扩散接合
 | 此条目需要扩充。 (2015年8月16日) |
扩散接合（英文：Diffusion bonding）是一种金属加工的技术，用以焊接同相或异相的金属。典型的扩散接合，被焊接物（金属箔、线、丝等）需层层交错放置，在高温高压下进行加工。根据材料科学所述的固态扩散，在一定的高温下，两相接金属的表面，原子会互相扩散并形成相变，进而接合成一整体。扩散接合运用于航天、核电设备等产业。
特色[编辑]
扩散接合不需加热至液态熔融或者使用熔填金属，因此成品质量并未增减。接合处 的强度及耐温性与母材金属相似，工件几乎无塑性变形，此制程导入甚少的残留应力。因为在真空或惰性气体的环境下加工，接合过程中不应有污染。理论上接合任何大小的面积不影响加工时间，但实际上限制焊接面的因素包括是否能提供足够的压力，以及空间限制。扩散接合可用于:同相及异相金属、易氧化的金属（锆、铍、钛等）及耐火金属、厚薄不一的工件。
扩散接合花费相对高昂，当其他焊接加工方法无法达到预期的目标时，才会采用此方法。例如，接合锆及铍等一般无法以液态熔融焊接的材料，钨以及其他高熔点材料; 交错叠放的不同金属且要求高温时保持材料强度; 以及连接蜂巢心（honeycomb core）与夹层（skin）制造金属蜂巢芯夹层复合材等等金属夹芯结构材料。
制程[编辑]
扩散接合由夹紧板钳夹欲焊的工件，再扩散接合之前，焊接面必须加工至光滑平整，并且免于其他化学药剂或尘埃碎屑污染 ，任何的杂质都有可能干扰两金属面之间的扩散。一旦钳合固定，工件被施以高温高压长达数小时之久。加压可使用液压椿塞（hydraulic ram）于高温环境，该方法可较精准测量施加的压力。扩散接合一定要保持真空或惰性气体环境。
在微观的角度下，扩散接合大致可分为三个阶段：
- 在两物件的表面完全贴合之前，两者微观尺度的表面粗糙突起（asperity）先彼此接触并塑性变形，当粗糙突起（asperity）变形时，同时也会形成突起处相连的界面。
- 逐渐升高的温度及压力造成材料加速潜变、晶界移动，两者的表面空隙缩为互不相通的细孔。
- 材料的原子扩散跨越接邻的表面，模糊彼此的边界并形成键结。
参考文献[编辑]
- Schrader, George F.; Elshennawy, Ahmad K. Manufacturing Processes and Materials 4th, illustrated. SME. 2000: 319-320 [2013-02-04]. ISBN 0872635171.
- Chawla, Krishan K. Composite Materials: Science and Engineering. Materials research and engineering 2nd, illustrated. Springer. 1998: 174 [2013-02-04]. ISBN 0387984097. （原始内容存档于2011-11-10）.
- Jacobson, David M.; Humpston, Giles. Principles Of Brazing illustrated. ASM International. 2005: 11-14 [2013-02-04]. ISBN 0871708124.