电化学除油在电真空焊料生产中的应用

电真空器件对钎料有清洁性要求 ,影响贵金属钎料清洁性的主要原因是加工过程的油污 .提出采用电化学除油的方法来保证钎料的清洁性     

铜基非晶态钎料钎焊扩散机理研究

前言传统铜磷钎料因其熔点低、流动性好,具有自钎性以及价格低等优点而广泛应用于电子元器件、印刷电路板、表面组装元器件、微波等通信器件及真空器件等.但传统铜磷钎料由于含磷量高,钎料基体中含有大量的脆性化合物Cu3P,导致钎料在室温呈脆性,使其应用范围受到了限制.利用快速凝固技术制备的非晶态铜磷钎料是一种新型的钎焊材料,其合金内部的原子排列基本上保留液态金属的结构状态,这种结构特点使其具有许多优异的性能,并且可以解决传统铜磷钎料的室温脆性问题[1-2].     

快速凝固Al-Cu-Si薄带钎料真空钎焊锻铝合金的研究

与普通Al Si钎料相比 ,三种快速凝固Al Cu Si薄带钎料真空钎焊锻铝合金LD2对比实验表明 :快速凝固Al Cu Si薄带钎料具有钎焊温度低 (5 70℃ ) ,间隙小 (0 .0 5～ 0 .10mm) ,时间短 (10～ 15min)以及更高的接头强度等特点 ,其钎焊接头的拉伸强度接近甚至超过母材的抗拉伸强度(12 5MPa) ;钎焊强度随钎料中w(Cu)的增加而降低 .实验结果表明 ,快速凝固Al Cu Si薄带钎料是一种性能更好的新型真空钎焊钎料 .     

真空炉冷非晶态合金钎料的微观组织

研究了真空熔化炉冷晶态及非晶态Ｎｉ（８０－ｘ）Ｃｒ１０Ｂ２．５Ｓｉ４．５Ｆｅ３Ｃｕｘ合金钎料真空熔化炉冷组织形态,分析了铜的添加对合金钎料组织的影响．研究结果表明：非晶态钎料真空熔化炉冷后与相应的晶态比较组织上无大的差异,仅仅是固溶体含量的增加及共晶相更弥散分布．     

CVD金刚石厚膜钎焊工艺的研究

探讨了加热温度和钎料加入状态对真空钎焊CVD金刚石厚膜与硬质合金接头性能的影响，并对金刚石厚膜与Ag—Cu—Ti钎料的微观连接机理进行分析。结果表明：在940℃用90(Ag72—Cu)—10Ti钎料箔得到的接头强度较高，钎料中Ti与金刚石生成TiC是实现冶金连接的主要因素。     

基于田口法的Sn-Cu-Ni-xEu无铅钎料润湿性研究

基于田口法研究Sn-Cu-Ni-x Eu无铅钎料在不同基板表面的润湿性能(不同钎剂和不同氛围),探讨不同控制因子对无铅钎料润湿性的影响规律.研究结果表明:钎料组份、钎剂、基板和氛围对钎料润湿性的影响显著不同,4个因子的影响从大到小依次为钎剂、氛围、钎料组份、基板,其中钎剂对润湿性的贡献最大.最优匹配组合为Sn-Cu-Ni-0.04Eu、RMA钎剂、Au/Ni/Cu基板和真空氛围.另外,稀土元素Eu的添加可以显著提高Sn-Cu-Ni钎料的润湿性.     

非晶态合金钎料真空钎焊接头组织研究

研究了铜的添加对Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ系非晶态箔状合金钎料真空钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ母材的钎缝的组织特征和临界钎焊间隙（ＣＢＣ）值的影响规律,并与相同成分的晶态粉状钎料进行了对比．结果表明：在钎焊工艺规范确定的情况下,随着钎料中铜的质量分数的增大,钎缝中固溶体含量增加,脆性相厚度减小,钎焊接头的ＣＢＣ值增大;非晶态钎料钎焊接头中的元素和组织分布比较均匀,其ＣＢＣ值较晶态的大．     

快冷铜基钎料真空钎焊的润湿性研究

利用快速凝固技术制备出Cu-Ni-Sn-P快冷薄带钎料,将此钎料分别在不同钎焊温度和钎焊时间下与紫铜进行真空钎焊.借助DTA、EPMA的分析,探讨了在不同钎焊条件下钎焊接头的显微组织结构及同成分快冷钎料与普通钎料的润湿性差异.研究结果表明,与普通钎料相比快冷钎料润湿性明显提高,钎料与母材的相互扩散和冶金结合增强.     

低熔点铝基钎料的性能

采用真空感应熔炼炉制备低熔点Al-Si-Cu-Zn-Sn多元合金钎料,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低钎料的熔化温度,又提高钎料的润湿性和流动性的元素.通过对钎料的性能测试表明:该钎料液相线温度为528.8℃,可在560℃钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%,并且该钎料具有良好的润湿性和流动性,可以用于锻铝及部分硬铝合金的钎焊.     

快冷与普通Al-Cu钎料Cu元素扩散能力的比较

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Al-Cu快冷钎料薄带和普通钎料.将2种钎料在4种钎焊温度(590、600、610、620℃)和4种保温时间(5、10、15、20 min)下与纯铝进行真空钎焊,借助差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)对2种钎料的熔点、钎缝微观组织和Cu元素的扩散行为进行了研究.研究结果表明:快冷钎料元素分布均匀,晶粒细小,晶粒形态为胞状,而普通钎料成分有偏析,元素分布不均匀,且晶粒大小不一,晶粒形态多为枝晶;快冷钎料的熔点比普通钎料的熔点低3.0℃,结晶区间缩小1.2℃.在相同的钎焊条件下,快冷钎料Cu元素的扩散能力均比普通钎料的扩散能力强.钎焊温度较低时,普通钎料和快冷钎料的Cu元素的扩散能力差别较大;随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,两者的差别减小.     

Ni_(82.5)Cr_7Si_(4.5)B_3Fe_3多元非晶态合金钎料的晶化行为及其真空钎焊特性

采用示差扫描量热计(DSC)和X射线衍射方法研究了Ni_(82.5)Cr_7Si_(4.5)B_3Fe_3多元非晶态合金钎料在加热时的晶化特性.实验指出:随加热速率的增大,其晶化特征温度逐渐提高,晶化前所需孕育时间延长,并且晶化后的二次相变过程消失;探讨了该钎料的真空钎焊工艺性能和钎焊接头力学性能,以及预晶化处理对它们的影响,并与相同成分的粉状和粘带状晶态钎料进行了系统的比较.研究结果指出:非晶态钎料在工艺性能方面与晶态钎料相当;在接头力学性能方面则表现为在较大和较小的钎焊间隙下非晶态钎料的钎焊接头性能明显高于晶态钎料.     

快速凝固Al-Cu钎料钎焊铝Cu对钎缝组织的影响

研究了快速凝固钎料中Cu元素在铝合金基体中的扩散现象和机制.采用快速凝固的方法制备出了Al-Cu合金的薄带,用差热分析法(DTA)测量了钎料熔点.根据熔点利用真空钎焊用Al-Cu钎料焊接纯铝,然后使用扫描电镜和能谱分析仪分析了焊缝的显微组织,对Cu元素的扩散现象进行观察,并分析了Cu的扩散行为.实验结果表明,由于快冷钎料组织均匀,表面能高,因此熔点比普通钎料低,且熔化区间窄.随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Cu的扩散效果越来越好;在同一温度下钎焊时,快冷钎料中Cu的扩散能力明显强于普通钎料.     

活性剂对锌基钎料助焊剂物理性能及铺展性能影响

锌基合金是一种比较理想的高温无铅软钎料,但是锌基钎料的润湿性比较差,严重阻碍了其推广和应用。活性剂可以提高钎料的润湿性,本文研究了在常用的锌基助焊剂中,不同比例的活性剂含量对锌基钎料助焊剂的物理性能及Zn20Sn钎料的铺展性能的影响。研究结果表明:当添加的活性剂质量分数为3%左右时,助焊剂的不粘性、腐蚀性、不挥发物含量、稳定性均满足国家标准,并且可以得到饱满、平整、光滑的钎焊接头。     

BNi-2真空钎焊不锈钢钎缝的相变规律研究

用差热分析、电子探针和金相分析等方法对用BNi 2钎料真空钎焊不锈钢 (1Cr1 8Ni9Ti)钎缝的相变规律进行了研究 ,并以Fick第二扩散定律为基础 ,对钎焊过程中硼元素的扩散系数进行了计算。研究结果表明 ,硼是影响钎缝组织和重熔温度的主要元素 ,延长钎焊时间或进行焊后扩散处理可以大大改善钎缝的综合性能。通过理论计算得出了在规定钎焊工艺条件下钎缝中不出现低熔化合物相的临界钎焊间隙与焊接时间的关系式 ,计算结果与试验结果吻合较好 ,计算精度优于 6%。     

Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移组织与性能

借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和微剪切试验等手段,研究了镀镍还原氧化石墨烯(Ni-rGO)增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移组织与性能。研究结果表明:在恒温120℃、电流密度1×10~4 A/cm~2条件下,随着通电时间的增加,Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移阳极区金属间化合物(IMC)层Cu_6Sn_5和Cu_3Sn平均厚度增大,阴极区界面IMC层Cu_6Sn_5平均厚度减小、Cu_3Sn平均厚度先增大后减小。Ni-rGO的添加,明显抑制了Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移阳极区Cu_6Sn_5的生长及阴极区微空洞的生成,提高了钎焊接头剪切强度。通电72 h后,Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头的剪切强度较未添加Ni-rGO的提高了47.8%。复合钎料/Cu钎焊接头电迁移剪切断裂,由阴极钎缝区呈以韧窝为主的韧性断裂,向界面IMC由解理、准解理和少量韧窝组成的混合型断裂转变。     

BNi—2真空钎焊不锈钎缝的相变规律研究

用差热分析,电子探针和金相分析等方法对用BNi-2钎料真空钎焊不锈钢（1Cr18Ni9Ti）钎缝的相变规律进行了研究,并以Fick第二扩张定律为基础,对钎焊过程中硼元素的扩散系数进行了计算。研究结果表明,硼是影响钎缝组织和重熔湿度的主要元素,延长钎焊时间或进行焊后扩散处理可以大大改善钎缝的综合性能,通过理论计算出在规定钎焊工艺条件下钎缝中不出现低熔化合物相的临界钎焊间隙与焊接时间的关系式,计算结果与试验结果吻合较好,计算精度优于6％。     

铜对 Zn-Al 基软钎料性能的影响

为了降低汽车铝质热交换器钎焊温度,防止高温软化,研究了一种钎焊温度比Ａｌ－Ｓｉ钎料低的Ｚｎ－Ａｌ－Ｃｕ钎料．着重讨论了微量Ｃｕ含量对Ｚｎ－Ａｌ钎料熔点、强度、钎焊性能等的影响．研究结果表明,在Ｚｎ－Ａｌ系钎料中加入微量的Ｃｕ,对钎料熔点无影响,其熔点均在三元合金共晶温度３７３．５℃左右;微量Ｃｕ在Ｚｎ－Ａｌ系合金中形成以Ｚｎ为基的含有铝和铜的η相（富锌相）固溶体及含锌和铜的β相（富铝相）固溶体,提高了Ｚｎ－Ａｌ系钎料的强度、硬度,但使其延伸率降低．该合金完全能替代Ａｌ－Ｓｉ系钎料用于汽车热交换器的钎焊,焊接温度可降低２００℃左右,可以防止因炉温偏高造成铝质热交换器钎焊时的高温软化现象．     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊

采用高纯氩气保护炉中钎焊的焊接方法研究了 15 %SiCp/ 30 0 3Al复合材料钎焊主要工艺参数对接头剪切强度的影响。结果表明 :采用HL4 0 2 0 .4 %Mg 0 .1%Bi钎料配合钎剂QJ2 0 1钎剂 ,在钎焊温度 6 15℃ ,保温6min ,在 3kPa的恒压力作用下 ,钎料铺展好 ,钎焊缝致密 ,获得了较高质量的复合材料钎焊接头 ,接头剪切强度最高可达 35MPa。试验还表明 ,钎料成分、钎焊温度和保温时间是影响接头强度的主要因素 ,接头区Al SiC、SiC SiC界面是使复合材料钎焊接头强度低于基体合金钎焊接头强度的主要原因     

平板式SOFC封接的实验研究

为了解决平板式固体氧化物燃料电池(planar SOFC)的密封问题,在大气中采用Ag-8CuO+2YSZ新型复合钎料对平板式SOFC单电池进行了封接实验,研究了YSZ((Y2O3)0 08(ZrO2)0 92)陶瓷颗粒的加入对钎缝显微组织的影响,通过多次热循环实验,以及单电池开路电压的测试对钎焊质量进行了评价.结果表明:YSZ与Ag-CuO组织结合紧密,陶瓷颗粒均匀分布在钎料基体中,有利于改善接头性能,降低接头的热膨胀不均匀性,抑制钎缝内孔洞的生成.经过15次热循环实验(200～750 ℃),单电池的开路电压稳定在1 02～1 09 V之间,证明该钎料适用于750 ℃工作的平板式SOFC的密封.     

铝钎焊接头中Cu的腐蚀与扩散行为

应用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析仪 ,研究了Al Si Cu钎料中Cu在真空钎焊接头中的腐蚀与扩散行为 .研究结果表明 ,真空钎焊后的接头仍然存在腐蚀问题 ,如点蚀和晶间腐蚀等 ,并且随着w(Cu)的增加腐蚀加重 .Cu在钎焊接头中以晶界扩散为主 ,且晶界扩散比晶内扩散快 .