基于相图计算—相场方法的Cu-Pb-Sn合金中第二相形核与生长

利用扫描电镜(SEM)表征了铸态合金Cu-24Pb-2Sn(mass%)的微观组织及Pb元素分布,结合相图计算-相场协同方法探究了合金凝固过程中第二相液滴形核与生长过程。结果表明:与1373 K浇铸试样相比,1473 K浇铸试样中富Pb第二相平均尺寸更大,最大直径超过100μm。由计算分析可知,在合金凝固过程中,Pb元素在Cu基体中的固溶度不断降低,被排出的Pb元素进入第二相液滴,从而形成富Pb第二相,伴随第二相之间碰撞和凝并,共同导致了富Pb相快速长大并粗化。

脉冲电流对Sn-Pb合金凝固组织的影响

研究了脉冲电流对Sn－10％Pb合金凝固组织的影响。实验表明：粗大的富Sn树枝状初晶细化成近球状结构，提出了一个脉冲电流对凝固组织影响的唯象机制，用经典的均匀形核理论和电动力学理论导出了脉冲压力与脉冲电流之间和成核率与脉冲压力之间的关系，脉冲电流产生的大小不同的脉冲压力对晶核的形成和长大产生不同程度的影响是导致不同观测结果的基本原因。

不同温度下Sn-Pb-RE钎料的力学性能实验研究

本文分别在－５５℃、２５℃及１２５℃下对稀土含量为０～１．５％的Ｓｎ－Ｐｂ－ＲＥ系列钎料的拉伸性能进行了研究，结果表明，不同温度下，稀土的加入均可使钎料的拉伸强度提高，且稀土含量增加，提高程度增加。同时，本文还对稀土的作用行为进行了初步讨论。

Sn-Pb合金枝晶生长的同步辐射X射线衍射增强成像研究

用北京同步辐射光源X射线衍射增强成像法对Sn-Pb金属合金的结晶过程进行实时成像研究,成功地获得枝晶生长行为及形貌演变的系列动态图像,为研究金属合金结晶理论提供直接的实验数据。实验观察到接近共晶成分的Sn-50wt.%Pb合金,在一定的温度梯度和冷却速率下呈现先等轴晶后柱状晶形貌生长。同步辐射X射线衍射增强成像技术为原位研究不透明的金属合金枝晶生长过程提供了崭新的实验手段,为验证或完善金属合金结晶过程的微观动力学模型提供了有效途径。

Sn-Pb合金颗粒异质成核及其冷却凝固行为预测

采用均匀颗粒成型法 (UniformDropletSpray ,UDS)在氮气氛下 (氧含量为 1.3 6μmol/L)制备了 15 0和 185μmSn 5 %Pb合金颗粒 .采用光学显微镜观测颗粒的外观形貌 ,结果表明 ,UDS方法制备的微粒是粒度均匀的球状颗粒 ;利用非绝热容量法确定了颗粒的形核点及过冷度 ;计算了以时间和温度为函数的颗粒表面被氧化的比例 ,提出了以颗粒表面氧化为催化媒质的异质成核理论模型 ,合理反映了颗粒的异质成核过程 .在此基础上计算了微粒表面异质形核条件下的连续冷却转变 (ContinuousCoolingTransformation ,CCT)曲线 ,同时以线性冷却条件为例预测了颗粒的冷却凝固行为 .

柠檬酸-EDTA电镀光亮Sn-Pb合金的研究(Ⅰ)工艺研究

研究了以柠檬酸和EDTA为络合剂,QB-1为添加剂的电镀光亮Sn-Pb合金工艺。探讨了络合剂含量、[Sn^(2+)]/[Pb^(2+)]、阴极电流密度及温度对镀层中Pb含量的影响。综合考虑合金镀层组成、镀层的光泽度及镀液的稳定性,确定了电镀光亮sn-Pb合金的最佳镀液组成及工艺条件。

ICP-AES同时测定铜合金中Sn、Pb、Fe、Zn元素

应用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)直接测定铜合金中的Sn、Pb、Fe、Zn元素。通过实验得出了制备标准储备液所用Sn、Pb、Fe、Zn 4种纯金属溶样的方法,分析了不同酸度对标准储备液中Sn元素形成偏锡酸沉淀的影响,优选了适宜的仪器测定参数和分析谱线。将标准样品的测量结果与标准值进行对照,其准确度达到满意效果。

电脉冲处理对Sn-15%Pb合金凝固组织中枝晶形态的影响

研究了电脉冲处理对Sn-15％Pb合金凝固组织的影响.通过对Sn-15％Pb合金熔体 施加电脉冲处理,其凝固组织发生了由原始的树枝晶向球状组织的转化,同时晶粒发生明显 细化.分析认为,由于电脉冲处理作用,合金熔体结构发生了改变,使熔体中Pb的活度提高, 进而引起溶质平衡分配系数的变化,导致凝固前沿的溶质富集减轻,溶质分布情况发生改变, 促使树枝晶向球状组织转化,并且使凝固组织发生细化.

基于Sn-Pb钎料的Cu/Al钎焊接头组织结构分析

采用金相显微镜、电子探针(EPMA)及X射线衍射仪(XRD)对低温Sn-Pb钎料钎焊Cu/Al异种金属接头的组织结构进行了试验研究,结果表明,钎缝区主要生成Sn-Pb共晶组织及分布于其中的β(Sn)初晶,而在铜侧过渡区生成Cu_3Sn和Cu_6Sn_5两种金属间化合物,在铝侧过渡区生成AlNi、NiSn、Ni_3P及Sn_4P_3等金属间化合物。

功率超声对Pb-Sn合金凝固行为的影响

研究了功率超声对铅锡合金凝固过程的影响,分析了其影响机制。结果表明,在功率超声作用下,声空化效应和声流效应使含铅5%的铅锡合金的凝固组织明显细化,并且经过功率600W的超声处理后,先析出相的析出温度升高3℃,凝固温度升高了5℃。随着超声功率的增加,合金组织的细化程度提高,但功率提高到一定程度时,细化作用减弱。

冷轧变形Pb-Ca-Sn-Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了冷轧变形Pb-0．1％Ca-1．5％Sn-0．026％Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布(GBCD)．结果表明:在回复过程中,合金内形成了比例接近50％的平直∑3晶界,这类晶界不处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上,不能使合金的GBCD得到优化;相反,在再结晶过程中,除了生成比例超过50％的∑3晶界外, 还出现了较多的∑9和∑27等低∑重位点阵晶界(CSL),并且这些晶界和相当多的弯曲的∑3晶界均处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上,可以使合金的GBCD得到优化．进一步的分析指出:回复过程中所形成的平直的∑3晶界是共格孪晶界, 它们能量很低,很难迁移;在再结晶过程中,除了生成不可迁移的共格的∑3孪晶界外,还可形成大量可迁移的弯曲的非共格∑3 晶界,这类晶界的迁移和彼此会合可形成∑9和∑27等∑3n(n为正的整数)晶界,这是合金GBCD得到优化的根源．

Pb-Sn-Me铅酸电池板栅合金的耐腐蚀性能研究

通过对添加不同金属组元的Pb-Sn板栅合金进行微观形态与组织成分的分析,从晶界腐蚀数量、基体腐蚀深度、晶界腐蚀深度三个方面综合评价了Pb-Sn-Me系合金的耐腐蚀性能,并研究了Me的添加对合金耐腐蚀性能,尤其是晶界腐蚀特性的影响。研究发现,Me的添加对Pb0.3Sn系浇铸板栅的基体腐蚀深度和晶界腐蚀深度有较大影响。Yb、Bi、Si等组元可较好地改善板栅的耐腐蚀性能,而细化晶粒的稀土元素La、Ce等则会恶化板栅的耐腐蚀性能。总体而言,第三组元Me对Pb-Sn合金耐腐蚀的作用机理主要基于对合金晶粒尺寸、是否形成Sn-Me金属间化合物以及抗生长能力这三个方面的影响。

铝基电镀Pb-Sn合金工艺及镀层性能研究

利用氨基磺酸盐镀液在铝合金基体上电镀铅-锡合金作为铅酸蓄电池的轻型板栅材料,确定了最佳电镀工艺条件和镀液配方。利用环境扫描电镜(ESEM)观察了镀层的表观形貌;通过疲劳弯曲实验和划痕实验测试了镀层与基体之间的结合力;最后通过浸泡实验和阳极极化曲线测试了镀层在铅酸蓄电池电解液环境中的耐蚀性和腐蚀行为,初步验证铝基电镀铅-锡合金材料作为铅酸蓄电池板栅材料是合适的。

行波磁场对定向凝固Pb-Sn合金枝晶生长的影响(英文)

在1g的重力加速度条件下,研究熔体对流对向上生长的定向凝固Pb-33%Sn合金枝晶生长行为的影响。熔体对流由行波磁场进行调制。当行波磁场方向由向上转变为向下时,一次枝晶间距逐渐增大,一次枝晶间距的分布更加紧凑,且峰值趋于降低。分析表明:行波磁场对熔体对流的调制作用与改变重力加速度的效果类似,当抽拉速率为50μm/s,行波磁场强度为1mT时,在向上和向下的行波磁场作用下有效重力加速度分别为3.07g和0.22g。

Pb-Sn合金在功率超声场中的凝固过程研究

研究了功率超声在铅锡合金凝固过程的作用,分析了超声功率、施振温度、熔体的冷却方式等参数的影响机制。结果表明,在功率超声作用下,声空化效应和声流效应使含铅5%的铅锡合金的凝固组织明显细化,随着超声功率的增加,合金组织的细化程度提高,但功率提高到一定程度时,细化作用减弱;施振温度、熔体的冷却方式等参数对超声在铅锡合金凝固过程的作用有较大的影响。

羟基烷基磺酸镀液电镀Sn-Pb合金的研究

我国自行研制生产的羟基烷基磺酸电镀Sn-Pb合金镀液已经在部分厂家投产使用.生产实践证明,该镀液能获得不同铅含量的、可焊性优良且镀层结晶细致而光亮的Sn-Pb合金镀层.本研究重点测定了该镀液的电化学性能,如阴极电流效率、分散能力及深镀能力.并对添加剂的作用进行了研究探讨.

Zn对Sn-Pb-Ag合金中Ag富集规律的影响

以Sn-36.6%Pb-1%Ag为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、X线能谱仪(EDS)和化学成分分析等手段,对Sn-Pb-Ag中加入Zn后Ag与Sn,Zn反应的热力学、浮渣含银量及Ag-Zn化合物的组成、形貌及分布进行研究。研究结果表明:Ag更易与Zn生成Ag-Zn金属间化合物;浮渣含银低于1%(质量分数);体系上部、中部和底部均存在3种金相:富锡相(Sn-12.21%Pb-0.52%Ag-2.42%Zn)、富铅相(Pb-31.34%Sn-1.89%Zn)和Ag-Zn化合物相(Zn-27.30%Ag-10.87%Sn-3.70%Pb),Ag-Zn化合物相不发生偏析,且体系中不存在分层区域。原因可能是Sn-36.6%Pb-1%Ag的密度仅比Ag-Zn化合物密度大0.35 g/cm^3;Sn-36.6%Pb-1%Ag为富锡基体系,富锡基中不存在双液相分层区。但是在Sn-Pb-Ag体系中加入Pb,不仅能增大体系的密度,当铅的质量分数大于60%时液相将存在双液相分层区,使得加锌富集Sn-Pb-Ag中的银成为可能。

抗氧化光亮 Sn-Pb 合金镀层电镀工艺的研究

研究了在柠檬酸盐－醋酸盐－ＥＤＴＡ体系中镀覆的Ｓｎ－Ｐｂ合金打底层上再以硫酸体系镀覆Ｓｎ抗氧层的工艺方法（简称双层镀覆法）及所需稳定剂、光亮剂和抗氧剂等系列添加剂，用此工艺所得到的双层镀层共含Ｐｂ１０％，在空气中经（１９０±２）℃下１ｈ老化试验后无斑点、无剥离脱落、不氧化变色。

旋转磁场作用下Pb-Sn合金的凝固行为

采用永磁体旋转装置实现了Pb-50wt%Sn亚共晶、Pb-61.9wt%Sn共晶合金旋转磁场条件下的凝固,并对其凝固规律进行了研究。发现与常规条件下相比,旋转磁场导致的合金熔体内部强迫对流加快了合金熔体的冷却速率,提高熔体初始形核温度,促发熔体提前形核并能使凝固时间缩短。Pb-61.9wt%Sn共晶合金的宏观偏析被有效抑制,在整个样品中得到了二元共晶组织,共晶层片粗化,局域地区出现了不规则共晶组织。对于Pb-50wt%Sn亚共晶,初生相(Pb)的生长方式由粗大枝晶转变为细小的球状颗粒,且晶粒显著细化。

旋转磁场作用下Pb-Sn合金的凝固组织

采用自行设计的旋转磁场,研究了在不同转速和不同磁感应强度下旋转磁场对Pb-45Sn亚共晶和Pb-64Sn过共晶合金凝固组织的影响,并与常规条件下的凝固组织进行对比。试验结果表明,对Pb-45Sn亚共晶,旋转磁场可以明显的碎断枝晶,细化晶粒;对Pb-64Sn过共晶,旋转磁场可以消除常规条件下的重力偏析,枝晶间的共晶组织被粗化,并有团状组织生成。试验发现,随着磁感应强度和转速的增大,Pb-45Sn亚共晶和Pb-64Sn过共晶凝固组织中等轴晶的数目均增多。