RE-Sn-Zn(RE=Pr,Ce)三元體系400℃相圖及相關(guān)無鉛焊料性能測試.pdf

1、Sn-Zn基無鉛焊料由于熔點(diǎn)最接近傳統(tǒng)焊料而備受關(guān)注。Sn-Zn系列無鉛焊料存在潤濕性較差，容易被空氣氧化的不足而影響其應(yīng)用。La、Ce、Pr等稀土元素是Sn-Zn基無鉛焊料的維他命，能有效改善Sn-Zn基焊料潤濕性和抗氧化性等性能。理解稀土和Sn-Zn基合金元素的相互作用，將為改進(jìn)無鉛焊料的潤濕性，抗氧化性等性能提供指導(dǎo)。本文研究Pr-Sn-Zn、Ce-Sn-Zn等兩個(gè)三元合金體系的相圖，以及相關(guān)化合物晶體結(jié)構(gòu)精修，并研究微量稀土Ce

2、對(duì)Sn-Zn-Al基無鉛焊料性能的影響，獲得以下重要的研究成果：
　　 (1)實(shí)驗(yàn)通過X-射線粉末衍射(XRD)和掃描電鏡分析等方法首次測定了Pr-Sn-Zn三元體系400℃等溫截面。發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的三元化合物PrSn2Zn2，該化合物屬于四方結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣常數(shù)為α=0.4459(2)，c=1.0337(2)nm，空間群為P4/nmm，與CaBe2Ge2同構(gòu)。區(qū)別于EuSn2Zn2，該化合物在200-800℃范圍內(nèi)并無結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，本文還給

3、出新相的粉末數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證實(shí)三元化合物PrSnZn、Pr2SnZn3在400℃溫度內(nèi)穩(wěn)定存在，研究發(fā)現(xiàn)Zn在PrSn3相的固溶度達(dá)到16.1%。
　　 (2)通過X-射線粉末衍射(XRD)和掃面電鏡分析等方法研究了Ce-Sn-Zn三元系合金400℃熱力學(xué)平衡相關(guān)系。研究獲得以下結(jié)果：確定Ce-Sn-Zn三元體系400℃相關(guān)系；確定新的三元化合物CeSn2Zn2晶體結(jié)構(gòu)。研究表明該三元化合物與CaBe2Ge2同構(gòu)，空間群為P4/nm

4、m，點(diǎn)陣常數(shù)為α=4.456(9)，c=10.285(1)nm。在200-800℃溫度范圍內(nèi)，CeSn2Zn2穩(wěn)定存在，并無從六方結(jié)構(gòu)到單斜結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，本文還給出新相的粉末數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)還測定了Zn在CeSn3中的固溶度為12.7%。
　　 (3)采用真空熔煉技術(shù)成功制備了Sn-(9-x)Zn-0.02Al-xCe(x=0.02～0.12)的無鉛焊料，應(yīng)用DTA，SEM，XRD等技術(shù)分析了焊料的熔點(diǎn)、形貌、微結(jié)構(gòu)及焊料與Cu基板的粘