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Sn-Zn钎料以其与传统Sn-Pb共晶钎料相近的熔点、低成本及良好的力学性能而备受关注,被认为是最具有发展前景的无铅钎料之一。然而,Sn-Zn合金存在易氧化及润湿性差的问题严重制约了其应用与推广。针对上述问题及Zn元素的有害作用,本研究以亚共晶Sn-xZn (x=46)合金为对象,以改善钎料的润湿性能为主线,通过大量的实验,研究添加Bi、La-Ce混合稀土对亚共晶Sn-Zn钎料熔化特性、显微组织、润湿性能与界面反应的影响,并与Sn-9Zn钎料比较,进而优选出综合性能最佳的合金成分,并在此基础上研究了La-Ce混合稀土对钎焊接头与断口形貌的影响与作用机理。对Sn-xZn-yBi(x=46; y=15)系列钎料的研究发现:(1)添加5wt%Zn和5wt%Bi后钎料具有较低的表面张力和最佳的润湿性。Bi含量增加时Sn-5Zn-yBi钎料的熔化开始温度和表面张力均降低,铺展率和熔程逐渐增大,Bi含量为5wt%时合金的润湿性最好;(2)Sn-5Zn-yBi钎料的显微组织主要由富Zn相固溶于β-Sn组成的Sn-Zn共晶相及β-Sn相组成,Bi含量增大时合金组织出现的针状Zn相长大变粗;(3)Sn-5Zn-yBi/Cu界面处形成较平坦的Cu5Zn8化合层,Bi含量增加时Cu5Zn8层厚度降低。研究Sn-xZn-5Bi (x=46)系列钎料的性能发现:(1)Zn含量增加使钎料的表面张力和熔程呈现逐渐增大,但熔化开始温度没有明显变化;(2)随Zn含量增加,钎料的润湿铺展率呈现先增大后减小的趋势,并在Zn含量为5wt%时钎料的铺展率最大。对Sn-5Zn-5Bi–zMRE (z=0,0.05,0.1,0.5)系列钎料的研究发现:(1)MRE含量增加时钎料的表面张力逐渐下降,但熔化开始温度和熔程无明显变化,而钎料的润湿铺展率先增大后减小,其中含量为0.05wt%时润湿性最佳,远优于Sn-9Zn钎料;(2)Sn-5Zn-5Bi-zMRE/Cu界面形成较平坦的Cu5Zn8金属间化合物层,MRE含量增加时Cu5Zn8层厚度降低;(3)Sn-5Zn-5Bi-zMRE/Cu接头的抗拉强度明显高于Sn-9Zn/Cu和Sn-5Zn-5Bi/Cu接头;(4)Sn-5Zn-5Bi-zMRE钎料的显微组织主要由富Zn相固溶于β-Sn组成的Sn-Zn共晶相及β-Sn相组成,MRE含量增加时钎料的显微组织出现细化;(5)Sn-5Zn-5Bi-zMRE/Cu接头呈现出钎料基体上的韧性断裂和IMC与钎料连接界面的脆性断裂相结合的断裂方式,而Sn-9Zn/Cu接头则主要呈现IMC内部的脆性断裂。