확산 본딩은 일반적으로 관련 재료의 절대 용융 온도의 50~70% 범위의 온도에서 발생합니다. 이 프로세스에는 금속 표면을 1400°C(2552°F)까지 고온으로 가열하고 압력을 가하여 표면이 밀착되도록 하는 과정이 포함됩니다. 확산 접착의 정확한 온도는 특정 재료와 원하는 결과에 따라 달라질 수 있으며, 확산 어닐링은 접착의 강도와 내식성을 향상시키기 위해 1050~1250°C의 온도에서 장시간 수행되는 경우가 많습니다.
설명:
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확산 본딩의 온도 범위:
- 확산 본딩 공정에서는 두 금속 표면의 원자가 산재해야 하므로 높은 온도가 필요합니다. 이러한 온도는 일반적으로 접착되는 재료의 절대 용융 온도의 50~70%로 설정됩니다. 이 범위는 재료가 원자 확산을 허용할 만큼 충분히 가단하지만 녹을 정도로 뜨겁지는 않은 온도를 보장합니다.
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가열 방법:
- 표면은 용광로 또는 전기 저항 방식을 사용하여 가열됩니다. 목표는 필요한 온도에 도달하는 것이며, 특정 재료의 경우 1400°C(2552°F)까지 올라갈 수 있습니다. 이 높은 온도는 원자가 고농도 영역에서 저농도 영역으로 이동하여 결국 강한 결합으로 이어지는 확산 과정을 활성화하는 데 매우 중요합니다.
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압력의 적용:
- 열과 함께 유압 프레스나 추를 사용하여 부품에 압력을 가합니다. 이 압력은 표면이 밀착되도록 하며, 이는 원자 확산이 효과적으로 일어나는 데 필수적인 요소입니다. 본딩 공정 전반에 걸쳐 이러한 밀착 상태를 유지하기 위해 고정 장치를 사용하는 경우가 많습니다.
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확산 어닐링:
- 확산 어닐링은 재료 내의 불균일성이나 농도 차이를 제거하는 데 사용되는 특정 기술입니다. 이 공정은 매우 높은 온도(1050~1250°C)에서 장시간(최대 50시간) 진행됩니다. 예를 들어, 니켈 기반 브레이징 조인트는 약 1000°C에서 확산 어닐링하여 납땜 재료의 금속 농도를 모재 쪽으로 이동시켜 조인트의 강도와 내식성을 향상시키는 경우가 많습니다.
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환경적 고려 사항:
- 본딩 공정에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 산화를 방지하기 위해 열처리 용광로는 고진공 상태에서 작동하는 경우가 많습니다. 이렇게 제어된 환경은 표면을 깨끗하게 유지하고 확산 과정을 방해할 수 있는 오염 물질이 없도록 합니다.
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소결 및 확산:
- 광범위한 확산을 수반하는 소결에서는 일반적으로 용융 온도(0.6Tm)의 60%를 초과하는 높은 온도가 요구됩니다. 이러한 높은 온도는 표면적과 국부적인 곡률을 줄여 결합을 강화하는 것을 목표로 하는 확산 공정을 주도합니다.
요약하면, 확산 본딩은 두 금속 표면 사이에 원자가 효과적으로 산재하도록 온도와 압력을 세심하게 제어해야 하는 정밀한 공정입니다. 특정 온도는 다양할 수 있지만 일반적으로 재료의 융점의 상당 부분인 범위 내에서 이루어지며, 재료가 녹지 않고 본딩에 필요한 원자 이동성을 보장합니다.
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