溶媒和・再溶解展望における溶解現象の重要なサービスと制御戦略 (代表的な溶解展望と溶媒和・再溶解における界面反応)

履行能力可溶反乱軍と展望における現代象の重要なキャンペーンとコントロール戦略
1 材料の接合における溶解現象とその意義の理解
溶解は、溶解結合と再結合のための基本的で重要な物理化学的プロセスである。これは、熱源の作用下で、界面における母材、原料、原材料の溶融、融合、拡散のプロセスである。この現象は、接合部の形成品質、微細構造、機械的特性に直接的な影響を与える。従来の融着接合、ルー接合、そして新たに開発された攪拌接合や摩擦リベート接合は、いずれもプラスチックの溶解を制御し、より粗く堅牢な材料で接合部品の性能を確保するために使用される。

例えば、アルミ合金と鋼材の摩擦圧接の場合、圧接の折り返しによって摩擦熱が発生し、アルミ合金が軟化し、偏肉が充填されることによってプラスチックの流れが発生する。この過程で、界面での元素の拡散がある程度達成され、金属間化合物が形成される。同様に、母材の溶解速度と溶解の程度は、接合部品の組織と特性に決定的な影響を与える。溶解プロセスを理解し、それを正しく制御することは、溶解と補強プロセスを最適化し、接合部の信頼性を高め、部品の寿命を延ばすために非常に重要である。

2 溶媒結合と再結合における代表的な溶解特性と界面反応
2.1 回転における母材の溶解挙動
液体ロゼットが基材と接触することにより、液体ロゼットから基材の液体ロゼットへの溶解が始まる。溶解過程は複雑な物理化学的過程であり、溶解の速度と程度は多くの要因に影響される。温度、保持時間、材料の組成は、基材の溶解量に大きな影響を与える。

例えば、アルミ熱交換器の場合、肉の溶解と摂取が非常に重要であることが研究者により判明しており、3種類のルーローケパウチ（通常、加熱、強制加熱）を比較したところ、ルーローケのラジェッタ部分の溶解率は18%から68%であった。加熱工程の場合、ルージュの部分の接合部の一部を浸漬し、薄肉を冷却して破壊した。これは、過度の溶解がジョイントの特性に重大な悪影響を及ぼすことを示している。

2.2 異種材料の接合における界面反応
アルミニウム合金と鋼を接合すると、界面で複雑な化学反応や元素拡散が起こり、金属間化合物が形成される。アルミニウム合金と鋼の攪拌摩擦接合では、界面にFe2Al5やFeAl3 FexAly (x<y)テープの金属間化合物が形成され、これは通常接合部の特性に有害である。

アルミ合金と鋼の界面にバルク状に拡散分布するFe4Al13、Fe2Al5、Fe2Al5フレーク、FeAl6の金属間化合物をTEMなどで観察した。化合物の種類、厚さ、分布は、接合部の機械的特性と破壊挙動によって決定される。

3 溶解現象を実施するための戦略と方法
3.1 近接パラメータの最適化
溶解現象を制御する主な方法は、接合プロファイルのパラメータを最適化することである。温度、時間、圧力、その他の重要なパラメータは、溶解の程度、接合部の性能、および反対の要件のバランスを正しく制御するために必要です。

TLP（Transportable Liquid Phase）接合では、最高温度と保持時間を制御し、母材の溶解度を効率的に管理します。例えば、鋼材の液膜溶解・拡散接合の場合、溶解温度が接合組織や機械的特性に大きな影響を与える。溶解温度の上昇に伴い界面でのNi原子やFe原子の拡散が進み、界面拡散接合層の厚みが増加し、700〜800℃の静鏡面では液膜状態で白口硬化組織を有する溶解部が得られる。

3.2 素材デザインと表面処理
有害な溶解と界面反応は、合理的な材料設計と表面処理によって効果的に制御することができる。アルミニウム合金と鋼の接合は、有害なFe-Al金属間化合物の形成を抑制し、Zn、Zn-Al-Mg、およびZnの添加によってAl-Zn金属間化合物の形成を促進し、接合部品の性能を向上させることによって達成することができる。

接触反応プロセスにおいて、6063アルミニウム合金と1Cr18Ni9Tiステンレス鋼の中間層にCuを使用することにより、界面反応経路が変化し、Fe2Al5、FeAl3金属間化合物、Cu-Al金属間化合物が形成され、複雑な界面構造が形成され、接合特性が向上した。と結合特性が向上した。

3.3 革新的接合技術の応用
攪拌摩擦によるリフトオフという新しい接合技術は、有害な溶解の程度を自然にコントロールする巧妙に設計された技術である。この技術は、機械的ロッケと限定冶金的接合の組み合わせに基づいており、過度に燻された有害な金属間化合物の生成を防ぎ、接合強度を確保します。

摩擦接合の種類は、主にサーフリベット摩擦接合とサーフピアス折り返し接合の2種類に分けられる。サーフリベンド摩擦リベンド接合の場合、上部に合金板、下部に鋼板を配置し、合金の低い軟化温度を利用して塑性流動を最適化し、摩擦熱で鋼板のプレナムを摩擦熱の下に埋め込んでリベンド接合を形成する。このプロファイルは、熱の侵入を制御することで、界面反応性の程度を制限するように設計されている。

4 共同パフーマンス現象と品質評価がアフォーダブルに与える影響
4.1 組織と機械的特性の関連性
溶解プロセスは、プロジェクトの機械的特性によって決定されるプロジェクトの微細構造特性に直接的な影響を与える。攪拌摩擦リベッター・リボンディングは、組織的進歩の原則に基づいて開発されており、リボンディングの分野は、攪拌ゾーン（SZ）、溶接ネックゾーン（WNZ）、熱機械効果ゾーン（TMAZ）、塑性変形金属ゾーン（PDZ）、サーフ・リベッター・ゾーン（SRZ）に分けられている。

マトリックス構造との比較では、SZフィールド構造は明らかに細かく、微細な等方晶であり、PDZフィールド構造は明らかに粗く、マトリックス構造は小さく、TMAZフィールド構造は明らかに微細で、機械的混合の影響により変形している。微細構造のマッチングの変化は、接合部の硬度分布と機械的特性に直接的な影響を及ぼす。

4.2 JIITSの故障分析
溶解プログラムの管理が不十分だと、接合不良や故障につながることがある。誤った溶解は、熱交換器内で薄肉製品の破壊を引き起こし、不完全な接合や低い接合強度をもたらす可能性がある。

アルミニウム合金と鋼の攪拌摩擦接触では、界面に形成される金属間化合物の種類が重要であり、Feに富む金属間化合物（FeAlやFe3Alなど）の形成よりも、Alに富む金属間化合物（Fe2Al5やFeAl3など）の形成の方が、界面接合や接合強度に深刻な影響を与える。以下の表は、FeAlとFe3Alの形成が界面接合と接合強度に及ぼす影響を示している。

5 今後の開発動向と展望
絶対領域における新材料や新構造の出現に伴い、溶接や再構築における溶解現象の制御は新たなテーマでありチャンスでもある。軽量化により、軽量材料とアルミ・マグネシウム合金や高強度鋼との接合が促進される傾向にあり、異種材料の接合も強く求められている。

今後、マイクロサーキットとそのフィールド実験・観測を組み合わせることで、溶解したプロキシの性質をより深く理解し、プロキシの最適化のための理論的指針を得ることができるだろう。一方、インテリジェント制御技術の発展により、接合型プロキシにおける溶解現象のリアルタイムモニタリングと精密な制御が可能となり、接合型リンクとリベートリンクの品質の安定性と信頼性を向上させることができるようになった。