稀土添加對(duì)Sn-Ag-Cu和Sn-BI-Cu無(wú)鉛釬料組織和性能的影響.pdf

1、具有優(yōu)良性能的錫鉛釬料在人類科技發(fā)展歷程中起了重要作用，然而也給人類和自然帶來(lái)很大的危害。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無(wú)鉛焊料的研究已成為當(dāng)今材料連接領(lǐng)域的焦點(diǎn)。目前，釬料研究主要集中在成分及配比、微合金化等方面。近年來(lái)，有研究發(fā)現(xiàn)釬料微合金化和熔體熱歷史會(huì)影響合金最終的組織和性能，因此，深入研究微量元素及熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)釬料組織和性能的影響以及開(kāi)發(fā)新型無(wú)鉛釬料具有重要意義。
　　本文以Sn-3.8Ag-0.7Cu和Sn-5Bi-0.7

2、Cu兩種無(wú)鉛釬料為研究對(duì)象，通過(guò)電阻率實(shí)驗(yàn)、鐵模凝固實(shí)驗(yàn)、鋪展實(shí)驗(yàn)以及剪切實(shí)驗(yàn)研究添加稀土元素Ce(x=0％、0.2％、0.3％、0.5％、1.0％、2.0％)和溫度誘導(dǎo)的熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)兩種釬料組織和性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)通過(guò)直流四電極法研究了Sn-3.8Ag-0.7Cu-xCe和Sn-5Bi-0.7Cu-xCe釬料連續(xù)兩輪升降溫過(guò)程中的電阻率-溫度關(guān)系，發(fā)現(xiàn)這些釬料均存在溫度誘導(dǎo)的液-液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，并

3、且這種轉(zhuǎn)變是部分可逆的。稀土元素Ce的加入提高了合金的熔點(diǎn)，增大了Sn-3.8Ag-0.7Cu合金的熔程，但減小了Sn-5Bi-0.7Cu合金的熔程。
　　(2)對(duì)Sn-3.8Ag-0.7Cu-xCe和Sn-5Bi-0.7Cu-xCe釬料合金進(jìn)行凝固實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:添加微量的Ce可以細(xì)化釬料組織且當(dāng)Ce添加量為0.2％時(shí)，凝固組織最細(xì)小、均勻，當(dāng)Ce的添加量高于0.2％時(shí)，隨著Ce含量的增加，組織變得粗大。同時(shí)，熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變也細(xì)化

4、了合金的凝固組織，使得組織更加細(xì)小，均勻。
　　(3)將鐵模凝固得到的釬料試樣在銅板上進(jìn)行鋪展實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)添加微量Ce元素可顯著提高Sn-3.8Ag-0.7Cu與Sn-5Bi-0.7Cu釬料的潤(rùn)濕性能，當(dāng)Ce的添加量在0.2％左右時(shí)，兩種釬料的潤(rùn)濕鋪展性能最佳。隨后，隨著Ce含量增加，鋪展面積逐漸降低。另外，熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變同樣會(huì)提高釬料的潤(rùn)濕性能。
　　(4)采用拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試Sn-3.8Ag-0.7Cu-xCe釬料合金/Cu搭接