شکل جدید هیبرید مایع/جامد در لحیم کاری

به گزارش تاسیسات نیوز، محققان دانشگاه آیوا ذرات میکرونی جدیدی تولید کرده اند که با فلز مایع پر می شود و حالت مایع خود را در دمای اتاق حفظ کرده و می توانند با همدیگر قالب ریزی شوند. شکل جدید هیبرید مایع/جامد کاربردهای عملی در لحیم کاری بدون گرما و تعمر صدمات مدارهای الکترونیکی دارد. 

کشف این شکل فلزی جدید وقتی انجام شد که محققان به دنبال روشی برای پیشگیری از برگشت فلزات مایع به حالت جامد حتی در دماهای زیر نقط انجماد آنها بودند. این تکنیک که با عنوان undercooling (فوق سردکردن) اغلب برای تحلیل کارهای داخلی ساختارهای فلزی و بررسی روش های جایگزین فراوری فلزات استفاده شده است. با این وجود، بزرگ ترین مانع در این حوزه این است که ساخت مقادیر قابل توجهی از کمیت های پایدار این فلزات فوق سرد سخت است.

 

 

 

 

تیم دانشگاه آیوا با نگاه به این مشکل به شیوه ای متفاوت، ایده پوشاندن قطرات ریز فلز مایع با یک پوشش یکنواخت نازک که مایع را در نوعی کپسول نگه می دارد تا بسته متوازنی از ذرات حاوی فلزات مایع فوق سرد را تشکیل دهد مطرح کردند.

 

 

 

برای تولید این ذرات، محققان ز یک ابزار برش دوار بسیار سریع برای برش فلز مایع به قطرات ریز و سپس تعلیق آنها در یک ترکیب اسید استیک/دی اتیلن گلیکول استفاده کردند. وقتی ذرات در معرض اکسیژن قرار گرفتند، سطح فلز اکسید شده و یک حباب با فلز مایع به دام افتاده درون آن ایجاد کرد. وقتی اکسیداسیون کامل شد، تیم این لایه را پولیش کرد تا یکنواخت شود.

 

 

 

 

پرفسور مارتین تاو – دستیار پروژه – گفت: «ما می خواستیم مطمئن شویم فلزات جامد نمی شوند. پس سطح ذرات را طوری مهندسی کردیم که هیچ مسیری برای تبدیل فلز مایع به حالت جامد وجود نداشته باشد. ما آن را در حالتی که نمی خواست باشد به دام انداختیم.»

 

 

 

 

برخلاف چسب فلزات که به عنوان لحیمی استفاده می شود که دو ماده مجزا را به هم وصل می کند، ماده جدید با استفاده از ذرات فلز مایع همان فلزات ایجاد می شود. در این مورد فلز فیلد (آلیاژی از بیسموت، ایندیوم و قلع) و سایر ذرات حاوی آلیاژ بیسموت و قلع برای تولید حباب های فلز مایع استفاده شدند.

 

 

 

 

این حباب ها که اندازه آنها تقریباً به اندازه گلبول های قرمز خود با قطر 10 میکرومتر است، توسط این تیم برای تعمیر عیوب میکروسکوپی، انجام لحیم کاری میکرونی و اتصال قطعات ماکروسکوپی فلز به همدیگر در قالب گیری بدون گرما تست شدند.

 

 

 

 

تیم در مقاله خود گفت: «ما رفع عیوب سطوح آسیب دیده و لحیم کاری/اتصال فلزات در دمای اتاق بدون نیاز به ابزارهای با تکنیک بالا، آماده سازی پیچیده ماده یا یک فرایند با دمای بالا را نشان دادیم.»

 

 

 

 

 

پرفسور تام یک گواهی ثبت اختراع برای این فناوری دارد و در حال حاضر روی آزمایش و بهبود رسانایی الکتریکی و دوام و اعتبار مکانیکی ماده جدید کار می کند.

 

 

 

 

 

انتهای خبر