Sn-Sb基釬料合金熔體結構狀態(tài)對凝固和潤濕性的影響.pdf

1、鉛為有毒金屬,釬料的無鉛化已經(jīng)是大勢所趨。歐美、日本等國家對此已投入大量精力,我國對發(fā)展釬料無鉛化技術也十分重視。國內(nèi)外資料顯示,目前對無鉛釬料的研究主要關注添加微量元素(如稀土)、合金體系的選擇及合金成分配比的優(yōu)化對釬料性能的影響,較少有人關注無鉛釬料本身的制備條件,比如熔體的熱歷史條件對釬料性能的影響。近年來,在材料生產(chǎn)及科研實際中,人們對合金液態(tài)結構有了較深入的認識,特別是發(fā)現(xiàn)了溫度誘導的液-液結構轉變現(xiàn)象,且認識到液-液結構轉變

2、與材料性能方面存在著液-固遺傳性,這就可能為無鉛焊料的制備提供一種有價值的手段。
　　本文從溫度誘導的液-液結構轉變角度出發(fā),同時考察元素Bi的影響,選取Sn-5Sb-xBi合金(Bi質量分數(shù)分別為0、1％、3%和5%)為研究對象,探索熔體結構狀態(tài)對合金凝固組織、釬焊接頭剪切強度和潤濕性的影響,同時考察Bi元素的添加量對Sn-Sb5釬料組織和釬焊性能的影響。研究主要內(nèi)容如下:
　　(1)通過直流電阻法考察不同成分的Sn-5S

3、b-xBi合金熔體在連續(xù)兩輪升降溫過程中的電阻率-溫度行為,結果顯示:除了Sn-5Sb-Bi第一輪升溫過程的電阻率-溫度曲線以外,其余Sn-5Sb-xBi合金熔體的?-T曲線都出現(xiàn)了非線性的異常變化,不同成分的釬料合金?-T曲線上異常變化特征相近,并且該變化在第一輪升降溫后呈可逆特征。在本文研究范圍內(nèi),隨著Bi的增加,釬料合金熔點降低,熔程增大。
　　(2)通過對比、分析釬料凝固試樣組織發(fā)現(xiàn),結構轉變后的合金熔體凝固組織明顯細化,

4、組織更加無序、均勻。分析認為遺傳于固態(tài)的團簇或短程有序結構被打破或分解成尺度更小的結構、分布更加均勻,使得結晶形核核心數(shù)量增多,過冷度增大,形核率提高,組織細化。
　　(3)將不同熔體狀態(tài)下的熔體鐵模凝固制得釬料,在Cu板上進行潤濕鋪展實驗,探討熔體結構狀態(tài)和Bi的添加對潤濕性的影響,結果表明:Bi元素的加入使得Sn-Sb5-xBi釬料的潤濕性明顯改善;同時,液-液結構轉變對Sn-5Sb-xBi合金的潤濕性有較顯著影響。