中国古代铅锡焊料的分析

用金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线能谱分析仪、X射线衍射分析仪对江苏淮阴高庄战国墓及四川绵阳石塘乡东汉墓出土的四件焊料样品进行检测分析.结果表明,焊料为锡铅二元合金.其中从一件铜器腿中发现的游离焊料,铅的平均质量分数为68.1%,锡21.4%,组织由铅锡α相和β相组成.而在与两件铜器上焊接点接触的焊料,不仅含有锡、铅,还含铜,铜的质量分数分别为1.6%和3.8%.在铜器与焊料接触点截面样品上,有铜锡η相(Cu6Sn5)由焊料与青铜本体相接触的界面向焊料深入,呈一个个相连的小扇贝形凸起状.在焊料基体上也存在块状η相.其生成原因是在焊接时熔化成液相的铅锡焊料与基材青铜接触,基材中的铜溶解在熔融的焊料中与锡发生反应,在界面处和焊料内部生成铜锡金属间化合物.     

对无铅焊接工艺的探讨

在焊料的发展过程中,锡铅合金一直是最优质的、廉价的焊接材料,无论是焊接质量还是焊后的可靠性都能够达到使用要求;但是,随着人类环保意识的加强,＂铅＂及其化合物对人体的危害及对环境的污染,越来越被人类所重视。本文对无铅焊接工艺的问题,工艺窗口,工艺设置和工艺管制和控制进行了论述。     

可供转让与合作开发的科技成果荟萃

锡铅焊料抗氧化添加合金项目简介:该发明系一种低熔点的添加合金,应用于锡基、锡铅焊料,只要以1/1000比例加入到锡铅焊料中,就可显著提高焊料的抗氧化性和光亮度,大大减少氧化渣(仅为加入之前的1/4—1/6),具有明显的节锡效果(可节省焊料20—40%),此外,添加合金还具有提高锡铅料可焊性,减少熔炼过程中的有毒铅蒸汽,减少废渣处理等有效作用。该发明1991年获国家教委科技进步奖。应用范围:适用于电子、通讯、仪器仪表、家用电器等使用焊锡丝、焊锡条的单位,以及生产制造焊锡条、焊锡丝的企业。项目提供单位:东南大学联系地址:南京市太平北路136…     

三种硫化铁单矿物的细菌氧化过程研究

载金的硫化铁矿物成分主要是黄铁矿,其次是磁黄铁矿和镍黄铁矿.三种单矿物分布在金矿石中的含量不同,细菌氧化周期也随之改变.试验表明,三种矿物氧化过程均产酸,黄铁矿被细菌直接氧化,溶液中细菌浓度较小;磁黄铁矿和镍黄铁矿除受细菌直接氧化,被Fe3+间接氧化也很显著.黄铁矿氧化时间大致是其他两种矿物的3倍,因而工业配矿可酌量降低富含黄铁矿之金精矿用量.本试验通过研究三种单矿物各自的细菌氧化过程,为成分复杂金精矿的细菌浸出工业实践提供了重要理论依据.     

稀土活性多芯锡铅焊丝

一种新型的锡铅焊料——稀土活性多芯锡铅焊丝,由温岭县光华焊料厂研制成功,并通过了鉴定。随着电子、电器、仪表、机械工业的发展,锡铅焊料的需求量与日俱增,并且对它提出了新的技术要求。温岭县光华焊料厂在长沙建华冶金化工研究所的协作下,经一年多时间的努力,在严格选料、添加稀土元素配制合金、配制活性助焊剂、多芯焊丝的挤压成形等方面做了反复试验研究,试制成功HLRSnPb39和HLRSnPb50稀土活性多芯锡     

浙江省冶金研究院自主创新谋发展

浙江省冶金研究院经过不断改革,特别是两次产权制度改革,将科研方向从纯冶金理论基础研究转向实用性强的有色金属新材料研发及成果产业化。科研人员在政策激励下,相继自主开发出真空开关用铜铬触头材料、低熔点喷金料、系列金属溅射靶材、高Q值漆包线等一批替代进口、国内首创的新材料。2002年以来,陆续研制开发了水箱用焊锡箔、灯饰专用焊料、IC电镀用高纯锡球、锡锌焊料,焊锡材料系列产品。在我国自行研制发射的神舟六号回收系统成功使用了冶金院自主研发两种规格焊接材料。是《无铅钎料》《、免清洗焊丝》《、锡铅焊料》等国标的制定或…     

化学镀Ni-P层对铜焊接性能的影响

铜具有良好的导电导热性,在电子工业上已得到广泛的应用,但过高的导热率会导致焊接时出现焊接缺陷。通过表面处理,可以改善铜的焊接性能。由化学镀技术在纯铜导线表面沉积Ni-P层,研究镀层对铜材焊接性能的影响。结果表明,化学镀Ni-P层含Ni和Ni3P相,微观组织均匀致密。Ni-P镀层的存在改善了锡层与铜基材的结合性能,Sn/Cu界面无明显缺陷。经化学镀Ni-P处理后,铜的抗氧化能力得到了提高,改善了锡焊料在铜表面的润湿性。     

焊料层空洞对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块温度分布的影响

作为新能源发电、电动汽车和智能电网的重要单元,IGBT模块得到越来越广泛的应用,其安全可靠性也受到更多的关注。当前功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件封装形式主要有焊接式和压接式两种;而其中焊接式发展较成熟,应用较广泛。作为构成IGBT模块的关键单元和实现IGBT模块功能的关键部分,焊料层的可靠性显得尤为重要。焊料层的失效形式主要有:空洞扩大、各材料的热膨胀系数不匹配导致的热疲劳;其中焊料层空洞由于焊接工艺局限性而难以避免。应用多物理场有限元仿真软件COMSOL,建立IGBT模块的三维模型;研究焊料层空洞不同位置、不同大小对IGBT模块芯片最高温度的影响;并研究新型材料Sn-Ag-Cu-0. 5Sb较传统焊料层材料Sn-Ag-Cu的优势。仿真结果表明同工况下,焊料为Sn-Ag-Cu-0. 5Sb时,芯片温度都比焊料为Sn-Ag-Cu时低一些,显示出较好的焊料性能。     

介绍几种仿金电镀工艺

表面处理仿金工艺能使许多物品酷似金品,色泽可获得１８～２２Ｋ的效果。而仿金电镀工艺正是表面处理仿金工艺中的一种。仿金电镀几乎适用于一切可以电镀的金属和非金属材料,与真空蒸镀和离子镀相比,具有投资少、成本低和几乎不受镀件大小限制、适宜大批生产等优点。最初的仿金电镀是电镀黄铜（铜－锌合金）,但黄铜易氧化变色。后来采用三元合金（铜－锌－锡）以及添加其他如铟、镍、钻、铯、铬、钌等盐类的新型仿金电镀工艺。近年来,又在三元仿金电镀液中引入一些有机或无机添加剂,如天津大学化工系开发的三元低氰仿金镀液中引入第二…     

氰化尾渣浮选回收过程中黄铜矿的界面特性研究

氰化尾渣是氰化提金过程中产生的固体废弃物,同时也是高价值的二次资源,含有大量的铜、铅、锌等有价元素。由于氰化过程长时间的充气搅拌,氰化尾渣的矿物界面发生严重的改性,但是关于这方面的研究较少。本文针对某高铜铅氰化尾渣浮选过程中存在铜铅难分离及铜回收率低等问题开展黄铜矿界面性质研究,采用的研究方法包括粒度分析仪、XRD分析、SEM–EDS微界面分析、FTIR分析、界面洗脱及浮选实验等。实验结果表明部分黄铜矿表面致密包裹一层细粒的方铅矿,导致黄铜矿表现为类似于方铅矿的浮选特性,导致这种现象的原因是黄铜矿表面被非极性油污染。不能被浮选回收的黄铜矿表面包裹一层铁矾类似物,导致黄铜矿表面被钝化而不利于药剂的吸附。通过研究可知氰化尾渣中黄铜矿界面容易被杂质污染及氧化层包裹,导致其难于被浮选回收。     

盐雾对喷锡和化金印制电路板腐蚀行为的影响

采用交流阻抗谱研究热风整平无铅喷锡处理印制电路板( PCB-HASL)和无电镀镍金电路板( PCB-ENIG)在盐雾环境下的电化学腐蚀行为,并结合体式学显微镜、扫描电镜、X射线能谱等手段分析两种不同表面处理工艺电路板的腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制. 结果表明:盐雾环境下,PCB-HASL和PCB-ENIG均发生严重腐蚀;镀Sn层开始发生局部腐蚀,随后几乎整个表面都发生腐蚀,出现类似均匀腐蚀的现象,镀金板主要发生微孔腐蚀. 在PCB-HASL腐蚀过程中,Cl-的侵蚀作用促进Sn层的腐蚀,后来由于逐渐形成大量的覆盖在镀层表面的腐蚀产物,使得腐蚀速率降低;而在PCB-ENIG腐蚀过程中,微孔处形成含Cl-电解质薄液层,Ni与Au构成腐蚀电偶,从而加速Ni的腐蚀,最终使Cu基底裸露,造成电路板失效.     

超细氧化物颗粒对Sn\|58Bi钎料组织及性能影响

研究了分别添加1%Al2 O3 、Fe2 O3 、SiO2 、TiO2 超细粉末对Sn-58Bi共晶钎料的润湿性、钎焊接头微观组织及力学性能影响.结果表明,氧化物粉末的添加对钎料熔点影响不大,但钎料润湿性及钎焊接头剪切强度明显提高;明显细化钎焊接头基体组织及界面金属间化合物颗粒大小,并且界面金属间化合物层厚度也有一定减薄;另外,可抑制钎焊时焊点表面Bi的氧化,因此焊点表面光亮度也有明显提高.     

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.     

Influence of Temperature on Creep Behavior of Ag Particle Enhancement SnCu Based Composite Solder

The creep properties of solder alloys are an important factor affecting the reliability of soldered joints in surface mount technologies. Particle-enhancement is one way to improve the properties of solder alloys. The temperature of the solder joint is one of the primary factors affecting the solder joint creep prop-erties. Single shear lap creep specimens with a 1 mm2 cross-sectional area were fabricated using Ag parti-cle enhancement 99.3Sn0.7Cu based composite solder and 99.3Sn0.7Cu eutectic solder to examine the in-fluence of temperature on the creep behavior of solder joints. The results show that the solder joint creep resistance of the composite solder joint was generally superior to that of the 99.3Sn0.7Cu solder joint. The creep rupture life of the composite solder joint was reduced by increasing temperatures at a faster rate than that of the 99.3Sn0.7Cu eutectic solder joint.     

无电镀镍浸金处理电路板在 NaHSO3溶液中的腐蚀电化学行为与失效机制

采用交流阻抗谱研究了无电镀镍浸金处理电路板在模拟电解质溶液(0.1 mol·L-1 NaHSO3)中的电化学腐蚀行为,并结合体视学显微镜、扫描电镜、X射线能谱分析等手段分析了试样表面腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制.无电镀镍浸金处理电路板在NaHSO3溶液中的耐蚀性较差,浸泡12 h试样表面局部即发生变色,伴随有微裂纹的产生.电解液能够通过裂纹直接侵蚀Cu基底,并在微裂纹周围生成较多的枝晶状结晶产物,其主要组分为Cu2 S.该结晶腐蚀产物的不断生成使局部区域中间Ni过渡层与Cu基底结合部位存在较大的横向剪切应力,最终造成Ni镀层的脱离与鼓泡现象.     

焊料层空洞对IGBT模块温度分布的影响

作为如今新能源发电、电动汽车和智能电网的重要单元,IGBT模块得到越来越广泛的应用,其安全可靠性也受到更多的关注。当前功率绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 器件封装形式主要有焊接式和压接式两种,而其中焊接式发展较成熟,应用较广泛。作为构成IGBT模块的关键单元和实现IGBT模块功能的关键部分,焊料层的可靠性更加显得尤为重要。焊料层的失效形式主要有：空洞扩大、各材料的热膨胀系数不匹配导致的热疲劳,其中焊料层空洞是由于焊接工艺局限性而难以避免的。本文应用多物理场有限元仿真软件COMSOL,建立IGBT模块的三维模型,研究焊料层空洞不同位置、不同大小对IGBT模块芯片最高温度的影响,并研究新型材料Sn-Ag-Cu-0.5Sb较传统焊料层材料Sn-Ag-Cu的优势,仿真结果表明同工况下,焊料为Sn-Ag-Cu-0.5Sb时,芯片温度都比焊料为Sn-Ag-Cu时低一些,显示出较好的焊料性能。     

化学镀Ni-P基体的磷含量对亚硫酸盐镀金体系置换镀金层表面形貌的影响

以亚硫酸-硫代硫酸盐镀金体系作为置换镀金液,在化学镀Ni-P镀层上制备了置换镀金层,并采用原子力显微镜分析了磷含量及置换镀金时间对镀金层微观表面形貌的影响.结果表明,磷含量越高,Ni-P基体耐腐蚀性能越好,镀金层表面越好,表面粗糙度越小;置换镀金时间为600s时,所得镀金层最为平整光滑,镀金时间越长,Ni-P基体受到腐蚀越大,所得镀金层表面粗糙度变大.     

A simulation study on the thermal and wetting behavior of alkane thiol SAM on gold (111) surface

Molecular dynamics simulations have been performed to investigate the structural,thermal and wetting properties of self-assembled monolayer(SAM) of alkane thiol on gold surface.The specific heat capacity of the gold SAM surface was found to linearly increase with the temperature in the range 100–300 K.It was found to drop down at 400 K and this decrease might be attributed to the disorder of the SAM chains.Hydration of gold SAM surface for two different terminal groups,namely methyl(hydrophobic),and hydroxy(hydrophilic) was studied at room temperature.The difference in their wetting behavior and the structure of their interfacial water were examined from the estimation of the z density profile,radial distribution function,hydrogen bonds and orientation of water dipoles in the interfacial region.The present simulation results suggest that the wetting behavior of the gold SAM surface can be modified by altering the terminal functional group of the SAM chains.     

电解液体系对镁合金微弧氧化涂层的影响

采用3种电解液体系对AZ91镁合金进行微弧氧化（MAO）处理。通过扫描电子显微镜和能量色散光谱观察涂层的表面形貌和元素组成,利用X射线衍射仪对涂层物相进行分析。同时,通过比较不同电解液体系微弧氧化涂层的粗糙度、润湿角和结合力来评估其特性,并利用极化曲线评价其耐蚀性能。此外,还使用模拟体液（SBF）浸泡实验来评估涂层的生物降解性能。结果显示：微弧氧化涂层具有良好的结合力;不同电解液体系处理得到的涂层在表面形貌和物相上存在差异,其中磷酸盐体系和硅酸盐体系具有较高粗糙度,而铝酸盐体系则具有较低粗糙度;此外,在各个系统中,磷酸盐体系呈现最小的润湿角值,而铝酸盐体系呈现最大值;这些差异导致了磷酸盐体系涂层耐蚀性最强,硅酸盐体系涂层次之,铝酸盐体系涂层耐蚀性最差;模拟体液浸泡21 d后的涂层表面产生了开裂,但耐蚀性得到了提高,这归因于浸泡过程中腐蚀产物和钙磷盐沉积物对于涂层的覆盖作用。     

界面反应层厚度对Ti／ZrO2钎焊接头强度的影响

通过活性钎料Ａｇ６６Ｃｕ３０Ｔｉ４对ＺｒＯ２的浸润试验测定了钎料／陶瓷界面反应产物,浸润角和反应层厚度与温度的关系。将Ｔｉ和ＺｒＯ２在不同温度下进行钎焊连接,得出了接头强度和钎焊温度（即反应层厚度）的关系,存在一最佳厚度,此时可获得较高的连接强度。