Sn-Zn無鉛釬料壓蠕變行為的研究.pdf

1、材料加工專業(yè) 本論文對(duì)Sn-9Zn，以及添加微量Bi、RE、Al的Sn-9Zn無鉛釬料的壓蠕變行為進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下： (1)在所試驗(yàn)的溫度(55℃-100℃)和壓力(9.3Mpa-18.6MPa)范圍內(nèi)，Sn-9Zn、Sn.8Zn-3Bi、Sn-9Zn-0.5RE、Sn-8.55Zn-0.45A1的壓蠕變量和壓蠕變速率均隨著溫度的升高和應(yīng)力的增大而增加，穩(wěn)態(tài)壓蠕變速率均符合半經(jīng)驗(yàn)公式。 (2)在

2、所試驗(yàn)的溫度和應(yīng)力條件下，Sn-9Zn、Sn-8Zn-3Bi、Sn-9Zn-0.5RE、Sn-8.55Zn-0.45Al的應(yīng)力指數(shù)n在3～6之間，表觀激活能和Sn的位錯(cuò)管道擴(kuò)散激活能相差不大。蠕變主要是位錯(cuò)攀移和位錯(cuò)滑移，并有高溫時(shí)晶界的滑移參與的蠕變變形機(jī)制。 (3)Bi固溶于β-Sn基體，形成溶質(zhì)不均勻分布的集團(tuán)，這在蠕變過程中增加了位錯(cuò)滑移阻力，阻止擴(kuò)散性變形機(jī)構(gòu)，從而起到良好的固溶強(qiáng)化作用，即提高了Sn-8Zn-3Bi的

3、蠕變抗力。 (4)在Sn-9Zn無鉛釬料中添加RE后，一方面，在晶界處形成了復(fù)雜的熱穩(wěn)定性化合物，有效地阻止基體Sn原子的擴(kuò)散，抑制了高溫下枝晶的長(zhǎng)大和滑移，起到了晶界強(qiáng)化作用，從而提高了釬料的蠕變抗力。另一方面，部分RE元素固溶于β-Sn內(nèi)部，在一定程度上限制了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，提高了釬料的蠕變抗力。 (5)加入Al后，Sn-8.55Zn-0.45A1無鉛釬料的組織被細(xì)化，并在β-Sn的晶界處出現(xiàn)Al的復(fù)雜化合物。這種熱穩(wěn)定

4、性高的化合物分布在β-Sn的晶界處，形成不連續(xù)網(wǎng)絡(luò)狀分布，有效地阻止了基體的原子擴(kuò)散和滑移，抑制高溫下枝晶和晶界的長(zhǎng)大和滑移，使位錯(cuò)滑移和攀移所需要的激活能增大，從而提高了蠕變抗力。 (6)不可變形微粒的強(qiáng)化作用是與粒子間距呈反比關(guān)系，Al化合物的粒子間距小于RE化合物的粒子間距，位錯(cuò)發(fā)生滑移和攀移時(shí)需要的激活能增大。因此，Sn-8.55Zn-0.45Al的穩(wěn)態(tài)蠕變速率總體上低于Sn-9Zn-0.5RE的穩(wěn)態(tài)蠕變速率，表觀激活能