拡散接合は通常、材料の絶対溶融温度の50～70%の温度で行われる。このプロセスでは、金属表面をしばしば1400℃ (2552°F) もの高温に加熱し、圧力を加えて表面間の親密な接触を確保する。拡散接合の正確な温度は、特定の材料と望ましい結果によって異なり、接合の強度と耐食性を高めるために、拡散アニールを1050～1250℃の温度で長時間行うことが多い。
説明
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拡散接合の温度範囲：
- 拡散接合のプロセスでは、2つの金属表面の原子が交わる必要があるため、高温が必要となる。この温度は通常、接合される材料の絶対融解温度の50～70％に設定される。この範囲であれば、材料は原子の拡散を可能にするほど可鍛性であるが、溶融するほど高温にはならない。
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加熱方法：
- 加熱炉または電気抵抗法を用いて表面を加熱する。その目的は必要な温度に到達させることであり、ある種の材料では1400℃（2552°F）にもなる。この高温は、原子が高濃度の領域から低濃度の領域へと移動する拡散プロセスを活性化させ、最終的に強固な結合に導くために極めて重要である。
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圧力の適用：
- 熱と同時に、油圧プレスや重錘を使って部品に圧力を加える。この圧力によって表面が密着し、原子拡散が効果的に行われるようになる。接合プロセス中、この密着状態を維持するために、多くの場合、固定具が使用される。
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拡散アニール：
- 拡散アニーリングは、材料内の不均一性や濃度差をなくすために使用される特定の技術である。このプロセスは、非常に高い温度 (1050～1250℃)と長時間(最大50時間)で行われる。例えば、ニッケルベースのろう付け接合は、はんだ材料中のメタロイドの濃度を母材側にシフトさせ、接合部の強度と耐食性を高めるために、1000℃前後で拡散アニールされることが多い。
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環境への配慮：
- 接合プロセスに悪影響を及ぼす酸化を防ぐため、熱処理炉は高真空下で運転されることが多い。このような制御された環境により、表面は清浄な状態を保ち、拡散プロセスの妨げとなる汚染物質がないことが保証される。
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焼結と拡散
- 広範な拡散を伴うことが多い焼結では、一般的に要求温度が高く、融解温度（0.6Tm）の60％を超えることが多い。この高温が拡散プロセスを促進し、表面積と局所的な曲率を減少させ、それによって接合を強化することを目的としている。
要約すると、拡散接合は精密なプロセスであり、2つの金属表面間に原子を効果的に介在させるためには、温度と圧力を注意深く制御する必要がある。具体的な温度は様々ですが、一般的に材料の融点のかなりの割合の範囲に収まるため、材料を溶融させることなく、接合に必要な原子の移動度を確保することができます。
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