Resumen

Se han estudiado teórica y experimentalmente los problemas de difusión reactiva en la interfase fase sólida - fundido. Se presenta una descripción teórica de la cinética de disolución de la fase sólida en la masa fundida para el caso de disolución planar. La intención principal era estudiar experimentalmente la disolución de cobre en fundidos de varias aleaciones de soldadura y la difusión reactiva relacionada. Se utilizaron como materiales de soldadura Sn puro y aleaciones Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Sb, Sn-Zn. Se llevaron a cabo experimentos dirigidos al estudio de una placa de Cu que se disolvía en la masa fundida de la soldadura en diversas condiciones. Los perfiles de concentración de elementos y el espesor de las capas de fases se determinaron mediante SEM y microanálisis de rayos X (WDX, EDX) de las muestras tras su calentamiento.

INTRODUCCIÓN

Este artículo trata de los problemas de disolución de la fase sólida A en la masa fundida B [1, 2]. La difusión de átomos de la masa fundida en la fase sólida fue acompañada por la creación de nuevas fases y/o reacciones químicas, y finalmente por la difusión de átomos de la fase sólida en la masa fundida. Estos procesos suelen producirse en presencia de convección en la masa fundida. Al mismo tiempo tiene lugar el proceso de movimiento significativo de la interfase entre la fase sólida y la fundida, cuya velocidad depende de las propiedades de los átomos en A y B y de su interacción, temperatura y tiempo del proceso en cuestión. Además, depende de la disposición geométrica, del volumen del fundido y de las condiciones que permiten o restringen la convección en el fundido. El diagrama de fases correspondiente permite predecir las fases de nueva aparición. Durante la difusión reactiva, debido a la velocidad de disolución de la fase sólida en el fundido, las condiciones del estado de equilibrio no tienen por qué cumplirse siempre debido a procesos no estacionarios [1, 2]. Durante la difusión de átomos de la masa fundida B en la fase sólida A se forman nuevas fases y éstas crecen, es decir, los procesos de difusión tienen lugar en las zonas con límites de interfaz móviles. Cuando aparecen nuevas fases en el curso de la difusión reactiva, también se están formando capas superficiales y subsuperficiales de material de diversas composiciones, propiedades y espesores.

TEORÍA

Consideremos una interfase plana entre la fase sólida A y el fundido B en el tiempo t = 0. Durante la disolución de la fase sólida en el fundido la interfase sólido - líquido se mueve con el tiempo.

• Materias:Aleaciones Cobre Difusión Plata Soldadura
• Subjects:Alloys Copper Diffusion Silver Welding
• Palabras claves:Soldaduras sin plomo; Cobre; Estaño; Plata; Compuestos intermetálicos; Difusión
• Keywords:Lead-free solders; Copper; Tin; Silver; Intermetallic compounds; Diffusion