鈣、硫、碳對(duì)銀基釬料組織及性能的影響.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterInfluenceofCalcium，SulphurandCarbononMicrostructureandPropertiesofAgCuZnbrazingfillermetalByFangfeiSuiSupervisor：ProfShengxinLiuProfWeiminLongMaterialsProcessingSc

2、hoolofMaterialsScienceandEngineeringApril2013摘要摘要近年來，銀基釬料的研究不斷深入，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，無鎘化和合金化的相關(guān)研究已趨于成熟。然而，銀基釬料中不可避免地會(huì)引入微量的雜質(zhì)元素，是釬料生產(chǎn)、儲(chǔ)存及使用過程中一度被忽視的共性問題。這些雜質(zhì)元素的存在將嚴(yán)重影響釬料的潤濕性、熔化特性、接頭強(qiáng)韌性等一系列性能，它已成為了制約銀基釬料性能進(jìn)一步提高的主要因素。雖然上述問題已引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)

3、注，相關(guān)研究也已逐步開展，但關(guān)于眾多雜質(zhì)元素對(duì)銀基釬料的影響仍未見深入研究和報(bào)道。本課題旨在研究并揭示鈣、硫、碳三種元素在銀基釬料中的存在形式及它們對(duì)釬料顯微組織、潤濕性、熔化特性和釬焊接頭強(qiáng)度等性能影響的作用機(jī)理，為銀基釬料的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、應(yīng)用提供參考和借鑒。采用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察，能譜分析和XRD相結(jié)構(gòu)分析等手段觀察分析釬料的組織及相變化，通過DSC熱分析檢測(cè)釬料熔化特性變化，運(yùn)用鋪展面積測(cè)試方法檢驗(yàn)釬料潤濕性，利用顯微硬

4、度測(cè)試，抗拉強(qiáng)度測(cè)試分析微量元素鈣、硫和碳對(duì)釬料及釬焊接頭的力學(xué)性能影響。研究結(jié)果表明，微量鈣加入到釬料中，少部分固溶于基體中，主要與銀基釬料中的銅生成具有斜方晶格的C【一CaCu金屬間化合物。該化合物有高硬脆性，造成接頭強(qiáng)度降低。又因?yàn)殁}的化學(xué)性質(zhì)活潑，吸附空氣中的氧氣，降低了合金的抗氧化性，提高了熔融釬料和母材之間的界面張力，減弱了釬料的潤濕性。硫滲透到釬料內(nèi)部，產(chǎn)生CuS，Cu2S，ZnS，A92S和A93CuS2高熔點(diǎn)硫化物，它

5、們的存在破壞了基體的連續(xù)性，使釬料抗拉強(qiáng)度急劇降低，增大釬料的脆性。在釬焊溫度下，高熔點(diǎn)硫化物以固態(tài)顆粒形式存在于熔融釬料中，阻礙液態(tài)釬料的流動(dòng)，使?jié)櫇裥源蠓认陆?，在釬焊時(shí)造成熔析和未釬透缺陷，降低了接頭的性能。碳的存在對(duì)銀基釬料本身的組織、熔化溫度及潤濕性沒有明顯影響。在接頭中，隨著碳含量的增加，接頭強(qiáng)度從405MPa降到375MPa；從接頭的微觀組織可以看到沿界面分布著細(xì)小的氣孔。碳主要分布在釬縫界面附近，在釬縫中心含量少，且碳在