不锈钢表面电镀锡银钎料的润湿特性

为揭示不锈钢表面电镀锡银钎料的润湿特性,借助润湿试验炉、影像式烧结点试验仪、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对电镀锡银钎料的润湿行为、动态铺展过程、界面组织、物相组成及润湿界面化学元素分布进行了分析。研究表明,优先铺展的前驱膜是改善电镀锡银钎料润湿性的本质原因。润湿过程中出现的前驱膜效应,主要是试验中FB102钎剂中的硼酐引起的。电镀锡银钎料与不锈钢界面出现的Cu41Sn11相过渡层,垂直于润湿界面呈柱状向钎料内生长。随着Sn含量升高,电镀锡银钎料在不锈钢表面的润湿面积呈增大趋势;与同Sn含量(2.4%~7.2%,质量分数)的传统AgCuZnSn钎料相比,电镀锡银钎料在不锈钢表面的润湿面积提高了8.1%~12.5%。当Sn含量为7.2%时,电镀锡银钎料的润湿面积高达481mm2。电镀锡银钎料与不锈钢母材的接合界面是扩散-化合物混合型形式。     

液态Sn-Ag-Cu钎料润湿性能的优化

采用钎料改性工艺制备了Sn-3.5Ag0.6Cu合金,用润湿平衡法测试了液态Sn-3.5Ag0.6Cu钎料在铜基体表面的润湿性,研究了钎料制备工艺、钎剂卤素含量、浸渍温度和时间等因素对润湿性能的影响.结果表明:采用改性工艺可增强钎料的润湿性能,当钎剂卤素含量为0.4wt%、在270℃下浸渍2～3s时,液态Sn-3.5Ag0.6Cu钎料对铜表面的润湿性可以达到最佳状态.指出降低钎料的熔点和液态表面张力是提高润湿性的关键.     

关于液态Sn—Ag—Cu钎料润湿性能的实验研究

采用钎料改性工艺制备了Sn-3．5Ag0．6Cu合金，用润湿平衡法测试了液态Sn-3．5Ag0．6Cu钎料在铜基体表面的润湿性，研究了钎料制备工艺、钎剂卤素含量、浸渍温度和时间等因素对润湿性能的影响。结果表明：采用改性工艺可增强钎料的润湿性能，当钎剂卤素含量为0．4％（质量分数）、在270℃下浸渍2～3s时，液态Sn-3．5Ag0．6Cu钎料对铜表面的润湿性可以达到最佳状态。指出降低钎料的熔点和液态表面张力是提高润湿性的关键。     

Sn对电真空Ag-Cu钎料组织和性能的影响

利用扫描电镜及其能谱仪、同步热分析仪以及对比实验来分析Sn对电真空Ag-Cu钎料微观组织、熔化特性和钎焊性能的影响。结果表明:Sn添加4%(质量分数,下同)时,Ag60Cu钎料中没有脆性β-Cu相生成,对钎料的加工性能影响不大;随着Sn含量的增加,Ag60Cu钎料的液相线温度逐渐降低,同时固相线温度降低幅度更大,导致熔化温度范围扩大,钎料的填缝性能变差;对于含Sn为4%的Ag60Cu钎料,与紫铜的铺展性能以及冶金结合性能都接近于BAg72Cu钎料,并可通过压力加工制成片状钎料,可以用来替代BAg72Cu片状钎料使用。     

纳米 Ni 颗粒对 Sn0 . 65 Cu 亚共晶钎料润湿性和抗氧化性的影响

在Sn0.65Cu亚共晶钎料中掺入纳米Ni颗粒,研究其对钎料润湿性及抗氧化性的影响。当w(Ni)=0.1%时润湿力最大,为3.29mN,润湿时间为1.01s。随着Ni含量的增加(w(Ni)<0.7%)润湿力逐渐减弱,润湿时间增加。纳米Ni颗粒会增强钎料的抗氧化性,当w(Ni)=0.7%时抗氧化性最好。     

CeO2对Ag30CuZnSn药芯银钎料润湿性能及钎焊接头组织与性能的影响

向Ag30CuZnSn药芯银钎料中添加CeO2,研究CeO2对Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能和钎焊接头性能的影响,探索CeO2对药芯银钎料润湿铺展性能和钎缝组织的作用机理.研究结果表明:药芯钎剂粉末中加入CeO2能提高Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能,CeO2添加量达到0.3％(质量分数,下同)时,对药芯银钎料的改进效果最佳.理论分析认为这是因为高价态的CeO2具有氧化作用,可与T2紫铜表面的Cu2 O发生氧化反应生成CuO和Ce2 O3.同时,CuO、Cu2 O与CeO2、Ce2 O3及钎剂中的B2 O3生成CuO·Ce2 O3·B2 O3等盐类,促进了去膜反应的进行,从而提高了银钎料在紫铜板表面的润湿铺展性能.药芯钎剂粉末中添加过量CeO2时,熔点较高的CeO2反而增加了液态钎剂的粘度,未参与反应的CeO2会阻碍熔融钎剂的铺展,进而阻挡熔化的Ag30CuZnSn银钎料在T2紫铜表面的润湿铺展.CeO2作为高熔点氧化物,加入钎剂中后既能起到形核质点的作用,又能作为界面活性剂去除氧化膜.因此,火焰钎焊时,CeO2能细化Ag30CuZnSn药芯银钎料钎焊接头的钎缝组织,当CeO2添加量达到0.3％时,细化效果最佳.钎缝组织的细化使得钎焊接头抗剪强度提高了10％以上,钎焊接头断口组织的形貌和变化规律印证了上述结果.     

Ag-Cu钎焊透氧膜不锈钢支撑体侧的界面润湿及反应机理

研究了空气气氛下不同Cu含量的Ag-Cu钎料与不锈钢支撑体的润湿和界面反应机理。采用座滴法研究了界面润湿变化规律,利用SEM观察了连接界面的形貌结构,并结合EDS对界面反应产物组成进行分析。结果表明,纯银与310S不锈钢不润湿;随着钎料中Cu含量的增加,钎料与不锈钢的润湿角显著减小,润湿性能明显改善;当Cu含量增加到2%(质量分数)之后,润湿角减小的趋势变缓。钎料中的CuO与不锈钢表面反应生成Cu-Cr-Fe-O复杂氧化物使基体表面的Cr氧化物膜破坏,改善了钎料与不锈钢的润湿性能。     

BAg30CuZnSn退火过程中组织性能演变

Ag基钎料由于具有适宜的熔化温度范围、良好的流动性、润湿性及优良的力学性能而受到广泛关注。其中，带状银钎料更因其能够预置工件填缝、便于实现自动化、提升焊接效率、节能节材等优点，成为近些年来市场广泛采用的钎料。但要制成表面洁净、氧化夹杂少的带状钎料，轧制工艺是关键。目前带状银钎料在轧制过程中，轧制道次繁琐，杂质易引入，这些杂质的引入影响了产品的外观，更重要是使得钎料的润湿性和流动性都会有较大波动，最终导致焊接接头的质量下降。为获得良好的钎料表面质量，降低杂质引入概率，轧制前均需选择合适的退火工艺以优化钎料组织，从而减少轧制次数，提升质量的同时提高生产效率。本工作采用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、显微硬度等多种分析手段系统研究了BAg30CuZnSn钎料在不同退火温度、时间下组织和硬度的变化规律，研究结果表明BAg30CuZnSn微观组织和硬度在不同退火温度、保温时间下差异较大。随着退火温度的升高，富银相基体中的Ag不断向网状相中扩散，Ag含量不断降低，整体均匀性增加；铜从富铜相中向基体相中迁移。当温度超过500℃，晶粒粗化，出现大量的树枝晶，在枝晶末端Sn和Ag不断...     

超声振动与激光加热耦合条件下Al基钎料在TiNi形状记忆合金表面润湿铺展行为

采用一种超声辅助激光钎焊的方法,对低熔点的Al基钎料在TiNi形状记忆合金合金表面进行了润湿性实验。研究结果表明:随超声时间增加,钎料铺展面积先增大后减少,润湿角先减小后增大。钎料润湿前沿存在Al2Si,Al3Si,AlSi等相,钎料熔滴中心靠近界面处,AlSi和AlSiTi相的晶粒尺寸及其中Si元素的含量均随超声时间增加而逐渐增大;随着激光功率的降低,钎料铺展面积逐渐降低,润湿角逐渐增大,在钎料熔滴中心靠近界面处生长出宽度小于10μm的AlSi(Ti,Ni)金属间化合物。当超声振动时间为1.0s,激光功率470W,母材表面粗糙度为0.03μm时,实验获得的最大铺展面积为106.45mm2,最小润湿角为16°。     

锌对Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金微结构及性能的影响

运用莱卡显微镜、X射线衍射仪等仪器设备,研究了添加元素Zn对Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金微结构及性能的影响.结果表明,Zn与Cu、Ag形成化合物AgZn、CuZn3,能显著细化Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织;添加元素Zn后的Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金的显微硬度提高11%,蠕变抗力也得到明显提高;运用键参数函数理论分析了Zn对Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金微结构及性能影响的作用机理.[作者单位].5Cu钎料;组织;性能;键参数函数     

铝基钎料在SiC及SiC_p/6061复合材料上的润湿性研究

对多种铝基钎料在SiC、6 0 6 1及SiCp 6 0 6 1复合材料上进行了润湿性试验。结果表明 :炉中钎焊时 ,钎料与钎剂的成分、加热温度与保温时间、钎料与钎剂熔化温度的匹配等是影响铝基钎料润湿性的主要因素 ;真空钎焊时 ,镁含量不同的各种含镁Al 2 8Cu 5Si钎料在Al基复合材料连接的温度范围内都不能润湿SiC陶瓷表面 ;配合QJ2 0 1钎剂 ,Al 2 8Cu 5Si 2Mg钎料对 15 %SiCp 6 0 6 1Al复合材料具有良好的润湿性 ,但对 30 %SiCp 6 0 6 1Al复合材料却润湿不良 ;在加钎剂的情况下 ,钎料中的镁反而对在铝合金及铝基复合材料上的润湿性有不利影响 ;在Al 2 8Cu 5Si 2Mg钎料和 15 %SiCp 6 0 6 1Al复合材料的钎焊界面处存在SiC颗粒的偏聚现象     

CuZn钎料钎焊白口铸铁润湿性及动力性能

研究了ＣｕＺｎ系钎料钎焊白口铸铁润湿性及力学性能。结果表明,含Ｚｎ３８％ＣｕＺｎ钎料润湿性和剪切强度最高。ＣｕＺｎ系钎料在白口铸铁表面的润湿性和钎缝剪切强度低于在３５＃钢表面的润湿性和钎缝剪切强度。白口铸铁向钎料过度溶解所造成的溶蚀,是钎料润湿性差和接头强度低的主要原因。     

CuZn钎料钎焊白口铸铁润湿性及力学性能

研究了ＣｕＺｎ 系钎料钎焊白口铸铁润湿性及力学性能。结果表明, 含Ｚｎ３８％ ＣｕＺｎ 钎料润湿性和剪切强度最高。ＣｕＺｎ 系钎料在白口铸铁表面的润湿性和钎缝剪切强度低于在 ３５＃ 钢表面的润湿性和钎缝剪切强度。白口铸铁向钎料过度溶解所造成的溶蚀, 是钎料润湿性差和接头强度低的主要原因。     

几种高温钎料对C/C复合材料的润湿性研究

采用座滴法测试了10种钎料对C/C母材的润湿性.实验结果表明:随着活性元素Ti,Cr,V含量的提高,钎料润湿性逐渐改善.在Co-Ti和Ni-Ti钎料体系中,Ti元素的存在形式对钎料润湿性影响很大,Ti以固溶体形式存在,易于向C/C母材偏聚发生反应,从而提高润湿性,且润湿界面附近的Ti和C主要以TiC形式存在.采用PdNi-Cr-V-Si-B钎料的润湿界面中,活性元素Cr和V存在于扩散反应层中,推断Cr主要以Cr23C6形式存在,而V以V2C形式存在.当Cr和V同时加入钎料中,Cr向界面反应层扩散的倾向更明显.     

Co颗粒含量对SnBi/Cu接头微观组织与性能的影响EI北大核心CSCD

采用扫描电镜(SEM)观察Sn35Bi-x Co(x=0%,0.3%,0.7%,1.0%,1.2%,1.5%,质量分数,下同)复合钎料/Cu接头的微观组织,结合能谱(EDS)和XRD分析,研究接头组织差异。利用万能试验机测试接头力学性能,研究Co颗粒含量对SnBi/Cu接头组织及性能的影响机制。结果表明:随Co颗粒含量增加,Sn35Bi-Co复合钎料的润湿性呈现先增大后降低的趋势,当Co颗粒含量为0.7%时,润湿性最佳;在凝固阶段,向Sn35Bi/Cu接头中加入适量的Co颗粒后,能有效细化焊缝组织,界面IMC层更为平坦,焊缝中Co原子置换界面Cu_(6)Sn_(5)层中Cu原子,生成(Cu,Co)_(6)Sn_(5)固溶体,对界面IMC层具有固溶强化作用;Sn35Bi-Co/Cu接头的抗剪强度随Co颗粒含量增加先增大后降低,当Co颗粒含量为0.7%时,获得最大值54.09 MPa。     

P对Sn-9Zn-0.1S无铅钎料性能的影响

为研究P含量对Sn-9Zn-0.1S钎料显微组织、抗氧化性、润湿性及耐腐蚀性能的影响,通过光学显微镜观察钎料的显微组织,采用静态刮渣法测定钎料在不同温度下的抗氧化性能,用润湿铺展面积评价不同温度下钎料在Cu基板上的润湿性,采用腐蚀失重法衡量钎料在pH值为3.7的HCl溶液中的耐腐蚀性,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对钎料在不同温度下的氧化产物和酸性腐蚀条件下形成的腐蚀产物进行形貌观察和物相分析。结果表明：适量P的添加可以细化Sn-9Zn-0.1S钎料层片状共晶组织,但短棒状富Zn相随P的添加而变长、变粗且数量减少;钎料的抗氧化性及润湿性能随P的添加先提高后降低,P含量在0.06%时钎料的抗氧化性及润湿性最好;同时,P通过改善钎料显微组织及腐蚀产物的致密性,提高了钎料的耐腐蚀性能,P含量在0.1%时钎料的耐腐蚀性能较好。     

SnAgCuEr系稀土无铅钎料的显微组织与性能研究

系统研究了添加微量稀土Er对Sn3.8Ag0.7Cu钎料合金显微组织和性能的影响,通过对钎料的熔化温度、润湿性能、接头剪切强度的测试及显微组织观察,指出含微量稀土的SnAgCuEr合金是性能优良的无铅钎料合金,同时确定了最佳的Er含量范围.     

Sn-0.7Cu无铅钎料对铜引线材料的润湿性

采用改性熔炼工艺制备了Sn-0.7Cu改性合金,用润湿平衡法研究了温度、钎剂中卤素含量、浸渍时间对铜引线材料润湿性的影响,并与Sn-37Pb进行了对比.结果表明:升高温度可明显提高润湿性;当用R(非活性)钎剂时,Sn-0.7Cu对铜引线不润湿;随着钎剂中卤素离子的增加,其润湿性得到显著改善,钎剂中卤素含量以≥0.4wt%为宜;随浸渍时间的延长,润湿力明显降低,表明界面存在"失润现象".     

Sn-0.65CuX亚共晶改性钎料的液态性能

采用一种新的制造工艺,制备了Sn-0.65CuX(X为Ga、In、Bi、Ge、Sb、Ni、P、Re等掺杂元素)亚共晶改性钎料,研究了液态钎料在265℃温度下的抗氧化性、润湿性和漫流性.结果表明,原子掺杂与亚共晶的成分设计可以显著改善液态钎料的工艺性能,并延长钎料在使用条件下成分和性能的稳定性.在265℃大气气氛下,液态Sn-0.65CuX改性钎料表面氧化渣的生成速率仅为0.38mg/cm2·min;当采用RMA-flux钎剂时,在铜表面的润湿时间为0.88s,3s润湿力为0.79mN,扩展率为77.5%.     

合金元素对Cu/Sn-/Cu回流焊焊点界面微观结构及剪切性能的影响

选用Sn64Bi35Ag1、Sn64.7Bi35Ag0.3和Sn99Ag0.3Cu0.7三种不同的钎料进行回流焊焊接试验,研究高Bi元素、低Ag元素钎料及低Ag钎料对Sn基钎料焊点微观组织及剪切性能的影响.结果表明:各焊点界面处均生成了 一层扇贝状的Cu6Sn5金属间化合物,在含Bi元素的钎料焊点中,Bi元素在焊点界面及内部聚集,导致界面处金属间化合物层的厚度增加,大量富Bi相呈脆性,降低钎料中的Ag含量对焊点中Bi元素的富集现象有减弱作用.Sn99Ag0.3Cu0.7钎料焊点界面处的金属间化合物层厚度最小,且焊点内部形成了细小的Ag3Sn相颗粒,共晶组织呈均匀分布,使得焊点剪切性能最优,其剪切强度达20.4 MPa.