Le collage par diffusion se produit généralement à des températures comprises entre 50 et 70 % de la température de fusion absolue des matériaux concernés. Ce processus consiste à chauffer les surfaces métalliques à des températures élevées, souvent jusqu'à 1 400 °C, et à appliquer une pression pour assurer un contact intime entre les surfaces. La température exacte du collage par diffusion peut varier en fonction des matériaux spécifiques et du résultat souhaité, le recuit de diffusion étant souvent effectué à des températures comprises entre 1050 et 1250°C pendant de longues périodes afin d'améliorer la solidité et la résistance à la corrosion du collage.
Explication :
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Plage de température pour le collage par diffusion :
- Le processus de liaison par diffusion exige que les atomes des deux surfaces métalliques s'entrecroisent, ce qui nécessite des températures élevées. Ces températures sont généralement fixées à 50-70% de la température de fusion absolue des matériaux à coller. Cette fourchette garantit que les matériaux sont suffisamment malléables pour permettre la diffusion atomique, mais pas trop chauds pour ne pas fondre.
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Méthodes de chauffage :
- Les surfaces sont chauffées à l'aide d'un four ou de méthodes de résistance électrique. L'objectif est d'atteindre la température requise, qui peut aller jusqu'à 1400°C (2552°F) pour certains matériaux. Cette température élevée est cruciale pour activer le processus de diffusion, où les atomes se déplacent des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration, ce qui aboutit finalement à une liaison solide.
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Application d'une pression :
- En plus de la chaleur, une pression est appliquée aux composants à l'aide d'une presse hydraulique ou de poids morts. Cette pression garantit que les surfaces sont en contact étroit, ce qui est essentiel pour que la diffusion atomique se produise efficacement. Des dispositifs de fixation sont souvent utilisés pour maintenir ce contact étroit tout au long du processus de collage.
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Recuit de diffusion :
- Le recuit de diffusion est une technique spécifique utilisée pour éliminer les inhomogénéités ou les différences de concentration dans le matériau. Ce processus est réalisé à des températures très élevées (1050 à 1250°C) et pendant des durées prolongées (jusqu'à 50 heures). Par exemple, les joints brasés à base de nickel sont souvent soumis à un recuit de diffusion à environ 1 000 °C afin de déplacer la concentration de métalloïdes dans le matériau de soudure vers le matériau de base, ce qui améliore la solidité et la résistance à la corrosion du joint.
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Considérations environnementales :
- Pour éviter l'oxydation, qui peut avoir un impact négatif sur le processus de collage, les fours de traitement thermique fonctionnent souvent sous vide poussé. Cet environnement contrôlé garantit que les surfaces restent propres et exemptes de contaminants susceptibles d'entraver le processus de diffusion.
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Frittage et diffusion :
- Lors du frittage, qui implique souvent une diffusion importante, la température requise est généralement élevée, dépassant souvent 60 % de la température de fusion (0,6 Tm). Cette température élevée entraîne le processus de diffusion, qui vise à réduire la surface et la courbure locale, renforçant ainsi la liaison.
En résumé, la liaison par diffusion est un processus précis qui nécessite un contrôle minutieux de la température et de la pression pour garantir l'intercalation efficace d'atomes entre deux surfaces métalliques. Les températures spécifiques peuvent varier, mais elles se situent généralement dans une fourchette qui correspond à une fraction importante du point de fusion des matériaux, ce qui garantit la mobilité atomique nécessaire à la liaison sans faire fondre les matériaux.
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