PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 20

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  lutowanie dyfuzyjne
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Wpływ docisku na mikrostrukturę i własności mechaniczne połączeń wykonywanych pomiędzy tytanem a stalą austenityczną za pośrednictwem aluminium
Szwed B., Konieczny M.
Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
|
2017
|
R. 62, nr 7
11--15
PL
Lutowanie dyfuzyjne zostało wykonane pomiędzy tytanem (Grade 2) a stalą austenityczną (X5CrNil8-10) z wykorzystaniem foli aluminiowej o grubości 120 pm. Lutowanie zostało przeprowadzone w temperaturze 600°C. Czas wytrzymania próbek w piecu wynosił 60 min pod dociskiem 2, 4, 6 oraz 8 MPa. Proces spajania przeprowadzono z zastosowaniem próżni. Wpływ docisku na mikrostrukturę połączenia został przebadany na mikroskopie optycznym oraz elektronowym mikroskopie skaningowym, wyposażonym w mikroanalizator rentgenowski (EOS). Lutowiny różniły się wyraźnie od siebie w zależności od zastosowanego docisku podczas procesu lutowania. Połączenie pomiędzy materiałami skutkuje formowaniem się faz międzymetalicznych na granicach łączonych materiałów. Aluminiowa przekładka skutecznie blokowała dyfuzję pomiędzy tytanem a stalą austenityczną, zapobiegając powstaniu faz między metalicznych z układu równowagi Fe-Ti. Na granicy stali austenitycznej z aluminium wydzieliły się warstwy faz FeAI3 oraz FeJ\\'s Struktura złącza od strony tytanu składała się z warstwy fazy międzymetalicznej TiAI2 oraz nieprzereagowanego aluminium. Badanie wykazało, że docisk jest ważnym czynnikiem do kontroli właściwości mechanicznych połączeń spajanych dyfuzyjnie. Najwyższą wytrzymałość na ścinanie (88 MPa) uzyskano dla próbek przygotowanych przy użyciu najwyższej wartości docisku.
EN
In present investigation diffusion bonded joints between titanium (Grade 2) and stainless steel (X5CrNi 18-10) using 120 pm thick aluminum foil as a filler metal were produced at 600°Cfor 60 minutes under: 2,4, 6 and 8 MPa pressure in vacuum. The microstructure was investigated using light optical microscopy and scanning electron microscopy equipped with an energy dispersive X-ray system (EDS) to determine chemical composition of joint. Area of the brazed joints were different from each other depending on the pressure applied during the brazing process. Joining between dissimilar materials results in formation of intermetallic phases in the interface. The aluminum interlayer effectively blocked the diffusion of titanium to stainless steel side, thus prevented from formation of Fe-Ti intermetallic phases on the boundaries of joined materials. The FeAI3 and Fe2AI5 intermetallic layers were observed at the stainless steel-aluminum interfaces. At the aluminum-titanium interfaces TIAI2 intermetallic layer and unreacted aluminum were identified. The investigation shows that the pressure is important factor to control mechanical properties of diffusion bonded joints. The highest shear strength (88 MPa) was achieved for samples prepared using the highest pressure value.
2
Content available remote Effect of brazing temperature on microstructure and mechanical properties of dissimilar joints of titanium/stainless steel joint brazed by Al interlayer
Szwed B., Konieczny M.
Przegląd Spawalnictwa
|
2017
|
R. 89, nr 6
6--9
EN
In present investigation diffusion brazed joints between titanium (Grade 2) and stainless steel (X5CrNi18-10) using 100 μm thick aluminum foil as a filler metal were produced at the temperature range from 550 to 700°C for 60 minutes under 2 MPa bonding pressure in vacuum. The effect of temperature on the microstructure was investigated using light optical microscopy and scanning electron microscopy equipped with an energy dispersive X-ray system (EDS) to determine chemical composition of joint. The FeAl3 and Fe2Al5 intermetallic layers were observed at the stainless steel-aluminum interfaces. At the aluminum-titanium interfaces TiAl, TiAl2, TiAl3 intermetallic layers were identified. The thickness of the reaction products increases with increase in the joining temperature. The highest shear strength (91 MPa) was achieved for samples prepared at 600°C.
PL
Lutowanie dyfuzyjne zostało wykonane pomiędzy tytanem (Grade 2) a stalą nierdzewna (X5CrNi18-10) z wykorzystaniem foli aluminiowej o grubości 100 μm. Lutowanie zostało przeprowadzone w temperaturach od 550 do 700°C w czasie 60 minut pod dociskiem 2 MPa w próżni. Wpływ temperatury na mikrostrukturę połączenia został przebadany na mikroskopie optycznym oraz elektronowym mikroskopie skaningowym wyposażonym w mikroanalizator rentgenowski (EDS). Na granicy stali nierdzewnej z aluminium wydzieliły się warstwy faz FeAl3 oraz Fe2Al5. Struktura załącza od strony tytanu składała się oraz warstw faz międzymetalicznych TiAl, TiAl2, TiAl3. Grubość warstw reakcyjnych rosła wraz ze wzrostem temperatury lutowania. Najwyższą wytrzymałość (91 MPa) uzyskano podczas testów ścinania technologicznego połączeń lutowanych w temperaturze 600°C.
3
Morphology and chemistry characterization of intermetallic phases in (Cu + 5 at. % Ni)/Sn-Ag-Sn/(Cu + 5 at. % Ni) interconnections
Wierzbicka-Miernik A.
Inżynieria Materiałowa
|
2013
|
Vol. 34, nr 3
209--211
EN
The paper presents scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy studies on the microstructure and chemical composition of the (Cu + 5 at. % Ni)/Sn-Ag-Sn/(Cu + 5 at. % Ni) interconnections. The Sn, Cu and Ag are the main elements in all kinds of environment-friendly substitutes of previously used Pb-Sn eutectic solders in the electronics devices. The addition of the Ni to the copper substrate leads to the acceleration of the Cu6Sn5 intennetallic phase (IP) growth together with the change of the IP morphology. The thin (5 um) Ag interlayer is applied in order to avoid the Kirkendall voids formation in the center of the (Cu + 5 at. % Ni)/Sn/ (Cu + 5 at. % Ni) joints and in a consequence the improvement of the quality of the interconnections. The samples were prepared at various soldering temperature (240, 250 and 260°C) and annealing times (2, 5, 10, 15 and 20 min) necessary to accomplish the diffusion soldering process. The microstructure and chemical composition analyses reveal the formation of two intermetallic phases (Cu1_xNix)6Sn5 and Ag3Sn in the interconnection area. The (Cu1_xNix)6Sn5 phase was detected in the whole reaction zone while the Ag3Sn full field only the centre of joint, taking the shape of the relatively large, rounded linearly located grains. Moreover, the EDS analysis (line scan and mapping) made across the substrate/(Cu1gxNix)6Sn5 interface revealed the significant amount of nickel within the layer adj acent to (Cu + 5 at. %Ni).
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań uzyskane za pomocą skaningowej (SEM) i transmisyjnej (TEM) mikroskopii elektronowej dotyczące charakterystyki mikrostrukturalnej oraz składu chemicznego złączy (Cu + 5% at. Ni)/ Sn-Ag-Sn/(Cu + 5% at. Ni). Cyna, miedź i srebro stanowią główne składniki bezołowiowych lutowi, będących zamiennikami dotychczas stosowanych w elektronice eutektycznych stopów Pb-Sn. Dodatek Ni do substratów miedziowych prowadzi do znacznego przyspieszenia wzrostu fazy międzymetalicznej Cu6Sn5 oraz zmiany jej morfologii. Cienką warstwę Ag (5 um) zastosowano w celu uniknięcia powstawania pustek Kirkendalla obserwowanych wzdłuż całego złącza w układzie (Cu + 5 at. % Ni)/Sn/(Cu + 5 at. % Ni), co z kolei skutkuje w polepszeniu jakości i niezawodności złącza. Próbki do badań uzyskano metodą lutowania dyfuzyjnego przez wygrzewanie ich w różnej temperaturze: 240, 250 i 260°C przez 2, 5, 10, 15 i 20 minut. Charakterystyka mikrostrukturalna oraz analiza składu chemicznego spoin ujawniły występowanie dwóch faz międzymetalicznych (Cu1_xNix)6Sn5 i Ag3Sn. Faza (Cu1_xNix)6Sn5 tworzyła się w całej strefie reakcji pomiędzy substratem i lutowiem. Natomiast faza Ag3Sn była obecna tylko w centrum złącza w formie dość dużych, kulistych, liniowo ułożonych ziaren. Ponadto analiza EDS (wzdłuż linii oraz powierzchniowe rozmieszczenie pierwiastków) wykonana na granicy substrat/(Cu1gxNix)6Sn5, potwierdziły znaczne zwiększenie zawartości niklu wtym obszarze.
4
Content available remote Lutowanie dyfuzyjne tytanu z użyciem przekładek z miedzi i niklu
Mirski Z., Różański M., Winiowski A.
Przegląd Spawalnictwa
|
2012
|
R. 84, nr 10
15-18
PL
W artykule omówiono problematykę lutowności tytanu. Opisano zasadę procesu i mechanizmy powstawania połączeń wykonanych poprzez lutowanie dyfuzyjne. Przestawiono wyniki badań metalograficznych i wytrzymałościowych połączeń tytanu technicznego (grade 2) lutowanego dyfuzyjnie z użyciem przekładek z miedzi (CF032A) i niklu (Ni 99,0) oraz podano parametry lutowania dyfuzyjnego. Badania metalograficzne przeprowadzono przy zastosowaniu mikroskopii świetlnej. Podano wyniki statycznej próby ścinania uzyskanych połączeń lutowanych.
EN
The brazeability problem of titanium and its alloys have been discussed in the paper. The principles of the diffusion brazing process and application conditions have been presented. The structures and mechanical properties of the joints of titanium (grade 2) diffusion brazed with the use of sandwich type copper (grade CF032A) and nickel (Ni 99,0) as a interlayers as well as brazing conditions have been given. The structural tests were conduced using light microscopy. The results of shear strength tests of obtained joints were also presented.
5
Content available remote Przykłady zastosowania lutowania dyfuzyjnego
Winiowski A., Różański M.
Przegląd Spawalnictwa
|
2010
|
R. 82, nr 4
26-31
PL
Lutowanie dyfuzyjne jest jedną z podstawowych, a w niektórych przypadkach jedyną spawalniczą metodą umożliwiającą łączenie zaawansowanych materiałów inżynierskich o specyficznych właściwościach użytkowych, wykorzystywanych w produkcji specjalistycznych maszyn i urządzeń. Opisano zasadę i warunki procesu oraz przedstawiono wyniki badań technologicznych, prowadzonych w Instytucie Spawalnictwa w Gliwicach, w zakresie lutowania materiałów o różnych właściwościach fizykochemicznych, łączonych z dodatkiem lub bez dodatku lutu oraz wskazano inne możliwości wykorzystania tej metody lutowania.
EN
Diffusion bonding is one of the most available and in same cases even the only possible, welding method to join typical and advanced materials which have specific operation properties. This materials are used in production of special machines and devices. The principles of the diffusion brazing process and application conditions have been discussed. Technological investigation results of diffusion brazing of materials of different physical and chemical properties carried out in Institute of Welding in Gliwice with and without filler metal and different possibilities of application of diffusion bonding have been given.
6
Microstructure and kinetics of intermetallic phases growth in Ag/In/Ag joint obtained as the result of diffusion soldering
Skrzyniarz P., Wojewoda-Budka J., Filipek R., Zięba P.
Inżynieria Materiałowa
|
2010
|
Vol. 31, nr 3
662-665
EN
Copper plays the role of the fundamental conductive layer in short circuits. Nevertheless, in crucial areas silver is used due to higher electrical and thermal conductivity as well as oxidation resistance. This paper presents results of light and scanning electron microscopy observations of Ag/In/Ag joints obtained using diffusion soldering at the temperature 178°C and 193°C. The chemical composition analysis was performed at the joint cross-section using the energy dispersive X-ray spectrometry and two intermetallic phases: Ag2In and AgIn2, were identified. The AgIn2 phase with the melting temperature 144°C appears during joint solidification and it was neglected in calculation due to its nonequilibrium nature. The Ag2In phase growth at the temperature 178°C takes place when the volume diffusion predominated (n = 0.45) while at 193°C (n = 0.37) the contribution from the grain boundary diffusion became significant. The interdiffusion coefficients were calculated on the basis of the determined Ag2In phase growth rate curves at the temperature 178°C and 193°C. They were found to be: 1.27.10-15 m2/s and 1.97?10-15 m2/s for the numerical model, and: 2.53.10-15 m2/s and 4.93?10-15 m2/s for the Wagner model.
PL
Rolę podstawowej warstwy przewodzącej w układach drukowanych spełnia miedź. Mimo to w obszarach newralgicznych, stosuje się srebro ze względu na wyższą przewodność elektryczną i cieplną, a także odporność na utlenianie. W pracy przedstawiono wyniki badań złącz Ag/In/Ag otrzymanych za pomocą lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego w temperaturze 178°C i 193°C wykonane techniką mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Na przekroju spoiny wykonano analizy składu chemicznego metodą spektroskopii promieniowania rentgenowskiego z dyspersją energii i wykazano obecność dwóch faz międzymetalicznych: Ag2In i AgIn2. Faza AgIn2 o temperaturze topnienia 144°C pojawia się podczas krzepnięcia i ze względu na nierównowagowy charakter jej wzrostu pominięto ją w obliczeniach. Wzrost fazy Ag2In w temperaturze 178°C zachodzi przy przewadze dyfuzji objętościowej (n = 0,45), a w 193°C (n = 0,37) wzrasta udział dyfuzji po granicach ziaren. Na podstawie wyznaczonych krzywych szybkości wzrostu d = f(t) dla fazy Ag2In w temperaturze 178°C i 193°C, stosując numeryczny model dyfuzji, obliczono współczynniki dyfuzji wzajemnej, które wynoszą 1,27?10-15 m2/s i 1,97.10-15 m2/s, a z modelu Wagnera: 2,53.10-15 m2/s i 4,93?10-15 m2/s.
7
Content available remote Microstructure and Kinetics of Intermetallic Phases Growth in Ag/Sn/Ag Joint Obtained as the Results of Diffusion Soldering
Skrzyniarz P., Sypień A., Wojewoda-Budka J., Filipek R., Zięba P.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2010
|
Vol. 55, iss. 1
123-130
EN
Copper plays the role of the fundamental conductive layer in electronic circuits. Nevertheless, in the crucial areas, silver is used due to its higher electrical and thermal conductivity as well as oxidation resistance. Diffusion soldering is one of the novel technologies of metals joining which can successfully be used in the electronic industry. The main advantage of this process is that a joint produced is characterized by thermal and mechanical stability at temperatures 2-3 times higher than the soldering temperaturę. This paper presents results of optical and scanning electron microscopy observations of Ag/Sn/Ag joints obtained using diffusion soldering at the temperaturę 243 °C and 258 °C. The kinetics of Ag3Sn intermetallic phase growth was also studied as well as the chemical composition at the joint cross sections was determined using the energy dispersive X-ray spectroscopy method. The interdiffusion coemcients were calculated on the basis of the determined Ag3Sn phase growth ratę curves applying the numerical diffusion model developed at the Department of Solid State Chemistry, the Faculty of Materials Science and Ceramics at the AGH University of Science and Technology.
PL
Rolę podstawowej warstwy przewodzącej w układach drukowanych spełnia miedź. Mimo to w obszarach newralgicznych, stosuje się srebro ze względu na wyższą przewodność elektryczną i cieplną, a także odporność na utlenianie. Lutowanie dyfuzyjne niskotemperaturowe (ang. diffusion soldering) stanowi jedną z nowatorskich technik łączenia metali ze względu na łatwość zastosowania i szybkość procesu, w szczególności w przemyśle elektronicznym. Główną zaletą lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego jest otrzymanie połączenia wykazującego stabilność termiczną i mechaniczną w temperaturach 2-3 razy wyższych niż temperatura lutowania. W pracy przedstawiono wyniki badań złącz Ag/Sn/Ag otrzymanych za pomocą lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego w temperaturze 243 °C i 258 °C wykonane techniką mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Określona została także kinetyka wzrostu fazy międzymetalicznej Ag3Sn i skład chemiczny na przekroju spoiny metodą spektroskopii promieniowania rentgenowskiego z dyspersją energii. W oparciu o wyznaczone krzywe szybkości wzrostu fazy Ag3Sn obliczono współczynniki dyfuzji wzajemnej przy zastosowaniu numerycznego modelu dyfuzji opracowanego w Katedrze Fizykochemii Ciała Stałego na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Akademii Górniczo-Hutniczej.
8
Content available remote Vacuum brazing of TiAl48Cr2Nb2 casting alloys based on TiAl (γ) intermetallic compound
Mirski Z., Różański M.
Archives of Foundry Engineering
|
2010
|
Vol. 10, iss. 1 spec.
371--376
EN
A growing interest in modern engineering materials characterised by increasingly better operational parameters combined with a necessity to obtain joints of such materials representing good operation properties create important research and technological problems of today. These issues include also titanium joints or joints of titanium alloys based on intermetallic compounds. Brazing is one of the basic and sometimes even the only available welding method used for joining the aforesaid materials in production of various systems, heat exchangers and, in case of titanium alloys based on intermetallic compounds, turbine elements and space shuttle plating etc. This article presents the basic physical and chemical properties as well as the brazability of alloys based on intermetallic compounds. The work also describes the principle and mechanisms of diffusion-brazed joint formation as well as reveals the results of metallographic and strength tests involving diffusion-welded joints of TiAl48Cr3Nb2 casting alloy based on TiAl (γ) phase with the use of sandwich-type layers of silver-based parent metal (grade B- Ag72Cu-780 (AG 401)) and copper (grade CF032A). Structural examination was performed by means of light microscopy, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersion spectrometer (EDS). Furthermore, the article reveals the results of shear strength tests involving the aforementioned joints.
9
Content available remote Lutowanie dyfuzyjne tytanu i jego stopu z aluminium na osnowie fazy TiAl (gamma)
Winiowski A., Różański M.
Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
|
2008
|
R. 52, nr 5
104-104
PL
Podstawowe własności fizyko - chemiczne i lutowność tytanu oraz jego stopów na osnowie faz międzymetalicznych. Lutowanie dyfuzyjne - zasada procesu i warunki stosowania. Wytrzymałość na ścinanie oraz struktury połączeń tytanu (Grade2) i stopu TiAl48Cr2Nb2 na osnowie fazy TiAl - gamma, lutowanych dyfuzyjnie z użyciem warstw przekładkowych ze spoiwa srebrnego do lutowania w gat. B-Ag72Cu-780 (AG 401), miedzi (gat.CF032A) i niklu (Ni99,0). Parametry i warunki lutowania.
EN
It has been discussed the basic physical and chemical properties of titanium and its alloys based on intermetallic phases as well as their brazeability. The principles of the diffusion brazing process and application conditions have been presented. The shear strength and structures of the joints of titanium (Grade 2) and TiAl48Cr2Nb2 alloy based on the TiAl - gamma phase diffusion brazed with the use of silver filler metal (Grade B-Ag72Cu-780; AG 401), copper (Grade CF032A) and nickel (Ni99,0) interlayers as well as brazing conditions have been given.
10
Microstructure and kinetics of the Ag3Sn phase growth in Ag/Sn/Ag diffusion soldered interconnections
Wojewoda J., Zięba P.
Inżynieria Materiałowa
|
2007
|
Vol. 28, nr 3-4
496-498
EN
The paper presents microscopy observations of Ag/Sn/Ag interconnections obtained as a result of diffusion soldering process. The choice of the material as well as technological process allowed getting thermally stable joints dedicated to the electronic equipment thanks to controllable growth of intermetallic phase. The intermetallic phase which appeared first formed irregular layer with hemispherical shaped scallops growing at the silver/solder interface (Fig. 3-4). Moreover, the formation of small voids was observed inside that phase due probably to the Kirkendall phenomenon (Fig. 4a, 5). Chemical analysis performed on scanning electron microscopy (Fig. 5) revealed that the composition of this phase corresponded to Ag3Sn in the equilibrium phase diagram (Fig. 1). The investigation of the growth kinetics of this phase at 235 CC helped to describe the mechanism of Ag3Sn growth (Fig. 6). Initially the reaction at phase boundary was the mechanism responsible for the phase formation but with time of sample annealing the volume diffusion seemed to control the phase growth.
PL
W pracy przedstawiono obserwacje mikroskopowe złączy Ag/Sn/Ag otrzymanych w wyniku procesu lutowania dyfuzyjnego. Wybór materiału jak i technologii pozwala na uzyskanie trwałego termicznie złącza przeznaczonego do aplikacji w urządzeniach elektronicznych dzięki kontrolowanemu wzrostowi fazy międzymetalicznej. Pierwsza pojawiająca się faza miała postać warstwy o nieregularnej morfologii półsferycznych skallopków na granicy międzyfazowej srebro-lutowie (Rys. 3-4). Ponadto zaobserwowano tworzenie się niewielkich pustek wewnątrz fazy międzymetalicznej, co może być skutkiem zjawiska Kirkendalla (Rys. 4a, 5). Analiza składu chemicznego przeprowadzona na skaningowym mikroskopie elektronowym (Rys. 5) wykazała, że skład tej fazy odpowiada Ag3Sn na diagramie równowagi fazowej (Rys. 1). Badania kinetyki wzrostu fazy w temperaturze 235 °C pozwoliły na uchwycenie mechanizmu wzrostu tej fazy (Rys. 6). W początkowej fazie wzrostu mechanizmem odpowiedzialnym za tworzenie się fazy jest reakcja na granicy faz, natomiast ze wzrastającym czasem wygrzewania próbek dyfuzja objętościowa wydaje się kontrolować wzrost fazy Ag3Sn.
11
Content available remote Solidification and solid/liquid interface paths for the formation of protective coatings
Wołczyński W., Himemiya T., Kopyciński D., Guzik E.
Archiwum Odlewnictwa
|
2006
|
R. 6, nr 18/1
359--362
EN
A solidification path was determined for the processes of diffusion soldering and hot dip galvanizing occurred at constant temperature. The solidification path is shown for binary Ni-Al and Fe-C phase diagrams. The beginning of solidification path is estimated from measurement of the average solute concentration within coating frozen during solidification. The end of solidification path is a result of a cross-section of the real temperature applied in technology and liquidus line of a given phase diagram.
PL
Ścieżka krystalizacji została wyznaczona dla procesu spajania dyfuzyjnego oraz cynkowania metodą zanurzeniową, które przebiegają w warunkach izotermicznych. Ścieżka krystalizacji jest pokazana na przykładzie podwójnych diagramów fazowych równowagi stabilnej: Ni-Al oraz Fe-C. Początek ścieżki krystalizacji jest oszacowany z pomiarów średniego stężenia składnika stopowego w powłoce zamrożonej w trakcie krystalizacji. Koniec ścieżki krystalizacji jest wynikiem przecięcia rzeczywistej temperatury zastosowanej w danej technologii oraz linii likwidus danego diagramu fazowego równowagi stabilnej.
12
Content available remote Growth kinetics of the intermetallics formed in diffusion soldered interconnections
Wojewoda J., Zięba P., Onderka B., Filipek R., Romanów P.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2006
|
Vol. 51, iss. 3
345-353
EN
The In-48 at.% Sn eutectic alloy was used in order to make Cu/Cu interconnection in the joining process called diffusion soldering. The sequence of intermetalic phases formation and their growth kinetics were determined by means of the light microscopy and scanning electron microscopy. This allowed to calculate the growth rate constant k and exponential factor n in the equation: x = k · tn as well as to draw the diffusion path on the appropriate isotherm of Cu-In-Sn system. It was revealed that the η [Cu6(Sn,In)5] phase appeared as the first one in the solid-liquid reaction between the Cu and In-Sn liquid and possessed dual morphology of fine and coarse grains. The deep grooves separating particular scallops of the η phase were considered to be “fast diffusion paths” at the early stage of the process. The gradual disappearance of grooves during further soldering makes the volume diffusion to be predominant way of mass transport. The second intermetallic phase δ [Cu41(Sn,In)11] was formed in the solid-solid reaction between the copper and η phase. It was observed either at lower temperatures after longer annealing time (tens of hours) or after short time (minutes) at 300C and higher temperatures. This phase had rather regular interface and its growth was governed by the chemical reaction at the interface. The growth rate constant grew with the temperature and it was even three times higher then that one for the η phase. A short incubation time preceded the growth of this phase. The fundamentals of mathematical model enabling the description of the growth of intermetallic phases in multi-component systems were presented.
PL
Stop eutektyczny In-48 at.% Sn został zastosowany do utworzenia spoiny Cu/Cu w procesie lutowania dyfuzyjnego-niskotemperaturowego. Sekwencja tworzących się faz międzymetalicznych w spoinie oraz kinetyka ich wzrostu została opisana przy pomocy mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Pozwoliło to wyznaczyć stałą szybkości wzrostu oraz wykładnik potęgowy w równaniu: x = k · tn oraz wykreslić tzw. scieżkę dyfuzji w oparciu o przekroje izotermiczne układu Cu-Sn-In. Jako pierwsza tworzy sie faza η [Cu6(Sn,In)5] w reakcji między Cu i ciekłym stopem In-Sn. Posiada dwie morfologie różniące się wielkościami ziaren. Faza η w kontakcie z lutowiem tworzy charakterystyczne skalopki oddzielone od siebie wąskimi kanałami, które identyfikowane są jako ścieżki szybkiej dyfuzji w wczesnym stadium lutowania. Stopniowy zanik kanałów prowadzi do zwiększenia roli dyfuzji objętościowej jako czynnika kontrolującego kinetykę wzrostu faz w spoinie. Druga faza międzymetaliczna δ[Cu41(Sn,In)11] tworzy się podczas reakcji w stanie stałym między Cu i faza η. Jej wzrost obserwowano w niższych temperaturach po kilkudziesięciu godzinach wygrzewania lub po kilku minutach lutowania w temperaturze 300C i wyższych. Tworzenie się fazy η poprzedzone jest krótkim okresem inkubacyjnym a jej wzrost kontrolowany jest reakcją na granicy faz. Stała szybkości wzrostu fazy η wzrasta wraz ze wzrostem temperatury procesu i jest nawet trzy razy większa od stałej właściwej dla wzrostu fazy η. Przedstawiono podstawy modelu matematycznego dyfuzji w układach wieloskładnikowych, który może być wykorzystany do opisu wzrostu faz międzymetalicznych w spoinie.
13
Microstructural characterization of the Si/Cu/X/Cu/Si (X=In, In-48 at.% Sn) interconnections obtained in diffusion soldering process
Wojewoda J., Zięba P.
Inżynieria Materiałowa
|
2004
|
R. XXV, nr 3
460-463
EN
The paper presents the potential of diffusion soldering process application to the production of thermally stable Si/Si joints designed for microelectronics devices. Pure copper was used for metallization while In and an In-48 at.% Sn alloy as solder interlayers (Fig. 1). The samples were annealed at 180 °C and 200 °C for In and the In-Sn interlayer, respectively. The investigation of interconnections was performed using transmission electron microscope equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer. The presence of two phases: eta(Cu2In) and ...(Cu7ln3) in the Cu/In/Cu joint was found (Fig. 2). The eta phase was also observed in the Cu/Sn-In/Cu samples. However, in the central part of the joint it was based on the Cu6(Sn,In)5 compound and with an increasing distance from the middle of the joint this phase was replaced by eta(Cu2(In,Sn)). In the region adjacent to the copper substrate two phases: ...(Cu10(Sn,In)3) and ...(Cu7In3) were detected (Fig. 3). The high melting point (~600 °C) of all the phases (eta, ...) guarantees the thermal stability of the resulting interconnections (Figs.4, 5).
PL
W pracy przedstawiono możliwości techniki lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego w produkcji termicznie stabilnych złączy Si/Si stosowanych w przemyśle elektronicznym. Podczas tworzenia złączy przeprowadzono metalizację z czystą miedzią oraz zastosowano jako lutowie warstwę indu oraz stopu eutektycznego indu i cyny (Rys. 1). Próbki z warstwą indu oraz stopu In-Sn były wygrzewane w odpowiednich temperaturach 180 oraz 200 °C. Wykonano mikroanalizę składu chemicznego otrzymanego złącza wykorzystując transmisyjny mikroskop elektronowy wyposażony w spektrometr dyspersji energii promieniowania X (EDX). W złączu Cu/In/Cu obecne były dwie fazy międzymetaliczne eta(Cu2In) oraz ...(Cu7ln3) zaobserwowano również w połączeniach Cu/Sn-In Cu. Jednakże w centralnej części złącza istniała faza eta typu Cu6(Sn,In)5, a wraz ze wzrastającą odległością od środka złącza faza ta była zastępowana przez jej inną odmianę opartą na formule Cu2(In,Sn). W obszarze bliskim substratowi miedzi zaobserwowano dwie fazy ...(Cu10(Sn,In)3) oraz delta(Cu7In3) (Rys. 3). Wysokie topnienia (~600 °C) wszystkich trzech faz (eta ...) gwarantują termiczną stabilność uzyskanych połączeń (Rys. 4,5).
14
Lutowanie dyfuzyjne niskotemperaturowe. II. Aspekty kinetyczne
Wojewoda J., Zięba P.
Inżynieria Materiałowa
|
2004
|
R. XXV, nr 1
24-28
PL
Część pierwsza pracy zawierała aspekty strukturalne procesu lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego. Opisano przebieg jego kolejnych etapów, a także kryteria doboru materiału spajającego. Przedstawiona została również charakterystyka pokrewnego procesu, jakim jest lutowanie dyfuzyjne wysokotemperaturowe. Scharakteryzowano przykłady zastosowanych dotychczas układów, wyszczególniając tworzące się fazy międzymetaliczne w złączu oraz kolejność ich powstawania. Drugim ważnym zagadnieniem jest kinetyka procesu, której istotę stanowi pomiar grubości warstwy fazy międzymetalicznej i czas jej wzrostu. Omówione zostaną aspekty kinetyczne zarówno dla procesu lutowania wysoko-, jak i niskotemperaturowego. Wyróżnia się dwa rodzaje modeli procesu lutowania dyfuzyjnego wysokotemperaturowego: sekwencyjny i ciągły. W sekwencyjnym każdy kolejny etap procesu rozpatrywany jest osobno jako niezależny, a otrzymane rozwiązanie jest analityczne. W modelu ciągłym uzyskane rozwiązanie jest numeryczne, a proces stanowi jedną całość. W procesie lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego mamy do czynienia z warstwami charakteryzującymi się bardzo wąskim zakresem jednorodności, tzn. cienkimi warstwami. Dla nich trudno jest obliczyć współczynnik dyfuzji z krzy-wej stężenia, ponieważ gradient stężenia dąży do zera, a współczynnik dyfuzji dąży do nieskończoności. Przedstawiono rozwiązanie tego problemu, podane przez Wagnera w postaci tzw. uśrednionego współczynnika dyfuzji, a także omówiono szybkość wzrostu faz międzymetalicznych w złączu dyfuzyjnym. Na końcu podane zostały przykłady obliczeń kinetyki wzrostu warstw faz międzymetalicznych dla na-stępujących układów: Ni-Al, Cu-Sn, Cu-In oraz Cu-In-Sn.
EN
The first part contained structural aspects of the diffusion soldering process where the principle of the process and its successive stages were described. It also included the selection criteria for diffusion soldering and characteristics of several alloy systems which have been designed and successfully used for diffusion soldering. Diffusion brazing process is related joining technique and from that reason some attention was paid also on it. This paper is focused on the kinetic aspects of the process. Both the kinetics of the diffusion brazing and soldering will be described. For the diffusion brazing two kinds of model can be distinguished - analytical and numerical. First one treats the joining process as a number of discrete stages. Numerical methods describe the process as a continuous one. They can be applied lo two- or three-dimensional joining situations and when the components have complicated shapes. In multiphase systems with intermediate compounds which are characterized by the narrow homogeneity range, one may calculate values of the integral diffusion coefficient extended over the homogeneity range of the various compounds according to the solution given by Wagner. This is accomplished with the use of the growth constants determined from the plots of the growth distance of the intermetallic layer versus time of soldering. The details of the procedure which has to be applied and examples relevant for some systems presented in Part I of the paper are presented, namely Al-Ni, Cu-Sn, Cu-In and Cu-In-Sn.
15
Lutowanie dyfuzyjne niskotemperaturowe. I. Aspekty strukturalne
Wojewoda J., Zięba P.
Inżynieria Materiałowa
|
2004
|
R. XXV, nr 1
11-23
PL
Lutowanie dyfuzyjne niskotemperaturowe jest technologicznym procesem spajania materiałów przy użyciu warstwy niskotopliwego metalu lub stopu, umieszczonej pomiędzy substratami o stosunkowo wysokiej temperaturze topnienia. Taki układ jest ogrzewany, przy zastosowaniu minimalnego docisku, do temperatury powyżej punktu topnienia składnika niskotopliwego i utrzymywany w niej przez określony czas. Lutowina tworzy się w wyniku występowania zjawiska krystalizacji izotermicznej oraz następującej po nim dyfuzji w stanie stałym i składa się z faz międzymetalicznych, których temperatury topnienia są znacznie wyższe niż temperatura tworzenia lutowiny. Proces lutowania dyfuzyjnego niskotemperaturowego znajduje zastosowanie m.in. w mikroelektronice i elektrotechnice, dzięki względnie wysokiej temperaturze użytkowania powstającej lutowiny. Jest także przyjazny dla środowiska ze względu na nieobecność materiałów toksycznych, w tym ołowiu. Lutowanie dyfuzyjne łączy w sobie zalety lutowania konwencjonalnego (dobre wypełnienie obszaru lutowiny, brak konieczności specjalnego przygotowania powierzchni) i zgrzewania dyfuzyjnego (wyższe temperatury użytkowania, mniejsze naprężenia cieplne). Tworzenie się lutowiny następuje w kolejnych etapach: grzanie, rozpuszczanie, krystalizacja izotermiczna oraz wzrost faz międzymetalicznych. W przypadku odmiany wysokotemperaturowej lutowania dyfuzyjnego dochodzi jeszcze etap homogenizacji, a tworzenie lutowiny nie wymaga istnienia faz międzymetalicznych. Wszystkie etapy lutowania są przedmiotem szczegółowej analizy uwzględniającej zmiany strukturalne, stężenia składników oraz położenia punktów na układzie równowagi fazowej. Przedstawione są kryteria wyboru doboru materiału spajającego oraz omówione szczegółowo układy, w których proces lutowania dyfuzyjnego znalazł zastosowanie.
EN
Diffusion soldering is a technological process of joining materials, using an interlayer of low melting temperature metal or alloy, which is sandwiched between the substrates of relatively high melting temperature. Such an assembly is heated in a load press to a temperature above the melting point of the low melting component, and held at this temperature for a specified time and at a certain pressure. The joint is formed due to isothermal solidification and subsequent diffusion in solid state, which entirely consists of intermetallic phases with melting temperatures much higher than the temperature used for the fabrication of the joint. The process can find application in heating elements, thick-film hot plates, power electronics etc. due to the a relatively high service temperature of the resultant joint. The process is also environment friendly since no use of toxic materials is involved. The diffusion soldering combines the advantages of conventional soldering (good joint filling and tolerance to surface preparation) and diffusion bonding (higher service temperature, smaller thermal expansion mismatch stresses). The stages involved in joint formation are the following: heating, dissolution, isothermal solidification, growth of intermetallic phases and homogenization. The last stage is discussed from the view point of diffusion brazing, sister process of diffusion soldering which does not require the existence of intermetallic phases during joint formation. Further, the selection criteria for diffusion soldering are discussed. Finally, number of examples of alloy systems which have been designed and successfully used for diffusion soldering are presented and described in detail. Among them are Ag-ln and Ag-Sn, Ni-Sn, Cu-Sn, Au-ln, Au-Sn, Cu-In. Sn-In and Ni-Al.
16
Content available remote Diffusion processes in diffusion-soldered interconnections
Wojewoda J., Lopez G. A., Zięba P., Mittemeijer E. J.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2004
|
Vol. 49, iss. 2
277-291
EN
The paper presents fundamentals of the diffusion processes occurring in interconnections produced by means of diffusion soldering. The stages involved in the formation of the interconnection are described for the Al-Ni system as an example. The growth of the formed intermetallic phases is the most important step from the kinetic point of view because it determines the rate of the whole process. If the growth-controlling factor is bulk diffusion, then the solution of the diffusion problem leads to Wagner's integral interdiffusion coefficient. To solve Wagner's equation it is necessary to determine the growth constant kp. The procedure leading to a proper determination of kp from a plot of the intermetallic layer thickness as function of time is described in details. Finally, examples of kinetic calculations for the intermetallic phase growth in the Al-Ni, Cu-Sn, Cu-In and Cu-In-Sn systems are presented.
PL
W pracy przedstawiono opis procesów dyfuzyjnych zachodzących w spoinie (lutowinie) utworzonej w wyniku niskotemperaturowego lutowania dyfuzyjnego. Na przykładzie złącza Ni/Al/Ni zostały opisane poszczególne etapy tworzenia lutowiny. Najważniejszym etapem, determinującym kinetykę całego procesu jest okres wzrostu faz międzymetalicznych. W przypadku, gdy czynnikiem kontrolującym wzrost jest dyfuzja objętościowa, wtedy rozwiązanie zagadnienia dyfuzji sprowadza się do wyznaczenia uśrednionego współczynnika dyfuzji wzajemnej z równania Wagnera. Zastosowanie równania Wagnera wymaga wyznaczenia stałej wzrostu parabolicznego. pokazana została procedura pozwalająca na poprawne wyznaczenie kp z wykresu zależności pomiędzy grubością warstwy metalicznej, a czasem trwania lutowania dyfuzyjnego. Przedstawiono również przykłady obliczeń kinetyki wzrostu faz międzymetalicznych w układach Al-Ni, Cu-Sn, Cu-In oraz Cu-In-Sn.
17
Content available remote Lutowanie dyfuzyjne - zastosowanie w nowoczesnych dziedzinach przemysłu
Winiowski A.
Przegląd Spawalnictwa
|
2002
|
R. 74, nr 8-10
90-92
18
Diffusion soldering-candidate for a lead-free interconnection technology.
Zięba P.
Inżynieria Materiałowa
|
2001
|
R. XXII, nr 5
989-992
EN
The metallurgical principles and some features of diffusion soldering are reviewed in the aspect of its great potential to obtain lead-free joints for electronic and electric manufacturing.
PL
Przedstawiono podstawy otrzymywania oraz charakterystykę procesu dyfuzyjnego lutowania w odniesieniu do jego potencjalnego zastosowania do uzyskania bezołowiowych złączy w elektronice i elektrotechnice.
19
Content available remote Lutowanie dyfuzyjne aluminium z użyciem topnika.
Winiowski A.
Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
|
2001
|
R. 45, nr 6
37-40
PL
Badania technologiczne dyfuzyjnego lutowania aluminium i jego stopów z manganem z użyciem mieszanki krzemowo-topnikowej. Lutowanie piecowe w atmosferze argonu i indukcyjne na powietrzu. Wyniki badań metalograficznych i wytrzymałościowych połączeń. Zalecenia paktyczne odnośnie zastosowania tej metody lutowania.
EN
It was carried out technological investigations into diffusion brazing of aluminium and its manganese alloys with use of a mixture containing flux and silicon powder. The material was furnace brazed in argon atmosphere and induction brazed in air. It has been given the results of metallographic examination and mechanical testing of the brazed joints. Practical recommendations as to the application of this brazing method are given as well.
20
Content available remote Zastosowanie lutowania dyfuzyjnego do łączenia metali i stopów
Winiowski A.
Przegląd Spawalnictwa
|
1999
|
R. 71, nr 4
13-14, 19--20
PL
Podano podstawy fizykochemiczne, warunki i parametry lutowania dyfuzyjnego z dodatkiem spoiwa oraz lutowania stykowo-reakcyjnego. Przykłady i możliwości zastosowania tej metody do łączenia metali i stopów.
EN
Physicochemical fundamentals, conditions and parameters of diffusion soldering with filler as well as contact-reaction soldering. Examples and possibilities of using this method for joining metals and alloys.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.