由于固体的表面亥姆霍兹自由能、固-液界面亥姆霍兹自由能尚无合适的测定方法，但通过接触角，即可判断一种液体对固体的润湿性。杨氏方程虽然可以对钎焊过程进行近似的描述，杨氏方程也可以从能量和力学的角度在平衡条件下推导，但必须指出的是，在钎焊过程中，液态钎料和固态母材界面会发生相互作用，在这种情况下进行的表面润湿、铺展就更为复杂。4）在液态钎料组元和母材组元之间的化学反应。......
2023-06-26
钎料和母材成分分析
【摘要】：图3-1-7 Fe-Ag二元合金相图大量研究表明，钎料和母材的成分对润湿性的影响主要表现为钎焊过程中的液态钎料和固态母材是否有相互作用。其规律性可表述为钎料和母材在液态和固态均不相互作用，则它们的润湿性很差；若钎料和母材能相互溶解或形成化合物，则液态钎料能较好地润湿母材。从以上分析可知，对于那些与母材无相互作用因而润湿性差的钎料，通过在钎料中加入能与母材形成共同相的合金元素，可以改善它对母材的润湿性。
图3-1-7 Fe-Ag二元合金相图
大量研究表明，钎料和母材的成分对润湿性的影响主要表现为钎焊过程中的液态钎料和固态母材是否有相互作用。其规律性可表述为钎料和母材在液态和固态均不相互作用，则它们的润湿性很差；若钎料和母材能相互溶解或形成化合物，则液态钎料能较好地润湿母材。这是因为：在假设固-气、液-气表面张力不变时，若母材溶解或母材和钎料某组元发生反应，说明参与溶解或反应的原子之间有较大吸引力，因此固-液界面张力下降，润湿性提高。如Fe-Ag系（相图见图3-1-7），Ag和Fe在固、液态下均不相互作用，说明Fe、Ag原子之间的吸引力极小，不足以将液态Ag内的原子拉到固-液界面，因此无法扩大其表面积，润湿性差。从表3-1-3也可以看出，在1125℃时液态Ag与固态Fe间的界面张力大于3.40N/m，实测的润湿角θ>90°，不发生润湿。又如，在780℃时Ag在Cu中的固溶度（质量分数）为8%（相图见图3-1-8），因而Ag在Cu上的润湿性极好。从表3-1-3也可以看出，在850℃时Ag-与Cu的界面张力为0.28N/m，大大低于Fe-Ag系的表面张力。
图3-1-8 Ag-Cu二元合金相图
图3-1-9 Fe-Pb二元合金相图
对同一母材，如果改变钎料的成分，只要钎料中的某组元和母材或母材中的某组元有相互作用，就会改善钎料对母材的润湿性。如Fe-Pb系（相图见图3-1-9），Pb和Fe几乎不互溶，也不形成金属间化合物，即原子间的相互作用很弱，故Pb对钢的润湿性很差。但Pb中加入能与钢形成共同相的Sn后（Fe-Sn相图见图3-1-10），钎料在钢上的润湿角减小。含Sn量越多，润湿性越好。从以上分析可知，对于那些与母材无相互作用因而润湿性差的钎料，通过在钎料中加入能与母材形成共同相的合金元素，可以改善它对母材的润湿性。钎料合金化为研发新钎料提供了一个方法，但除了润湿性外，钎料的其他性能还需要考虑。
图3-1-10 Fe-Sn二元合金相图
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2023-06-26
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2023-06-26
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2023-06-26
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2023-06-26
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2023-06-26
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2023-06-26
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2023-06-26
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