Sn和Ni对过冷Ag-28.1Cu共晶合金凝固组织的影响

为了揭示在共晶相中具有不同固溶度的Sn和Ni元素对过冷共晶凝固组织的影响和作用机理,使用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法制备了过冷Ag-28.1Cu-xM(x=0%0.5%、1%,质量分数;M=Sn,Ni)共晶合金试样,分析了第3组元Sn和Ni对过冷Ag-Cu共晶合金凝固组织的影响。结果表明添加Sn元素不会改变宏观组织的分区特征,微观组织中出现反常共晶增多和粗化的现象,并具有随机的取向分布。凝固过程中Sn会形成垂直于固-液界面的浓度梯度,造成胞状界面失稳形成树枝状,但仍能够维持耦合共晶生长。而添加Ni元素会使宏观组织的分区特征消失,微观组织中则出现了单相枝晶,且表现出单一取向分布,原因是第3组元Ni平行于固-液界面扩散,使共晶合金生长方式从耦合生长转变为离异生长。

电镀参数对电沉积Sn-Ag-Cu合金镀层的影响

采用自主研发的甲磺酸锡银铜电镀液在黄铜基体上制备了Sn-Ag-Cu合金镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)分析了电镀工艺参数对Sn-Ag-Cu合金镀层的成分、表面形貌以及镀层厚度产生的影响。结果表明,当电流密度为4 A/dm^(2)、温度为25℃及pH为5.5时,可获得结晶较细且致密,表面平整光亮且厚度均匀的Sn-Ag-Cu合金镀层。

弱酸性电镀Sn-Ag-Cu合金及镀层焊接性能的研究

对弱酸性甲磺酸盐-碘化物电镀Sn-Ag-Cu合金工艺进行了优化,镀层光亮、致密、平整,阴极电流效率提高到25%左右。Sn-Ag-Cu合金镀层耐蚀性好;部分Sn-Ag-Cu合金镀层在高温高湿条件下有锡须产生;回流焊后Sn-Ag-Cu合金镀层与Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料间结合牢固。

低熔点Sn-Ag-Cu合金成分的优化

发现Sn-Ag和Sn-Cu二元相图的共晶点Sn96.2Ag3.8和Sn98.7Cu1.3的平均原子尺寸相等,Ra=0.154 6 nm。从而在三元Sn-Ag-Cu合金中,通过连接Sn-Ag和Sn-Cu二元共晶点得到一条Ra=0.154 6 nm的平均原子尺寸线,考虑到误差,在这条线近处选择了Ra=0.154 4和 Ra=0.1548的两条平均原子尺寸线。在高真空下用电弧熔炼法制备了三类合金(Sn96.2Ag3.8)x(Sn98.7Cu1.3)1-x(x=0.1,0.3,0.5,0.7)、(Sn94Ag6)x(Sn97.8Cu2.2)1-x(x=0.2,0.5,0.7)和(Sn98Ag2)x(Sn99.3Cu0.7)1-x(x=0.1,0.3,0.6)。

Cu、Sn、Ag同位素在古金属制品溯源研究中的应用

近年来,随着同位素分析方法的不断突破和新一代多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测试技术的广泛应用,Cu、Sn、Ag等非传统同位素在古代金属制品溯源研究中显示出较好的应用前景。本文综述了近20年来Cu、Sn、Ag同位素在古代金属制品应用研究的相关进展,并展望了其应用前景:①由于不同矿床之间Cu、Sn、Ag同位素存较大重叠,这些同位素均难以作为独立的证据追溯金属制品的地质来源;②Cu同位素在原生矿石与表生矿石之间存在较大的分馏,是示踪铜矿石类型的可靠方法,Ag同位素也具推断银矿石类型的潜力;③将Cu、Sn、Ag同位素与Pb同位素、微量元素相结合,并采用合理的统计方法,开展综合溯源研究将是今后应用非传统同位素进行古代金属制品溯源研究的发展方向。

金属间化合物Ag_3Sn对Sn3.8Ag0.7Cu焊料合金拉伸性能的影响

利用不同凝固速率和等通道挤压法制备不同组织结构的Sn3．8Ag0．7Cu合金,使其包含不同形貌、大小及分布的Ag3Sn金属间化合物;拉伸曲线的比较分析和变形后组织的电镜观察表明,大的针状化合物对合金起着纤维增强的作用,但自身脆性断裂造成空洞,降低了材料的塑性;微细颗粒状化合物起着弥散强化作用,分布在小的等轴晶粒晶界上的化合物颗粒能够阻碍晶界的滑动,起到增强的作用．

微量稀土及工艺参数对SnAgCu钎料合金润湿特性的影响

选用商用水洗钎剂,采用润湿平衡法研究了Sn2·5Ag0·7CuXRE系钎料合金在不同钎焊工艺参数下对表面组装元器件润湿特性的影响。研究结果表明:添加微量稀土(RE)可改善钎料的润湿特性,当RE添加量(质量分数)达0·1%时,润湿效果最好;钎焊温度升高、钎焊时间和预热时间延长,可不同程度提高润湿力,但钎焊温度过高、时间过长,润湿力下降;Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金在最佳钎焊工艺参数钎焊温度250℃、预热时间15s、钎焊时间5s时,润湿力最大,达到现行商用Sn3.8Ag0.7Cu钎料合金的润湿力,能满足表面组装对无铅钎料润湿性能的要求。

RE对SnAgCu钎料合金及焊点性能的影响

利用JSM-5610LV扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测量方法,研究了微量RE对Sn-2.5Ag-0.7Cu无铅钎料的显微组织、润湿特性、拉伸强度及焊点剪切强度和蠕变断裂寿命的影响。结果表明,向Sn-2.5Ag-0.7Cu中添加0.1%RE可明显细化钎料合金的显微组织,改善钎料合金的润湿特性,提高钎料合金的抗拉强度、伸长率及焊点剪切强度,增加焊点的蠕变断裂寿命。当RE添加量为0.5%时,由于形成了RE化合物而明显恶化钎料合金的性能。

纳米Ag-Cu-In-Sn合金粉末的制备及其热分析

利用直流电弧等离子体法成功制备了分散性较好的纳米链状Ag-Cu-In-Sn合金粉末。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和差示扫描量热分析(DSC)等手段对粉末的结构、粒度和热性能进行了表征。研究结果表明:通过优化工艺可制备粒度分布均匀,产率较高,平均粒度在45.03nm的Ag-Cu-In-Sn合金粉末。该粉末具有独特的热性能,与微米合金粉末的熔点相比,其熔点下降了近160℃。

Sn-Ag-Cu-Bi钎料合金设计与组织性能分析

借助于Thermo-Calc热力学计算软件,设计了Sn-Ag-Cu-Bi无铅钎料合金,并与国际上推荐的Sn-Ag-Cu钎料进行了对比试验;研究了Bi元素对钎料组织变化及对拉伸性能、铺展性能和熔化特性的影响。结果表明,Bi元素以单质和固熔形式存在于Sn-Ag-Cu合金中,Bi元素的添加使基体组织有所细化,抗拉强度明显提高;Bi元素能改善Sn-Ag-Cu无铅钎料对铜的润湿铺展性能,可有效降低合金熔点;用DSC(differential scanningcalorimeter)测试钎料的熔化温度为212℃,熔点比Sn-Ag-Cu降低了近6℃,与热力学计算结果(212.78℃)相近。试验测试与热力学计算的比较相符,说明了热力学计算在无铅钎料合金设计中应用的可行性。

机械合金化法制备(Ag-Cu_(28))-xSn合金的结构和性能研究

利用机械合金化法制备（Ag—Cu28）-xSn系合金粉末，借助差示扫描量热仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等，研究了Sn含量对合金熔化温度、球磨时间对合金粉末的物相组成及显微结构的影响。研究表明：Sn对合金的熔化温度有显著影响，随Sn含量增加合金熔化温度下降趋势减缓；当Sn含量为30％时，合金熔化温度最低为539．3℃。球磨40h时，（Ag—Cu28）-30Sn粉料合金化完全，其物相组成为Ag4Sn、Cu3Sn和Cu6Sn5。球磨初始阶段（Ag—Cu28）-30Sn粉料颗粒异常长大，球磨至40h时合金化完成，颗粒断裂和焊合达到平衡，合金粉末粒度均匀，平均粒径约为5～10μm。

纳米晶(Ag-Cu_(28))-25Sn合金粉末的制备及表征

采用机械合金化法制备纳米晶(Ag-Cu28)-25Sn合金粉末。用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和差示扫描量热分析仪(DSC)等分析手段,对合金化过程中物相组成、微观结构及熔化特性进行表征。结果表明:(Ag-Cu28)-25Sn纳米晶合金粉末的物相组成为Cu3Sn和Ag4Sn。球磨40h,合金化完全,其熔化温度为548.5℃;球磨至60h,合金明显非晶化,其熔化温度为554.0℃,熔程变小且在186.3和399.5℃处出现明显放热峰。HRTEM表明,纳米晶的尺寸约为5～10nm,合金中有非晶态物质出现和晶格缺陷产生。200和400℃退火后,合金的平均晶粒尺寸分别为21.3和33.9nm。

主盐浓度和工艺条件对Sn-Ag-Cu合金镀层组成和形貌的影响

在弱酸性镀液中电沉积得到无铅Sn-Ag-Cu可焊性合金镀层。采用X射线荧光光谱仪(XRF)和扫描电子显微镜(SEM)研究了镀液中主盐浓度和电镀工艺条件对镀层的组成和形貌的影响。研究表明,Sn-Ag-Cu合金的电沉积是正则共沉积。镀液中Sn2+和Ag+浓度改变对镀层晶粒大小影响较大,Cu2+浓度的改变对镀层的平整度影响较大。电流密度增加、pH值下降、温度降低,都能使镀层结晶细致。

微量稀土元素对Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊料合金组织与性能的影响

研究稀土元素对Sn3Ag0.5Cu无铅焊料合金显微组织及性能的影响。结果表明：当稀土含量（wRE）为0.05%~0.25%时,对该无铅焊料合金的导电性和腐蚀性影响不大,但使其熔化区间温度降低;可以提高焊料的铺展面积,细化组织,提高其力学性能。比较Ce、Er、Y、Sc四种稀土元素对焊料合金的影响,发现Ce元素可以更好地提高焊料合金的综合性能,Er次之。

新型无铅焊料合金Sn-Ag-Cu-In-Bi的研究

目前广泛用于电子工业界的Sn-Pb焊料合金由于Pb的毒性而将被限制使用,无铅焊料合金的研制成为研究的热点。笔者以Sn-Ag-Cu合金为母合金,同时添加In和Bi元素,得到了性能更好的无铅焊料合金,进行了一系列的性能测试,包括熔点、硬度、剪切强度以及可焊性。并且确定了综合性能较好的焊料的成分范围。

新型Sn-Ag-Cu-Cr无铅焊料合金的研究

对新型Sn-Ag-Cu-Cr无铅焊料进行了熔点、力学性能、润湿性能等的测试,并从微观方面分析了Cr对Sn-Ag-Cu系无铅焊料的作用规律机理。结果表明:Cr的加入对材料力学性能的影响较为显著,当Cr含量(质量分数)在0.1%左右时可提高焊料的各项力学性能指标,而当含量过高后,又将降低材料的强度,提高脆性,Cr含量少于0.5%时,对焊料的熔点影响较小,而Cr的加入对焊料的铺展性能却有降低作用。

Ga-Ag-Sn液态合金与Cu的结合界面分析

采用真空冶炼法制备了低熔点的Ga-Ag-Sn液态合金,分析了Ga含量与液态合金熔点的关系。利用X射线衍射仪、电子扫描显微镜和能谱等多手段对Ga95.0Ag0.15Sn合金与Cu基体的结合界面进行了分析。结果表明,Ga95.0Ag0.15Sn液态合金能与无氧铜基体发生互扩散,并形成致密且与基体结合良好的Ga-Cu界面层而能起到真空修复作用,界面层的相组成为Cu9Ga4相,Cu41Sn11相和α-(Cu,Sn)相。

过热度对Sn3Ag2．8Cu合金雾化粉体颗粒形貌的影响

为了加速我国电子行业无铅化进程,利用自行设计的超音速雾化制粉试验装置,研究了过热度对Sn3Ag2.8Cu合金无铅焊锡雾化粉体颗粒形貌的影响。结果表明:通过调整合金的过热度,能够控制雾化粉体中卫星颗粒及异形颗粒的比例;当合金过热度为150℃时,雾化粉体中卫星颗粒和异形颗粒最少,颗粒球形度最好;当合金过热度为100℃时,雾化粉体颗粒球形度较差;当合金过热度为250℃时,雾化粉体卫星颗粒和片状颗粒较多。

机械合金化法制备57.6Ag-22.4Cu-10.5In-9.5Sn合金粉末及其性能

为了得到熔化温度介于400~600℃的中温焊粉,用机械合金化法制备57.6Ag-22.4Cu-10.5In-9.5Sn合金粉末,借助X射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电镜和能谱仪等研究了球磨时间对合金化过程中粉末的物相、熔化特性及显微形貌的影响。结果表明:利用机械合金化法球磨30 h可以成功制备出57.6Ag-22.4Cu-10.5In-9.5Sn合金粉末;随着球磨时间的增加,合金粉末的粒径不断减小,颗粒形貌从片层状逐渐转变为近球形,球磨60 h,合金粉末具有良好的球度,粒径5~35μm,最低液相点温度为494.3℃。

钎焊温度与时间对急冷型Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金钎焊接头性能及界面IMC生长行为的影响

对所制备的急冷型Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金进行了钎焊工艺试验,然后对钎焊接头进行了抗剪强度测试、断口形貌和显微组织分析,研究了钎焊温度与时间对接头性能以及界面金属间化合物生长行为的影响,结果表明:钎焊温度和钎焊时间不同,接头界面处金属间化合物的形成及生长情况也存在差异,并因此影响了接头的强度。