Ir和IrRh40合金热电偶丝的显微组织和力学性能研究

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和力学试验机等测试手段,对Φ0.5 mm的加工态Ir丝和IrRh40合金丝的金相组织、断口形貌和力学性能进行了分析。结果表明:Rh能明显细化Ir合金的显微组织,IrRh40合金比纯Ir具有更细的晶粒,但Rh并不能提高Ir合金的强度和延伸率,Ir丝的平均抗拉强度为2103 MPa,IrRh40合金丝的平均抗拉强度为1765 MPa,2种合金的延伸率为8%~10%;Ir丝和IrRh40合金丝的拉伸断裂方式主要为穿晶断裂,在断裂之前存在明显的"颈缩"现象。     

粉末冶金和铸造Al-10Si合金的组织和力学性能对比

为了对比研究在铸造和粉末冶金两种不同工艺下Al-10Si合金微观组织和力学性能,通过SEM、XRD、力学性能测试等方法,对不同方法制备合金的微观组织和力学性能进行了试验研究。结果表明,铸造合金中α-Al呈树枝状分布,共晶硅呈层片状,分布在α-Al晶胞的界面处,经过T6处理后共晶硅断裂、球化成尺寸约为2.8μm的颗粒;粉末冶金法制备的合金共晶硅颗粒尺寸(1μm)比铸锭T6处理后的合金的更加细小,并且均匀弥散分布在α-Al中。这导致两种方法制备的Al-10Si合金力学性能不同:铸锭T6处理后的合金强度为187 N/mm2,伸长率为2.5%;粉末冶金制备的合金强度为152 N/mm~2,伸长率为22%。同时讨论了不同方法制备的Al-10Si合金的强化机制。     

Bi添加对挤压纯Mg组织和力学性能的影响

基于各种零部件对非稀土型低成本镁合金的需求,选择低成本Bi添加镁合金作为研究对象,对比研究了纯Mg及其添加6%Bi(质量分数)的Mg-6Bi合金的微观组织与力学性能.结果表明,2种样品在挤压后均发生了完全动态再结晶且表现出相似的挤压织构,但Bi加入后可获得更为均匀细小的组织,平均晶粒尺寸从未添加态的30μm显著减小为4μm.Mg-6Bi合金中未完全固溶的微米级Mg3Bi2相在挤压过程中被破碎并沿挤压方向呈条带状分布,同时观察到大量动态析出的纳米级Mg3Bi2相弥散分布在基体中.挤压态Mg-6Bi合金的力学性能较纯Mg显著提高,其拉伸屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到189 MPa,228 MPa和19.9%,且未表现出拉压各向异性.添加Bi后合金性能的提高主要归因于晶粒细化和弥散分布的微纳双尺寸Mg3Bi2相协同强化的共同作用.     

挤压态喷射成形Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金组织及力学性能

利用喷射成形技术制备了Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能。结果表明:挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成,合金组织为等轴晶,晶粒大小约为2μm,第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处,颗粒平均尺寸小于1μm;基体内存在位错网及位错塞积,Al2Ca相中存在孪晶结构;合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7%,主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化;断口存在微孔聚合形成的孔洞,孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹,合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂。     

镜架用Ti-25Nb-15Zr合金的力学特性及组织

本实验研究了新型近β钛合金Ti-25Nb-15Zr镜架用丝材的显微组织及其力学特性。结果表明:合金冷拉拔的最佳变形量为50%~70%。同时,Φ2 mm合金丝材经固溶处理后显微组织中只有β单相等轴组织,此种组织具有明显的两阶段屈服应力平台,抗拉强度为800 MPa,延伸率为13.7%,并具有良好的形状记忆特性及超弹性,室温最大恢复应变达到3%。同时,为了改善镜架腿部压扁后合金的弹性行为,经730℃固溶30 min后,压扁处组织发生再结晶,宏观状态下合金扁丝重新恢复到原来的超弹性。     

挤压Mg-6xZn-xY合金微观组织与力学性能

定量研究了大挤压比(81:1)条件下Mg-6xZn-xY合金的微观组织和力学性能。结果表明:随着Zn、Y含量的增加,准晶相含量逐渐增加,α-Mg基体平均晶粒尺寸先减小后增大,Mg-6Zn-1Y合金中的α-Mg平均晶粒尺寸最小为2.9μm,且尺寸分布最均匀,其标准差也达到最小,为0.77μm。随着Zn、Y含量的增加,Mg-Zn-Y合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,延伸率逐渐降低。相比于α-Mg基体晶粒细化,细小准晶相含量的增加对提高Mg-6xZn-xY合金强度的作用更明显。     

往复挤压Mg-4Al-4Si镁合金的显微组织与力学性能

研究往复挤压对Mg-4Al-4Si(AS44)合金显微组织和性能的影响。结果表明:往复挤压显著地细化晶粒,改善组织的均匀性;往复挤压4道次和8道次后,Mg2Si颗粒尺寸由铸态下的约120μm分别减小至3和2μm,α-Mg基体晶粒尺寸由铸态下的约50μm分别减小至9和8μm,形成了较为细小、弥散分布的Mg2Si颗粒和细小的等轴晶组织。合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高,挤压8道次时,合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到251.7 MPa、210.5 MPa和14.8%,与铸态合金相比,上述力学性能指标分别提高了131.3%、191.1%和469.2%;挤压态合金拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

铁基电热合金丝显微组织均匀性的对比分析

电热合金的性能与合金成分、显微组织及织构存在密切关系。对两种成分的商用铁基电热合金丝(0Cr25Al5合金和0Cr21Al6Nb合金)样品的显微组织进行评测,重点分析了合金丝中显微组织的均匀性,探讨了合金元素、织构类型及合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布特征的关联关系。结果显示,与0Cr25Al5样品相比,含Nb的0Cr21Al6Nb样品表现出更为均匀的晶粒尺寸分布,且平均晶粒尺寸稍小。不同取向的晶粒在合金丝中的分布存在差异,<110>取向晶粒的平均晶粒尺寸较大,而小尺寸的<110>取向晶粒占比较小。同时,不同成分合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布均匀性存在差异,0Cr21Al6Nb样品晶粒尺寸分布跨度较小,不同位置差异不显著,即晶粒尺寸分布对位置不敏感;0Cr25Al5样品晶粒尺寸分布跨度较大,且合金丝不同位置晶粒尺寸分布不同。综上表明,添加碳化物形成元素能明显降低合金丝中平均晶粒尺寸及促进晶粒尺寸分布均匀性;晶粒取向与晶粒尺寸及其在合金丝中的分布存在一定关联性,可为电热合金丝制备工艺优化、显微组织改善与综合性能提升提供一定参考。     

K_2ZrF_6加入量对Al-Zr中间合金凝固组织的影响

针对Al-K_2ZrF_6体系,采用熔盐反应法制备了Al-Zr中间合金。研究了K_2ZrF_6加入量(分别占体系质量分数的12%、14%、16%和18%)对中间合金凝固组织的影响。结果表明:熔盐反应生成的Al_3Zr相呈现为颗粒状,平均尺寸3～10μm。随着K_2ZrF_6含量的增加,Al_3Zr颗粒的尺寸更细小,体积分数逐渐增大,分布更均匀。     

热变形温度对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了热变形温度从(tβ-25℃)～(tβ 20℃)变化时,对TC18钛合金模锻件显微组织和拉伸、冲击、断裂韧度等主要力学性能的影响.结果表明:合金强度随变形温度升高变化不大,均在1 200 MPa左右;而塑性、冲击韧性以及断裂韧度等性能指标对热变形温度变化反应敏感;两相区变形时获得双态组织,合金的塑性和冲击韧性较高,ψ≥40%,aKU≥40 J/cm2;但断裂韧度偏低,KIc＜50 MPa·m1/2.β区变形时获得片状组织,合金具有较高的断裂韧度,KIc＞50 MPa·m1/2;但塑性和冲击韧性较低,ψ≥20%,aKU≥25 J/cm2.在相变点附近变形时容易导致合金组织和性能出现不均匀性.     

引线键合中材料参数对硅基板应力状态的影响

利用＂热—力—超声＂增量耦合有限元模型,对采用不同引线（金,铜）以及采用铜引线在不同银镀层厚度（48,1,6μm）条件下的键合过程进行了模拟.结果表明,在其它条件不变的情况下,金引线键合过程对硅基板内应力状态的影响远小于铜引线,且应力集中的位置更接近键合中心;随着镀层厚度的增加,基板所受到的压应力逐渐减小,但基板所受到的最大压应力在硅的抗压力范围之内;同时基板所受到的剪应力也逐渐减小,由于剪应力是硅基板损坏的决定性因素,因此采用厚度为16μm的镀层对减小基板损坏更有利.     

Doped and low-alloyed gold bonding wires

Fine gold wires with diameters down to 15μm are used for bonding semiconductor devices. Increasing miniaturization of electronic circuits calls for smaller wire diameters. This requires the development of gold wires with increased mechanical strength and good bondability to replace thicker wire diameters without detriment to their functionality. The first gold bonding wires were pure gold, and then doped gold wires of high purity were developed because of their stabilized and improved mechanical characteristics. Nowadays and in the near future low alloyed gold wires are increasingly replacing doped gold wires. This paper gives an overview of the mechanical characteristics of doped and low-alloyed gold bonding wires and their bondability.     

键合金丝的合金化研究动向

根据最新的专利文献综述了高弧度，低弧度，高强度键合金丝的发展现状，介绍了微量添加元素的作用和Au-Cu-Ca,Au-Ag,Au-Ni,Au-Sn(In),Au-Pt(Pd)等合金化键合金丝的研究动向，以及键合金丝的微量添加元素复合化，组成合金化，加工细线化，低成本化的发展趋势。     

高温长时退火后纯铜丝的组织与性能

将ø8 mm退火态T2纯铜棒材,通过工业拉丝机进行多道次冷拉拔变形,最终得到ø3.5 mm的拉拔态试样,对其进行了600 ℃保温不同时间的退火试验,并通过组织形貌的观察、力学和电学性能的测试,研究了退火后纯铜试样组织与性能的关系。结果表明:拉拔态纯铜组织经退火后形成新的再结晶晶粒,并伴有退火孪晶比例的增加。随着退火时间的增长,再结晶晶粒不断长大,抗拉强度和断后伸长率小幅波动。退火态试样的平均抗拉强度为拉拔态的67.3%,平均断后伸长率是拉拔态试样的8倍,平均导电率比拉拔态提高约3.3%,且随着退火时间的增加导电性得到逐步提高。     

退火工艺对T2纯铜线材组织和性能的影响

通过冷拉拔塑性成形制备了T2纯铜线材,然后对其进行了400 ℃×60 min低温长时退火和850 ℃×(20,40,60) s高温短时退火试验。通过光学显微镜、扫描电镜、万能试验机和直流双臂电桥等,研究了不同状态线材的微观组织、力学和电学性能。研究表明:拉拔态纯铜线材的纤维状组织在退火后形成了再结晶晶粒,并伴有退火孪晶出现。随着850 ℃退火保温时间的增加,退火线材的再结晶晶粒不断长大,晶粒形貌更趋向等轴晶,组织均匀性得到提高。退火态线材的平均抗拉强度约是拉拔态的57.1%;断后伸长率约是拉拔态10倍;经400 ℃×60 min退火,其导电率比拉拔态线材仅提高约0.3%;经850 ℃×(20,40,60) s退火其平均导电率比拉拔态线材提高约5.2%。高温短时退火后线材的综合力学性能和电学性能不仅比低温长时退火的性能较优,而且其具有较高的退火效率。拉拔态线材经850 ℃×40 s高温短时退火后具有较高的综合力学性能和导电性能。     

金丝的力学特征对球键合的微观组织和性能的影响

用电子背散射衍射仪对具有不同力学特征金丝的微区组织进行表征,采用扫描电镜和光学显微镜观察线弧轮廓、热影响区和焊点形貌,并通过推拉力测试仪测量线弧拉力和焊球剪切力,分析金丝力学特征对球键合质量的影响。结果表明：半硬态1和半硬态2的金丝芯部保持纤维状组织,边缘晶粒为细小的等轴晶,沿径向微区组织形貌有明显差异。打火烧球后形成的热影响区长度短,球颈部的组织有明显的梯度性,键合后弧高较小。软态金丝的组织为粗大的等轴晶,沿径向分布均匀,键合拉力低,易发生滑球现象。半硬态2金丝与焊盘的结合力强,引线键合拉力高,综合键合质量优,是最适合球键合工艺的金丝。     

微电子封装用键合金丝替代产品的研究现状

随着电子封装技术的发展,传统键合金丝在性能和价格上已经不具备优势。采用复合和改性等方法可以开发出满足要求的键合金丝替代品。总结了金包银复合键合丝、钯包铜复合键合丝、金合金键合丝和银合金键合丝共4种键合金丝替代产品的性能特点、成分配比、生产技术难点和关键点,介绍了部分典型产品,并对替代产品的发展趋势进行了展望。     

正火温度对低活化马氏体钢组织及力学性能的影响

对低活化马氏体钢丝材进行1000~1100 ℃保温60 min的正火处理,随后在790 ℃保温90 min进行回火处理,研究正火温度对低活化马氏体钢丝的显微组织及力学性能的影响。结果表明,正火后,丝材的显微组织由粒状珠光体转变为板条状马氏体,碳化物粒子大部分回溶于基体中,正火温度的升高加速碳化物粒子的回溶,在1100 ℃实现完全回溶;原奥氏体晶粒尺寸随正火温度升高显著增大(由1000 ℃的7.4 μm增至1100 ℃的34.9 μm)。回火处理后,马氏体板条尺寸变宽,板条间的位错密度显著降低,析出相沿晶界、晶粒内部析出、球化及长大,其中M₂₃C₆(M以Cr为主)相为短棒状,分布在晶界,而MX(M以Ta为主)相为椭球状,分布在马氏体板条内部。经1000 ℃×60 min正火+790 ℃×90 min回火后能够获得最佳的综合力学性能,其抗拉强度为745.7 MPa,断后伸长率为18.9%。     

复合丝材制备技术进展

在复合丝材的制备过程中,界面附近原子互扩散形成具有一定宽度的扩散层,扩散层由金属间化合物和固溶体组成,金属间化合物的种类和数量由热处理温度和时间决定。适当的互扩散对提高复合丝材界面结合强度是有利的,但过多金属间化合物会导致复合丝电导率、延伸率下降,甚至引起超细复合丝覆层脱落,严重影响复合丝材的可加工性。因此,界面问题是复合丝材制备过程中的关键问题。系统介绍了复合线材的种类、成型方法及研究现状,重点论述了扩散层界面物相及其对复合线材性能的影响,对开发新型复合线材的成型工艺及性能研究提供参考。     

Advances in deformation processed gold composites

Conventional metallic composites are comprised of a metal matrix with a ceramic second phase. In recent years, composites have been developed in which both the matrix and the reinforcing phase are ductile metals. In 1998 a 90 vol%Au – 10 vol% Ag metal-metal composite wire was produced and found to possess both high tensile strength (550 MPa) and low electrical resistivity (2.56 m ohm-cm). In that composite, the silver reinforcing phase consisted of sub-micron diameter filaments parallel to the wire axis. This article describes the microstructures, mechanical properties, and electrical resistivity of three gold matrix composites in which the reinforcing phases are 7 vol% Ag, 14 vol% Ag, and 7 vol%Pt. These composites were drawn to diameters as small as 60 microns. Results from wedge bonding trials with these composite wires are also reported.