稀土元素Er对Bi5Sb8Sn钎料力学性能的影响

通过向Bi5Sb8Sn钎料合金中添加适量的稀土元素铒(Er),研究了不同含量的稀土Er对Bi5Sb8Sn无铅钎料合金力学性能的影响。结果表明,微量稀土Er的添加能显著细化该钎料组织,改善合金的组织分布情况,提高钎料的力学性能;稀土w(Er)0.5%时,Bi5Sb8SnRE合金抗拉强度和钎焊接头的抗剪强度较基体钎料Bi5Sb8Sn分别提高了41.8%和83.0%.;但当稀土w(Er)0.5%时,则组织粗化,钎料力学性能下降。     

Ni对BiSbSn钎料合金力学性能及微观组织的影响

Bi基钎料具有较低固液温度的优点,但其力学性能较差.本文通过在BiSbSn钎料中加入微量元素Ni来改善钎料合金的微观组织结构,从而提高钎料合金的力学性能.结果表明,当Ni含量(wNi)为1％时,钎料的抗拉强度最大,约为44.26 MPa.当wNi小于3％时,钎料的剪切强度逐渐增大；当wNi大于3％后,钎料的剪切强度逐渐下降.综合来看,Bi5Sb8SnxNi钎料的综合性能以wNi为1％～3％为最佳.     

微量稀土镧钕对Bi5Sb8Sn力学性能影响

通过在Bi5Sb8Sn基体钎料上添加微量稀土镧钕形成Bi5Sb8SnRE新型钎料合金,研究了稀土镧钕对钎料合金力学性能的影响,同时对显微组织进行了分析.结果表明,稀土镧钕含量为0.2%时,Bi5Sb8SnRE合金抗拉强度和抗剪强度达到最大值,分别为58.30 MPa和15.50 MPa,合金抗拉强度和钎焊接头的抗剪强度较基体钎料Bi5Sb8Sn分别提高了44.2%和57.0%.显微组织分析表明,微量稀土镧钕的添加能显著细化该钎料的合金组织,改善合金的组织分布,提高钎料的力学性能;但当稀土含量超过0.2%时,稀土化合物的数量增多,钎料的力学性能下降.     

锡含量对Bi5Sb钎料铺展性能及抗拉性能影响

在Bi5Sb基体钎料中添加1%～8%Sn,研究锡对Bi5Sb基无铅钎料润湿性能及力学性能的影响.结果表明,在Bi5Sb钎料中添加适量的锡,可使Bi5SbxSn钎料熔点控制在270～280℃左右,与Bi5Sb钎料相比,变化不大,但钎料合金铺展性能和抗拉强度明显提高.当锡含量为8%时,Bi5Sb8Sn钎料合金钎焊铺展性能和...     

Ni元素含量对BiSbSnxNi钎料润湿性能和抗剪强度影响

研制开发高温无铅软钎料一直是钎焊领域一大难题.熔点为270℃左右的Bi5Sb8Sn钎料因润湿性能和抗剪强度达不到要求而受到限制.通过在Bi5Sb8Sn中添加不同含量Ni元素形成新型BiSbSnNi四元合金,来改善Bi5Sb8Sn合金的润湿性能和力学性能.结果表明,尽管Ni元素的添加使BiSbSnxNi钎料合金铺展面积均较基体钎料差.但Ni元素的最佳添加量为2%时,可以改善钎料中金属间化合物的生成,能够增大钎料的铺展面积.当Ni元素含量为3%时,钎料合金的抗剪强度最高.在Ni元素含量为4%时,IMC厚度明显增加,且出现条状的富铋相,对钎料焊接接头的抗剪强度产生不利影响.     

稀土La、Nd对BiSbSn高温钎料力学性能的影响

通过在Bi5Sb8Sn焊料中添加微量稀土La、Nd来提高其力学性能,以获得新型的无铅高温钎料.研究表明:加入稀土(La、Nd)元素可以明显提高Bi5Sb8Sn钎料的力学性能;当稀土(La+Nd)含量小于0.2％时,随着稀土元素的增加,钎料的抗拉强度、剪切强度、伸长率增大;当稀土含量大于0.2％时,随着稀土元素的增加,钎料的抗拉强度、剪切强度、伸长率下降.因此稀土的含量为0.2％时,Bi5Sb8Sn钎料的力学性能最佳.     

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.     

Sn-6Bi-2Ag(Cu, Sb)无铅钎料合金微观组织分析

利用差示扫描量热计 (DSC)测定了Sn 6Bi 2Ag ,Sn 6Bi 2Ag 0 .5Cu ,Sn 6Bi 2Ag 2 .5Sb三种新无铅钎料合金的熔化温度。结果表明 ,少量Cu的加入能降低Sn Bi Ag系无铅钎料合金的熔化温度 ,而Sb的加入使合金的熔化温度升高。利用光学显微镜 (OM )、扫描电子显微镜 (SEM )、能谱分析 (EDX)对合金的微观组织进行了分析与比较 ,钎料合金的微观组织与冷却条件和合金元素的含量有关 ,Sb的加入使析出相的尺寸细化。硬度测定表明Sn Bi Ag(Cu ,Sb)无铅钎料合金的硬度远大于纯Sn的硬度 ,加入少量的Cu(0 .5 % ) ,Sb(2 .5 % )对Sn Bi Ag系钎料合金的硬度影响较小     

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(...     

Cu含量对Zn20Sn钎料力学性能的影响

对非真空熔炼的Zn20SnxCu钎料合金进行了抗拉强度和伸长率的测定,结果表明:随着Cu含量增加,Zn20SnxCu钎料合金抗拉强度逐渐增大,伸长率逐渐降低;当w(Cu)8％时,Zn20Sn8Cu合金的抗拉强度为229.9 MPa,较基体钎料提高了1.86倍,这主要与形成ε-CuZn5金属间化合物的数量和形态有关,且钎...     

Sb掺杂对锡铋近共晶钎料组织和力学性能的影响

为降低锡铋共晶钎料脆性、提高其伸长率,制备了Sn58Bi钎料合金,并通过Sb掺杂的方式对合金性能进行优化。对掺杂不同Sb含量合金的组织、熔化特性和拉伸力学性能的研究表明,Sn58Bi钎料组织较粗、成分偏析显著,适量Sb元素掺杂能够将其伸长率提高7%左右,同时合金的熔化特性仍能满足应用要求。对合金拉断试样的断口分析表明,Sn58Bi以脆性解理断裂为主,加入适量Sb元素时延性断裂的趋势增大,但当加入Sb过量时又向解理断裂转化。     

微量Ni对Sn0.7Cu钎料物理性能及钎焊工艺性能影响

SnCu共晶钎料是公认的SnPb钎料最具潜力替代品,尤其在波峰焊上,但与其他无铅钎料相比,该钎料物理性能及铺展性能差,严重影响其广泛应用.本文通过在Sn0.7Cu合金基础上添加微量Ni来改善合金性能.结果表明:随Ni含量(w(Ni)＜0.7％)增加,Sn0.7Cu钎料熔点逐渐增加,但变化不大,当w(Ni)0.7％时,钎...     

SnAgCu系软钎料钎焊接头性能研究

制备了不同Ni含量的Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE-x Ni钎料合金,对其显微组织、熔化特性和力学性能进行测试;使用该钎料对纯铜进行钎焊,然后对不同Ni含量的钎料合金钎焊接头的蠕变性能进行测试分析。结果表明:Ni的加入有利于提高钎料合金的力学性能和细化组织,但对于合金的熔化特性影响不大。在本次试验条件下,当w(Ni)分别为0.05%和1%时,接头试样的蠕变性能优于其他Ni含量的情况。     

Fe颗粒含量对Sn35Bi/Cu钎焊接头组织性能影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及万能力学试验机等研究了Fe颗粒含量对Sn35Bi-xFe/Cu钎焊接头组织和性能的影响,并研究了Fe颗粒含量对Sn35Bi-Fe合金钎料的铺展面积和润湿性的影响.结果表明:向Sn35Bi合金钎料中加入少量Fe颗粒,会在Fe颗粒周围生成很薄的FeSn2化合物,降低固相/液相的界面能,提高相的形核率,细化接头的组织;当Fe颗粒含量为1 mass％时,接头组织的细化程度最佳;向Sn35Bi合金钎料中加入Fe颗粒,可以有效提高合金钎料的润湿性和力学性能,当Fe含量为1 mass％时,Sn35Bi-1Fe合金钎料的铺展面积最大,润湿角最小,润湿性能最佳,Sn35Bi-1Fe/Cu接头的剪切强度达到最大,为50.23 MPa,与Sn35Bi/Cu接头相比,提高了37.7％.     

Al元素对亚共晶SnBi钎料接头组织及力学性能影响

通过向亚共晶Sn30Bi钎料中添加Al元素,制备新型Sn-30Bi-xAl低温无铅钎料,采用扫描电镜和拉伸力学实验等研究了时效前后Sn30Bi-Al钎料合金的微观组织及力学性能。结果表明:向亚共晶Sn30Bi钎料中加入Al元素,能够一定程度上抑制焊后接头中形成网状共晶组织,以及Bi相团聚,当Sn30Bi-Al合金中Al元素含量为0.3%时,对网状共晶组织形成和Bi相团聚的抑制作用最佳;在时效过程中,向Sn30Bi合金中添加Al元素,能够一定程度上抑制Bi相团聚,降低界面IMC层生长速率;当Al含量为0.3%时,Sn30Bi-0.3Al接头的力学性能最佳。     

Ni对SnAgCuRE钎料及其钎焊接头性能的影响

以商用Sn3.8Ag0.7Cu为参照系,研究了Ni对Sn2.5Ag0.7Cu0.1 RE钎料合金及其钎焊接头性能的影响。研究结果表明,添加0.05%(质量分数)Ni能在不降低Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金抗拉强度的同时显著提高其伸长率,是商用Sn3.8Ag0.7Cu的1.4倍;相应地钎焊接头的蠕变断裂寿命最长,为未添加Ni时的13.3倍,远高于现行商用Sn3.8Ag0.7Cu的,满足微电子连接高强韧高可靠性无铅钎料合金系的需求。     

Bi元素对SAC305钎料合金组织和性能的影响

利用金相显微镜和微型拉伸试验机对SAC305-Bi钎料合金的润湿性、组织和力学性能进行了研究。结果表明:SAC305-Bi钎料合金的润湿性随着Bi元素含量的提高而逐渐提高;当Bi元素含量低于0.5wt%时钎料合金的组织几乎不变化,当Bi元素的含量高于0.5wt%时钎料合金的组织粗化,当Bi元素的含量达到4wt%时形成了一种新的共晶相;SAC305-Bi的抗拉强度随着Bi元素含量的提高而逐渐提高,其延伸长度则逐渐降低。     

Ni对Ag-22Cu-17Zn-5Sn钎料铸态组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、热分析仪以及拉力试验机研究不同Ni含量对Ag-22Cu-17Zn-5Sn钎料显微组织、熔化特性以及力学性能的影响。结果表明,Ag-22Cu-17Zn-5Sn-x Ni钎料主要由Ag基体、Cu基固溶体、Cu_0.64Zn_0.36以及Cu_40.5Sn₁₁化合物组成。当Ni含量增加至0.6%时,钎料组织由粗大枝晶转变为均匀细小晶粒,平均晶粒尺寸约为4.53μm。随着Ni含量的增加钎料的固相线温度基本不变,而液相线温度和熔化温度区间出现不同程度的上升;抗拉强度先减小后增大再减小,延伸率先增大后减小的趋势,而钎料硬度(HV0.2)从140逐渐下降到100。当Ni含量为0.6%时,钎料的抗拉强度最高达到372 MPa,延伸率提高到7.6%。     

RE及Ni对Zn20Sn高温无铅钎料显微组织及性能的影响

在Zn20Sn高温无铅钎料合金中添加0.1%RE及0.2%~0.8%Ni(质量分数,下同),研究了RE及Ni对钎料合金显微组织及性能的影响。结果表明,在Zn20Sn中同时添加0.1%RE及0.2%~0.8%Ni后,钎料合金的固相线变化不大,而液相线温度降低;RE及Ni对钎料合金的润湿性能及显微硬度有明显的影响,当RE为0.1%、Ni为0.4%时,钎料合金的润湿性能最好、显微硬度最高;随着RE及Ni的添加,在钎料合金中形成了含Ni金属间化合物,且随着Ni含量的提高,金属间化合物的形状、钎料合金的组织结构发生显著变化。     

Sn元素添加量对Zn4Al3Cu钎料电阻率及钎焊工艺性能的影响

采用合金化原理在Zn4Al3Cu基体上添加0~15%Sn,研究了Zn4Al3CuxSn钎料合金的电阻率和钎焊工艺性能.结果表明,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金电阻率逐渐降低;当Sn元素添加量为15%时,Zn4Al3Cu15Sn钎料合金的电阻率为7.9×10^-7Ω·m,较基体钎料降低47%.Sn元素添加量不大于10%时,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金铺展面积直线上升,其中Zn4Al3Cu10Sn铺展面积最大为98.3 mm²,较基体钎料提高了59.1%,这主要与形成SnZn共晶相及界面金属间化合物有关.因此从Sn元素对钎料合金电阻率及钎焊工艺性能影响考虑,最佳Sn元素添加量为10%.