本研究基于分子动力学方法,从原子尺度系统地研究了钎焊过程中固液界面润湿与溶解微观行为基于MEAM势,依据Baskes假设的屏蔽效应修正理论,构建了符合Sn基钎料的MEAM原子间作用势函数表达式。在达到润湿平衡态之前,系综随温度增大,原子运动加剧,原子间相互作用力减弱,表面张力下降。在温度为500K左右时,对于面心立方金属Cu来说,Cu(111)晶向表面具有最小表面张力,Cu(100)晶向表面与Cu(110)晶向表面表面张力相近,与表面物理学的原子结构最密排理论一致。从微观尺度,通过大数量原子仿真,得到了反应润湿过程中固液界面存在溶解区。当钎料原子与母材原子发生界面反应时,随着体系温度的增加,界面上宏观接触角下降,界面溶解区增大,界面下接触角增大。且界面下溶解区的形成对钎料在基体表面的润湿行为具有促进作用。用座滴法探索了Sn钎料液滴在铜基母材表面铺展过程中的接触角随温度影响变化规律。结果表明,随着温度升高,溶解区增大,界面上宏观接触角下降,界面下微观接触角增大。根据Young方程,结合界面上宏观接触角与界面下微观接触角,建立润湿本征接触角模型,将孤立的溶解与润湿体系结合归一。
英文主题词wetting;dissolving;diffusion;molecular dynamic method;solid-liquid interface