Смачивание поверхности твердого металла расплавленным припоем

 Смачивание поверхности твердого металла расплавленным припоем

Для того чтобы возникло сцепление между частями твердого металла и расплавленным припоем, необходимо, чтобы атомы расплавленного металла вступили в непосредственный контакт с поверхностными атомами твердого металла, т. е. чтобы произошло смачивание.

Для понимания природы смачивания рассмотрим условия равновесия капли расплава на твердой металлической поверхности (рис.1).

Если эта капля мала, то влиянием ее веса q можно пренебречь. Тогда частица расплава в точке О будет находиться под взаимодействием трех сил:

Faдг	—	силы, обеспечивающей прилипание (адгезию) частиц расплава к твердому металлу;
Fког	—	силы, обеспечивающей сцепление (когезию) частиц жидкости между собою;
Fжг	—	силы притяжения частицы жидкости газообразной средой; эта сила обычно мала, поэтому вектором Fжг можно пренебречь.

Если капля расплава находится на плоской горизонтальной поверхности, то сила F_aдг как равнодействующая сил взаимодействия частицы О расплава с атомами твердого тела будет направлена вертикально вниз. Сила F_ког как результирующая сил взаимодействия частицы О с расположенными вблизи нее атомами расплава направлена внутрь жидкой капли, при этом вектор F_aдг делит пополам угол θ.

Складывая векторы F_aдг и F_ког, получим их равнодействующую F_р. В зависимости от величины и направления складываемых векторов равнодействующая F_р может быть направлена или внутрь твердого тела, или внутрь жидкости, или по границе раздела между ними. Легко понять, что поверхность жидкой капли в точке приложения равнодействующей силы F_р будет нормальна (перпендикулярна) к направлению этой силы и что в зависимости от направления силы будет меняться угол θ, образованный касательной к поверхности жидкой капли в точке О и линией раздела твердое тело – жидкость. Этот угол называют обычно краевым углом смачивания, а величина его служит показателем смачивания твердого тела жидкостью; чем меньше краевой угол, тем лучше смачивание.

Твердое тело можно считать полностью смоченным жидкостью, если угол контакта равен нулю, и совершенно несмачиваемым, если этот угол равен 180°. Между значениями угла контакта от нуля до 180° имеется градация смачиваемости.

Смачиваемость можно определить или по величине угла контакта, или по площади растекания припоя.

 Литература

1. Справочник паяльщика / В.Е. Хряпин, А.В. Лакедемонский. М., Машиностроение, 1974, 328 с.