反应型液固界面润湿性的数学表征.pdfVIP

第31卷第10期 西 安 交 通 大 学 学 报 Vo1．31 Ng10 1997年10月 JOURNAL OF XI AN JIAOTONG UNIVERSITY Oct．1997 《三)7 一卵 I f 反应型液固界面润湿性的数学表征 I 朱定一 金志浩 王永兰 浩宏奇 (西安变通大学t710049，西安) 丁B弓弓 中国田书资料分类法分类号 ． 山 {4j r ～蠹 T O42 5满 ～ 1 反应型液固界面润湿性的数学表征 1 1 已有的基本现象和事实 ． (1)在反应型液固界面上，润湿角口随温度的升高而普遍减小[1 }(2)在反应型液固界面 上，固相材料的热力学生成自由能△G越大，则金属液相在固相表面的 角越大0 }(3)固相 材料的金属性越差．则金属液相在固相表面的润湿角口越大 l(4)以Ag、Au、Cu以及白金 ‘ 组成的液态合金均构成钎焊性能优良的钎料，均使 角减小，具有共性，然而Ag、Au、Pd等金 属却并不参与界面反应 l(5)液固界面上元素的选择性反应对润湿角口的影响很大，如少 收到日期：1996-06-17． 朱定一：男，3．958年 1月生，材料科学与工程学院．博士生 第l0期 朱定一兽：反应型棱固界面籽温性的数学表征 量Ti、zr等元素在金属与陶瓷的反应连接中，能显著减小 角[3．42 1．2 构建方程的理论基础 (1)Young—Dupre方程w—yl (1+cos0)，即增强液固界面的附着功，可使润湿角 减小； (2)高温界面反应具有典型的热激活特征，因此附着功 与反应能垒、反应温度有关； ■ (3)化学键形成的过程是原子周围电子重新组合分配的过程，应符合键电荷理论口 ． 1．3 建立方程 既然高温液固界面反应具有典型的热激活特征，因此，液固界面的附着功应与Arrhenius 表达式有关 W。c exp-- ~xG (1) — 式中：AG为液固界面处反应原子问的反应能垒．在恒温条件下，液固反应界面始终处在动态 平衡过程之中，无论在反应初期还是随着反应的进行产生了新相，exp一 始终为液固界面前 沿处对附着功的一项影响因子． 对于反应型液固界面，附着功从本质上看，源于液固界面反应原子间存在着相互作用的键 能．单位面积上显现的键能越大，则必然导致液相在固相表面的附着功增大．大量研究也表 明口“ ，金属与AlzOs陶瓷的钎焊仅仅以Ag、Au、Pd、Cu为钎料，润湿角 仍较大，这是由于它 们与O之间的键力较小之故．一旦钎料中加入了Ti、Zr等元素，由于反应原子间的键性转变 为Ti—O键、zr—O键，键力大大增加，润湿角 减小．因此，附着功 与单位面积上反应原子 间的键能臣成比例 W。：Ek