机械压力是钨铜真空扩散焊中的主要物理驱动力。通过施加连续的力，例如 30 MPa，真空热压炉可确保钨基材、Fe-W 夹层和铜之间紧密接触。这种物理压缩对于克服表面粗糙度和引发固结合所需的原子混合至关重要。
虽然真空环境可防止新氧化，但机械压力负责破坏现有屏障。它迫使材料相互挤压，以破坏残留的氧化物并闭合微观空隙，从而使原子相互扩散形成致密的固溶体层。
创建物理界面
克服表面不规则性
即使是仔细准备的表面也包含微观的峰和谷。施加连续的机械压力会将钨和铜表面压向 Fe-W 夹层。
这种压力会使这些微观不规则性变平。结果是紧密的物理接触，这是任何扩散焊发生的绝对先决条件。
破坏残留氧化膜
氧化层是阻碍原子扩散和削弱结合强度的天然屏障。机械压力在物理破坏这些残留膜方面起着关键作用。
通过在载荷下断裂这些层，可以暴露清洁的金属表面。这使得原子能够直接相互作用，绕过表面氧化物的阻碍作用。
促进原子扩散
增强相互扩散
一旦物理屏障被移除，压力就会促进界面上的原子相互扩散。这是将两种分离的金属转化为统一部件的核心机制。
原子在边界处的移动会导致形成致密的固溶体扩散层。该层负责最终组件的机械强度。
提高密度并减少空隙
在炉内，高温和高压的结合驱动材料的致密化。
压力会导致晶粒生长，同时迫使空隙和孔隙减小。这会导致体积收缩并形成致密的、多晶烧结体。
理解权衡
压力不能取代真空
虽然压力可以破坏现有的氧化物，但它无法防止在加热过程中发生新的氧化。
因此，压力必须与高真空环境（通常为 10^-4 至 10^-3 Pa）配合使用。如果真空不足，易氧化的 Fe-W 夹层会氧化，任何机械压力都无法实现牢固的结合。
热量与力的平衡
压力产生接触，但热量驱动动力学。您不能仅依靠压力来熔合材料。
该过程需要热压的热能来促进晶粒生长和材料转移。压力优化了这些热过程的条件，但不能取代精确的温度控制。
为您的目标做出正确选择
为了在钨铜扩散焊中取得最佳效果，请考虑压力与环境的具体功能：
- 如果您的主要重点是结合完整性：确保机械压力（例如 30 MPa）足以物理压碎表面粗糙度和断裂残留氧化膜。
- 如果您的主要重点是化学纯度：优先考虑真空度，以保护高度易氧化的非晶态 Fe-W 夹层，因为压力无法纠正化学污染。
扩散焊的成功需要利用压力在物理上架起桥梁，从而使材料的化学性质永久融合。
总结表：
| 机械压力的功能 | 对结合过程的影响 | 对材料完整性的结果 |
|---|---|---|
| 物理压缩 | 压平微观峰和谷 | 确保基材之间紧密接触 |
| 氧化物破坏 | 断裂残留氧化膜 | 暴露清洁金属以进行原子相互作用 |
| 空隙减少 | 驱动体积收缩和致密化 | 形成致密的、无孔的多晶结合 |
| 原子驱动力 | 促进界面处的运动 | 形成坚固的固溶体扩散层 |
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