Sn—In—Ag系焊料的热力学

不但通过试验，而且通过热力学模型对Ｓｎ－Ｉｎ－Ａｇ系无铅焊料进行了研究。根据得到的热力学和相平衡数据，完善了对Ａｇ－Ｉｎ和Ｉｎ－Ｓｎ两个二元系的热力学描述，并与已知的Ａｇ－Ｓｎ二元系相结合，得到完整的Ｓｎ－Ｉｎ－Ａｇ三元体系的热力学描述。得到的热力学参数作为凝固过程中温度的函数和扩散偏析的影响因数，用相关的相图和微观结构图模拟了合金的凝固过程。讨论了不同铁凝固过程及其与合金微观结构和机械性能的关系     

Sn—Bi系焊料对铜板的润湿性

为了开发无铅焊料，我们用新月型计测器将４１．２Ｓｎ－５８．８Ｂｉ焊料和６１．６Ｓｎ－３８．４Ｐｂ焊料的润湿性进行了比较。有一些研究人员报导说Ｓｎ－Ｂｉ焊料的润湿性比Ｓｎ－Ｐｂ焊料的差，为了取得基础数据，我们在试验中不使用助焊剂，因为各种助焊剂对焊料的润湿性都有很大的影响，而且现有的助焊剂都是为Ｓｎ－Ｐｂ焊料而开发的。我们将０．５ｍｍ厚、１０ｍｍ宽的无氧铜板和含有０．３ｍａｓｓ％Ｃｒ，０．１ｍａｓｓ     

Sn—Ag基无铅焊料的研究与进展

研究开发无铅焊料是我国电子材料行业面临的新课题,Sn-Ag系是一种有希望替代铅焊料的无铅焊料。本文综述了该合金系研究的主要成果,包括微观组织、焊料与基体的相互作用、拉伸和剪切性能、疲劳性能及蠕变性能,指出了此合金系作为软钎焊材料尚待解决的问题。采用合金化、基体涂层、发展新焊剂等手段可使该合金系发展为较理想的无铅焊料。     

铋对Sn—3.5%Ag焊料合金的等温疲劳特性的影响

选择Ｓｎ－３．５％Ａｇ共晶焊料作为代替共晶Ｓｎ－Ｐｂ焊料的基础合金,并在室温下以拉伸－拉伸方式在总应变范围为０．３％￣３％条件下研究了铋（２,５,１０％）对Ｓｎ－３．５％Ａｇ共晶疲劳寿命的影响。疲劳寿命定义为载荷减少到初始值的一半时所经历的周期数。随着添加的铋含量的增加,合金的疲劳寿命会明显地降低,并且,当铋含量超过２％时,该合金的疲劳寿命就比锡－铅共晶合金的短。Ｓｎ－３．５Ａｇ－Ｂｉ的拉伸强度随     

微量稀土元素对Sn57BilAg焊料合金组织与性能的影响

研究微量稀土元素对Sn57Bil Ag无铅焊料合金显微组织以及性能的影响.结果表明,当稀土含量为0.05％ ～0.5％(质量分数)时,对该无铅焊料合金的导电性和腐蚀性影响不大,但使熔化区间温度降低;可以提高焊料合金的力学性能,提高焊料的铺展面积,细化组织.比较Ce、Er、Y三种稀土元素对焊料合金的影响,发现Er元素可以更好地提高焊料合金的综合性能,Ce次之.     

In的添加对Sn-9Zn无铅焊料合金组织与性能的影响

锡锌（Sn-Zn）无铅焊料在电子封装中具有广阔的应用前景,但其润湿性和抗氧化性能较差。采用16通道摇摆炉制备Sn-9Zn-x In(x=0,1,2,3,4;%,质量分数)焊料合金,研究In元素对Sn-9Zn无铅焊料合金微观组织、熔化特性、润湿性、抗氧化性以及力学性能的影响。结果表明：添加的In元素与Sn,Zn形成低熔点合金,明显降低焊料合金的熔点及固相线温度;加入In元素使得焊料合金表面张力降低,润湿性能提高;焊料合金的润湿力在In含量为3%达到最大值（0.857 mN）;焊料添加In元素形成In2O3氧化膜有保护熔体的作用,有助于增强焊料合金抗氧化性能,不含In元素时焊料合金的氧化增重为0.47%,而In含量为3%时其氧化增重质量分数为0.14%,抗氧化性能提高;添加In后在Sn基体中产生固溶强化和析出强化使得合金抗拉强度先提高后降低,当In含量为3%时,焊料合金极限抗拉强度达到55 MPa左右。加入In后破碎为长条状、针棒状的富Zn相使得延伸率逐渐下降,当In添加量大于3%时,延伸率急剧下降。综合焊料的力学性能、润湿性、抗氧化性能,确定In的在Sn-9Zn中最优添加量为3%。     

微量稀土元素对Sn57Bi1Ag焊料合金组织与性能的影响

研究微量稀土元素对Sn57Bi1Ag无铅焊料合金显微组织以及性能的影响。结果表明,当稀土含量为0.05%～0.5%(质量分数)时,对该无铅焊料合金的导电性和腐蚀性影响不大,但使熔化区间温度降低;可以提高焊料合金的力学性能,提高焊料的铺展面积,细化组织。比较Ce、Er、Y三种稀土元素对焊料合金的影响,发现Er元素可以更好地提高焊料合金的综合性能,Ce次之。     

差示扫描量热法测试非晶合金居里温度

从坩埚选择、试样称取量、升温速率等方面摸索了差示扫描量热法(DSC)测试非晶材料 Fe78 Si9 B13居里温度的最佳试验条件,分析了不同升温速率对测试结果的影响,同时与该材料晶化温度、In(标准物质)的熔点随升温速率的变化情况进行了对比分析.研究结果表明：该材料的 DSC 曲线上居里转变过程对应的热信号表现为一个抖动.不同条件下测得的居里温度为399~402℃,与 Hall 效应法测试结果基本一致.最佳的试验条件是：Al坩埚、试样称取量6 mg 左右、20 K/min.在升温速率不小于10 K/min 时可以得到居里转变信号,与该材料晶化温度受热滞后影响而明显随升温速率增大而增大的情况不同,由于居里转变过程相变潜热较小,居里温度测试结果基本不受热滞后的影响.     

(Cu-50TiH_2)+SiC_p复合粉体焊料连接石墨/铜接头的微观结构

碳材料与铜的连接在汽车及能源等领域具有潜在的应用。采用Cu、TiH2和SiC粉末组成的复合粉体焊料在950℃/10min工艺条件下真空钎焊石墨与铜,并研究复合粉体焊料中SiC含量对石墨/铜接头剪切强度的影响。结果表明,复合焊料中添加SiC有利于接头室温剪切强度的提高。当SiC体积分数为10%时,接头室温剪切强度最高,为19.2MPa。微观分析表明,连接过程中,复合粉体焊料中TiH2分解产生的Ti与SiC发生原位反应,生成TiC、Ti5Si3及Ti3SiC2等反应产物;另外,Ti与石墨母材发生界面反应形成厚度为2~3μm的TiC反应层,Ti和Cu则形成Ti3Cu4等金属间化合物。由于Ti3SiC2在高温下具有塑性,可在一定程度上缓解石墨/铜接头的残余热应力。同时,晶须状和颗粒状的反应产物弥散分布在连接层中,对接头起强化作用,也有利于石墨/铜接头性能的提高。     

Sn和Bi微合金化的无铅易切削6xxx铝合金的微观组织结构与性能

采用力学性能测试、X射线衍射物相分析、SEM背散射扫描和能谱分析、透射电镜分析技术和金相实验技术研究了时效工艺对固溶-冷拉处理的用Sn和Bi微合金化的无铅易切削6xxx系Al—Mg—Si合金棒材显微组织结构特征和力学性能的影响。结果表明：其最佳的时效热处理工艺为170℃／6h,在此工艺条件下,抗拉强度为314Mpa,屈服强度为286Mpa,延伸率为12．8％。合金的物相组成为Al基体,主要强化相Mg2Si,低熔点物质Mg2Sn和Sn以及Mg3Bi2和Bi以及少量的Al0．56Mr0．44。切削性能试验表明,用Sn和Bi微合金化6xxx合金的切削性能与Sn微合金化而不含Bi的6020合金以及用Pb和Bi微合金化的传统6262合金相当。     

水泥浆体的热分析动力学

以差示扫描量热法为手段,进行了水化硅酸盐水泥浆体热分析动力学的研究.采用Kim-Park,Flynn-Wall-Ozawa和Friedman法计算了升温过程水泥浆体各阶段吸热反应活化能和反应级数.结果表明:升温过程中水泥浆体呈现3个吸热反应阶段,随温度升高各反应阶段活化能逐渐升高;Kim-Park,Flynn-Wall-Ozawa和Friedman三种方法较好地分析了前2个反应阶段的反应活化能和反应级数,第一阶段的反应活化能小于第二阶段,但反应级数n却大于后者;对于前2个吸热反应阶段,Kim-Park和Flynn-Wall-Ozawa均能较好地进行动力学分析,但Friedman法对于第三阶段即C-S-H发生脱水过程的反应活化能计算误差较大.     

Mg对Zn—11% Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11% Al、Zn-11% Al-1.5% Mg、Zn-11% Al-3% Mg和Zn-11% Al-4.5% Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11% Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明:Zn-11% Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn₂三元共晶、块状MgZn₂相和Al/MgZn₂二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe₂Al₅Zn_x和FeAl₃Zn_x相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11% Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂.Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

6013合金的力学性能及微观结构特点

70年代美国研制成功的6013合金在各种力学性能、加工性能和微观结构上有许许多优点,它是老牌2024的理想替代材料。     

Al2O3短纤维增强Al-Cu合金的微观组织结构和机械性能研究

为了研究铜元素含量变化对复合材料界面反应、微观组织结构和机械性能的影响，利用挤压铸造法制备了体积分数均为40％的Al2O3纤维增强纯铝和Al—Cu合金（1％，3％和5％）复合材料。采用X射线、TEM、SEM和拉伸实验手段，观察和测试了4种复合材料的微观组织和机械性能。结果表明，Al2O3纤维表面含有非晶SiO2成分，在高应力下易于开裂。铜元素的加入对材料的析出产生和机械性能有重要影响。铜元素引入后在复合材料中纤维表面处偏聚和富集，促进了界面θ相析出，并随基体中Cu含量提高而增加。当铜含量增加到5％后，基体内部也出现明显的析出相。拉伸实验结果表明随着Cu含量的增加复合材料的抗拉强度增高，Al2O3f/Al-Cu与Al2O3f／纯Al相比，抗拉强度分别增加了102％，146％和171％。SEM断口观察表明：基体合金的断口基本上都呈宏观脆性断口，具有低的展延性和撕裂纹理；大量的纤维从复合材料基体中拔出，一些纤维被拉断，这些特点与界面结合物和多晶的Al2O3纤维结构密切相关。     

时效对Sn、Bi微合金化的新型无铅易切削AI—Mg—Si合金的组织与性能影响

采用力学性能测试、X射线衍射物相分析、SEM观察研究了时效对固溶-冷拉处理后的Sn、Bi微合金化的新型无铅易切削6xxx系Al-Mg—Si合金棒材微观组织和力学性能影响，并比较了该合金与6262合金的切削性能。结果表明：其最佳的时效热处理工艺为170℃／10h，在此工艺磐件下，抗拉强度为348MPa，屈服强度为339MPa，延伸率为12．5％。峰时效态合金的物相组成为Al基体，主要强化相Mg2Si，低熔点物质Mg2Sn、Mg3Bi2和Bi及少量的CuAl2相。切削性能试验表明，用Sn和Bi微合金化6xxxAl-Mg—Si合金的切削性能比Pb和Bi微合金化的传统6262合金稍好。     

喷射成形Al—Si合金的微观组织与性能

对喷射成形经热挤压处理的Ａｌ１２Ｓｉ１Ｃｕ０．４Ｍｇ共晶和Ａｌ２０Ｓｉ４ＮｉｌＣｕ１Ｍｇ过共晶合金的微观组织与性能进行了初步研究。发现：两种合金的拉伸性能随温度变化存在明显差异,是由其微观组织上的不同所决定,其中初生Ｓｉ相的形貌、大小及其分布状况是关键因素。但需要指出的是过共晶合金中形成的Ａｌ３Ｎｉ相则是减缓其高温度度下降趋势的原因之一。     

Effects of Ru on Solidification Characteristic and Microstructures of Ni-Based Single Crystal Superalloy

 The Ru-free and Ru-containing single crystal superalloys were cast in the directionally solidified furnace, while other alloying element contents were basically kept unchanged. The effects of Ru on the solidification characteristic and microstructures of single crystal superalloy were investigated with differential scanning calorimetry, electron probe micro analyzer, energy-dispersive X-ray spectroscope, scanning electron microscope and transmission electron microscope. The results show that the liquidus temperature of the single crystal superalloy decreases with Ru addition. The primary dendrite arm spacing and volume fraction of γ/γ′ eutectic both decrease with Ru addition. The sizes of γ′ phase of dendritic core and interdendritic region have no obvious change with Ru addition. Ru tends to segregate slightly in the dendritic core. The extent of elements segregation decreases with the Ru addition. Ru tends to partition preferentially into the γ matrix. The addition of Ru decreases the partition ratio (the ratio of the γ phases composition over the γ′ phases composition) of elements Re, W and Mo.     

高比重钨合金的微观结构和性能的关系

介绍和评述了国内外近十年来所进行的有关影响高比重钨合金力学性能的几个微观结构因素的研究成果和动态。