В последние годы расширяется применение в технике неметаллических материалов, таких, как керамика, ферриты, ситаллы, техническое стекло. Получение неразъемных соединений этих материалов с металлами - одна из наиболее сложных и ответственных стадий технологического процесса, во многом определяющих надежность и долговечность приборов и устройств, содержащих керамико-металлические узлы.
Традиционные способы изготовления таких узлов - пайка предварительно металлизированной керамики, контактно-реактивная пайка, пайка с помощью глазурей, склеивание - далеко не всегда позволяют обеспечить высокую прочность, вакуумную плотность, термостойкость соединений, надежный тепловой и электрический контакт, сохранение свойств при длительном хранении. Экспериментальные работы российских и зарубежных ученых показывают, что более высокие и стабильные качества соединений, удовлетворяющие самым жестким эксплуатационным требованиям, могут быть обеспечены сваркой давлением при нагреве - диффузионной сваркой.
В настоящее время накоплен большой опыт по диффузионной сварке конструкционной, вакуумно-плотной керамики. Вакуумно-термическая обработка материалов при диффузионной сварке не изменяет характеристик керамики. Эта обработка, обычно включает только одну операцию, не требует предварительной металлизации керамики, и гарантирует более высокую прочность и термостойкость соединения. В отличие от этого влияние вакуумно-термического фактора существенно при диффузионной сварке ферритов с металлами. На примере ферритов можно рассмотреть круг проблем связанный с получением неразъемных соединений материалов чувствительных к вакуумно-термической обработке. Основная особенность выбора режимов сварки ферритов с металлами - необходимость обеспечения сохранности их специфических магнитных и электрических свойств.
Создание типовых технологических процессов диффузионной сварки металлов с различными видами технической керамики невозможно без четкого представления о механизме формирования соединений разнородных материалов, т.е. о процессах физико-химического взаимодействия в металл - неметаллическом контакте и установления общих химических связей различного типа (металлических ненасыщенных со стороны металла и ковалентных с жесткими ограничениями на углы, число и длину связей со стороны неметалла) в контакте соединяемых материалов.
На основе проведенных исследований с учетом принципов неравновесной термодинамики, синергетики и последних достижений отечественного материаловедения предложена и обоснована новая модель механизма активации, согласно которой роль активных центров при образовании металл - неметаллических соединений выполняют области сильно возбужденного состояния (СВС) металла. При достижении кристаллом СВС основная диссипативная структура отвечает (по терминологии академика В.Е. Панина) атом - вакансионному состоянию (ABC). Вещества выполняют роль активных центров при сварке металлов с керамикой, ферритами, ситаллами и стеклом, поскольку, во-первых, они обладают более высокой, чем средняя, энергией и их участие в образовании соединения не противоречит энергетической гипотезе схватывания А.П Семенова; во-вторых, это области с малым сопротивлением сдвигу, что может обеспечить благоприятные для образования соединения, повороты элементов структуры металла в энергетическом поле кристаллической решетки неметаллического материала; в-третьих, это области, существенно пересыщенные вакансиями, что определяет аномально высокую диффузионную подвижность атомов и возможность для них диффузионно-вязкого течения вещества, обеспечивающие определенную подстройку металла к кристаллической решетке неметаллического кристалла и установление общих связей.
По материалам сайта www.autowelding.ru
