La liaison par diffusion est un processus qui nécessite un contrôle précis de la température et de la pression pour garantir l'intercalation efficace d'atomes entre deux surfaces métalliques.
À quelle température se produit la liaison par diffusion ? (6 points clés expliqués)
1. Plage de température pour la liaison 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 des atomes, mais qu'ils ne sont pas trop chauds pour fondre.
2. 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.
3. Application de la 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.
4. 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 1000°C pour déplacer la concentration de métalloïdes dans le matériau de soudure vers le matériau de base, améliorant ainsi la solidité et la résistance à la corrosion du joint.
5. 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.
6. 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 alimente le processus de diffusion, qui vise à réduire la surface et la courbure locale, renforçant ainsi la liaison.
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