冷速及時(shí)效對(duì)ag24.5in合金組織及性能的影響

1、 天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 冷速及時(shí)效對(duì) 冷速及時(shí)效對(duì) Ag-24.5In 合金 合金 組織及性能的影響 組織及性能的影響 Influence of cooling rates and aging on microstructure and properties of Ag-24.5In alloy 學(xué)科專(zhuān)業(yè)： 材料工程 研 究 生： 周智慧 指導(dǎo)教師： 劉永長(zhǎng) 教授 企業(yè)導(dǎo)師： 王建功 研究員 天津大學(xué)材料科

2、學(xué)與工程學(xué)院 二零一三年十二月 摘 要 近幾年，隨著電子器件不斷向集成化、微型化和智能化方向的發(fā)展，對(duì)于起到連接作用的焊料合金也提出了更高的要求， 尤其是在使用溫度方面。 為了研制出新型的高溫?zé)o鉛焊膏，本文選擇了銀銦體系高 Ag 端（Ag-24.5In, wt %）的部分作為研究對(duì)象，通過(guò)綜合運(yùn)用差熱分析儀、光學(xué)顯微鏡、掃面電子顯微鏡、X-射線衍射儀、 透射電子顯微鏡等手段分析了不同冷速下合金的凝固過(guò)程及微觀形貌；并進(jìn)一步分析了后期時(shí)

3、效過(guò)程對(duì)其組織穩(wěn)定性及性能的影響；最后，通過(guò)顯微硬度值的變化規(guī)律研究了不同冷速及時(shí)效過(guò)程對(duì)于合金機(jī)械性能的影響。 研究過(guò)程及結(jié)論列示如下： 通過(guò)改變冷卻速率研究了Ag-24.5In合金的近平衡凝固組織與非平衡凝固組織。結(jié)果表明合金凝固后的組織均由殘留的初生α相及ξ相兩相構(gòu)成，其中α相呈枝晶狀， 且冷卻速率越快枝晶形態(tài)越明顯； 包晶反應(yīng)的不完全性及高溫包析反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致了凝固后的組織微觀形貌中沒(méi)有包晶形貌的典型特征；另外，In的固溶使A

4、g的晶格常數(shù)變大，導(dǎo)致α相的衍射峰發(fā)生了整體的向左偏移。 選擇不同溫度對(duì)Ag-24.5In合金凝固后的組織進(jìn)行時(shí)效處理，研究了時(shí)效對(duì)于Ag-24.5In合金組織穩(wěn)定性及微觀形貌的影響。結(jié)果顯示，Ag-24.5In合金在室溫下的組織穩(wěn)定性很好，室溫時(shí)效120 d后組織幾乎不發(fā)生變化，僅是硬度值有所降低；185 ℃時(shí)效40 h后合金的組織會(huì)發(fā)生一定程度的長(zhǎng)大，合金的硬度值降低；200、250、300 ℃時(shí)效40 h后，α相會(huì)依附原始的初生相

5、晶粒長(zhǎng)大，進(jìn)而包圍原始晶粒，但長(zhǎng)大后原始晶界并沒(méi)有消失；高溫時(shí)效后，合金的韌性及熔點(diǎn)均有所提高，對(duì)焊料的高溫服役過(guò)程是有利的。 通過(guò)對(duì)合金硬度的研究表明：合金的硬度值隨著凝固速率的加快而變大，原因是隨著凝固速率的增大，組織變的細(xì)小，而且α相（軟質(zhì)相）的相對(duì)含量也在減少； 室溫時(shí)效及高溫時(shí)效后合金的硬度總體呈下降的趨勢(shì)， 且冷卻速率越快硬度下降的幅度越大；高溫時(shí)效后由于α相的長(zhǎng)大生成了新的晶界及沉淀相ξ 的析出，會(huì)在一定程度上提高合金的硬