微连接用无铅钎料及稀土在钎料中的应用现状

综述了微连接用无铅钎料的应用研究现状，指出SnAgCu系合金因良好的综合性能将成为最有潜力的锡铅钎料替代品。基于对稀土在钎料中应用研究成果的分析，认为添加微量稀土有望成为改善SnAgCu系无铅钎料蠕变性能的重要途径。充分利用我国丰富的稀土资源开发低Ag的SnAgCuRE系钎料，应当成为中国今后无铅钎料研究开发的重点。     

散热器用钎料的成份改进及性能探讨

本文根据金属学原理及钎焊润湿性原理，以铅－锡钎料为基，以降低钎料熔点和增加其润湿性为目的，以Ａｇ，Ｈｇ，Ｃｄ，Ｓｂ，Ｂｉ为改善钎料的添加元素，通过正交试验，提出了一种含锡量的１４％的新钎料。这种新钎料的工艺性能可与含锡４０％的铅－锡钎上媲美。     

Sn-8Zn-3Bi-P无铅钎料微观组织及性能

研究了Sn-8Zn-3B i-xP钎料的抗氧化性、熔点、组织及力学性能.热重分析表明:P元素的加入显著降低了钎料熔体表面的氧化量;采用俄歇能谱分析氧化层的成分和厚度,发现含P的钎料表面形成的ZnO层厚度明显降低,约为80 nm;对合金进行差热分析发现少量P的加入并不改变钎料的熔点和熔程;P的加入对钎料合金的强度几乎没有影响,但却降低了合金的塑性,这是因为含P合金中有粗大的富Zn相形成,断口分析显示在Zn相与Sn相晶界上容易出现裂纹,从而导致钎料的塑性下降.     

基于微量添加元素表面活性研究的钎料成分优化

以定量研究微量添加元素Ａｇ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｓｂ对低Ｓｎ含量（１４Ｓｎ－余Ｐｂ）合金钎料表面张力的影响为理论基础，将钎料中微量元素的添加量、钎料的润湿性能及熔化温度等进行了三水平双指标正交试验，在综合考虑钎料的工艺性能、承载强度及工艺性能的基础上，对汽车、拖拉机等内燃机中铜质水箱散热器钎焊用低Ｓｎ含量Ｓｎ－Ｐｂ钎料的成分进行了优化设计。     

微量添加元素Bi,In,Ag在Sn—Pb钎料中的表面活性作用

采用一种新的液态合金表面张力测试方法测定了二元液态Ｓｎ－Ｐｂ钎料表面张力值随Ｓｎ含量及温度的变化关系，研究了添加微量Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ元素在低Ｓｎ含量Ｓｎ－Ｐｂ钎料中的表面活性作用，指出Ｂｉ和Ｉｎ能显著地降低钎料合金系的表面张力，具有较强表面活性作用，而Ａｇ对钎料合金系表面张力值的降低作用较小，表面活性作用较弱。     

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.     

活性钎料钎接Si_3N_4陶瓷的机理研究

通过钎料中常用活性材料与被钎陶瓷Ｓｉ＿３Ｎ＿４之间的物理现象和化学反应，讨论了活性材料所起的作用，即通过活性金属与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷的化学反应形成反应过渡层而结合，同时活性材料改善了钎料在Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷表面的漫流性能．但因为反应产物与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷热物理性能相差较大，故活性材料的加入量应限制在一定范围以内。用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料钎接Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钢时，在Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钎料过渡区生成了富ＴｉＮ层和富Ｔｉ＿３Ｓｉ＿５层，控制这两个反应结合层的成分和厚度可能是提高钎接接头强度的关键之一。此外在一定范围内增加钎料层厚度时，钎接接头强度有明显提高。     

铜-锰-锌-硅钎料的研制

研究成功一种新型的铜—锰—锌—硅系钎料。这种钎料适合于钢件和硬质合金等材料的钎焊,文中阐述了钎料合金体系选择及各组元配比拟定的理论依据,通过钎料性能和接头性能的实际试验进一步调整和确定钎料合金各成分的含量。这种钎料与黄铜料相比,具有一些明显的优点,以此钎料钎焊接头的强度远高于黄铜钎料钎焊接头的强度,具有特高的抗冲击性能,而合金的轧制性能亦良好;由于这种钎料熔点较低(825.5℃),所以能降低钎焊温度,减少钎焊能耗,节省钎焊时间,新钎料有效地降低钎焊应力,促使焊件变形小;而且,钎焊金属具有较细的晶粒,因此,提高了产品的质量;同时,由于钎焊温度降低及钎料的含锌量较低,促使钎焊时环境污染大大得到改善。     

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。     

微量添加元素Bi、In、Ag在Sn－Pb钎料中的表面活性作用

采用一种新的液态合金表面张力测试方法测定了二元液态Ｓｎ－Ｐｂ钎料表面张力值随Ｓｎ含量及温度的变化关系，研究了添加微量Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ元素在低Ｓｎ含量Ｓｎ－Ｐｂ钎料中的表面活性作用，指出Ｂｉ和Ｉｎ能显著地降低钎料合金系的表面张力，具有较强表面活性作用，而Ａｇ对钎料合金系表面张力值的降低作用较小，表面活性作用较弱。     

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.     

新型高效无银铜基钎料通过机电部部级鉴定

我院研制的“新型高效无银铜基钎料”通过机电部主持的部级鉴定。一致认为:“新型高效无银铜基钎料”为我国钎料行业提供了一种新型钎料,它既可取代目前广泛应用的熔点比其高的各类黄铜钎料,亦可部分替代银钎料,突破了国内外目前已有的铜锌钎料一般难以突破的低于800℃的难关,已达到了国际先进水平。它还有良好的塑性和成型加工性     

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.     

陶瓷──金属辉光钎焊

陶瓷的原子结构为强共价键或离子键结合，钎料难以对其表面润湿。本文提出，在辉光放电中使活化金属元素通过溅射沉积和离子渗入在陶瓷表面形成镀层并使钎料活化，从而改善钎料对陶瓷表面的润湿条件。上述过程可与钎焊过程一次装炉完成。与传统的锰－钼法和活性金属钎焊法相比，这一新方法不仅工艺过程简单，生产率高，也无需专用钎料和昂贵的高真空设备。     

复合钎料的研究进展

以复合钎料进行钎焊,对于异种材料的钎焊,特别是陶瓷和金属的钎焊是一种很有潜力的方法。在传统钎料中加入一定比例的各种形态的高温合金、碳纤维和陶瓷颗粒作为增强相所制成的复合钎料,具有合适的热膨胀系数,可有效降低因母材热膨胀系数不同而导致的钎焊接头处的残余应力,同时可提高钎焊接头的综合性能。按照传统复合材料的分类方式,从增强相尺寸的角度将复合钎料分为微米级增强复合钎料和纳米级增强复合钎料,分析复合钎料的特点及研究现状。通过分析不同尺寸增强相复合钎料对钎焊接头组织和力学性能的影响可知:与微米级增强复合钎料相比,纳米级增强复合钎料具有更加均匀且良好的组织结构,并能获得更高的接头强度。目前,有关纳米级增强复合钎料钎焊的增强机理尚未得到充分的研究,将成为今后研究工作的重点。     

消除轧辊偏心引起的轧制力波动的滤波器

通过在ＺｒＯ２与４０Ｃｒ钢的钎焊连接中加入缓冲层４Ｊ３３，Ｎｉ，Ｔｉ和Ｃｕ，来研究缓冲层化学成分对连接强度的影响。结果表明，４Ｊ３３和Ｎｉ因其化学元素与钎料发生化学反应，损害了钎料的活性，致使ＺｒＯ２／缓冲层／４０Ｃｒ钢连接失败；而缓冲层Ｔｉ和Ｃｕ虽然大量溶入钎料中，但并不影响钎料和ＺｒＯ２的反应结合，故可提高ＺｒＯ２／４０Ｃｒ钢的连接强度。     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

气雾化法制备非球形铜基钎料的研究

通过在钎料基体中添加合金元素、控制雾化气体压力与合金液过热度等方法制各了非球形铜基钎料:大面积平板复合钎焊时,如果钎料粉末颗粒形状为球形,则会由于球形钎料易于滚动导致焊件跑位,增加了工件焊前装配难度.采用非球形粉末钎料于大面积平板复合钎焊,简化了焊前工件装配工序,且焊接效果优于球形铜基钎料.     

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.