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扩散的分类

扩散的程度因焊料的成分和母材金属的种类及不同的加热温度而异，它可分成从简单扩散到复杂扩散几类。

大体上说，扩散可分为两类，即自扩散（Self-diffusion）和异种原子间的扩散——化学扩散（Chemical diffusion）。所谓自扩散，是指同种金属原子间的原子移动；而化学扩散是指异种原子间的扩散。如从扩散的现象上看，扩散可分为三类：晶内扩散（Bulk diffusion）、晶界扩散（Grain-boundary diffusion）和表面扩散（Surface diffusion）。

通过扩散而形成的中间层，会使结合部分的物理特性和化学特性发生变化，尤其是机械特性和耐腐蚀性等变化更大。因此，有必要对结合金属同焊料成分的组合进行充分的研究。

1、表面扩散：

结晶组织与空间交界处的原子，总是易于在结晶表面流动。可认为这与金属表面正引力作用有关。因此，熔化焊料的原子沿着被焊金属结晶表面的扩散叫做表面扩散。表面扩散可以看成是金属晶粒形核长大时发生的一种表面现象，也可以认为是金属原子沿着结晶表面移动的现象，是宏观上晶核长大的主要动力。当气态金属原子在固体表面上凝结时，撞到固体表面上的原子就会沿着表面自由扩散，最后附着在结晶晶格的稳定位置上。这种情况下的原子移动，也称为表面扩散。一般认为，这时的扩散活动能量是比较小的。如前如述：表面扩散也分为自扩散和化学扩散两种。

用锡-铅系列焊料焊接铁、铜、银、镍等金属时，锡在其表面有选择地扩散，由于铅使表面张力下降，还会促进扩散。这种扩散也属表面扩散。

2、晶界扩散：

这是熔化的焊料原子向固体金属的晶界扩散，液态金属原子由于具有较高的动能，沿着固体金属内部的晶粒边界，快速向纵深扩展。与异种金属原子间晶内扩散相比，晶界扩散是比较容易发生的。另外，在温度比较低的情况下，同后面说到的体扩散相比，晶界扩散容易产生，而且其扩散速度也比较快。

一般来说，晶界扩散的活化能量可比体扩散的活化

能量小，但是，在高温情况下，活化能量的作用不占主导地位，所以晶界扩散和体扩散都能够很容易地产生。然而低温情况下的扩散，活化能量的大小成为主要因素，这时晶界扩散非常显著，而体扩散减少，所以看起来只有晶界扩散产生。

用锡-铅焊料焊铜时，锡在铜中既有晶界扩散，又有体扩散。另外，越是晶界多的金属，即金属的晶粒越小，越易于结合，机械强度也就越高。由于晶界原子排列紊乱，又有空穴（空穴移动），所以极易熔解熔化的金属，特别是经过机械加工的金属更易结合。然而经过退火的金属，由于出现了再结晶、孪晶，晶粒长大，所以很难扩散。经退火处理的不锈钢难以焊接就是这个道理。为了易于焊接越见，加工后的母材的晶粒越小越好。

3、体扩散（晶内扩散）

熔化焊料扩散到晶粒中去的过程叫做体扩散或晶内扩散。焊料向母材内部的晶粒间扩散。由于晶界之间的能量起伏，因此这个扩散阶段，可形成不同成分的合金。沿不同的结晶方向，扩散程度不同。由于扩散，母材内部生成各种组成的合金。在某些情况下，晶格变化会引起晶粒自身分开。对于体扩散，如焊料的扩散超过母材允许固溶度，就会产生象铜和锡共存的那种晶格变化，使晶粒分开，形成新晶粒。这种扩散是在铜及黄铜等金属被加热到较高温度时发生的。

4、晶格内扩散

将焊料沿着晶体内特定的晶面，以特定的方向扩散的过程叫做晶格内面扩散或网孔状扩散。这是由于固体金属的不规则，熔化的金属原子向某一个面析出及晶格缺陷而引起的。这种扩散也可沿结晶轴方向发生，焊料金属可分割晶粒，引起和晶界扩散相类拟的现象。

在电子产品用的锡铅焊料中，几乎不发生这种扩散，这里仅做为参考。

5、选择扩散

用二种以上的金属元素组成的焊料焊接时，其中某一金属元素先扩散，或者只有某一金属元素扩散，其它金属元素根本不扩散，这种扩散叫做选择扩散。前面所说的扩散，都是以熔化金属向母材中的扩散现象作为分类依据的。这里所讲的扩散，是指熔化金属自身的扩散方式。

当用锡-铅焊料焊接某一金属时，焊料成分中的锡向固体金属中扩散，而铅不扩散，这就是前面说的选择扩散。因此在合金层靠焊料一侧，在显微镜下观察金相，可看到一层薄薄的黑色带状，这就是富铅层。钎焊紫铜和黄铜时也同样有这种扩散。

关于扩散，菲克定律定量地描述了各种关系。由于公式和图表制作的不便，在这里就省略了，感兴趣的同志可以参考相关书籍。

高分子扩散焊(也叫做高分子扩散焊机，扩散焊，铜带焊机，紫铜软连接焊机，铜带焊接设备，铝箔焊机,铝带焊接设备，不锈钢软连接焊机，合金刀头焊机),由主机与控制两部分组成。焊机由PLC控制，触摸屏操作，是各新能源电瓶连接片行业机电器行业加工软连接的必需设备。主要功能是实现铜箔、铝箔等的多层焊接，该设备主要生产新能源电瓶、电力、化工、冶炼行业急需的母线伸缩节和软连接导电带产品，可实现软母线、软母线与硬母线、硬母线之间的扩散焊接及大功率软母徘、伸缩节和软连接导电产品,钎焊异性特殊工件。浙江豪精生产的高分子扩散焊,操作简单,使用安全,坚固耐用，节约资源符合环保要求。该产品可根据制品的工艺要求把压制成型和焊接同时进行，在按指定的程序对生产进行自动控制。该产品型号齐全:广泛用于新能源电瓶，电力，纺织，石油，煤炭等行业，高速公路引线。

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