超声作用下活性钎料在石墨表面的铺展行为

本文采用超声波辅助铺展润湿技术,进行了活性钎料在多孔材料石墨表面的动态铺展实验。通过采用高速摄像技术对超声波作用下钎料铺展过程的外部特征进行捕捉、描述和分析,研究了超声波作用下活性钎料在石墨表面的铺展行为及其机理。研究结果表明,超声波在石墨表面振幅衰减很快,这使得超声波作用下的声致铺展作用在石墨表面很难进行,但随着石墨表面的孔洞被钎料填充,振幅衰减逐渐减小,声致铺展作用逐渐加强,在超声波功率足够大的情况下,液态钎料可以在石墨表面铺展。钎料表面氧化膜是阻碍钎料铺展的关键因素,通过施加超声波可去除钎料表面氧化膜促进钎料铺展。     

超声振幅对石英玻璃表面钎料铺展行为的影响

研究不同振幅超声作用下Sn-9Zn共晶钎料液滴在石英玻璃表面动态铺展行为,并利用ANSYS ICEM CFD软件构建石英玻璃/钎料液滴二维流-固耦合的网格模型,在Fluent的2D求解器中进行数值模拟,分析不同振幅的超声对钎料液滴内部压力变化的影响。结果表明:当超声振幅为4μm时,钎料液滴最终铺展面积为0.193 cm~2;随超声振幅增加,最终铺展面积增大,超声振幅为6μm和8μm时,钎料液滴最终铺展面积分别为0.242 cm~2和0.395 cm~2。超声振幅一定时,随时间延长,钎料液滴铺展速率逐渐降低;随超声振幅增加,同一时刻钎料液滴铺展速率增大。未施加超声时钎料液滴内各位置压力均为正压,且压力值小于400 Pa,而施加超声后钎料液滴内部压力产生周期性正负交替变化,且随超声振幅增加,钎料液滴内部压力绝对值显著增加。当超声振幅为4μm时,钎料液滴内部压力绝对值最大约为700 kPa;超声振幅为8μm时,钎料液滴内部压力绝对值最大可达1400 kPa。钎料液滴上各点均存在类正弦变化压力,其声压偏移量沿液滴顶部向下逐渐增大,在下边缘位置处达到最大。由于钎料液滴受类正弦变化且偏移量不同的压力,液滴沿偏移量梯度方向流动,从而导致钎料液滴发生铺展,最终钎料液滴外观形态发生显著变化。     

电磁超声作用下Sn-9Zn钎料在SiC表面铺展分析

基于Comsol Multiphysics软件,通过建立电磁超声辅助钎焊模型,研究洛伦兹力作用下钎料Sn-9Zn在SiC陶瓷表面的铺展行为.结果表明,在电磁超声作用下,钎料表面出现塌陷并向外铺展,伴随着钎料表面出现振动现象,随后线圈下方的部分钎料断裂并飞溅,中心处钎料收缩.当线圈通入交变电流时,在周边感生出方向呈周期性...     

铝合金表面液态钎料声致铺展前沿氧化膜行为的研究

超声波钎焊技术始于上世纪30年代末,它无需钎剂即可实现铝合金、铝基复合材料、钛合金、陶瓷等难润湿材料的连接,被普遍认为是替代钎剂钎焊最有前途的方法。钎料/母材润湿界面氧化膜的去除是超声波钎焊中的一个主要问题,氧化膜的残留将严重影响钎焊质量。本文针对铝合金表面液态钎料声致铺展前沿往往存在氧化膜残留的问题,采用实验与模拟相结合的方法分析了氧化膜残留的特征、原因,并提出相应的消除措施。本文的研究工作对提高超声波涂覆、表面金属化以及超声波钎焊的质量具有重要意义。     

采用钛基活性钎料高温钎焊高强石墨

采用Ti基活性钎料对高强石墨进行了高温钎焊试验。研究了焊接温度、保温时间、焊料量、降温速率对试样连接强度的影响。通过正交实验优选工艺，确定最佳工艺为：焊接温度1420℃，保温时间20min，焊料量280mg，降温速率10℃／min。所得连接件的最高相对抗弯强度为62．55％。微观结构研究表明，在石墨／焊料界面处C元素和Ti元素发生了显著的互扩散，生成了厚度约15μm的反应层，实现了良好的界面结合。接头区域XRD分析表明，在石墨／焊料界面上几乎全部为TiC，在焊料内部距此界面200μm处仍有部分TiC存在，但主相是纯Ti，还有部分Ti2Ni。在焊料内部距此界面400μm处主相是纯Ti，次相是Ti2Ni，无TiC存在。     

银钎剂中氟化物对钎料铺展性的影响

含不同氟化物的银钎剂钎焊性能各异。通过对碳钢、不锈钢和紫铜等母材进行试验，分析讨论了几种氟化物钎剂氟含量与银基钎料铺展性间的关系。结果表明，随着氟化物和母材类型的不同差别很大，其中以KF和KHF2的综合效果较好。且试验中所制得的氟化物银钎剂较好地避免了应用中常出现的钠黄光和发泡现象。     

热循环条件下SnAgCu钎料损伤行为的研究(英文)

电子封装焊点的热循环失效是焊点材料损伤逐步发展的结果,本工作旨在对SnAgCu钎料的热循环损伤失效行为进行研究。以连续损伤力学理论为基础,提出了一种适用于热循环条件下SnAgCu钎料蠕变-疲劳交互作用的损伤模型。据此,设计了热力循环实验和热循环实验用以标定损伤模型相关参量。自行设计了双金属剪切加载装置并结合温度循环实验,对SnAgCu钎料的热力耦合损伤行为进行了深入研究。以电阻变化率作为损伤变量,并在热循环的不同周次测量试样的损伤值从而验证损伤模型。结果表明:所提出的幂函数形式的损伤模型能较好的描述SnAgCu钎料的热循环损伤演变。最后,对热循环条件下SnAgCu钎料试样的微观组织演变进行了SEM分析,从而揭示其损伤演变机理。     

稀土铈在Sn-Zn无铅钎料表面的高温氧化行为

通过俄歇电子能谱法和X射线光电子能谱法研究了Sn-9Zn-0.15Ce和Sn-9Zn-0.002Al-0.2Ga-0.25Ag-0.15Ce两种钎料表面Ce元素的分布和存在形式.结果表明,铈在Sn-9Zn-0.15Ce钎料表面0~40 nm范围内的富集区浓度达到30%(原子分数)左右,是基体内部的250倍,主要以CeO2和Ce2O3形态存在.在Sn-9Zn-0.15Ce钎料中复合添加镓和铝后,Ga元素在钎料表面0~6 nm范围内富集,Al元素在表面2~20 nm范围内富集并主要以氧化态形式存在.Ce元素富集在距离钎料表面2~60 nm的范围内,处于Ga,Al元素富集层的下方;由Ga,Al元素富集层构成的致密保护膜可显著降低表面铈被氧化的概率.     

AgCuTi活性钎料的研究进展

AgCuTi系活性钎料是连接金属众多陶瓷及碳材料的理想钎料,解决了很多传统钎焊的难题。列举了常用商业AgCuTi的牌号及成分,简要分析了AgCuTi钎料的润湿性及影响AgCuTi润湿性的重要因素,综述了AgCTi活性钎料的一般制备方法与技术,以及AgCuTi活性钎料连接的典型应用与研究进展。     

Ag-Cu-Ti活性钎料真空钎焊钼和石墨结合质量研究

为了实现石墨与钼的高强连接,实验采用活性钎料Ag-Cu-Ti作为填充材料,研究了钎焊过程中采用的工艺及不同种类石墨对真空钎焊接头组织结构和性能的影响,进一步探讨了界面结合机理.利用光学显微镜分析了接头微观形貌,采用能谱仪确定了接头的成分分布,采用自行设计的模具测试了接头的剪切强度.结果表明,Ag-Cu-Ti钎科与两侧钼和石墨基体均形成了良好的结合界面,接头抗剪强度达到了石墨基材强度的80%以上;石墨密度对接头性能的影响比较大,导致钎缝区出现不同的界面形貌.可以通过表面物理改性的方法改善接头质量.     

松香对锌基钎料助焊剂物理性能及Zn20Sn钎料铺展性能的影响

锌基合金钎料是一种比较理想的高温无铅软钎料,但是Zn20Sn钎秤润湿性差.本文开发一种新型Zn基舍金专用松香基钎剂,研究了不同含量的松香添加量对钎剂的物理性能和其对Zn20Sn钎料的铺展性能影响.结果表明,当助焊剂中的w(松香)55％时,对Zn20Sn钎料的铺展率有明显提升,且该助焊剂的黏性、腐蚀性、不挥发物含量等均符合标准要求.     

Ga_2O_3对CsF-RbF-AlF_3钎剂/Zn-Al钎料在铝和钢表面润湿铺展性能的影响

研究了添加微量Ga_2O_3的CsF-RbF-AlF_3钎剂和Zn-Al钎料在6063铝合金和Q235低碳钢上的润湿、铺展性能的反应规律。结果表明,添加极微量的Ga_2O_3即能够显著促进Zn-Al钎料在6063铝合金和Q235低碳钢上的润湿、铺展,其最佳添加量应控制在0.001%~0.003%(质量分数)。对钎剂残渣的XRD分析结果和化学反应热力学计算表明,微量Ga_2O_3的添加,一方面能够促进CsF-RbF-AlF_3钎剂溶解、反应去除6063铝合金和Q235低碳钢表面的氧化膜;另一方面,在钎焊过程中,由于Ga_2O_3被还原成金属Ga,Ga元素具有"集肤效应",富集于钎料和母材的界面,大大降低了钎料与母材间的界面张力,从而促进了钎料在母材上的润湿、铺展。     

耦合作用下无铅钎料可靠性研究进展

现代电子封装服役条件涉及力、热、电、磁等多场耦合,深入了解和掌握多物理场耦合条件下界面化合物生长规律及钎焊接头失效机制,对于实现电子器件的优质、高效、高可靠性具有重要意义。本文综述了近年来在电热、热磁、力电磁等多场耦合条件下无铅焊点可靠性研究进展,并对此领域的发展做出了展望。     

钎焊材料(钎料、钎剂)征询通知

焊接学会第Ⅰ委员会成立标准钎焊材料工作组,汇编国內外钎焊材料,以便分批选定国內各类标准钎焊材料。欢迎国内各生产和使用单位推荐性能优良的钎焊材料。文中应介绍钎焊材料的化学成份、熔化温度、钎焊接头机械性能及使用特点,并附技术条件(或产品说明书)等。要求钎焊材料化学成份保密者,请在文中注明。来文加盖公章     

稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料物理性能和铺展性能的影响

研究了不同舍量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料物理性能和铺展性能的影响.结果表明:添加微量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料合金的熔化温度和密度影响不大,而其电阻率有所上升.随着Ce含量的不断增加,钎料焊点表面的光亮度随之增加,钎料在铜基板上的铺展面积也逐渐增大,钎料润湿性有所改善,但是当w(Ce)超过0.05%时,钎料焊点表面光亮度呈现下降趋势,其铺展面积也在减小.     

CuSn预合金粉芯复合银钎料的润湿铺展机理

研究了添加质量分数为30%～70%CuSn预合金粉复合银钎料在T2紫铜基体上的润湿铺展过程,并讨论了CuSn预合金粉复合银钎料在紫铜基体上的润湿铺展机理.结果表明,在与紫铜基体的润湿铺展过程中,初始接触角由30%CuSn的119°降低到70%CuSn的94°.最终接触角由30%CuSn的15°下降到70%CuSn的7°.当粉芯中CuSn合金粉含量为60%时,钎料在铜板上的润湿面积达到530.04 mm²,相比于未添加CuSn合金粉时提高了约66%.由于低熔点CuSn预合金粉的前驱润湿作用使复合银钎料表面张力降低,初始接触角和最终接触角随着CuSn预合金粉含量的增加而减小. CuSn预合金粉在钎焊过程中先于BAg30CuZnSn钎料外皮熔化,形成熔融的铜锡液态合金薄层,降低了固液界面张力.随后,熔化的BAg30CuZnSn箔带在先期熔化的铜锡液态薄层上铺展,并与其发生溶质原子的扩散反应,最终形成液态复合钎料.低熔点CuSn预合金粉的加入,使复合银钎料在铜上的润湿性能显著改善.添加40%CuSn预合金粉复合银钎料与铜基体的反应润湿界面均匀致密,其中白色富Ag相互连接,...     

液态Ga在石英玻璃表面的声致铺展行为

研究超声波工具头作用于液态Ga表面时,液态Ga在石英玻璃表面的铺展行为,并通过Comsol Multiphysics软件对液态Ga的流动过程和压力变化情况进行模拟分析.?结果表明,液态Ga在铺展过程中初始阶段铺展缓慢,超声波作用时间为24?ms时液态Ga的铺展面积为2.754?cm2;超声波作用时间为72?ms时液态G...     

钎料表面微结构对糊状钎剂黏附性的影响

文中采用金相显微镜、润湿角测定仪、表面张力仪等分析手段,分析了钎料表面微结构对糊状钎剂黏附性的影响.结果表明,糊状钎剂可在擦洗、擦洗+精轧两种钎料表面黏附润湿或浸湿,但不能自行铺展润湿.与擦洗钎料相比,糊状钎剂在擦洗+精轧钎料表面具有更大的接触角滞后、糊状钎剂黏附量,且黏附层分布相对均匀,收缩坑较少.糊状钎剂在擦洗、擦洗+精轧钎料表面的黏附功和黏附张力,分别为106.39,29.89和110.28,33.78 mN/m.糊状钎剂在擦洗+精轧钎料表面具有更大的黏附功和黏附张力,是其表面黏附量大、黏附层均匀、收缩坑少的主要原因.     

锡锌钎料的腐蚀行为

在传统的SnZn共晶钎料中加入微量稀土元素获得含稀土的SnZnRE钎料．采用失重法、扫描电镜腐蚀形貌观察及电化学分析技术对钎料在不同环境下的腐蚀行为进行分析，研究SnZn系钎料的抗腐蚀性能，并与SnPb钎料进行了比较．     

Sn-0.75Cu钎料接头在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为(英文)

采用动电位极化及浸出方法研究Sn-0.75Cu钎料及Sn-0.75Cu/Cu接头在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。极化曲线测试结果表明Sn-0.75Cu钎料的腐蚀速率比Sn-0.75Cu/Cu接头的低。在特殊电位时的形貌观察及相分析表明,在Sn-0.75Cu钎料表面活化溶解区形成腐蚀产物Sn3O(OH)2Cl2。从活化/钝化区开始,Sn-0.75Cu钎料的表面完全被腐蚀产物Sn3O(OH)2Cl2覆盖,并且在极化测试后出现蚀坑。与Sn-0.75Cu钎料合金相比,Sn-0.75Cu/Cu接头的钎料表面在活化区形成较多的Sn3O(OH)2Cl2,在极化测试结束时腐蚀坑的尺寸较大。浸出实验结果证实了Sn-0.75Cu/Cu接头较快的电化学腐蚀速率引起较多的Sn从中接头中释放出来。