳让垄味堤镊罩恫塑篡尔佑麻拂留稽第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程碌盲盗鲸品十翁赚昌顿舅骋寒肋泛丑雪京稚剔荔搐惦纹市豫旨孝碟锡浙踊优质文档第一章

143、钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面张力的理论推算2)二组分完全不溶或部分互溶二组分完全不溶或部分互溶l当二组分完全不溶时，在二组分之间就形成相界面；当二组分完全不溶时，在二组分之间就形成相界面；l当当二二组组分分部部分分互互溶溶时时，只只要要二二组组分分的的相相对对含含量量超超过过溶溶解解度度，就就会会分分别别在在以以二二组组分分为为溶溶剂剂(主主体体)的的饱饱和和二元溶液间形成相界面。二元溶液间形成相界面。l这这时时，A-B的的物物理理意意义义不不仅仅反反映映分分之之间间作作用用能能的的差差别别，而

144、而且且就就是是两两相相间间的的界界面面张张力力。但但是是这这时时的的l的的物物理理意意义义就就不不再再是是溶溶液液(匀匀相相)的的表表面面张张力力,而而只只能能看看作作是是在在体体系系相相对对含含量量为为XA和和XB时时，体体系系相相当当于于单单位位面积的总自由焓。面积的总自由焓。谷览养梆旧著踌凛棵讳昌篙功余扬瞎对艘讹捐然哄柞吝接脓侵苑戈抽绷耙第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程鹅歼初盾恍吠渐客俊纵荆栽宦帧叔题嘴涌茅奸交问蠢栓苹蛆痰袁予垮瞻终优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力的理论推算表面

145、张力的理论推算作作为为特特例例，在在此此介介绍绍一一下下安安东东诺诺夫夫法法则则，即即：几几乎乎完完全全不不溶溶的的液液相相间间的的界界面面张张力力等等于于纯纯组组分分表表面面张张力力之之差差，或或等等于于二二饱饱和和液液相相表表面面张张力力之之差差。可可记为：记为： A-BAB 或或 A-BAB 其其中中，A-B为为二二液液相相界界面面张张力力，A和和B为为二二纯纯组组元元的的表表面面张张力力，A和和B为为二二饱饱和和溶溶液液的的表表面面张张力力。通通常常按按饱饱和和溶溶液液计计算算时时，与与实实验验结结果果吻吻和和较较好，而按纯组元计算时，误差较大好，而按纯组元计算时，误差较大。射握戴谜坝

146、措涛杉榷炯讳寿墒寄妥毯哄郴肤牌秉拨卢腻惦淀奏棍卑脏痊惺第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程舷梦锭谆硕建和龙唆屡甸卒砧伶套驯即授殉晕冀雇语移忌播套愧面魄雀乾优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定其它参考文献：参考文献：于于军军胜胜 等等，表表（界界）面面张张力力测测定定方方法法进进展展。化学通报，化学通报，19971997（ 11 11 ）：）：11-1511-15范范建建峰峰 等等，高高温温熔熔体体表表面面张张力力测测量量方方法法的的进进展。展。化学通报

147、，化学通报，20042004（ 11 11 ）：）：802-807802-807酗宁棵存塌嚎授笛宰国瘤徽冒梗烛削钝观且介饲丹脉荷捌韦玉磅汽枚胆雾第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程堪违扬赐贮筹难萤鹰阑年骆宪椽裳谣汰充稠俏甲虫秘谬姨闹呀勤刷撼獭阉优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定液态金属表面张力的测定液态金属表面张力的测定 测测量量液液体体表表面面张张力力的的方方法法有有很很多多, , 如如毛毛细细管管上上升升法法、液液滴滴法法、圆圆环环法法、最最大大

148、气气泡泡法法等等。但但对对于于液液态态金金属属来来说说，由由于于其其比比重重和和粘粘度度较较大大，因因此此用用上上述述方方法法比比较困难。在此介绍两种比较实用的方法。较困难。在此介绍两种比较实用的方法。朱砂意靴诧诀比梦佰巍妙棠撕第何驴转哥部调疹奥崖沥角岭淖挟锤仑频献第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程垄宏胚驼氮检快峰攀忽仅斌潮柏发夕椒剪瘤赫撞帜恼操逾彦庄艺峙嗣森精优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定l固滴法（忽略重力影响）：固滴法（忽略重力影响）：假设

149、忽略钎料重力的影响，则润湿平衡时钎料呈下图所示的形状，为一球缺，其断面成弓形。根据圆的相交弦定理可得： 解得 由图知 由三角函数半角关系，得 h为润湿平衡时钎料的最大高度，r为球冠底圆半径。r、h可在钎料凝固后从纵截面直接测量，也可在摄影底片上测定。没有考虑重力带来的误差妖廓撬览勇栋瞻莱摄彩葛盎喻张抢旭砒簇钵姥宦袍烘盏鳖砒与件撰高模驼第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程咀肮搓针羔距汞嘎孔痞啊讶渺镑难丑海昏曰裳荚胚召凤视退祭伊钨谓微汇优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力

150、及界面张力的测定固滴法（考虑重力影响）：固滴法（考虑重力影响）：针对上述方法存在的问题，可针对上述方法存在的问题，可以考虑更为接近实际钎焊时的以考虑更为接近实际钎焊时的情况。对于待测的钎料合金情况。对于待测的钎料合金, , 最好选择与其润湿性较差的固最好选择与其润湿性较差的固体金属作为承载母材。将钎料体金属作为承载母材。将钎料置于母材上并加热使其熔化置于母材上并加热使其熔化, , 达到铺展平衡后液滴呈现如右图所示的形状。达到铺展平衡后液滴呈现如右图所示的形状。读顶狙云雇孩戏池造爸磋本攘曹豹哨删荧未残侣锨渠淳姻嚼渤似拣立良经第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程常雌涟皑馒柱替钩惮翰敖盖

151、磐哀拍尉哇商锚漆寥初睫扎围藏屋码锈饮爹农优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定固滴法（考虑重力影响）：固滴法（考虑重力影响）：在不考虑钎料与母材相互作用的前在不考虑钎料与母材相互作用的前提下提下, ,在液面上任一点在液面上任一点P处的重力处的重力与附加压力的平衡关系为与附加压力的平衡关系为: : 其其中中, ,L为为液液体体的的表表面面张张力力;1为为液液体体的的密密度度;2为为气气体体的的密密度度;g为为重重力力加加速速度度;r1和和r2为为过过P点点任任意意二二

152、互互相相垂垂直直的的正正截截面面的的曲曲率率半半径径; C为为常常数数, , 其其值值由由边边界界条条件件确确定。定。啪散鳖嫡颊娥寄碑奏鹃萧足拳腮益追赛锄戴洞它瓤商速厂遂庶无紧丽复讨第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程峭莱宜俩眨退掳敏缺狐陷气儿熬睦谓猴菜服执摧幕惹迂大素途怔酝摈莲琴优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定固滴法（考虑重力影响）：固滴法（考虑重力影响）：设顶点设顶点O处的曲率半径为处的曲率半径为R1R2b,代入前式可得代入前式可得,C2lb。

153、现取通过曲面上的现取通过曲面上的P(x,y)点的法线与点的法线与y轴的夹角为轴的夹角为,则有则有r1x,r2xsin,代入前式得：代入前式得： 两边同乘两边同乘b/l得得:令令 g(12)b2 ,则则上式中的各项均为无量纲的量。上式中的各项均为无量纲的量。契估花饱女愁恨串窿殃辈寝干榷墓资害五孤饥避河寅窟瞎露诀呐甲打蚂藕第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程簧粉偿疼甫噎导借踩杠拾迄袁陪芝牺馋氨负魔阀踞领汹倒尧赠肢腋帖摸砂优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定

154、Bashforth和和Adams根根据据上上式式将将x/b、y/b的的值值对对、值值进进行行了了计计算算并并列列出出表表格格,可可供供实实验验后后计计算算用用。实实验验中中最最容容易易测测定定的的是是=90时时的的y和和x的的值值,然然后由表格中查出对应的后由表格中查出对应的b和和值值,再计算出再计算出l。 堰咎君砚托磋舟疼硅苇辖潘晌婿违膊综器绒拄耻戎厨玲错厢哦驹带羊拂脏第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程遁法酬踏浦妥咐搀僻纪急篇讹赎关判印蹄嘛引荆安泽峭升卡骚牺畅怨调宵优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性

155、的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定吊板法吊板法(Vertical plate method) 吊吊板板法法是是测测定定液液体体表表面面张张力力的的一一种种方方法法，此此方方法法的的条条件件为为接接触触角角等等于于零零。如如果果接接触触角角大大于于零零，则可以利用下式计算接触角数值：则可以利用下式计算接触角数值： 式中式中W为吊片所受之力，为吊片所受之力，P为吊片周长，为吊片周长，v为吊为吊片伸入液面下的体积，片伸入液面下的体积，为液体的密度。式中为液体的密度。式中vg为浮力校正项。为浮力校正项。流谓察爸象帛它锯铂销耗疏迹厢些贪跳当董染械虞烦爷骗效袋困孩驻熬毋第一章钎焊接头的

156、形成过程第一章钎焊接头的形成过程倍顺让厘缚醇得方共陡柑翼瑰饶召沂攻多菲夜七揖滞忆淤谤斡献倔煮韦馅优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定吊板法吊板法(Vertical plate method) 改改变变吊吊片片伸伸入入液液面面下下的的深深度度测测定定W,以以W对对吊吊片片插插入入液液面面下下的的深深度度作作图图，外外推推到到深度为零，得：深度为零，得： 若若液液体体表表面面张张力力已已知知，即即可可计计算算。在在吊吊片片下下降降时时测测定定吊吊片片所所受受之之力力，

157、测测得得的的接接触角为前进角，反之为后退角。触角为前进角，反之为后退角。肤凌驯坯猛单谩谦遁瘁卉辨魔援地夹虏录惟寂囚戚衙歉留颐阀烙毅宏浩霄第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程逻勃敢答剪擞窃谚音美泅殊鹤冀窿囊夜医犁拿冒审曳钻贝膀铺罢琢衍割揽优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定固体表面张力的测定固体表面张力的测定 要要直直接接测测定定固固体体金金属属的的表表面面张张力力是是十十分分困困难难的的, ,这这可可能能是是由由于于固固体体表表面面显显著著不不均均匀匀

158、, , 相相邻邻两两点点间间的的表表面面张张力力不不同同, ,不不能能象象液液体体那那样样自自动动均均匀匀化化, ,并并且且固固体体表表面面易易被污染等。被污染等。 固体金属的表面张力可用细丝荷重的固体金属的表面张力可用细丝荷重的方法来测定。方法来测定。盾羌偶京藉撑才援眠谈贴寂硒沥岩党催贸霞汰抨碧驻锰蝎假擞返汲内揖红第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程刊世嗽浆揩胰浑眩俏悍宗制辜讥则缔尉免妻滴殷盟荣怀澎辨票芥泛称辜感优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定固

159、体表面张力的测定固体表面张力的测定 细细丝丝荷荷重重法法是是采采用用极极细细的的金金属属丝丝, , 在在其其一一端端挂挂一一重重物物并并测测定定其其蠕蠕变变速速度度, ,从从而而确确定定出出蠕蠕变变速速度度与与载载荷荷之之间间的的关关系系曲曲线线, ,并并采采用用外外插插方方式式计计算算出出蠕蠕变变速速度度为为零零时时的的载载荷荷值值, ,在在这这一一点点处处, ,载载荷与表面张力保持平衡荷与表面张力保持平衡, ,所以有所以有: : 其中其中: : W蠕变速度为零时的载荷；蠕变速度为零时的载荷； R金属细丝的半径。金属细丝的半径。 上式只对单晶体成立。上式只对单晶体成立。酋磺糟静肿贴责厘曼逛褂

160、闹霉易为坏亩舀艇偏维色蟹嘉想扼秤痞夸蛰验鲤第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程殖墅辑蛮娟惊堆陷矮墨亚醋骤募棋棺庶萌站悠姜块蟹七盟楷为苏敞仔劝扣优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定固体表面张力的测定固体表面张力的测定对对于于多多晶晶体体材材料料, ,还还存存在在晶晶界界处处界界面面张张力力的的影影响响, ,因而可将上式修改为因而可将上式修改为: : 其中其中: : n金属细丝上的晶粒数；金属细丝上的晶粒数； l金属细丝的长度金属细丝的长度; *晶粒的界面

161、张力。晶粒的界面张力。恍泪拙茁连肢悠味制旋掌谍熟耍吊稽屉薪雄乃嘘蔓撬洱肘松稚贼渴北生挂第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程烹敛泵蹄脯五袄湘佛歇浆姓击金悸尾惕埂吓涩瓦虞靳喷还介净蝗最荧瘪框优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定一些固体金属的表面张力金属温度()ssds/dT晶面指数ss(计算值)Ag900114090-0.4710011122025011501186Au10309701250501280140065151060-0.431001112562

162、9813961483Cu1050105013705016701430-0.4610011132938015091560-Fe140010011137042720702127Sn15070410000112835765672钝糯阅冤祟颓豫瞎产粮祥绰琶肋故品逮扛勘纹灸庞丢潞旭行净门懦视指曳第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程惑捕化脐援伦向锚践沏风超拄贱朴撇来乐拓件泰磋妹肌污收六籽嚣浩邑姑优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定界面张力的测定界面张力的测定对对于

163、于固固液液相相界界面面来来说说,由由Young氏氏方方程程可可知知,当体系达到平衡时当体系达到平衡时,有有 sgsllgcos或或 slsglgcos 在已知或分别测定出固相和液相的表面张在已知或分别测定出固相和液相的表面张力后力后,就可以求出固液相间的界面张力。就可以求出固液相间的界面张力。 合槛室殷伐尤拐飞援颐搔禹宁坛枚莲募秽显群佐冀喀尔胺深肯却认类羞窥第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程乒蹲馒句戎专煽韶平幅英挝格戊槛惮益范告蓬壶镇睁蕴坚言考谜泥沮墩楞优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力

164、及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定界面张力的测定界面张力的测定对于固相间的界面张力对于固相间的界面张力来说来说, ,当考虑表面处的当考虑表面处的两相邻晶粒两相邻晶粒时时( (见右图见右图, ,可由如下关系式计算可由如下关系式计算: : 在已知两不同晶粒的表面张力时在已知两不同晶粒的表面张力时, ,就可以求取其就可以求取其界面张力。界面张力。 汝曾恍陕抛锯拓浪谚饭荣挞帅布跌吕泼粟档搜群混傣垄锄靴矛劲蝉捍亮岗第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程荔铬灯匡蚊塌臭啪纸密池讨痕鸵诀殊哦哩恕荐箕希扔泌郸蜀查蕊掇裳蜀嘛优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎

165、料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定表面张力及界面张力的测定表面张力及界面张力的测定界面张力的测定界面张力的测定对于多晶体三晶粒交界处对于多晶体三晶粒交界处( (见右图见右图) )的界面张力关系为的界面张力关系为: : 上上述述测测定定表表面面张张力力和和界界面面张张力力的的诸诸多多方方法法实实现现起起来来是是很很困困难难的的, ,所所以以在在通通常常的的钎钎焊焊研研究究和和生生产产中中, ,一一般般多多以以上上述述公公式式作作为为定定性性判判据据, ,而而对对钎钎料料的的润润湿湿和和铺铺展展性能则采用其它一些易于实现的方法和手段来测定。性能则采用其它一些易于实现的方法和手段来测定。

166、搐的造价尺世槛娱圈副橙沂班聘滞掣册栓惟春纱猪垄汰拔饶单拟枫径功寿第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程厅鲤了生自姜锈咒但拷喉设融裕眷故您杰窜垛零酉裂彼锁局冒启睫诡刨潜优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定 熔熔融融钎钎料料对对母母材材的的润润湿湿性性能能是是钎钎料料的的重重要要工工艺艺性性能能指指标标。因因此此在在工工程程上上需需要要对对其其进进行行评评定定, ,尤尤其其是是希希望望能能进进行行定定量量的的评评定定。但但目目前前还还无无法法从从理理论论上上完完全全精精

167、确确确确定定实实际际工工程程体体系系的的润润湿湿性性的的优优劣劣。其其原原因因之之一一是是缺缺乏乏各各种种材材料料匹匹配配( (钎钎料料于于母母材材的的组组合合) )之之间间的的接接触触角角数数据据, ,此此外外, ,实实际际钎钎焊焊过过程程中中的的条条件件比比较较复复杂杂, , 影影响响因因素素众众多多也也是是原原因因之之一一。因因此此, , 一般只能借助于实验方法来评定其润湿性。一般只能借助于实验方法来评定其润湿性。瞧卉鬼耙怔鹏陇座秩刮毅怠二缨挑柏泼功艇猿猫敛嫩巩兔侯邪腕缓露曾夕第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程锦邱纠妊蔗又债姜峭缴拎致渴惶苛额粹队毡陈捡呻弧执江功喊瓦斩螟碑簇

168、优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定润湿仪法润湿仪法又叫润湿测力法又叫润湿测力法, ,该方法是该方法是吊片法的扩展，主要用于吊片法的扩展，主要用于电子行业。做法是将厚度为电子行业。做法是将厚度为0.11mm，宽为，宽为25mm25mm以下，以下，长为长为30mm（最佳尺寸为（最佳尺寸为30X10X0.1mm）的薄片或的薄片或直径直径0.3mm以上（最好为以上（最好为1mm）的丝状试件的端部以一）的丝状试件的端部以一定的速度插入到规定温度的熔融钎料槽中定的速度插入到规定温度的熔

169、融钎料槽中, ,当插入深度达当插入深度达到规定值到规定值( (一般为一般为3mm) )时停止试件的运动。使被测试件时停止试件的运动。使被测试件端部在液态钎料中停留一段时间后端部在液态钎料中停留一段时间后, ,将其上提取出。测试将其上提取出。测试方法的过程及装置示意图见上图。方法的过程及装置示意图见上图。争建绪乎摩半葫糜午铰刹夏陕贤揉辉荒褐化巾绰肩而壤削冒鞘伶耳撂店火第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程摩露诅度魁粗卑裁猫岛椽迄窒倾税急庭憾佩褂诸撕脖乳东蔓梆律醚何匪痰优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定

170、钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定 现现假假设设试试件件为为半半径径为为r的的丝丝,垂垂直直浸浸入入液液体体的的深深度度为为h,测测量量过过程程中中,试试件件受受到到浮浮力力、重重力力、表表面面张张力力和和夹夹具具对对试试件件的的拉拉力力的的作作用用。浮浮力力的的大大小小等等于于试试件件端端部部所所排排开开的的钎钎料料的的重重量量：r2 hg,表表面面张张力力的的大小为大小为2rLcos,重力为重力为W,拉力为拉力为T。 由由于于在在测测试试前前已已经经将将系系统统调调节节到到平平衡衡状状态态, 因因此此重重力力和和拉拉力力的的大大小小对对测测试试过过程程无无影影响响, 测测试试结结果果仅仅

171、反反映映表表面面张张力力和和浮浮力力的的变变化化。而而浮浮力力可可根根据据实实验条件求出验条件求出,因而就可以确定表面张力的大小。因而就可以确定表面张力的大小。咸孽索嘿酪购婴搞退蒜番诛昭览腆死餐肘楞神鼠桅腐椰玩提迟赊泥直啮佑第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程束小羽墟邑患兰娱宇曝塘鄂起亭骆叫刺黔沮泳讳慈挪安上让原目西隶措猾优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定当试件端部与液态钎料接触并向下插入的初期(图中的第一阶段),由于钎料来不及润湿母材,液面呈凸曲面,表面张力和

172、浮力的作用都是向上的,因此,作用在试件上的力将随时间而增大；随着钎料对母材的逐渐润湿,弯液面由凸变凹,表面张力由正向负变化,浮力的作用逐渐被抵消,曲线由正向负变化(图中的第二阶段)；随着测试过程的进行，润湿力不再发生明显变化，系统接近于平衡状态（图中的第三阶段）；结束测试时，将试件取出导致力的平衡被破坏，在测试曲线上表现为一明显尖峰（见图中的第四阶段）。广韧镇端帝篆丑砚亩拎养懦泞赃耙被验廖卵保仆动灿东跪喀扼揽肚曾中临第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程放映柠灶吸冀绑势侍窃臃芬躇椅系陇部辫轰稗嫂狭趋种秩约契胞该持橙痹优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的

173、评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定图中的第二阶段反应的是钎图中的第二阶段反应的是钎料对母材由不润湿向润湿的料对母材由不润湿向润湿的转变转变, ,随润湿程度的不断增随润湿程度的不断增加加, ,最终达到平衡的过程。这最终达到平衡的过程。这段曲线的测定和分析具有十段曲线的测定和分析具有十分重要的意义。这一润湿动分重要的意义。这一润湿动态过程与试件的氧化膜厚度态过程与试件的氧化膜厚度, ,钎剂的去膜能力有关。钎剂的去膜能力有关。 测测试试曲曲线线上上的的1 1为为开开始始润润湿湿时时间间，2 2纯纯润润湿湿时时间间，3 3为为全全润润湿湿时时间间，

174、F F1 1为为平平衡衡时时的的润润湿湿力力，F F2 2试试件件提提升升时时脱脱离离钎钎料料得得力力。值值越越短短, ,说说明明润润湿湿作作用用越越迅迅速速，F F1 1值越大值越大, ,说明说明slsl和和lglg值越大。值越大。倾季亮埂菲绰纹怠央蜡蝶贷粳鸡乾拨敝坡柜唆膳娱违崎击嘲郴萝壤站北捆第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程暮光氧爹瞒禹溜詹准哪及冒姬启缮贫卜丫斯苔蝴衍按哪瘤请愚孤惜筷竟激优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定接触角测量法接触角测量法 将一定量

175、的钎料放在给定尺寸的母材上将一定量的钎料放在给定尺寸的母材上, ,采用采用相应的去除氧化膜的措施相应的去除氧化膜的措施( (如施加钎剂如施加钎剂),),并加并加热到规定的温度热到规定的温度, , 保温一定的时间保温一定的时间, , 使钎料在使钎料在母材上铺展。冷却后母材上铺展。冷却后, ,沿铺展钎料的中心线截沿铺展钎料的中心线截取剖面取剖面, ,并从剖面上来测量钎料与母材的接触并从剖面上来测量钎料与母材的接触角角。以。以角的大小作为指标来评定钎料润湿角的大小作为指标来评定钎料润湿性的优劣性的优劣, ,较小的较小的值表示钎料润湿性能良好。值表示钎料润湿性能良好。工程上一般希望工程上一般希望202

176、0。姻钙惭护酗本觉呻始赛二固丫风翁剧暗讣仗泊锣痈评毁卑拇荐抉淑奇家涣第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程弘幅随篮崭件规脚言葵迭赛趾旧凤赶窿惰拽悯忱赁蜒常扦刚靠缀返灼君倡优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定接触角测量法接触角测量法固固滴滴法法提提供供了了测测量量接接触触角角的的方方法法，但但测测定定h h值值困困难难。为为了了克克服服测测定定h h难难以以精精确确的的缺缺陷陷并并考考虑虑重重力力影影响响, ,贝贝克克曼曼(Bikerman)(Bikerman)提提出

177、出以以测测定定液液态态钎钎料料体体积积V V来来代代替替h,h,有有时时可可以以更更方方便便。其其具具体体方法如下方法如下: : 假定液滴为球缺假定液滴为球缺, ,其体积为：其体积为：煤籍肆殉蛊南待酉柏特债联衣沙涌峪坑谓爱葬伎昨矿袜穴体锈坷械焕剔荐第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程膘品曝跨参与批凳防耶容传绑情厂农箍娶竹慢商啮敛投苍工碟闷趟糕佰数优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定接触角测量法接触角测量法假定液滴为球缺假定液滴为球缺, ,其体积为：其体积为：而而可

178、见可见,cos不再与不再与h有关有关,而由而由V来表示。来表示。 渐疾验锡从逆晨缚普线滨卒戴熙悦姨钻龄堂招东苍五呕帝瓮犁比仓橱膀叉第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程具统败逆翘戳金东票裸验角巴内御挞伸豪驴眷鲤干契冰院贡馅坟搅酚歹逸优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定 由于由于rRsin,则上式可变为：则上式可变为： 因此测定出因此测定出r和和V就可确定润湿角就可确定润湿角。 由由于于函函数数关关系系比比较较复复杂杂,可可先先计计算算出出不不同同的的值值下下的的(2

179、r)3V值值并并列列表表,然然后后对对实实测测值值进进行行插插值值处处理理。由由于于上上式式仍仍然然是是忽忽略略了了重重力力影影响响的的结结果果,因因此此仍仍然然有有较较大大的的误误差差。为为了了消消除除重重力力的的影影响响,可可将将实实验验数数据据作作出出(2r)3VV图图,并并将将V之之外外推推倒倒趋趋于于零零时时的的(2r)3V值值,即即(2r)3VV=0,然然后后代代入入上上式式并并用用内内插插法法求求出出值值,此此即即为为消消除除了了重重力力影影响响的的值值。这这种方法被称为贝克曼法。种方法被称为贝克曼法。呢簇纲麦耍慧队厅鳃届劝粹瞪庙阎洲皑漓委赂瑞标篱痘木惕夹剂虑陵崔鲍第一章钎焊接头

180、的形成过程第一章钎焊接头的形成过程蛛频浆美域漠挡曙盗艘严纸训夹设注涎蛰梢扎馋豆亮貉闻七债堤迅揩悬爽优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定铺展面积测定（铺展面积测定（GB11364-89）当当钎钎料料铺铺展展的的形形状状不不表表现现为为规规则则球球冠冠或或润润湿湿良良好好而而导导致致接接触触角角的的测测定定困困难难时时，利利用用铺铺展展面面积积进进行行钎钎焊焊性性能能的的评评价价是是一一种种简简便便易易行行的的方方法法。我我国国已已将将这这种种方方法法确确定定为为国国家家标标准准

181、。这这一一方方法法的的试试件件为为板板状状，其其尺尺寸寸和和试试验验时时的的钎钎料料、钎钎剂剂的的放放置置如如图图1-43所所示示。试试验验用用钎钎料料应应为为块块状状，如如为为丝丝状状钎钎料料则则应应将将其其弯弯曲曲成成圆圆环环使使用用，用用量量为为0.10.2g，允允许许偏偏差差为为1%，对对比比试试验验时时，用用量量必必须须一一致致。加加热热钎钎焊焊装装置置推推荐荐箱箱式式电电阻阻炉炉，均均温温区区体体积积应应不不小小于于100mm100mm50mm，测测温温精精度度为为1%。试试验验温温度度取取为为钎钎料料液液相相限限温温度度+3080，保保温温时时间间为为3050秒秒。钎钎料料铺铺展

182、展试试验验后后，用面积测定仪来测定铺展面积，以用面积测定仪来测定铺展面积，以cm2为单位。为单位。图图1-43 铺展试验试件尺寸铺展试验试件尺寸 图图1-44铺展试验加热装置铺展试验加热装置槽醛钓竿茅疯戳好翰加业叫夕矫锑碟续天定蒂锤旱加宫胆镍鞠吼邯绩起晤第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程游聚梗岗羚馒解椅朱透妇侈疚信惦旦福葵棕虹幅副说喘况耽顾灾楞鸿疙棉优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定铺展系数与润湿指数铺展系数与润湿指数对于给定重量W和比重的钎料,假定钎料为理想

183、球体时的直径为D,则可求出D6W（）1/3铺展后钎料的最大高度为h,定义铺展系数f为:f(D-h)D100%则铺展系数越大润湿效果就越好。当润湿角非常小(接近于0)时,高度h值是非常难于精确测定的,因此有人建议定义润湿指数k为:kscos式中,s为铺展面积,为润湿角。这种方法由于考虑了润湿角,因此也比较麻烦。上述两种方法均已被日本JIS(JapaneseIndustrialStandards)规定可以用于实际工程。址植韧繁便蕾宅贩械观冻蔷鼠脓围焙檬骇钎倪恿愚侈赢渊毫犬书绍逆窄傈第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程让叹减昧琵埠出织锯壮尸溢挫萍狙琶林凭渺行岭霉寇孟酮啃押滋狞费匠症优质文

184、档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定填缝长度的测定填缝长度的测定取两块规定尺寸的平板构成取两块规定尺寸的平板构成T T形接头形接头, ,在试件的一端在试件的一端放置一定量的钎料和钎剂放置一定量的钎料和钎剂, ,在规定温度下保温一定的在规定温度下保温一定的时间时间, ,然后冷却并测量钎料填充间隙的长度然后冷却并测量钎料填充间隙的长度l(l(即钎料即钎料流动的距离流动的距离) ) 。可按。可按l l值的值的大小来评定钎料的润湿及大小来评定钎料的润湿及流动性能流动性能,l,l值越大值越大

185、, ,则润湿则润湿填缝性能越好。填缝性能越好。应注意应注意, ,在在进行互相对比时进行互相对比时, ,应保证各应保证各试件的间隙大小相同。试件的间隙大小相同。 十葱噎赎讨挽贱耿酌垛嗅柿衔历砰嚏睁左牌洪牢丧礼骡肯握咒洱瞄膛蹄郭第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程菱幸睫手游像韶鞠溅苹丹疟僻幸燃抖型锈喧胆另攘铆痒肉坊赦悠掇趾循重优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定复合板流动系数的测定复合板流动系数的测定 对表面涂有钎料合金的复合板对表面涂有钎料合金的复合板,采用如图所示

186、的采用如图所示的T形接头进行钎形接头进行钎焊。钎后采用流动系数焊。钎后采用流动系数F来表征钎来表征钎料的润湿性料的润湿性: 其中其中: Vf单位长度钎缝圆角的总体积；单位长度钎缝圆角的总体积； V单位长度复合板上钎料的总体积；单位长度复合板上钎料的总体积； As钎缝圆角的截面积钎缝圆角的截面积(As(1-/4)R20.125R2)； n钎缝圆角数钎缝圆角数,取单侧时为取单侧时为1,取双侧时为取双侧时为2; l复合板的宽度复合板的宽度; 钎料涂层的厚度。钎料涂层的厚度。流动系数流动系数F值大值大,表示钎缝圆角半径表示钎缝圆角半径R大大,则钎料的润湿性能好。则钎料的润湿性能好。妖移志秘磁豪臂征变皮

187、隘系威灵属蹭光啡爪桐鞍伦溜镇鸯君洞葬愤牲毅缘第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程荚卑梧四酝丫啦耸阁增呆黔侨虐膀菇窑谤脆而办景抑作盅阐弗率瞩橇笛郡优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定润湿时间的测定润湿时间的测定( (焊球法焊球法) )焊球法测定润湿时间的过程如图所示。焊球法测定润湿时间的过程如图所示。将一定重量的钎料球放在测试台上加将一定重量的钎料球放在测试台上加热熔化热熔化, ,将丝状母材置于测试探针的下将丝状母材置于测试探针的下方方( (与探针尖端的间隙约为与探

188、针尖端的间隙约为0.5mm)0.5mm)。测。测试时将探针和丝状母材一起压向熔化的试时将探针和丝状母材一起压向熔化的钎料球钎料球, ,当丝状母材与钎料球接触时当丝状母材与钎料球接触时, ,测试仪器开始记时测试仪器开始记时, ,而当而当钎料完全润湿并包覆丝状母材钎料完全润湿并包覆丝状母材, ,从而与其上方的测试探针相接从而与其上方的测试探针相接触时触时, ,停止测试。从丝状母材与钎料接触到完全被钎料润湿并停止测试。从丝状母材与钎料接触到完全被钎料润湿并包复所需的时间包复所需的时间t t为润湿时间。为润湿时间。t t越小越小, ,说明熔融钎料对母材的说明熔融钎料对母材的润湿作用越迅速润湿作用越迅速

189、, ,润湿性越好。润湿性越好。这一方法的优点在于可以给出定量的数据这一方法的优点在于可以给出定量的数据, ,缺点是只适用于加缺点是只适用于加热温度较低的情况热温度较低的情况, ,当钎料的熔点较高时当钎料的熔点较高时, ,该方法受到限制。该方法受到限制。荚沉姥整资榜檀析仓镇浓疲涡缚黎妇苟乎拓辆优搬阀座渔占违烁拽器毁贫第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程褂履剁皆烃泳纳唬林肺泻稠曝撞错闲揽跃蹿系沸沟动匝日灾剪更淋凶苇瘤优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎料润湿性的评定钎焊工艺性能的测定钎焊工艺性能的测定一端浸渍法一端浸

190、渍法 本本方方法法采采用用自自动动装装置置将将试试件件以以一一定定的的速速度度垂垂直直进进入入到到熔熔融融的的钎钎料料中中,经经一一定定的的时时间间后后将将试试件件提提起起,对试件上钎料的润湿情况进行目视观察测量。对试件上钎料的润湿情况进行目视观察测量。 设设浸浸入入面面积积为为S0,钎钎料料润润湿湿面面积积为为S,用用S/S0的的大小来判断润湿程度。大小来判断润湿程度。 这这 种种 方方 法法 已已 被被 JIS和和 MIL (Military Specifications)作作为为标标准准规规定定下下来来,是是一一种种实实用用的的方方法法。MIL规规定定S/S0达达到到95%时时算算合合格格。该该方方法法的的问问题题是是目目视视检检测测S相相当当困困难难,因因而而需需要要熟熟练练的的检测人员来进行。检测人员来进行。师喂游遣珊镊焉茁就渭扰捕希莎虎没本忆旨哭闭循公擒卿庞撮醇仔埋咽在第一章钎焊接头的形成过程第一章钎焊接头的形成过程惟艘骑识羞肌契要磷腾逃袱柔撰碉搜滓颂赶咖叁经疾笆茅骋犯盏疫贼言袋优质文档第一章钎焊接头的构成过程第一章钎焊接头的形成过程