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应用于测量表面的微观粗糙形状分析图像金相显微镜
扩散接合原理
固态扩散接合原理
“扩散接合”系指材料在固态下密接后并施予适当压力，当接合
界面之间微量的塑性变形并彼此紧密接触时，藉由外加熔点以下的热
源，促使接合界面的表面原子动能加速，当原子扩散及粒界运动即完
成接合
材料界面接合过程
阶段一：
材料处于室温下并且尚未施加任何压力，欲接合的界面由于材料
表面的微观粗糙形态，此时仅以局部的点状接触，
阶段二：
在接合界面间施予正向压力，随着压力与温度的升高，接合界面
产生塑性变形，接触面积增加，也因温度的提高造成材料降伏降低，
促使接触面积迅速扩大。在紧密接触的接合界面，形成材料表面层的
原子晶粒的新晶界，但表面粗糙度始终无法全区域接触，所以会有孔
洞存在
阶段三：
原子经由粒界扩散和体扩散填补孔洞，并使新形成之晶界受孔洞
拴锁作用减小而开始移动至平衡位置此时接合界面形成新的晶界；部
份孔洞在此粒界运动过程中，被遗留在晶粒内
阶段四：
原子的体扩散及粒界移动使残馀之孔洞及界面消失，两块材料合
而为一
扩散接合控制参数
扩散接合主要控制参数条件有：表面处理、温度、时间、压力及
保护气氛。
A. 表面处理（surface condition）
扩散接合系借材料接合面紧密接触，增加原子扩散途径而达到接
合，任何影响扩散接合之障碍如表面粗糙度、氧化层、附着油脂及污
染物，均须完全清洁与排除。
B. 温度（temperature）
温度提供扩散接合过程中原子克服扩散能障所需的能量，温度越
高，原子扩散及粒界移动则越快，孔洞亦会消失，但伴随高温也可能
带来晶粒成长而造成接合件机械性质不良，扩散接合温度控制在材料
熔点(温度)0.53 至 0.88 倍间为宜。
C. 时间（time）
接合压力与所需时间成反比，系为一时间－压力
关系趋势图；另接合时间增长，虽可获得较佳之接合件，但亦可能发
生材质变化，因此参数控制需谨慎评估；同时就成本观点言，增加接
合时间并不符合经济效益
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