Cu含量对Sn基无铅钎料组织、界面反应影响

研究了Cu含量对Sn-xCu(x=0.7%,2%)、Sn-9Zn-xCu(x-0.2%,10%)两种无铅钎料的基体组织以及与Cu基板短时间钎焊时界面金属间化舍物(IMC)生长行为的影响.结果表明,当Sn-Cu钎料中Cu的含量为2%时,基体中IMC租化为块状的Cu6Sn5相;对于Sn-9Zn-xCu钎料合金,2%Cu元素的加入使得Sn-9Zn基体中长针状的富Zn相转化为Cu5Zn8相以及细小的富Zn相,而当Cu含量达到10%时,钎料基体中的IMC为CuZn相与Cu6Sn5相.在260℃短时间钎焊下,Cu含量的增加加速了Sn-xCu/Cu界面IMC的粗化和生长;而对于Sn-9Zn-xCu/Cu,Cu含量的增加却明显降低了界面IMC的生长速率.同时分析、讨论了界面IMC随钎焊时间变化的生长行为.     

In及In-1%Cu熔体团簇的"热收缩"现象

利用液态金属X射线衍射仪对纯In熔体及In 1 %Cu熔体分别在 2 80℃、390℃、5 5 0℃、65 0℃、75 0℃进行了实验研究 ,获得了二者的衍射强度、结构因子、双体分布函数、径向分布函数以及平均最近邻原子间距、原子配位数 .结果表明 ,随温度由 2 80℃升高到 75 0℃ ,两种熔体的平均最近邻原子间距r1 和原子配位数Ns都呈现出减小的趋势 ,原子团簇都出现“热收缩”现象 ,加 1 %Cu后的熔体团簇热收缩程度较之纯In熔体大 .在整个测试温度区间内两种熔体的热收缩都不是均匀的 ,而是在某个温度区间发生突变 ,收缩明显 ,纯In熔体的突变区间为390℃～ 5 5 0℃ ,In 1 %Cu熔体的突变区间为 2 80℃～ 390℃ ,加 1 %Cu后突变区间向低温转移     

时效处理对Sn-Ag-Cu-Bi无铅钎料显微组织和力学性能的影响

主要研究了时效处理对Sn-3Ag-0.5Cu、Sn-3Ag-0.5Cu-1Bi、Sn-3Ag-0.5Cu-3Bi无铅钎料显微组织和力学性能的影响,并根据试验结果讨论了Bi元素的作用.试验结果表明Bi的加入提高了钎料的抗拉强度,但降低了其延伸率.通过在不同温度下时效处理,在含Bi的钎料中,Bi在Sn基体中析出,而含Bi的钎料表现出相对稳定的力学性能.这可归因于Bi的固溶强化与弥散强化作用的转化.     

快冷与普通Al-Cu钎料Cu元素扩散能力的比较

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Al-Cu快冷钎料薄带和普通钎料.将2种钎料在4种钎焊温度(590、600、610、620℃)和4种保温时间(5、10、15、20 min)下与纯铝进行真空钎焊,借助差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)对2种钎料的熔点、钎缝微观组织和Cu元素的扩散行为进行了研究.研究结果表明:快冷钎料元素分布均匀,晶粒细小,晶粒形态为胞状,而普通钎料成分有偏析,元素分布不均匀,且晶粒大小不一,晶粒形态多为枝晶;快冷钎料的熔点比普通钎料的熔点低3.0℃,结晶区间缩小1.2℃.在相同的钎焊条件下,快冷钎料Cu元素的扩散能力均比普通钎料的扩散能力强.钎焊温度较低时,普通钎料和快冷钎料的Cu元素的扩散能力差别较大;随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,两者的差别减小.     

Sn-8Zn-3Bi无铅钎料的抗氧化性

为了提高Sn-8Zn-3Bi合金钎料的抗氧化性,在Sn-8Zn-3Bi合金基础上,通过加入少量的其他合金元素(A1,P)以提高钎料的抗氧化性.少量A1的加入降低了Sn-8Zn-3Bi钎料的氧化量,而加入P的Sn-8Zn-3Bi钎料在加热过程中不仅没有质量增加,反而出现减重现象.通过扫描电镜和X射线衍射等分析手段研究样品的表面微观结构和显微组织,探讨了A1,P的抗氧化机理.分析结果表明:A1通过在合金表面形成一层致密的氧化膜,阻止钎料直接接触周围空气,从而达到了降低氧化速率的目的;P通过自身不断被氧化而消耗钎料表面的O原子,从而保护元素Sn和Zn不被氧化.     

Sn-Zn基低温无铅钎料合金的表面性质研究

基于Butler方程和STCBE(surface tension calculation based on butler's equation)程序计算了与Sn-Zn-M三元无铅钎料合金相关的二元及三元合金表面张力,计算值与文献中的实验值在误差范围内有好的一致性.有关三元合金体系表面张力的可靠预测值将为Sn-Zn基低温无铅钎料的设计提供依据.用XPS实验方法测定了Sn-9Zn,Sn-9Zn-1Bi,Sn-9Zn-1La及Sn-7Zn-8Bi-1La合金表面的组分,研究表明Bi和La在相关合金中是表面富集元素.     

碳纳米管储氢性能及H2分子扩散现象的分子动力学研究

本文采用Brenner及LJ混合势对H2在C纳米管的吸附及H2分子在C纳米管中的扩散性质进行了分子动力学模拟. 通过模拟轨迹的分析,分别计算了C-H之间的径向分布函数、H2分子在单壁C纳米管的均方位移及通过对H2分子的均方位移的分析,计算了不同温度下的H2分子在C纳米管中的扩散系数,分析了温度对扩散系数的影响.     

液态Cu等温凝固的分子动力学模拟

使用Tight-binding势函数,对液态Cu在等温凝固过程中的结构变化进行了分子动力学模拟(MD模拟)计算,得到体系在不同温度下的双体分布函数和配位数分布等静态结构信息,对等温凝固过程中FCC短程有序结构可能发生的变化以及由此导致的H-A键型变化进行了分析,并结合键对分析方法计算了不同弛豫时间下典型短程有序结构的分布. 计算表明,在Cu凝固结晶相变过程中1551键应是先向1541键转化,初始三维结构的形成可能主要依赖于Cu原子在两个方向上的扩散和弛豫.     

金属熔体的结构与性质Ⅲ——运动黏度与原子集团尺寸的关系

采用坩埚扭摆振动法测量铝熔体的运动黏度,获得935～1383K温度区间的黏度-温度关系曲线v(T);利用液态结构中原子集团演变行为的计算模型,得到该温度区间的原子集团尺寸-温度关系曲线d(T),计算结果与实验值基本吻合;通过数据分析发现,铝熔体黏度与原子集团尺寸均为温度的单值函数,两者之间存在线性的函数关系v(d),即v=v0+K·d(T),该关系间接验证了金属熔体结构信息的计算模型.对于深入研究金属熔体微观结构与宏观物性之间关系具有重要科学意义.     

微量添加元素Bi、In、Ag在Sn－Pb钎料中的表面活性作用

采用一种新的液态合金表面张力测试方法测定了二元液态Ｓｎ－Ｐｂ钎料表面张力值随Ｓｎ含量及温度的变化关系，研究了添加微量Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ元素在低Ｓｎ含量Ｓｎ－Ｐｂ钎料中的表面活性作用，指出Ｂｉ和Ｉｎ能显著地降低钎料合金系的表面张力，具有较强表面活性作用，而Ａｇ对钎料合金系表面张力值的降低作用较小，表面活性作用较弱。     

液态锗快速凝固过程中的分子动力学模拟

本文采用Stillinger-Weber势函数,对液态锗的快速凝固过程进行了分子动力学模拟,运用均方位移(mean square displacement,MSD),对相关函数(pair correlation function PCF),配位数(coordination number)和Wendt-Abraham关系...     

Sn-8Zn-3Bi-P无铅钎料微观组织及性能

研究了Sn-8Zn-3B i-xP钎料的抗氧化性、熔点、组织及力学性能.热重分析表明:P元素的加入显著降低了钎料熔体表面的氧化量;采用俄歇能谱分析氧化层的成分和厚度,发现含P的钎料表面形成的ZnO层厚度明显降低,约为80 nm;对合金进行差热分析发现少量P的加入并不改变钎料的熔点和熔程;P的加入对钎料合金的强度几乎没有影响,但却降低了合金的塑性,这是因为含P合金中有粗大的富Zn相形成,断口分析显示在Zn相与Sn相晶界上容易出现裂纹,从而导致钎料的塑性下降.     

Sn-60%Bi合金熔体粘滞性研究

通过对Sn-60％Bi合金熔体的粘度的系统测量和分析．研究了Sn-60％Bi合金熔体的粘度随温度变化的规律和熔体结构的变化。结果表明，Sn-60％Bi合金熔体的粘度随温度的变化呈明显的不连续性，根据粘度的变化可以将熔体状态分为高温区、中温区和低温区，各温区间存在粘度突变温度点。在低温区和高温区之间可能存在着熔体结构的变化。     

无铅焊料Sn-9Zn—xLa的制备及性能

采用粉末冶金技术成功制备了La含量为x(其中x=0.1%～0.5%)的无铅焊料Sn-9Zn-xLa,应用DTA,SEM,XRD等技术分析了焊料的熔点,形貌,微结构,成分,焊料与Cu基板的粘附性等性能,并获得这些性能随La添加量而变化的规律.研究表明:添加微量稀土元素La能较大程度的改善无铅焊料润湿等方面的性能,Sn-9Zn-xLa有望替代传统PbSn合金,成为微电子器件封装焊接材料.     

微量Nd对Sn-9Zn钎料特性及焊点组织与性能的影响

研究Sn-9Zn中添加微量稀土元素Nd对合金显微组织和铺展性能的影响,对比分析Sn-9Zn-xNd(x=0,0.1,0.5)钎料/Cu焊点界面微观特征及力学性能。结果表明:微量Nd元素在Sn-9Zn合金中能够显著细化组织,但添加量为0.5%时合金中形成了"十字状"NdSn3金属间化合物(IMC)。钎焊温度较低或时间较短时,微量Nd添加能够改善Sn-9Zn合金在Cu基板上的铺展性能;但是在温度较高或时间较长的钎焊工艺条件下,由于Nd元素的严重氧化导致钎料铺展性能明显下降。在Sn-9Zn中添加0.1%Nd,在界面处形成了均匀细密分布的"毛绒状"共晶组织,能够提高焊点结合性能;Nd添加量为0.5%时,成分偏聚引起的组织不均匀导致焊点力学性能下降。     

铝、锆液固态转变和动力学性质的第一性原理分子动力学研究

采用第一性原理分子动力学(Ab Initio Molecular Dynamics,AIMD)方法研究了Al和Zr液固转变过程中的能量、偶关联函数、结构因子和键对分布的变化规律,获得了不同温度下两种金属液体的扩散系数和黏度.结果表明,AIMD计算得到的液态金属偶关联函数、结构因子和扩散系数与实验测量数据符合得很好.在冷速为5.0×1013和2.5×1013K/s时,液态Al分别在730K附近发生玻璃化转变或者形成有一定缺陷的fcc晶体结构.在平均冷却速率为4.3×1013和2.0×1014K/s的条件下,液态Zr在1200K时分别开始转变为热力学上亚稳定的bcc结构和玻璃相.Zr的液态和玻璃态结构中二十面体和bcc类型短程序是其主要拓扑短程序.     

基团贡献法预测胜利原油>350℃常压重油气液平衡

测定了胜利常压重油的气液相平衡常数和各窄馏分的相应物性参数,在此基础上,得到了计算胜利常压重油气液相平衡常数的经验关联式。用正构烷烃模型分子法及相对分子质量确定石油窄馏分的基团组成,在实测数据的基础上,对ＵＮＩＦＡＣ基团贡献型饱和蒸气压模型参数进行修正。对ＵＮＩＦＡＣ饱和蒸气压模型参数修正后,ＫｉｋｉｃＫ和ＬａｒｓｅｎＫ模型预测闪蒸温度的平均相对偏差均为０．７９％;气化率的平均相对偏差分别为７．６９％和７．７７％,均可满足工程计算要求。     

Enhancing thermoelectric performance of Cu-modified Bi0.5Sb1.5Te3 by electroless plating and annealing

With the capacity of energy conversion from heat to electricity directly, thermoelectric materials have been considered as an alternative solution to global energy crisis. In this work, Cu modified Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3(BST)composites are prepared by a facile electroless plating Cu method, spark plasma sintering, and annealing. The annealed 0.22 wt.%Cu/BST has an enhanced peak Figure of Merit(z T) of ~ 0.71 at 573 K with high average z T of0.65 in the wide temperature range between 300 and 573 K. Due to the significant increase of electrical conductivity and low lattice thermal conductivity, the annealed 0.22 wt.%Cu/BST shifts peak z T to high temperature, and shows 492% enhancement than that of pristine BST with z T of 0.12 at 573 K. Through detailed structural characterization of the annealed 0.22 wt.%Cu/BST, we found that Cu can dope into BST matrix and further form Cu2 Te nanoprecipitates, dislocations, and massive grain boundaries, leading to a low lattice thermal conductivity of 0.30 Wm-1 K-1 in the annealed 0.22 wt.%Cu/BST. Such enhanced peak z T in high-temperature and high average z T in the wide temperature range shows that the electroless plating Cu method and annealing can improve the thermoelectric performance of commercial BST and expand the applicability of Bi_2Te_3 thermoelectric materials in the power generations.     

Effects of nano-sized Ag reinforcing particulates on the microstructure of Sn-0.7Cu solder joints

Composite solders were prepared by mechanically dispersing different volumes of nano-sized Ag particles into the Sn-0.7Cu eutectic solder. The effects of Ag particle addition on the microstructure of Sn-0.7Cu solder joints were investigated. Besides, the effects of isothermal aging on the microstructural evolution in the interfacial intermetallic compound (IMC) layer of the Sn-0.7Cu solder and the composite solder reinforced with 1vol% Ag particles were analyzed, respectively. Experimental results indicate that the growth rate of the interfacial IMC layer in the Ag particles reinforced composite solder joint is much lower than that in the Sn-0.7Cu solder joint during isothermal aging. The Ag particles reinforced composite solder joint exhibits much lower layer-growth coefficient for the growth of the IMC layer than the corresponding solder joint.