Sb元素及稀土对Zn-10Al基钎料及钎焊接头性能影响

向Zn-10Al-5Cu基体中添加元素Sb及稀土镧钕,采用真空炉、万能材料试验机、金相及扫描电镜等设备,研究了Sb元素及稀土添加量对Zn-10Al-5Cu组织、性能及钎焊接头性能的影响.结果表明,钎料合金的铺展面积随Sb元素添加量的增加先较快增大后又趋于稳定趋势;抗拉强度随Sb元素添加量的增加而稳定增加;钎料组织由共析与共晶组织混合而成;在优选出的Zn10Al5Cu1.5Sb钎料中添加稀土镧钕,钎料的润湿性得到进一步改善,当稀土添加量为0.15%时,钎料的润湿性最佳;此时钎料组织中灰色粗大树枝晶组织及黑色层块状组织减少、灰黑相间层片状组织增多且变的细小,基体组织得到最大程度细化,钎料合金及钎焊接头强度达到最大;继续增加稀土,钎料合金的润湿性及钎焊接头的抗剪强度反而下降.     

Ag、Bi、In和Sb添加对Sn-0.6Cu-0.05Ni-Ge无铅焊料性能的改变（英文）

对用于替换Sn-Pb共晶焊料的Sn-Ag-Cu(SAC)焊料来说,Sn-Cu-Ni-Ge焊料是一个巨大的挑战。本文作者研究添加Ag、Bi、In和Sb对Sn-0.6Cu-0.05Ni-Ge(SCNG)无铅焊料物理性能的影响及与铜基体的界面反应。研究SCNG-x焊料的熔化行为、显微组织、抗拉强度和润湿性。结果表明,Ag、Bi、In和Sb的引入对焊料的固相温度、液相温度和抗拉强度有微小的影响。但是,合金元素的浓度会影响焊料的冷却性能和凝固组织。除锑以外的合金元素的添加,提高了SCNG焊料的润湿性。合金元素的加入增加了金属间化合物层的厚度,这与焊料的冷却行为有关。SCNG-x焊料与铜基体之间的金属间化合物层形貌与典型的SAC焊料不同。总之,用Ag、Bi、In或Sb对SCNG焊料进行合金化,可以改善焊料的特性。     

含量对 Mg-6Zn-Y-Zr-xSb 合金组织与性能的影响(英文)

利用OM、SEM、XRD及力学性能测试,研究Sb含量对Mg6ZnYZrxSb合金铸态组织及性能的影响。结果表明:添加Sb可以使晶界处网状连续组织变为颗粒状,并且随着Sb含量增加,颗粒的体积分数增加。低Sb含量合金的铸造组织由α-Mg、富锌相、共晶组织(α-Mg+I相)和YSb组成;随着Sb含量的增加,I相逐渐消失,Mg3Sb2和二元共晶Mg4Zn7开始出现。起初合金的拉伸强度和延伸率随Sb含量的增加而提高,而当Sb含量过大时,合金的综合力学性能下降。     

Interfacial Reaction Kinetics between Liquid Sn-Ag-Cu Alloys and Cu Substrate

利用静滴法研究了Sn-Cu-Ag/Cu体系熔融焊料的润湿机理,结果发现,700 K是合金焊料铺展机理的转折点。利用DTA分析方法研究了界面反应,采用Kissinger方法计算了界面反应热动力学参数,另外,还研究了元素Cu对提高Sn-Ag-Cu/Cu体系界面反应活化能的影响及对界面反应速率的抑制作用。     

微量稀土元素对Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊料合金组织与性能的影响

研究稀土元素对Sn3Ag0.5Cu无铅焊料合金显微组织及性能的影响.结果表明:当稀土含量(wRE)为0.05％～0.25％时,对该无铅焊料合金的导电性和腐蚀性影响不大,但使其熔化区间温度降低;可以提高焊料的铺展面积,细化组织,提高其力学性能.比较Ce、Er、Y、Sc四种稀土元素对焊料合金的影响,发现Ce元素可以更好地提高焊料合金的综合性能,Er次之.     

Cu含量对Bi5Sb钎料润湿性能和力学性能的影响

通过在Bi5Sb中添加不同含量的Cu形成新型BiSbCu三元合金.结果表明:在Bi5Sb钎料合金中添加0.5%～5.0%(质量分数)Cu,BiSbCu钎料合金的熔点变化不大,但其润湿性能和力学性能明显改善;当Cu含量为1.5%时,(Bi5Sb)1.5Cu钎料合金的润湿性能和力学性能最好,与基体Bi5Sb相比,(Bi5Sb)1.5Cu的铺展面积增大57.8%,抗拉强度提高212.4%;随着Cu含量的增大,针状组织Cu2Sb的含量逐渐增多,钎料合金性能下降.     

Mg/Cu接触反应钎焊中共晶液相的产生及铺展行为的研究

研究Mg/Cu接触反应共晶液相产生的方向性以及共晶液相在Mg、Cu基体表面的铺展行为,揭示了加热温度和保温时间对共晶液相在铜基体表面铺展面积的影响规律。结果表明,Mg-Cu共晶液相优先在Cu/Mg扩散偶的镁一侧形成,其与基体存在润湿铺展和晶间渗透两种作用,其中共晶液在铜基体上以润湿铺展为主,而在镁基体上以晶间渗透为主。加热温度520℃、保温时间超过15 min时,Cu/Mg扩散偶共晶液相开始在铜基体表面铺展,随着保温时间的延长,铺展面积呈现先快速增加后慢速增加的变化规律。随着加热温度的升高,Cu/Mg扩散偶共晶液相在铜基体表面的铺展面积呈现先增加后减小的变化规律。     

Sb变质后Al-Si合金共晶组织的不均匀性

为了研究Sb变质的Al-13Si-0.4Mg合金中共晶组织的不均匀性,采用液淬技术及光学显微镜考察Sb变质的Al-13Si-0.4Mg合金凝固过程中的组织形成过程。结果发现,在共晶反应初期,先期形成的共晶团的分枝很少,此时形成的共晶组织往往较粗大,表现为共晶Si片较厚、片间距大、分枝少;而此后的共晶反应过程中,共晶团的分枝增加,形成的共晶组织较细小,表现为共晶Si片较薄、片间距小、分枝密集。组织不均匀性的主要原因是Sb在共晶固/液界面前沿的富集程度不同,导致了Sb在共晶Si表面的吸附数量不同,从而影响了共晶Si的生长速度。     

Sn-X-Cu-Ni无铅焊料的显微组织和性能研究

为了获得低成本和性能良好的无铅焊料,本文对Sn-X-Cu-Ni焊料的微观组织及物相成分、熔点、润湿性和抗拉强度进行了分析研究.结果表明,Sn-X-Cu-Ni焊料中主要由β Sn、XSn化合物和Cu6Sn5化合物组成,Sn-X-Cu-Ni焊料合金的熔点随X含量增加而增高;当X的含量为4.5％时,焊料的铺展性最好,抗拉强度也最大.     

合金元素对AgCuZn系钎料合金组织与性能的影响

通过向AgCuZn系钎料合金中添加适量的合金元素Sn,Ni,P,研究了不同元素含量的Sn,Ni,P对AgCuZn系无镉钎料组织性能的影响.结果表明,随着Sn元素含量的增加,钎料的润湿铺展性能整体呈上升趋势;P元素的加入可以降低液态钎料与试件间的表面张力,改善钎料的润湿性和流动性.显微组织分析表明,AgCuZn系钎料合金微观组织主要由富Cu相、CuZn化合物相、Cu5.6Sn化合物相、Cu40.5 Sn11化合物相和Ag的析出相组成,AgCuZn钎料合金中加入Sn元素后生成粗大的树枝晶,使钎料脆性增大;钎料合金中加入Ni元素,生成灰黑色的Ni3P化合物相,微观组织细化;P元素的加入生成灰色的Cu3P化合物相.     

Property alterations of Sn-0.6Cu-0.05Ni-Ge lead-free solder by Ag,Bi, In and Sb addition

The Sn-Cu-Ni-Ge solder is a strong challenger to the Sn-Ag-Cu (SAC) solders as a replacement for the Sn-Pb eutectic solder. This research investigated the effects of addition of Ag, Bi, In, and Sb on the physical properties of the Sn-0.6Cu-0.05Ni-Ge (SCNG) lead-free solder and the interfacial reaction with the Cu substrate. The melting behavior, microstructure, tensile strength, and wettability of the SCNG–x (x=Ag, Bi, In, Sb) solders were examined. The findings revealed that the introduction of Ag, Bi, In, and Sb minimally altered the solidus temperature, liquidus temperature, and tensile strength of the solder. However, the cooling behavior and solidified microstructure of the solder were affected by the concentration of the alloying elements. The wettability of the SCNG solder was improved with the doping of the alloying elements except Sb. The thickness of intermetallic layer was increased by the addition of the alloying elements and was related to the cooling behavior of the solder. The morphology of intermetallic layer between the SCNG–x solders and the Cu substrate was different from that of the typical SAC solders. In conclusion, alloying the SCNG solder with Ag, Bi, In or Sb is able to improve particular properties of the solder.     

Cu和Sb元素添加对Sn-Bi共晶合金性能的影响

向Sn-Bi共晶合金中同时添加Cu和Sb元素设计额定温度为142℃的易熔合金,并对合金的熔点、相组成、准静态拉伸性能、焊接接头力学性能进行了研究.结果表明,Cu与Sb元素的添加使合金的熔点上升,但是合金的过冷度和熔化潜热下降.添加Cu和Sb元素后,在合金基体内形成了块状的SnSb相和长条状的Cu6Sn5、Cu3Sn相,...     

不同Ag元素含量Sn-Ag-Cu无铅钎料性能分析

分别研究了Ag元素含量(质量分数,%)为0.3,1.0,2.0,3.0,3.8的Sn-Ag-Cu(SAC)无铅钎料合金的显微结构、熔化行为、力学性能、润湿性和界面金属间化合物(IMC)形貌.结果表明,随着Ag元素含量的增加,钎料内部金属间化合物晶粒越小,晶粒在钎料中的密度越高,晶粒间距越小,金属间化合物产生的弥散强化越明显,钎料的抗拉强度越高,但韧性越低.随Ag元素含量的提高,钎料越接近共晶成分,熔化温度范围越小.Ag元素含量对润湿性影响不明显,SAC0307/Cu焊点界面IMC晶粒比其它钎料细小.     

共晶二元Sn基焊料与Bi2(Te0.9Se0.1)3基热电材料的界面反应

热电元件焊接常用的焊料为铟基焊料和铋基焊料.由于碲化铋材料与低熔点合金焊料之间的浸润性较差,常在碲化铋基热电元件上镀覆镍镀层.本文在大气条件下,不加助焊剂,采用共晶SnBi和SnIn焊料分别对n型热电元件进行了铺展实验及界面显微组织的观察.铺展温度主要选择了210℃和300℃,实验表明300℃界面结合比250℃更好.此外,热电元件表面通过蒸镀仪蒸镀上薄镍层.对含薄镍层的热电元件与不含镍层的热电元件的铺展实验进行对比,得到薄镍镀层可能会增加界面裂纹.     

Ni含量对304/Sn-8Sb-4Cu-xNi/304钎焊接头组织与剪切性能的影响

研究了Ni含量对Sn-8Sb-4Cu-xNi(x=0, 0.5, 1和2,质量分数)钎料熔点和微观组织的影响,用Sn-8Sb-4CuxNi钎料对304不锈钢进行钎焊连接,分析了接头的界面组织与剪切性能.结果表明,添加不同含量的Ni后,Sn-8Sb-4Cu-xNi均为近共晶钎料,其熔点约为245℃;Sn-8Sb-4Cu钎料组织由α相基体、Sb₂Sn₃+Cu₆Sn₅+Sn复合相和Cu₆(Sn,Sb)₅相组成.添加Ni元素后,钎料中块状Cu₆(Sn,Sb)₅转变为细小、均匀分布的(Cu,Ni)₆(Sn,Sb)₅.当Ni含量小于1%时,随Ni含量的增加,钎料中的复合相和(Cu,Ni)₆(Sn,Sb)₅相均增加;当Ni含量为2%时,钎料中的复合相和(Cu,Ni)₆(Sn,Sb)₅相均减少,但(...     

Wetting kinetics of SiC nanoparticle reinforced Sn-Pb eutectic solders

SiC nanoparticles reinforced eutectic Sn-Pb solder were prepared by mechanical mixing method. Reactive wetting of the resultant composite solders on Cu substrates was investigated using real time, in-situ visualization of the triple-line movement. It was found that spreading rates of all solder pastes in this work do not obey Tanner's law of non-reactive spreading. SiC nano-particles slow down both the pre-melting and post-melting spreading rates of composite solder pastes. As the content of SiC nano-particles increase, the melting point of composite solders decrease, and the spreading time of molten composite solder pastes increases.     

EFFECTS OF Zn CONCENTRATION ON WETTABILITY OF Sn-Zn ALLOY ON Cu AND ON THE INTERFACIAL MICROSTRUCTURE BETWEEN Sn-Zn ALLOY AND Cu

The potential of using a hypoeutectic, instead of eutectic, Sn-Zn alloy as a lead-free solder has been discussed. The nonequilibrium melting behaviors of a series of Sn-Zn alloys were examined by differential thermal analysis. It was found that at a heating rate of 5℃/min, Sn-6.SZn exhibited no melting range. Dipping and spreading tests were carried out to characterize the wettability of Sn-Zn alloys on Cu. Both tests exhibited that Sn-6.5Zn has significantly better wettability on Cu than Sn-9Zn. The reaction layers formed during the spreading tests were examined. When the Zn concentration fell between 2.5wt%-9wt%, two reaction layers were formed at the interface, a thick and flat Cu5Zn8 adjacent to Cu and a thin and irregular Cu-Zn-Sn layer adjacent to the alloy. Only a Cu0Sn5 layer was formed when the Zn concentration decreased to 0.5wt%. The total thickness of the reaction layer（s） between the alloy and Cu was found to increase linearly with the Zn concentration.     

添加铜对Sn-9Zn无铅钎料性能的影响

采用向钎料合金熔体中添加铜粉的方法得到了原位生长金属间化合物颗粒增强的Sn-Zn基复合无铅钎料,并对其熔化行为、组织、力学性能和在铜基体上的润湿性进行了研究.差示扫描量热计(DSC)测量结果表明,少量铜粉对Sn-9Zn的熔点影响较小,但铜粉添加量达3%时将使其熔点急剧升高.铜粉的添加使Sn-9Zn钎料中形成了较均匀分布的Cu5Zn8化合物颗粒相,同时棒状富Zn相相应减少.力学性能测试结果显示,复合钎料的抗拉强度和塑性都得到了改善,抗蠕变性能显著提高;润湿性测量表明,复合钎料对铜的润湿性也有所改善.     

Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料性能的影响

研究了Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料的熔化温度、铺展性、接头剪切强度及焊缝组织的影响.结果表明,在Zn-10Al钎料中通过添加Cu元素,可以改善在铝表面上的铺展性能,却降低了在铜表面上的铺展性能,其熔化温度(液相点)降低.当添加一定比例的Cu元素时,可使焊缝中钎料层与铜母材之间界面的组织变细小,从而提高钎焊接头的剪切强度.Cu元素含量过高时,在靠铜侧钎料层会生成层状相.