深冷处理对Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料组织和力学性能的影响

研究了深冷处理对Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料组织演变和力学性能的影响.运用光学金相、X射线衍射分析（XRD）、差示扫描量热分析（DSC）和显微硬度等实验手段,对Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料深冷处理前后的非晶结构和晶化相进行测试分析.结果表明：深冷处理2h,Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料的第二相体积份数增多.随着深冷处理时间增加到24h,第二相的体积份数和尺寸进一步增多,同时非晶复合材料的显微硬度也有一定的提高.XRD分析表明Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料中形成了Cu10Zr7相和AgZr相.非晶复合材料非晶基体的玻璃转变温度Tg随着深冷处理时间的增加而提高,晶化潜热则随着深冷时间的增加而降低.Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料组织结构的演变与深冷处理过程产生的内应力有关.     

铝元素的添加对铜（锆）基非晶形成能力的影响

采用铜模铸造的方法制备Cu50Zr40Ti10、Cu47.5Zr47.5Al5(Cu50Zr40Ti10)100-xAlx(x=2、4、6、8、10)几种合金,X射线衍射(XRD)实验检验Cu50Zr40Ti10、Cu47.5Zr47.5Al5和Cu49Zr39.2Ti9.8Al2三种合金样品为完全非晶态 .对样品进行差示扫描量热分析(DSC)考查三种大块非晶合金的非晶形成能力,以及Al的添加对非晶形成能力的影响.结果表明:Cu47.5Zr47.5Al5大块非晶合金的非晶形成能力要高于Cu50Zr40Ti10和Cu49Zr39.2Ti9.8Al2两种大块非晶合金的非晶形成能力,在Cu50Zr40Ti10大块非晶合金中添加了原子分数为2%的Al后提高了非晶形成能力.     

Cu-Zr-Al大块非晶合金的制备及性能研究

采用铜模铸造的方法制备了Cu48Zr52-xAlx(x=6,7,8,9,10,at%)几种合金,X射线衍射(XRD)实验检验Cu48Zr44Al8,Cu48Zr43Al两种合金样品为完全非晶态.对样品进行差示扫描量热分析(DSC)考查三种大块非晶合金的非晶形成能力,以及Al的添加对非晶形成能力的影响.结果表明:当铝含量X=9时,合金的非晶形成能力及热稳定性最好.     

SnBi/Cu焊接接头的剪切性能及界面微观组织分析

通过对断口形貌和界面微观组织的观察分析,研究了3种Sn-Bi/Cu焊接接头的剪切断裂机理.结果表明:3种Sn-Bi/Cu焊接接头均在弹性变形阶段断裂,并且均沿Sn-Bi焊料/Cu基板界面处断裂.孔洞降低了3种Sn-Bi/Cu焊接接头的有效连接面积,从而降低了其剪切强度.根据3种Sn-Bi/Cu焊接接头断口形貌,Sn59.9Bi40Cu 0.1/Cu和Sn57.9Bi40Zn2Cu 0.1/Cu焊接接头剪切断裂机制属于准解理、沿晶脆性断裂和韧窝的混合型断裂,而Sn42Bi58/Cu焊接接头剪切断裂机制属于准解理断裂.微观组织分析显示,3种焊料合金焊接接头界面处的金属间化合物层均为连续的Cu₆Sn₅相.     

Cu,Zr对Al-Ni-Zr-Cu-Y非晶合金的形成和热稳定性的影响

采用单辊旋淬技术,在真空条件下制备了快速凝固Al85Ni10Zr3Y2四元合金条带和Al80Ni10Zr8-xCuxY2(x=1,2,3,5)五元合金条带.利用X射线衍射及差热分析对条带进行了研究.结果表明,w(Cu)和w(Zr)对该合金系的非晶形成能力及热稳定性有显著影响,并且非晶合金的形成对这两种元素的质量分数很敏感.当w(Cu)和w(Zr)其中一种达到一较大值时,可以形成非晶合金或是以非晶相为主的合金,否则将只能得到晶体相.另外,Al80Ni10Zr7Cu1Y2,Al80Ni10Zr3Cu5Y2合金系具有较强的非晶形成能力,可形成完全非晶或以非晶为主体和部分晶体的复相材料.     

添加Ce对Zr55Al10Ni5Cu30合金在Na2SO4溶液中腐蚀电化学行为的影响

利用电化学极化和阻抗谱(EIS)技术研究了Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金及相应的晶态合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中的腐蚀行为.结果表明,Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金及相应的晶态合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中均出现了钝化现象,其中(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金出现了二次钝化现象.Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金的腐蚀电流密度均小于相应的晶态合金,向非晶合金Zr55Al10Ni5Cu30及相应的晶态合金中添加稀土Ce元素后,合金的腐蚀电流密度减小,腐蚀速度降低,合金的抗腐蚀性能提高.四种合金的EIS图均呈单容抗弧特征,Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金的电荷传递电阻均较相应成分的晶态合金大.两种非晶合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中比晶态合金有较好的抗蚀性能,在四种合金中,添加Ce元素的(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金具有最好的耐蚀性能.     

温度与镀层对Sn0.7Cu焊料合金润湿性的影响

主要研究了真空状态下,焊接温度为530,560和590 K时,Sn-0.7Cu焊料合金在镀Cu、镀Ni、镀Ni/Ag和镀Ni/Au基板上的润湿性.结果表明:提高钎焊时的焊接温度,有助于降低液态Sn-0.7Cu焊料合金的表面张力,从而增大Sn-0.7Cu焊料合金在焊接基板上的润湿性.在相同的焊接条件下,Sn-0.7Cu焊料合金在镀Ni/Ag和镀Ni/Au基板上的润湿性比其在Cu和镀Ni基板上的润湿性好.     

Sn-Bi系低温无Pb焊料的研究现状及发展趋势

低熔点Sn-Bi焊料是比较有发展潜力的低温无Pb焊料.根据Sn-Bi焊料的特性及其应用存在的问题,结合近几年国内外对Sn-Bi系低温无Pb焊料的最新研究成果,综述了Sn-Bi无Pb焊料的温度诱导熔体结构转变现象及其对Sn-Bi焊料凝固组织的影响,介绍了合金元素及稀土元素的添加对Sn-Bi焊料润湿性能的影响及其影响机制,并分类总结了不同元素对Sn-Bi焊料与Cu基体界面化合物生长的促进与抑制作用及其原理,最后综合评述Sn-Bi低温无Pb焊料存在的问题,对Sn-Bi焊料的发展趋势进行了展望.     

Cu-Zr-Ag-Al非晶的晶化动力学研究

利用差示扫描热分析法(DSC)和X射线衍射仪(XRD),并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了不同加热速率下Cu45 Zr45 Ag7Al3非晶合金晶化过程及非等温晶化动力学.在连续加热条件下,随升温速率的加快,Cu45Zr45Ag7Al3非晶合金的特征温度Tg,Tx和Tp均向高温区移动,且过冷液相区间扩大.计算了该合金的激活能,分别为Eg=431.1kJ/mol,Ex=307.2 kJ/mol和Ep=339.5 kJ/mol;并计算出相应的Avrami指数n(分别为5.2和1.9),表明该非晶合金的晶化是以界面控制的多晶型晶化为主.     

微量组分(Cr2Ni)对Cu50Zr42Al8大块非晶玻璃形成能力的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备直径为4 mm的Cu50Zr42Al8和(Cu50Zr42Al8)100-x(Cr2Ni)x(x=0、1、2、3、4)合金圆棒.利用X射线衍射(XRD)和差分扫描量热(DSC)分别对合金的结构和非晶形成能力进行研究,结果表明,Cu50Zr42Al8和(Cu50Zr42Al8)98(Cr2Ni)2为完全非晶.(Cu50Zr42Al8)98(Cr2Ni)2具有较高的过冷液相区(ΔTx达65 K)和较大的热稳定性,且为近共晶成份,但其非晶形成能力比Cu50Zr42Al8略有降低.     

界面反应及界面张力对Sn-Zn-Bi焊料润湿性的影响

通过合金化的方式得到了Sn-Zn-Bi三元及Sn-Zn-Bi-Nd四元无铅焊料,采用润湿平衡法测量了其润湿力和润湿时间,并对润湿后的焊料/Cu界面组织进行了分析.结果表明:Bi元素不参与焊料/Cu界面的扩散反应,但能够通过吸附作用降低界面张力,从而提高焊料在Cu基底上的润湿力;Zn元素优先向焊料/Cu界面进行扩散形成Cu5Zn8金属间化合物,且扩散层随焊料中Zn含量的提高而增长,此时固-液界面张力方向发生改变,润湿力提高,但润湿时间延长;Nd元素的作用类似于Bi,既能提高焊料的润湿力,也能够缩短润湿时间,是一种改善Sn-Zn基焊料润湿性的有效元素.     

ZrCuAlMo大块非晶的制备及热稳定性研究

通过铜模吸铸法制备（Zr47Cu44Al9）100-xMox（x=0,1,2,3）大块非晶合金.利用X射线衍射、差热分析等,研究分析添加Mo对Zr47Cu44Al9合金非晶形成能力及热稳定性的影响.结果表明,Mo的添加量为2%时,合金具有最大的非晶形成能力,纯非晶试样的临界尺寸从4mm增大到6mm以上,8mm的样品只有微弱的衍射峰.Mo提高非晶形成能力的原因主要是抑制引起异质形核的CuZr相的析出与长大.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能Eg为278.57kJmol-1、晶化激活能Ex为392.46kJmol-1、晶化峰值的激活能Ep为376.97kJmol-1.与原合金相比,晶化激活能与晶化峰值激活能的数据都增大,说明Mo的添加不仅提高了原合金的非晶形成能力,同时也增强了合金的热稳定性.     

BGA封装中含Bi,Ni的无铅焊球剪切强度研究

对Sn/3.5Ag/0.7Cu,Sn/3Ag/3Bi/0.5Cu和Sn/3Ag/3Bi/0.5Cu/0.1Ni三种BGA无铅焊球(0.76 mm)经不同热循环后,在FR-4基板上的剪切强度进行了测量.采用SEM和EDX对样品截面进行观察和元素分析.数据表明,Bi的掺入提高了焊料的润湿性及焊接强度,并减缓了IMC的生长速度;焊料中加入微量Ni可有效减小焊点下金属上Ni镀层的耗穿速度,抑制了焊球经热循环后焊接强度的下降.     

Mechanism of Ag and Al on improving the glass forming ability of CuZr-based alloys

By a mean field theoretical computation,the equilibrium distributions of additional Ag and Al in the crystalline phase of CuZr-based alloys were determined to occupy the two sublattices of the B2 structure randomly.With the molecular dynamics technique,the effects of Ag and Al on the enthalpy difference(ΔH) between the supercooled melt and the crystalline phase were evaluated.The improved glass forming ability of Cu45Zr45Al10 and Cu45Zr45Ag10 can be attributed to their remarkably smaller ΔH than that of CuZr.The calculated diffusion coefficients are more sensitive to the atomic weight of the component atoms than to their interaction strength.As the component atom with the largest mass,the additional Ag increases the viscosity of the supercooled melt significantly and the experimentally stronger glass formation ability of Cu45Zr45Ag10 than Cu45Zr45Al10 can be well understood.     

半导体激光软钎焊Sn-Ag-Cu焊点微观组织

采用90 W半导体激光焊接系统对Sn-Ag-Cu无铅钎料在纯铜基板上进行钎焊试验. 针对在不同激光输出功率下形成的微焊点形貌, 分析Sn-Ag-Cu钎料在纯铜基板上的润湿、铺展规律和微焊点的微观组织特征. 通过分析比较在激光软钎焊和红外再流焊2种再流焊加热方式的Sn-Ag-Cu钎料微焊点的微观组织, 发现： 当采用半导体激光软钎焊时存在最佳输出功率, 在此功率下得到的微焊点组织均匀, 晶粒细小, 没有产生空洞缺陷, 力学性能最佳.