退火工艺对Au-20Sn钎料组织的影响

采用叠轧-合金化法制备Au-20Sn钎料,研究合金化退火工艺对Au-20Sn钎料显微组织的影响。结果表明:Au/Sn界面在叠轧过程中形成AuSn4,AuSn2和AuSn三个金属间化合物(IMC)层。在200℃退火时,IMC层的厚度随退火时间的延长而逐渐增大。当退火时间延长至48 h时,IMC层发生转变,Au-20Sn钎料最终形成由ζ相(含Sn 10%～18.5%,原子分数)和δ(AuSn)相组成的均质合金。在250℃退火时,Au/Sn界面扩散速度增大,退火6 h后Au-20Sn钎料组织完全转变成ζ相+δ(AuSn)相。在270℃退火时,IMC层熔化,反应界面转变成为固-液界面,Au-20Sn钎料组织转变为脆性的(ζ’+δ)共晶组织。综合Au-20Sn钎料的性能和生产要求,得到优先退火工艺为250℃退火6 h。     

Au-20Sn贵金属钎料箔材的制备及性能研究

采用多层复合及扩散合金化工艺制备Au-20Sn贵金属钎料箔材,研究箔材的化学成分、熔化特性、力学性能、物相组成、组织形貌和微区成分,并采用真空钎焊工艺对所制备钎料箔材的钎焊性能进行研究。结果表明,采用多层复合及扩散合金化工艺制备的Au-20Sn钎料箔材脆性明显改善,能够在室温下冷冲裁加工成特定尺寸的预成型焊片;钎料箔材的化学成分和杂质含量符合设计要求,显微组织由连续且均匀分布的(Au Sn)和(Au₅Sn)两相组成;钎料熔程仅为3.1℃,在铜基材上润湿性和铺展性良好,钎焊铜接头力学性能较好。     

D-KH法制备AgCuSn合金钎料的性能研究

分别采用熔铸法和D-KH法(叠轧复合-扩散合金化工艺)制备了Ag-22.4Cu-20Sn钎料合金,采用XRD、SEM、DSC及万能力学试验机等测试技术,对合金相组成、显微组织、熔化特性、钎焊接头的剪切强度和钎焊界面形貌等进行了对比研究。结果表明,D-KH法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn相,而熔铸法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn以及Cu41Sn11相;D-KH法制备的钎料合金液固相线均降低,熔程减小。与熔铸法相比,用D-KH法制备得到的厚度0.1 mm的钎料薄带,润湿铺展性更优、接头剪切强度更高、接头强度稳定性更好。     

AuSn钎料及AuSn/Ni焊点的组织性能研究

分别采用叠轧-合金化法和回流焊技术制备AuSn箔材钎料和AuSn/Ni焊点,用扫描电子显微镜及电子万能试验机研究钎焊时间对AuSn/Ni界面组织及焊点剪切性能的影响。结果表明:采用叠轧-合金化法制备的AuSn钎料的熔点和化学成分都接近Au-20Sn共晶钎料。Ni/AuSn/Ni焊点在330℃钎焊30s时形成良好的层状ζ-(Au,Ni)5Sn+δ-(Au,Ni)Sn共晶组织;钎焊60s时,AuSn/Ni界面产生薄而平直的(Ni,Au)3Sn2金属间化合物(IMC)层和针状(Ni,Au)3Sn2化合物;随着钎焊时间继续延长,(Ni,Au)3Sn2IMC层厚度明显增加,针状(Ni,Au)3Sn2化合物异常长大。同时,随着钎焊时间延长Ni/AuSn/Ni钎焊接头的剪切强度先增加后减小,钎焊90s时的剪切强度达到最高12.49MPa。     

银铜锡钎料箔材的多层复合制备及性能研究

采用多层复合法经后续热处理工艺制备了银铜锡中温钎料箔材,并对箔材的金相组织、熔化特性、力学性能、物相组成和钎焊性能进行分析表征。结果表明,采用多层复合法制备的银铜锡钎料箔材较铸态合金脆性明显改善,能够在室温下冷冲裁加工成特定尺寸的钎焊片;层状结构方式对多层复合银铜锡箔材的层状组织连续性影响较大,大变形轧制复合过程中会出现合金化、产生中间化合物,并伴随晶粒拉长。所得银铜锡钎料在铜、镍基材上润湿性和铺展性良好,钎焊铜、镍接头力学性能较好。     

金/钯基贵金属钎料研究进展

贵金属钎料在电子工业、微电子封装、真空多级钎焊、高温技术、饰品制造业及航空航天等诸多领域占据重要地位,金/钯基贵金属钎料的研发及应用一直是国内外研究的热点。详细介绍工业生产、军工及民用等领域中常用的低/中/高温金基钎料,电子工业分级钎焊用、高温耐热型和具备特殊性能的钯基钎料,总结各个系列钎料特点、钎焊性能及用途,并简单概述银基钎料特性。综合评述贵金属钎料发展和应用中出现的加工性能差、经济成本高、含致毒污染元素、焊点可靠性不理想及模拟基础数据库匮乏等问题,从制备工艺、微合金化、添加强化相、匹配助焊剂和钎料计算机模拟等方面展望贵金属钎料未来发展趋势,并从中寻求对现存问题的解决措施,为贵金属钎料的开发、应用及推广提供基础支撑。     

高熔点差三元合金累积叠轧-扩散合金化制备工艺

为解决高熔点差多元合金制备方法存在的元素偏析、合金性能受限、制备成本高等问题,提出了高熔点差组元合金的累积叠轧-扩散合金化制备新工艺。采用SEM、EDS、TEM、XRD和万能试验机表征了累积叠轧-扩散合金化Cu-21Ni-5Sn合金的组织和性能,研究了累积叠轧和阶梯式扩散热处理工艺对Cu-21Ni-5Sn合金成分均匀性的影响和机理,并揭示了后续时效制度对Cu-21Ni-5Sn合金性能的影响和机理。结果表明：通过累积叠轧7道次+650 ℃/5 h+1000 ℃/8 h阶梯真空扩散热处理工艺,制备出了元素误差小于5%、成分均匀的Cu-21Ni-5Sn合金。采用累积叠轧实现减薄中间层、缩短扩散距离,增加晶界、位错等原子扩散通道,低熔点Sn元素与Cu、Ni元素在650 ℃形成高熔点(Cu,Ni)₃Sn金属间化合物临界层,在1000 ℃高温加速Cu、Ni元素扩散。Cu-21Ni-5Sn合金在40%预冷变形下于470 ℃时效60 min充分调幅分解,基体中析出致密的与基体共格的DO22及L12有序固溶体,与α铜基体之间的取向关系为(-1-1-1 )Cu//(-2-20)DO22,(-200)Cu//(-310)L12。合金抗拉强度达到峰值916 MPa,弹性模量为135.4 GPa,合金导电率达到6.23% IACS。     

钎焊-热轧复合工艺制备不锈钢/碳钢复合板

针对不锈钢/碳钢复合板爆炸-轧制复合工艺存在的主要问题,提出了钎焊-热轧制备新技术,研究了主要工艺参数对钎焊复合板结合强度的影响,分析了钎焊复合板热轧的结合机理,测试了复合板的主要力学性能.结果表明,采用自制的银基钎料可以实现不锈钢/碳钢有效的钎焊结合,理想的钎焊工艺参数为:钎焊温度755～770 ℃,钎焊时间2.5～3 min.热轧过程中钎料层表现出了良好的塑性,压下率为40%时,轧后钎料层未出现断裂、分层.轧制中钎料层同基体形成的金属键显著提高了不锈钢/钎料界面的结合强度,热轧复合板的抗剪强度达到了342.6 MPa.     

机械合金化制备AgCuTiSn钎料

机械合金化(MA)是一种制备材料的固态非平衡加工技术。采用这种技术制备了AgCuTiSn四元体系钎料。采用XRD、SEM等分析手段研究了球磨时间、球料比等参数对机械合金化产物的影响。结果表明,利用MA方法制备钎料,随着球磨时间的延长,粉末颗粒度下降,元素固溶度增加,可以使难溶或不互溶的体系达到一定程度的互溶,元素分布均匀,钎料更易发生合金化反应。采用5:1的球料比是较合适的。MA也是合成钎料很有前途的一种技术。     

电子工业用贵金属中低温脆性钎料研究进展

概述了电子工业用贵金属中低温脆性钎料的最新研究进展,讨论了钎料合金的微观组织对加工性能的影响。发现大部分贵金属中低温钎料含有脆性相,使其难以加工成型。介绍了这类脆性钎料的加工成形工艺,提出了贵金属中低温钎料的研究方向。     

D-KH法制备金锡合金的组织与结构

通过D-KH法和熔铸法、急冷法制备的AuSn20合金相组成和相结构比较，表明了采用D—KH法制备的不同厚度AuSn20箔带和用3种方法制造的Ausn20合金的相组成和相结构完全相同。     

快速凝固制造贵金属微细粉末

研究了快速凝固高压气体雾化和离心雾化组合制粉设备和技术及其在贵金属微细粉末、电工合金、电子浆料、钎料中的应用,与传统的电解法化学共沉淀法生产银粉和银基电工材料比较,结果表明快速凝固粉末微细有效地扩大了合金元素的固溶度,并具有优异的综合性能。加工工艺中贵金属损耗小、效率高、生产成本低、无环境污染等。因此,利用该技术不仅开发出新材料,而且在改善传统材料性能的同时为规模化生产开辟新途径。     

贵金属钎焊材料相关技术中国专利状况分析

贵金属具有的独特的物理、化学性质,使其在生活、工业中都有着广泛的应用。专利申请是揭示技术发展的最直接表现,本文检索了贵金属钎料相关技术的中国专利申请现状,对专利申请的类型、申请人、热点技术领域、专利申请趋势等做了简要分析,以指导贵金属钎料相关技术的研发方向和专利申请方向,为贵金属钎料相关技术的发展和专利保护提供技术支持。     

航空钛合金锻造技术的研究进展

综述了近年来国内外航空钛合金锻造技术的研究进展,介绍了等温锻造技术、精密辗轧技术、大型复杂构件整体成形技术、锻造工艺模拟等国内外研究情况,并讨论了航空钛合金锻造技术后续的研究方向。等温锻造技术应深入研究构件热处理技术、模具设计与制造技术、加热与润滑防护技术;精密辗轧技术应深入研究薄壁环件精确环轧技术、自动控制技术、轧制胀形用工装与模具设计技术、设备控制软件开发技术;大型复杂构件整体成形技术应深入研究复杂构件的增量加载精密模锻技术、多向精密模锻技术、大型锻件组织性能均匀性控制技术及复杂结构件精密制坯技术;同时,应系统开展锻造工艺与装备数字化技术的研究与推广应用,建立基于数值模拟技术的锻造工艺设计方法。     

氢燃料电池中钛双极板研究进展

钛及钛合金密度低、比强度高且在酸性环境中耐蚀性优异,在氢燃料电池双极板中具有较高的应用价值。回顾了近年来氢燃料电池用钛双极板的研究进展,详述了钛双极板表面改性技术的研究成果,包括掺杂合金元素、钛表面涂覆金属基涂层(贵金属、金属碳/氮化物等)和碳基涂层(石墨、无定型碳等)。涂层结构组织的复合化和纳米化,有利于提升钛双极板的耐蚀性、导电性和疏水性,其对于提升氢燃料电池的性能及保证其运行的稳定性和耐久性具有重要作用。     

Environmentally friendly solders 3-4 beyond Pb-based systems

Based on environmental considerations, global economic pressures, enacted by legislations in several countries, have warranted the elimination of lead from solders used in electronic applications.Sn3.5Ag, SnAgCu, and Sn0.7Cu have emerged among various lead-free candidates as the most promising solder alloys to be utilized in microelectronic industries.However, with the vast development and miniaturization of modern electronic packaging, new requirements such as superior service capabilities have been posed on lead-free solders.In order to improve the comprehensive property of the solder alloys, two possible approaches were adopted in the current research and new materials developed were patented.One approach was involved with the addition of alloying elements to make new ternary or quaternary solder alloys.Proper addition of rare earth element such as La and Ce have rendered solder alloys with improved mechanical properties, especially creep rupture lives of their joints.Another approach, the composite approach, was developed mainly to improve the service temperature capability of the solder alloys.Composite solders fabricated by mechanically incorporating various reinforcement particles to the solder paste have again exhibited enhanced properties without altering the existing processing characteristics.The recent progress and research efforts carried out on lead-free solder materials in Beijing University of Technology were reported.The effects of rare earth addition on the microstructure, processing properties, and mechanical properties were presented.The behaviors of various Sn-3.5Ag based composite solders were also explicated in terms of the roles of reinforcement particles on intermetallic growth, steady-state creep rate, the onset of tertiary creep, as well as the overall creep deformation in the solder joints.Thermomechanical fatigue (TMF) behavior of the solder alloys and composite solders were investigated with different parameters such as ramp rate, dwell time, etc.The damage accumulation features and residual mechanical properties of the thermomechanically-fatigued composite solder joints were compared with non-composite solder joints.To match the lead-free alloys, various types of water soluble no-clean soldering flux have also been developed and their properties were presented.     

半固态金属成形技术的研究概况

在合金凝固过程中加以搅拌或通过其它处理,可得到非枝晶结构合金,其凝固组织为球状的等轴晶,这种合金在固相含量６０％以下时流动性好,变形抗力很小。半固态金属成形是将具有上述特殊组织的、固液相共存的半固态坯料加工成所需形状、性能制品的技术,包括半固态锻造、半固态挤压、半固态轧制、半固态压铸等类型。它是７０年代出现的新兴技术,优点显著,前景良好,有望成为２１世纪金属制造关键技术之一。     

Investigation on the Solidification and Phase Transformation in Pb-Free Solders Using In Situ Synchrotron Radiography and Diffraction: A Review

It is widely accepted that further development of Pb-free solder alloys for improved processing and in-service properties of next-generation electronics, can be accelerated through a fundamental understanding of phase transformation and microstructure control in Pb-free solder joints. Advanced characterization techniques including synchrotron radiation provide a comprehensive toolset to measure the composition, crystallography, morphology, and properties of the major components of solder alloys. The research using such techniques is reviewed in detail including the characterization of the effects of micro-alloy additions on the microstructure and properties of Pb-free solder joints, especially those on the intermetallic phases. The discoveries outlined are of scientific and industrial relevance and have implications for new solder alloy composition design and the reliability of lead-free solder joints.