由杨氏方程可知，任何使三相表面张力发生变化，从而使接触角θ发生变化（减少）的因素都将影响钎料对母材的润湿性。从物理意义上说，如使σLV减小，意味着液体内部原子对表面原子的吸引力减弱，液体原子容易克服本身受到的引力趋向液体表面，使液体的表面积增大，钎料容易铺展。而σSV增大，说明固体的内部原子对表面原子的吸引力增大，表面原子处于高能态。......
2023-06-26
如何提高钎料润湿性：采用钎剂去除氧化膜及其传质作用
【摘要】：图3-1-11 钎料-母材-钎剂系统平衡时的界面张力去除氧化膜最有效的方法是采用钎剂。钎剂的作用，除能清除母材表面氧化物使σSF增大外，也能减小液态钎料的界面张力σLF。另一方面，钎剂中若存在重金属化合物，根据Gibbs的观点，可以得出在液态钎剂和液态钎料、固体母材之间，会发生钎剂中的金属离子的传质过程。因此，施加钎剂可显著提高钎料的润湿性。
图3-1-11 钎料-母材-钎剂系统平衡时的界面张力
去除氧化膜最有效的方法是采用钎剂。当用钎剂去除了母材和钎料表面的氧化膜后，液态钎料就可以和母材金属直接接触，从而改善润湿性。钎剂改善钎料润湿性的原因可用杨氏方程解释（图3-1-11），当钎料和金属表面覆盖了一层钎剂后，它们之间的界面张力发生了变化，液态钎料终止铺展时的平衡方程为
式中 σSF——固体同液态钎剂的界面张力，单位为N/m；
σLF——液态钎料与液态钎剂间的界面张力，单位为N/m；
σSL——液态钎料与母材间的界面张力，单位为N/m。
由式（3-1-40）可以看出，要提高润湿性，即减小θ角，必须增大σSF，减小σLF和σSL。钎剂的作用，除能清除母材表面氧化物使σSF增大外（满足σSF>σSV），也能减小液态钎料的界面张力σLF。液态钎剂降低液态钎料表面张力的作用机制可用Antonoff规则解释：两相互饱和的液相所构成的液-液界面张力为二者表面张力之差，即
σa，b=σa-σb （3-1-41）
Gibbs从表面能的观点导出类似的规律。他认为，高表面能液体为较低表面能的液体饱和时，低表面能的液体将在高表面能液体上吸附，使表面能降低。在钎焊过程中，若施加钎剂时，液态钎料的表面张力就从液-气表面张力转化为液-液界面张力。根据Antonoff规则和产生表面张力的密度差条件，一定有σLF＜σLV。另一方面，钎剂中若存在重金属化合物，根据Gibbs的观点，可以得出在液态钎剂和液态钎料、固体母材之间，会发生钎剂中的金属离子的传质过程。当钎剂和钎料发生传质现象时，可使钎料合金化；当钎剂和母材发生传质现象时，可降低固-液界面张力（σSL），使钎料润湿性增加。因此，施加钎剂可显著提高钎料的润湿性。
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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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