温度对复合钎料组织与性能影响

制备Cu/Sn58Bi-1.5Al2O3/Cu焊接接头,研究温度对纳米Al2O3增强Sn-58Bi复合钎料焊点组织和性能的影响。结果表明,钎焊温度升高,钎料组织发生一定程度的粗化;温度升高后,Bi晶粒不断长大、体积比增加使钎料组织的硬度提升;时效处理后的钎料组织逐渐粗化,界面金属间化合物变厚甚至出现断层,时效处理使焊点抗拉强度下降,可靠性降低。     

Sn-Zn-Ga-xPr钎料组织与性能

研究了添加合金元素Ga及稀土元素Pr对Sn-Zn钎料组织与性能的影响.适量添加镨,可以提高钎料的润湿性能;但当镨含量超过0.12%(质量分数)时,镨会在钎料表面形成氧化渣,恶化钎料的润湿性能.镨的添加可以改善焊点的力学性能,抗剪强度在镨含量为0.08%时增加至最大.镨加入后细化了钎料基体中的富锌相,当镨含量不超过0.08%时,界面层平整且厚度变化不大,但若稀土添加过量,则界面层会明显增厚.镨在Sn9Zn0.5Ga钎料中的最佳添加量为0.08%左右.     

SnAgCu-xPr钎料组织及性能

研究了不同含量Pr元素（质量分数分别为0,0.05%,0.5%）对Sn-3.8Ag-0.7Cu无铅钎料凝固特性、润湿铺展性能以及微观组织的影响.结果表明,SAC,SAC-0.05Pr以及SAC-0.5Pr的凝固所需过冷度分别为20.6,5.0,5.1℃,说明适量Pr元素的加入能够显著降低SnAgCu钎料凝固所需的过冷度;同时,Pr元素的加入细化了钎料组织,降低钎料组织中初晶β-Sn的尺寸,抑制了SnAgCu/Cu焊点内部不同形貌大块化合物Ag3Sn初晶的形成;当Pr元素的添加量为0.05%时,钎料润湿性能最优、组织最佳;0.5%Pr元素的添加会在钎料以及焊点内部形成PrSn3相,对焊点的性能造成不利的影响.     

钎剂复合型4047钎料组织及钎焊性能分析

采用粉末锻造法制备了钎剂复合型铝硅共晶4047复合钎料,并对比研究了自制钎剂复合4047钎料与市售药芯钎料、进口钎剂复合钎料的组织与钎焊性能。结果表明：钎剂复合4047钎料存在两个吸热峰,钎剂熔点略低于钎料合金熔点。钎剂复合4047钎料的润湿铺展面积为363 mm2,与进口钎料（353 mm2）接近,二者均优于药芯钎料（311 mm2）。在85%湿度、35 ℃环境条件下,钎剂复合4047钎料与进口钎料的抗吸潮性优良,药芯钎料放置72 h、144 h、216 h的吸潮率分别为3.88%、4.02%、4.27%,钎剂吸潮增重明显。钎剂复合4047钎料组织分析结果表明,钎剂颗粒被钎料合金包裹、固定在基体组织内,钎剂尺寸细小、分布均匀,压实系数高。钎剂复合4047钎料钎焊性能较好,钎缝区组织致密,钎着率高,6061/3003搭接接头断裂强度平均达107.5 MPa,断裂发生在3003侧热影响区。     

AgCuGa钎料的组织和性能

开发了一种银含量≤50%的新型Ag-Cu-Ga合金钎料,研究了Ag-Cu-Ga合金钎料的熔化特性、钎焊性能及接头的显微组织。结果表明,当Ag-Cu-Ga合金中Ga元素含量为5%时,其熔化温度为771～786 ℃,熔点适中,固液相温差较小。Ag-55Cu-5Ga合金铸态组织主要由富Cu相、富Ag相及Ag-Cu-Ga共晶相组成,这些塑性相为其提供了良好的加工性能。制备的0.1 mm带材清洁性、溅散性良好,在无氧铜、镍片上的铺展性能良好,在不锈钢上钎料有明显的收缩现象。搭接接头拉伸后在母材侧断裂,接头具有较高的强度。通过对接头界面组织分析,发现接头中形成了扩散层和大量的铜基固溶体及少量的细砂型共晶组织,扩散层及铜基固溶体从一定程度上提高了钎焊接头的强度。综合分析,Ag-55Cu-5Ga钎料是一种有望替代Ag-28Cu共晶钎料,满足真空电子器件封接需求。     

新型锌基复合钎料的制备及性能

采用电镀技术制备新型复合锌基钎料,借助于差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)等手段对钎料的性能进行分析。分析结果表明:新型复合钎料熔点与普通钎料相比,略高于普通钎料;同一钎焊条件下,新型复合钎料润湿性优于普通钎料,且其钎焊接头的强度高于普通钎料。     

Ag颗粒含量对SnAgCu基复合钎料组织及性能的影响

通过向SnAgCu基体钎料中添加Ag颗粒,通过瞬时液相连接来实现低温连接、高温服役的目的。结果表明:随着Ag含量的增加,复合钎料的铺展面积越来越小,润湿性越来越差,但25%Ag含量试样的润湿角为5°依然满足服役需求;随着Ag含量的增加,金属间化合物层整体厚度增加,力学性能越来越差;随着Ag含量的增加,耐高温服役能力得到提高,Ag含量为25%的试样可在高于基体温度83℃的高温下服役15天未断裂,300℃高温下服役15天后,抗拉强度为25.74 MPa,达到低温时效、高温服役的目的。     

Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料性能与显微组织

通过对Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料的钎焊试验发现:单独添加Ga或In元素时,Ga,In元素的添加量分别控制在3%,1.5%(质量分数)左右最佳;复合添加Ga与In元素时,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In的力学性能最佳.对钎焊接头拉伸断口进行分析结果表明,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In接头断口具备明显韧性断裂特征.当In元素添加量超过2%时,对钎焊接头强度的影响趋于平缓,但是断口已具有明显的解理形貌.Ga,In元素在钎料基体中分布均匀,无明显偏析现象,但是Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料基体组织呈现明显的"骨架"状特征.     

Sn-Ag-Cu-In无铅钎料润湿性能及显微组织

在Sn-1.2Ag-0.6Cu合金中添加0～1.0%的In元素,研究了Sn-Ag-Cu-In无铅钎料的熔化温度、润湿性能及显微组织.结果表明,添加In元素对钎料的熔化温度有一定的降低作用,在相同的试验温度下,含铟钎料粘度更低,流动性更强,钎料的润湿性能随之改善.低银Sn-Ag-Cu钎料在空气中的润湿时间在260℃才达到...     

BAg17CuZnSn-xCe钎料组织及性能分析

通过向BAg17CuZnSn钎料中添加微量的稀土元素Ce,研究了微量Ce元素的添加对低银钎料组织及焊接性能的影响.结果表明,当Ce元素质量分数为0.15%时,BAg17CuZnSn-0.15钎料在黄铜和不锈钢母材表面铺展面积较BAg17CuZnSn钎料分别提高了12.1%和37.4%,钎焊接头的抗剪强度达到最大值340.2 MPa.随着Ce元素的添加,钎料的自腐蚀电位逐渐正移,钎料的耐腐蚀性能得到提升.Ce元素对BAg17CuZnSn-xCe钎料基体中的CuZn化合物相有明显的细化作用,当Ce元素质量分数为0.15%时,钎料组织最为细小、均匀.但是当Ce元素质量分数达到0.5%时,钎料中出现了Ce-Sn化合物相.     

工艺条件对颗粒增强复合钎料组织性能的影响

选用微米级Cu、Ni颗粒作为增强相外加到Sn-3.5Ag共晶基体钎料中制成颗粒增强Sn-Ag基复合钎料。主要利用电子显微镜研究不同工艺条件下,复合钎料钎焊接头内部增强颗粒周围金属间化合物(IMCs)形貌的演变情况,并分析了增强颗粒形态变化对复合钎料钎焊接头力学性能的影响。结果表明,随着升温速率的降低,Ni增强颗粒周围金属间化合物的形态由向日葵状转变为多边形状;Cu增强颗粒周围金属间化合物的形态始终保持大瓣向日葵状。此外,降温速率对Cu、Ni颗粒周围金属间化合物的形态没有影响。从而分析了不同工艺条件下增强颗粒周围金属间化合物形态的演变规律,以及对复合钎料钎焊接头剪切强度的影响。     

等温时效对颗粒增强复合钎料组织性能的影响

等温时效过程中,复合钎料内部颗粒周围金属间化合物层的变化会影响其钎焊接头的力学性能。本研究选用比较有前途的Sn-3.5Ag共晶钎料作为基体,微米级Cu或Ni颗粒作为增强相外加到基体中制成复合钎料。对复合钎料钎焊接头在不同温度(125,150,175℃)下进行时效,研究了等温时效过程中增强颗粒周围金属间化合物的层厚增长系数和生长激活能,以及层厚增长对复合钎料钎焊接头力学性能的影响。结果表明,等温时效下,复合钎料内部Cu颗粒周围金属间化合物层增长速率明显大于Ni颗粒周围金属间化合物层的增长速率,且其层生长激活能低于Ni颗粒周围金属间化合物层。时效过程中,Cu颗粒增强复合钎料钎焊接头的剪切强度下降更快。此外,本研究还利用有限元模拟分析了时效过程中增强颗粒周围的应力分布情况。研究表明,经过时效后,随着颗粒周围金属间化合物的增长,颗粒周围的金属间化合物在受力的情况下会造成一定的应力集中而更易发生开裂。     

Sn-9Zn-xPr钎料钎焊性能及显微组织

研究了稀土元素Pr的添加量对Sn-9Zn无铅钎料的润湿性能、显微组织和焊点力学性能的影响.结果表明,镨的加入不仅改善了钎料的润湿性能和抗氧化性能,而且细化了钎料基体中的富锌相,使得界面组织更为稳定,有利于焊点可靠性的改善;Sn-9Zn无铅钎料中镨的添加量为质量分数0.08%时,钎料的润湿性能最佳,综合性能最好;当镨的添...     

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

用非晶镍基钎料和普通晶态钎料在不同的温度下真空钎焊不锈钢,分析了接头的力学性能、元素分布和显微组织.研究表明,钎焊接头的焊接质最在1000℃以下随温度升高而增强,采用非晶钎料的接头强度明显好于普通晶态钎料.     

AgCuMnNi钎料元素含量对钎焊接头组织及性能的影响

设计了3种成分的AgCuMnNi钎料。3种钎料固液相线温度均处于750～792℃,钎料铸态组织主要由富Ag相与富Cu相组成。随着钎料中Ag含量的增加与Ni,Mn含量的减少,钎料铸态组织中富Ag相占比逐渐增加。在860℃,保温10 min工艺条件下,采用3种钎料真空钎焊YG6X/GH4169, Ag-3(AgCuNi4Mn8)钎料的钎焊接头平均抗拉强度为432.8 MPa,高于Ag-1(AgCuNi11.5Mn21.5)和Ag-2(AgCuNi4Mn11.5)钎料的钎焊接头平均抗拉强度。Ag-3钎料的钎焊接头微观组织中富Cu相与富Ag相分布均匀,而Ag-1与Ag-2中由于Mn含量较多,钎焊过程中生成了高Mn氧化区域,弱化了接头的力学性能。     

镍对Ag-Cu-Sn-In钎料组织及加工性能的影响

在制备Ag-Cu-Sn-In钎料、分析钎料组织的基础上,研究了添加Ni元素对钎料组织与加工性能的影响.结果表明,Ag-Cu-Sn-In合金组织由粗大的β-Cu枝晶、弥散分布于枝晶间的（α-Ag）相及少量Ag5Sn相组成.镍的添加可使钎料组织明显细化,熔点略有升高,并对钎料加工性能产生显著影响.随着镍含量的增大,合金形变...     

ZnAlMg-xIn高温无铅钎料的显微组织及性能研究

通过在近共晶组织Zn4Al3Mg合金中适量添加In,得到了ZnAlMgIn四元高温无铅钎料。研究了In的添加量对ZnAlMg-xIn钎料的熔点、显微组织、电阻率及铺展面积的影响。结果表明:微量In的加入可适当降低钎料的熔点,而随着In含量(2%)的增加,在合金中出现了互不相容的两相,合金的显微组织趋向于不均匀化。     

Cu对Al-Si-Mg-xCu钎料组织及性能的影响研究

试验采用Al-Si-Mg-x Cu系钎料,研究不同Cu含量对钎料组织和性能的影响,并将钎料真空钎焊6061铝合金,对焊接接头的抗拉强度、焊缝形貌和断口特征进行研究。研究结果表明,随着Cu含量的增加,钎料的液相线温度先降低后趋于平稳,而对钎料固相线无显著影响,钎料中脆性相Al2Cu也不断地增多,断口撕裂棱增多;但α-Al固溶体、Al2Cu、Al-Si-Cu和初生Si的形貌和分布基本不变,接头的抗拉强度先增大后减小,当Cu含量为12%时,Cu含量对钎料液相线温度的降低效果达到最大,接头抗拉强度到达最大值94MPa。     

PdNi-Cr-V钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织及性能

采用座滴法研究了PdNi-Cr-V合金钎料对SiC陶瓷的润湿性.设计的PdNi-(16-22)Cr-(7-21)V-Si-B(质量分数)钎料可用于SiC的连接,使用急冷态箔状钎料,在1190℃/10 min的连接条件下得到的接头室温三点抗弯强度平均值为84.6 MPa.微观分析表明,在靠近SiC的界面反应层中,主要是Pd和Ni优先与SiC反应生成相应的Pd-Si相、Ni-Si相和石墨;离SiC稍远的接头区域,主要是Cr和V与C和Si发生反应,生成Cr(V)-C,Cr(V)-Si,Cr(V)5Si3C等相;钎缝中心区的基体由Pd-Si,Ni-Si和V-Si相组成,其上弥散分布着块状碳化物V2C和Cr23C6.     

Sn-Bi-In低温无铅钎料的组织和性能

研究了Sn-Bi-In钎料的微观组织、热学特性、润湿性能以及力学性能随合金成分的变化特点。结果表明:Sn-Bi-In钎料的显微组织含有β-Sn相、Bi相以及InBi中间相,Bi含量的减少会导致Bi相和InBi相所占比例降低;钎料DSC曲线中存在3个不同大小的吸热峰,所有合金熔化开始温度在101.3~103.4℃之间,随着Sn含量的增加,钎料的熔程先减小后增大,铺展面积先增大后减小;钎料的显微硬度随着Bi含量的增加而增大,且In的添加使钎料的硬度明显高于Sn-Bi共晶合金;钎料的抗拉强度和断后伸长率随着Bi含量的增大而降低。