Sn-9Zn-xP无铅焊料合金性能研究
微量Ti对Sn-9Zn-xTi无铅焊料耐蚀性的影响
微量Ti对Sn-9Zn-xTi无铅焊料耐蚀性的影响谢景洋;王正宏;陈一鸣;张弓【摘要】Sn-Zn无铅焊料耐蚀性差是阻碍其应用推广的重要因素.本文通过在Sn-9Zn共晶合金中添加微量的Ti(质量分数=0,0.01％,0.03％,0.05％,0.1％),测量合金在质量分数3.5％ NaCl溶液中的极化曲线(I/E)和电化学阻抗谱(EIS),利用扫描电镜(SEM)对合金表面相貌进行了观察,并研究了不同浸泡时间下合金耐蚀性的变化.发现微量Ti能有效改善Sn-9Zn的耐蚀性,其中质量分数0.05％的Ti添加量最为合适.%The poor corrosion resistance of Sn-Zn lead-free solder are important factors hindering its application.In this paper,by adding trace amounts of Ti to Sn-9Zn eutectic alloys (massfractions=0,0.01％,0.03％,0.05％,0.1％),the potential dynamic polarization curves (I/E) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of Sn-9Zn-xTi alloys in 3.5％ (mass fraction) NaCl solution were measured.The surface appearance of the alloy was observed by scanning electron microscopy (SEM).The corrosion resistance of the alloy under different immersion time was studied.It is found that trace Ti element can improve the corrosion resistance of Sn-9Zn,and 0.05％ Ti (mass fraction) content is the most suitable.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2017(036)008【总页数】8页(P103-110)【关键词】Sn-Zn无铅焊料;耐蚀性;微量Ti;动电位极化曲线;电化学阻抗谱;腐蚀形貌【作者】谢景洋;王正宏;陈一鸣;张弓【作者单位】清华大学机械工程系,北京100084;清华大学机械工程系,北京100084;清华大学机械工程系,北京100084;清华大学机械工程系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TN601传统Sn-Pb焊料因为熔点低（共晶成分Sn-37Pb，熔点183℃）、塑性好、对Cu及其他合金有良好润湿性等优点，被广泛使用。
Sn-9Zn钎料蠕变性能及其复合增强研究的开题报告
Sn-9Zn钎料蠕变性能及其复合增强研究的开题报告一、研究背景和意义钎焊是一种重要的金属连接技术，在航空制造、汽车制造、电子制造等领域得到广泛应用。
Sn-Zn钎料因其低熔点、良好的加工性能、高强度和耐腐蚀性能等优点，成为了一种受欢迎的钎焊材料。
然而，随着使用条件的变化和工作时间的延长，钎接点所受到的应力和温度环境也随之变化，导致了钎焊接头的硬化和蠕变等现象，从而影响了钎接点的机械性能和寿命。
因此，对钎料的蠕变性能进行研究具有重要的现实意义和理论价值。
目前，国内外对Sn-Zn钎料的蠕变性能研究较多，但是大多数都是通过单一测试方法获得的结果，缺乏综合性分析。
同时，纯Sn-Zn合金的蠕变性能存在局限性，因此需要探究Sn-Zn合金的复合增强方法。
因此，本研究旨在通过综合手段研究Sn-9Zn钎料的蠕变性能，并尝试利用金属陶瓷等复合增强方法来提高其蠕变性能。
二、研究内容和方法1.研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：（1）研究Sn-9Zn钎料的基本物理化学性质和微观组织结构。
（2）研究Sn-9Zn钎料在不同应力和温度下的蠕变行为。
（3）对Sn-9Zn钎料进行金属陶瓷等复合增强，并研究其蠕变性能和机械性能。
2.研究方法本研究将采用以下方法：（1）采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对Sn-9Zn钎料的组织结构、相变规律等进行分析研究。
（2）利用蠕变实验台对Sn-9Zn钎料进行蠕变实验，并分析其蠕变规律和蠕变机理。
（3）采用粉末冶金等方法制备金属陶瓷材料，并采用界面反应制备方法将其与Sn-9Zn钎料复合制备，研究其蠕变性能和机械性能。
三、预期成果预期可以获得以下成果：（1）深入研究Sn-9Zn钎料的蠕变性能和机理。
（2）提高Sn-9Zn钎料的蠕变性能和机械性能。
（3）为钎焊领域提供新的思路和材料选择。
四、研究难点本研究的难点主要包括以下几个方面：（1）实验条件的选择和蠕变实验的准确性等问题。
（2）金属陶瓷等复合增强材料的制备和复合性能研究等问题。
Sn-9Zn焊点液—固电迁移反极性效应研究的开题报告
Sn-9Zn焊点液—固电迁移反极性效应研究的开题报告研究题目：Sn-9Zn焊点液—固电迁移反极性效应研究一、背景及意义焊接技术在工业生产中发挥着不可替代的作用，而Sn-9Zn是一种常用的焊接材料。
然而，随着电子器件的不断进化和高密度集成，尺寸越来越小，对焊接技术的要求更高。
同时，在高温、潮湿的环境下容易发生焊点失效，影响设备的性能和可靠性。
因此，研究焊点液—固电迁移现象和反极性效应，对于提高焊接技术的性能和可靠性具有重要意义，也是目前热门的研究方向。
二、研究目的1. 系统研究Sn-9Zn焊点液—固电迁移反极性效应的规律和机理。
2. 探究不同工艺参数对焊点液—固电迁移现象和反极性效应的影响。
3. 提出一种可行的Sn-9Zn焊接材料及工艺方案，以保证焊接质量和可靠性。
三、研究内容1. Sn-9Zn焊点液—固电迁移现象的测试和分析，包括电子探针分析、SEM观察等。
2. 焊点反极性效应的测试和分析，研究其机理、规律。
3. 研究不同工艺参数（如温度、湿度、电流密度等）对Sn-9Zn焊点液—固电迁移反极性效应的影响。
4. 提出一种可行的Sn-9Zn焊接材料及工艺方案，以提高焊接质量和可靠性。
四、研究方法和技术路线1. Sn-9Zn焊点液—固电迁移现象的测试和分析采用SEM观察和电子探针分析等方法。
2. 焊点反极性效应的测试和分析采用相应的实验方法和测试设备。
3. 研究不同工艺参数对焊点液—固电迁移反极性效应的影响采用正交试验等实验方法。
4. 提出Sn-9Zn焊接材料及工艺方案，结合实验数据进行方案优选。
五、预期成果1. 系统研究Sn-9Zn焊点液—固电迁移反极性效应规律和机理。
2. 探究不同工艺参数对焊点液—固电迁移现象和反极性效应的影响。
3. 提出一种可行的Sn-9Zn焊接材料及工艺方案，以提高焊接质量和可靠性。
六、可行性分析1. Sn-9Zn焊接材料是目前应用最广泛的焊接材料之一，具有广阔的应用前景和市场需求。
常见无铅焊料合金性能介绍
常见无铅焊料合金性能介绍夏玉红（淮安信息职业技术学院江苏淮安223003）摘要：无铅焊料成为电子组装行业的主要焊接材料。
无铅焊料地发展过程中，各种各样的无铅焊料不断涌现，对于无铅焊料合金的组织结构特点和性能的了解就显的十分重要。
本文就对几种主要的无铅焊料合金的组织结构和性能进行分析介绍。
关键词：无铅焊料；金属间化合物；机械性能；润湿性由于ROHS指令和WEEE指令在欧洲会议获得批准，2006年7月开始欧洲将禁止含铅电子产品的销售，同时中国也开始进入了无铅化的时代，这都使无铅焊料成为了必然。
对于电子行业来说无铅焊料的选择成为了一个关键的问题。
为此，材料界进行了大量的研究工作，试图找出可以替代Sn－Pb焊料的无铅焊料。
现在各种系别组成的无铅焊料合金有很多种，其中主要有：Sn－Ag、Sn－Zn、Sn－Bi、Sn－Cu等二元合金以及在此基础上添加其他合金元素形成的三元、四元乃至五元合金。
下面就对现今主要的无铅焊料合金组织结构及性能进行介绍。
Sn－Ag系焊料作为锡铅替代品已在电子工业使用了多年。
典型的组成比例是Sn96.5-Ag3.5，其熔点为221℃。
这种焊料所形成的合金组织是由不含银的纯β－Sn和微细的Ag3Sn相组成的二元共晶组织。
添加Ag所形成的Ag3Sn因为晶粒细小，对改善机械性能有很大的贡献。
随着Ag含量的增加，其屈服强度和拉伸强度也相应增加。
从强度方面来说，添加1-2％以上的Ag就能与Sn-Pb共晶焊锡相同或者超过它。
添加3％以上的Ag，强度值显著比Sn-Pb共晶焊锡要高，但超过3.5％以后，拉伸强度相对降低。
这是因为除了微细的Ag3Sn结晶以外，还形成了最大可达数十微米的板状Ag3Sn初晶。
形成粗大的金属间化合物不仅使强度降低，而且对疲劳和冲击性能也有不良影响，因此对Ag的含量和金属界面的金属间化合物要进行认真的考究。
在Sn-Ag合金里添加Cu，能够在维持Sn-Ag合金良好性能的同时稍微降低熔点，而且添加Cu以后，能够减少所焊材料中铜的浸析。
Sn-Zn系无铅钎料润湿性的研究进展
２１ ０ 第 １ １年 １期 ２ ３
俘 掳 专题综述
表 １ 几 种 钎 料 合 金 的 表 面 张 力 值
能源 ， 减少钎剂的使用量 ， 同时还能保证相同的润湿性 能 。但是 氮气 保 护 钎 焊 尚存 在 不 足 ， 要 是 焊 后 印 刷 主 电路 板表 面锡 珠增 多 ， 同时氮气 的纯 度还 需要 注意 。
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Ｓ — ｎ系 无 铅 钎 料 润 湿 性 的 研 究 进 展 ｎＺ
南京航 空航 天 大学材料 科 学与技 术 学￣ （ １０ ６ ２０ １ ）
摘要
韩 若男 薛 松柏 叶
焕
胡 玉华
综合分析 了 ｓ —ｎ系无铅钎料润湿性能 的研究现状 。分 析 了该系钎 料润湿性 能不足 的原因 ， ｎｚ 总结 ＿影 『
０ 前
言
金钎 料 在 固体 基 板 表 面上 铺 展 的能 力 ， 融 的钎 料 能 熔 否 与基 板 形 成 良好 的 润 湿 是 能 否 完 成 焊 接 的 关 键 。 与 Ｓ —ｂ钎 料 相 比 ，ｎｚ ｎＰ Ｓ ．ｎ系 无 铅 钎 料 的 润 湿 性 能 较
为 了避免铅 元 素 的 污 染 问 题 ， 全 世 界范 围 内开 在 始 限制 使 用 甚 至禁 止 使用 有 铅 钎 料 ， 究 新 型 的 无 铅 研 钎 料 已 成 为 当 今 需 要 探 索 、 克 的 课 题 之 一 ， 其 攻 尤
３ 改善 Ｓ － ｎ系无铅 钎料 润湿 性 的途径 ｎＺ Ｓ ．ｎ系钎料 成本 较低 、 源丰 富 、 学性 能优 良 ， ｎｚ 资 力
间 因温 度 升 高 而 缩 短 ， 湿 力 随 温 度 的 升 高 而 提 高 。 润 因此 ， 当提 高 温 度 有 助 于钎 料 润 湿 性 能 的改 善 。但 适 是 ， 高 温度也 会加 剧熔 融 钎 料 和基 板 的 表 面 氧化 Ｊ 升 ， 钎 料暴 露 在 空气 中后 ， 面 形 成 氧 化 膜 的速 度 较 低 温 表 时快 ， 过分 表 面 氧 化 限 制 了升 高 温 度 对 钎 料 润 湿 性 的 改 善效 果 。当温 度 超 过 ２５ｏ ， 料 表 面 已过 分 氧 ５ Ｃ时 钎 化 ， 料润 湿性 的 改善 幅度 不 明显 。所 以 ， 能 无 限 制 钎 不 地 依靠 升 高温度 来 改善钎 料 的润 湿性 。
合金元素Ga对Sn_9Zn无铅钎料性能的影响
收稿日期:2007-11-19基金项目:2007年江苏省高等学校大学生实践创新训练计划基金资助项目[苏教高(2007)17号]合金元素Ga 对Sn-9Zn 无铅钎料性能的影响陈文学, 薛松柏, 王 慧, 韩宗杰(南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京 210016)摘 要:研究了合金元素Ga 的添加量对Sn -9Zn 无铅钎料熔化特性、润湿性能及其焊点力学性能的影响。
结果表明,添加合金元素Ga 以后,合金的熔点显著降低,熔化温度区间有所增大,润湿性能得到明显改善;合金元素Ga 的添加量(质量分数)在0.5%时,钎料的晶粒组织最为细小均匀,钎料焊点的力学性能最佳;当合金元素Ga 的添加量大于1%时,钎料的润湿性能趋于稳定,钎料组织中晶界处出现黑色富Ga 相,钎料焊点的力学性能大幅度降低。
因此,Sn -9Zn 无铅钎料中合金元素Ga 的最佳添加量为0.5%。
关键词:镓;无铅钎料;熔化特性;润湿性能;力学性能中图分类号:TG425 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2008)04-0037-04陈文学0 序 言在传统电子行业中,Sn-Pb 合金是一种广泛应用于微电子封装及电子产品组装的钎焊连接材料,在所有的电子钎焊材料中占据统治地位,随着集成电路(IC)电子封装技术的发展,钎焊材料的使用进一步增加。
目前全球每年产量为600亿只的集成电路都必须封装,然后再与系统主板进行组装连接[1]。
然而,含铅钎料的大量使用给生态环境带来了严重的威胁,开发无铅钎料替代传统的锡铅钎料已经成为世界关注的课题。
目前,对无铅钎料研究的普遍认识是:Sn-Ag 系、Sn-Cu 系及Sn-Zn 系是最具适用性和发展前途的合金系。
无论是Sn-Ag 钎料还是Sn-Cu 钎料,熔点均高于200e ,对目前大量的元器件而言,采用这些钎料进行焊接,元器件的耐热性很难达到要求,这意味着这些元器件将遭到淘汰。
因此尽管Sn-Zn 系钎料存在许多不足之处,但开发这种熔点低于200e 的无铅钎料正成为世界各国研究的热点。
合金化对Sn_Zn系无铅焊料抗腐蚀性能的影响
Sn-Pb钎料是传统的电子行业中微电子封装及电子产品组装领域应用最广泛的钎焊链接材料，在所有的电子钎焊材料中占有重要的地位[1]。
但是铅及其化合物为强污染毒性物质，对环境和人体安全构成危害。
随着电子行业“无铅化”的进行，安全无毒、低熔点、性能良好的新型钎料正逐步替代Sn-Pb摘 要：随着人们环保意识的提高，无铅焊料替代传统的锡铅焊料成为电子行业的必然趋势。
Ｓｎ－Ｚｎ系无铅焊料因为熔点接近传统锡铅焊料，且具有优良的力学性能而被广泛关注，有望替代传统焊料。
目前Ｓｎ－Ｚｎ系无铅焊料在润湿性、抗氧化性、抗腐蚀性等方面存在一定的问题。
其中，焊料的抗腐蚀性对电子产品的寿命和安全起着决定性作用，因此，具有良好的抗腐蚀性能是开发无铅焊料的关键之一。
就当下研究比较成熟的Ｓｎ－Ｚｎ系焊料的抗腐蚀性能进行研究。
指出了元素合金化对Ｓｎ－Ｚｎ焊料的影响，并对抗腐蚀机理进行阐述。
关键词：无铅焊料；Ｓｎ－Ｚｎ；腐蚀中图分类号：ＴＮ６０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－３４７４（２０１４）０６－０３１６－０５Abstract: With the improvement of people's environmental awareness, lead-free solder alternative to conventional tin lead solders has become an inevitable trend in electronic industry. Because of the melting point close to the traditional tin lead solder and excellent mechanical properties, Sn-Zn lead-free solders has been widely concerned and is expected to replace the traditional solder. The Sn-Zn lead-free solder has some problems in the wettability, oxidation resistance, corrosion resistance etc, moreover, the corrosion resistance of solder for electronics life and safety plays a decisive role. Therefore, having a good corrosion resistance is one of the key ways of lead-free solders’ development. Study on the corrosion resistance of Sn-Zn lead-free solders which have been researched most, then points the effect of alloying elements on Sn-Zn solder and discusses the mechanism of corrosion resistance.Key Words: Lead-free solder; Sn-Zn; CorrosionDocument Code: A Article ID: 1001-3474(2014)06-0316-05焊料。
合金元素和纳米颗粒对SnZn系无铅钎料影响的研究进展
Reference format: LI Zhihao, ZHANG Liang, XIONG Mingyue. Research progress of effects of alloying elements and
nanoparticles on SnZn lead-free solder [ J] . Electronic Components and Materials, 2021, 40(5) : 450-459.
利于焊接。 同时也有研究显示, Cu 含量低于 1. 5%时,
低熔融钎料表面张力的元素, 如 Bi 等; (3) 采用合适
明显 [12] 。
的助焊剂以及焊接工艺。
Bi 元素的添加可以显著改善 Sn - Zn 钎料的润湿
Ag [13] 、 Ga [12] 、 In [14] 等元素对于钎料也有类似的
改性 作 用。 研 究 数 据 表 明 Ag 的 最 佳 添 加 量 为
。 然而, 随着绿色环保概念
的广泛传播以及人们对 Pb 毒性认识的提高, 各国纷纷
V=
出台相 关 法 令 禁 止 含 铅 钎 料 在 电 子 产 业 中 使 用 [2] 。
2006 年 7 月 1 日, 欧洲 25 国联合制定的有关无铅化软
钎焊的规章, 成为了软钎焊无铅化的转折点 [3] 。
软钎焊的无铅化是整个无铅化进程的重要组成部
分重要的影响。 Sn - Zn 钎料中的 Zn 元素稳定性差, 在
Sn - 9Zn 钎料的润湿角为 120°, 而 Sn - 9Zn - 10Cu 钎料
面, 增大钎料表面张力的同时阻碍钎料在母材表面的
湿性。 这是由于 Cu 的加入降低了 Zn 的活性, 减少了
熔融状态下, 钎料表面的 Zn 易氧化并聚集在钎料表
无铅焊料的研究进展
无铅焊料的研究进展姓名：***学号：************学院: 材料科学与工程专业：金属材料科学与工程摘要随着电子工业的飞速发展和人们环保意识的提高，电子封装行业对无铅焊料提出了更高的要求，本文综述了无铅焊料的研究现状，存在的问题，并重点阐述稀土元素对无铅焊料性能的影响。
关键词：无铅焊料，电子封装，稀土ABSTRACTWith the rapid development of electronic industry and the improvement of environmental awareness, electronic packaging industry, puts forward higher requirements on lead-free solder, lead-free solder was reviewed in this paper the research status, existing problems, and focus on the effect of rare earth elements on the properties of lead-free solder.Key words: Lead-free solder, electronic packaging, rare earth1 前言长期以来，铅锡焊料由于具有较低的熔点、良好的性价比以及已获得性，成为低温含量中最主要的焊料系列。
但是由于所含铅的比例较高，给环境带来了严重的污染，近年来随着人们环保意思的增强和对健康的关注，铅的污染越来越受到人们的重视。
欧盟RoHS及WEEE法令的颁布，严格要求在电子信息产品中不得含有铅等有毒元素。
严格的禁铅条例使电子封装产业对无铅含量提出了更高的要求，已经成熟的锡铅焊料必须被性能相近或更高的无铅焊料所替代。
世界各国都在对无铅焊料进行了大量的研究，无铅焊接技术也得到了较大的发展，但仍存在着许多问题。
Sn-9Zn基无铅钎料Cu钎焊接头及界面区组织性能的研究的开题报告
Sn-9Zn基无铅钎料Cu钎焊接头及界面区组织性能的研究的开题报告一、研究背景现代电子信息产品广泛应用，对高性能、高可靠、低成本的电子元器件提出了更高的要求。
而电子产品的生产需要使用大量的电子元器件，包括电路板、电子连接器、模块等等，这些元器件的连接和固定通常使用钎焊工艺完成。
传统的钎焊工艺使用的钎料通常含铅，但是随着环保意识的不断提高，含铅钎料已经逐渐被淘汰。
无铅钎料成为了发展趋势，同时也带来了新的问题。
钎焊接头和界面区的组织形态和化学成分对于钎焊接头的性能、可靠性和使用寿命有着重要的影响。
因此，对于无铅钎料的研究需要探索合理的无铅钎料配方和加工工艺，同时也需要对接头和界面区进行深入的研究，以提高无铅钎料的钎焊性能和使用寿命。
本研究针对Sn-9Zn基无铅钎料在Cu钎焊接头及界面区组织性能的研究开展，旨在探究无铅钎料的物理、化学特性以及加工参数对接头和界面区组织性能的影响。
二、研究内容1. 研究Sn-9Zn基无铅钎料的物理、化学特性，分析其与Cu钎焊材料的相容性；2. 通过实验探究无铅钎料的加工参数对接头和界面区组织性能的影响，分析钎焊接头的微观组织结构、化学成分、晶粒大小、相变的特性；3. 实验研究各种工艺参数对Sn-9Zn基无铅钎料的熔化、流动性以及成形性的影响，探索优化钎焊工艺的方法；4. 测试钎焊接头的力学性能，包括强度、延展性、硬度等，以及热膨胀系数、热疲劳性等，分析无铅钎料的耐用性和可靠性。
三、研究意义1. 对于无铅钎料在电子行业中的应用提供重要的参考和指导；2. 探究研究Sn-9Zn基无铅钎料的物理、化学特性以及钎焊接头和界面区的组织性能，为无铅钎料的产业化应用提供科学的依据和技术支撑；3. 优化无铅钎料的组配比例和加工工艺，提高钎焊接头的质量和生产效率，降低生产成本；4. 对于环保和可持续发展提出了新的思路和方向，推动了环保产业的发展。
Sn-Zn系无铅焊料抗氧化性和润湿性研究现状
摘要| Sn-Zn无铅焊料由于熔点接近Sn-Pb、价格低廉、无毒性、力学性能优良等特点，倍受人们的关注。
然而由于Zn的表面活性高，在钎焊过程中焊料容易氧化，导致了润湿性能下降。
本文综述合金元素对Sn-Zn无铅焊料氧化性能、润湿性的影响。
并对Sn-Zn焊料今后的研究方向进行了简要分析。
关键词| 无铅焊料；表面活性；抗氧化性；润湿性一、引言锡铅焊料是电子组装焊接中的主要焊接材料，以其优质的性能和低廉的成本，一直被人们所重视。
但众所周知，Pb及它的化合物是有毒物质，人类长期接触会给生活环境和安全带来较大的危害。
2006年7月1日欧盟全面实施RoHs指令，即《禁止在电子电气产品中使用某些有毒有害物质的法规》。
我国也在2007年3月1日实施《电子信息产品污染控制管理办法》，电子制造无铅化已成为不可逆转的潮流。
实现电子制造的全面无铅化，以减少环境污染，提升绿色制造竞争能力，以适应国内外市场对绿色电子产品的需求，是电子制造业今后势在必行的举措。
迫于环境和立法的压力，世界上许多国家都纷纷开始新型无铅焊料的研究和开发。
无铅钎料研究的关键技术是新合金系的各项性能如熔点、熔化温度范围、润湿性、力学性能（强度、韧性、抗蠕变性）、物理化学性能（导电性、抗氧化性、抗腐蚀性能）等应与传统的Sn-Pb 钎料相近，而且成本不能过高。
近10年来，国内外已经研究开发出多种无铅钎料合金，其成果主要集中在3个温度段上。
主要包括：高温的Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Sb三个合金系，其熔点在200℃以上，明显的高于传统的Sn-Pb共晶焊料的熔点。
中温的Sn-Zn 系，熔点在180℃～200℃之内，其熔点十分接近传统的Sn-Pb焊料，这是该合金系成为替代传统焊料的最大优势。
熔点在180℃以下的Sn-Bi、Sn-In系属于低温系焊料[注1]。
目前的研究主要是通过向其中添加微量合金元素如：Bi、Cu、RE、Al、In、Cr、Ga、P、S等来改善无铅焊料的熔点和物理机械性能等，开发出价格低廉、无毒性、性能可与Sn-Pb相媲美的新型无铅焊料。
外加磁场对Sn-9Zn钎料组织、熔化温度及腐蚀性能影响
外加磁场对Sn-9Zn钎料组织、熔化温度及腐蚀性能影响吴敏【摘要】运用X射线衍射仪、扫描电镜、金属腐蚀检测仪等仪器设备,研究0.5 T 外加磁场作用对Sn-9Zn钎料合金组织、熔化温度及腐蚀性能影响.研究结果表明,外加磁场可促进Sn-9Zn钎料合金显微组织细化,熔化温度下降近2℃,腐蚀性能得到改善,分析认为,由于外加磁场可促进Sn-9Zn钎料合金在特定晶面迅速结晶形核,抑制Zn富相形成,从而细化Sn-9Zn钎料组织以及影响钎料合金的熔化温度及腐蚀性能.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2010(023)002【总页数】4页(P80-83)【关键词】磁场;Sn-9Zn钎料;组织;熔化温度;腐蚀性;峰值强度【作者】吴敏【作者单位】辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺,113001【正文语种】中文【中图分类】TG42目前在研究开发的无铅钎料合金体系中,尽管Sn-Zn系合金钎料存在易氧化、焊接结合界面强度低等缺点,但仍具有与Sn-Pb共晶合金相接近的熔点、钎焊工艺性好和价格低廉等优点,受到国内外研究人员关注,并在工程生产中得到一定应用,为解决Sn-Zn系钎料存在的不足,国内外很多学者通过尝试向该合金钎料添加Bi、Re、Ga等多种元素来解决,效果并不十分理想[1-4]。
外加磁场可以将高强度的能量无接触地传递到物质的原子尺度,从而对材料的组织、结构和性能产生巨大而深刻的影响,目前已在结晶凝固、粉末冶金、电析、烧结、络合、热处理、塑性加工、对流传热和液体悬浮及分离等材料制备与加工方面进行广泛探索,并取得很大研究进展[5-7]。
鉴于此,本实验研究运用X射线衍射仪、扫描电镜、金属腐蚀检测仪等设备,探讨外加磁场对Sn-9Zn合金钎料组织性能影响,并从磁场作用机理进行分析,取得较好研究成果。
1.1 钎料制备采用TG328A型分析天平作为称量工具,将化学纯的金属Sn、Zn分别按指定比例(质量比)置于石墨坩埚中,用ZGJL 01-40-4C真空中频感应炉加热,冷却凝固得Sn-9Zn钎料合金板条块,并将制备的钎料合金在室温下放置24 h,进行组织稳定化处理。
磁场对Sn-9Zn钎料组织、显微硬度及电化学腐蚀的影响
磁场对Sn-9Zn钎料组织、显微硬度及电化学腐蚀的影响吴敏;刘政军【摘要】运用X射线衍射仪、扫描电镜、电化学测试系统等研究0.125 T的静态磁场及旋转磁场对Sn-9Zn钎料的组织及性能影响.结果表明:静态磁场及旋转磁场均可促进Sn-9Zn钎料组织细化,其中旋转磁场可使Zn相分布呈旋转状；与未经磁场作用相比,静态磁场和旋转磁场可使Sn-9Zn钎料的显微硬度分别提高7.4％和10.2％,达到18.8 HV和19.3 HV;此外,经静态磁场及旋转磁场作用的钎料的腐蚀电位分别为-1.428和-1.450 V,比Sn-9Zn钎料的有所降低,而腐蚀电流密度分别为1.424×10-8和2.538X 10-9 A/m2,相比Sn-9Zn钎料,其腐蚀电流密度明显减小,钎料腐蚀性能得到改善.%The microstructure and property of Sn-9Zn solder were investigated under static magnetic field and rotary magnetic field of 0.125 T by XRD, SEM and electrochemical detector system. The results show that both static magnetic field and rotary magnetic field can refine the microstructure of Sn-9Zn solder, and Zn phase is rotating as well, the microhardness of Sn-9Zn solder under static magnetic field and rotary magnetic field increase by 7.4% and 10.2%, reaching to 18.8 HV and 19.3 HV, respectively, compared with the solder without magnetic field. While the corrosion potential of the solder under static magnetic field and rotary magnetic field decrease slightly and the corrosion current density obviously declines, which improves the solder corrosion property.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(022)002【总页数】5页(P485-489)【关键词】金属材料;Sn-9Zn钎料;锡合金;磁场;组织;显微硬度;电化学腐蚀【作者】吴敏;刘政军【作者单位】沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110023;辽宁石油化工大学机械工程学院,抚顺113001;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110023【正文语种】中文【中图分类】TG42目前，在研究开发的无铅钎料体系中，尽管Sn-Zn系钎料存在易氧化、焊接结合界面强度低等缺点，但仍具有与Sn-Pb共晶合金相接近的熔点、钎焊工艺性好和价格低廉等优点，受到国内外研究人员关注，并在工程生产中得到一定应用[1−4]。
Sn_Zn系无铅焊料合金的可靠性研究进展(1)
另外, 回流焊工艺还影响 IMCs 的形貌。研究表 明[ 10] , 随着回流焊温度的升高, Sn 9Zn 和 Cu 基板反
应生成的板状富 Zn 相增多, Cu Zn 层增厚, 而 Sn Pb
及 Sn A g Cu 和 Cu 基材主要生成 Cu6 Sn5 IMC 层。随
着回流焊时间的增加, Sn 9Zn, Sn Ag Cu, Sn P b IMCs
2 Sn Zn 系无铅焊料的主要失效模式
无铅焊点的可靠度目前尚无法与 SnPb 相比, 特别是在机械冲击或时效过程中, 非常容易引起焊 点的提早破坏[ 2] , 脆化的机理会因为焊接表面镀层 的不同而有所差异, 但不论是何种表面处理, 似乎都 不能避免焊点脆化的发生, 因此对于工作环境温度 较高, 或是经常受机械冲击的无铅产品而言, 测评焊 点的可靠度是不容忽视的重要环节[ 3] 。
增加不明显; 而 Sn 8Zn 3Bi/ Cu, 由于 Bi 抑制了富 Zn
相的形成, 加速了 Zn 向 Cu 表面的扩散, 所以形成更
多的 Cu Zn IM C, 厚度也明显增加。 近来有许多报告指出, SnAgCu 无铅焊料与 Cu
基板的接点在时效时, 会发生焊点强度急速弱化现 象[ 3] , Chiu 等人[ 11] 已经发现在时效过程中, 克肯多微 孔( Kirkendall V oid) 会在 Cu6Sn5/ Cu 界面上生成, 并 影响焊点的强度, 如下图 3 所示。SnZn 系焊料虽然 在反应初期与 Cu 主要形成 CuZn IMCs, 但是随着时 效时间的增加, 界面会形成 Cu6Sn5 化合物, 并且由于 Zn 扩散到铜基体的速率高于 Sn 扩散到界面的速率, 因此在 IMCs 形成过程中, 界面上就会开始有微孔出 现。
Sn-Zn系无铅钎料研究中的几个热点问题
Ｓ －Ｚ ｎ９ ｎ合 金 在 铜 基 板 上 的 润 湿 性 能 。结 果 表 明 添 加 Ａ 、ｉ Ｍｇ不 利 于 提 高 合 金 在 铜 上 的 润 湿 性 或 附 着 ｌＴ 和 力 ； 的改善 作用 不大 ； Ｂ 、 Ｅ和 富 Ｐ非 金属 活性 组 Ｙ 而 ｉＲ 元， 则能 明显 改善 Ｓ－Ｚ ｎ９ ｎ合 金 对 铜 的润 湿 性 。另外 还 发 现少量 Ａ ｇ能 够 改 善 Ｓ －Ｚ ｎ９ ｎ合 金 熔体 对 ｃ ｕ的润 湿 性， 而添 加量较 高 时 ， 起相 反作 用 ，Ａ 则 ｇ的 最佳 含量 为 ０ ３ ％ ～ ．０ （ ．０ ０ ６ ％ 质量 分数 ）９。 Ｌ ］ 如前 所述 ， 改善钎 料 的润 湿性 ， 直 接 的方 法 就 要 最 是 降低钎 料熔 体 的表 面张 力 ， 因而 ， 相关 方 面的研 究 往 往集 中在 一些 能 降低 合 金 熔 体 表 面 张力 的元 素上 ， 诸 如稀 土元 素 。大连 理工 大学 的学 者研 究 了混 合稀 土 元
的学者对 此 也进行 了大量 的研 究 。 南 昌大 学材料 的学者研 究 了微 量 Ａ 、 、 ｉＢ 、 １Ｍｇ Ｔ 、 ｉ重 稀 土 Ｙ、 合轻稀 土 Ｒ 混 Ｅ和一种 富 Ｐ非金属 活性 组元 对
Ｇ 含量 到 ６ （ 量 分 数 ） ， 金 的熔 点 已降 低 到 与 ａ ％ 质 时 合
９ ｎｘ ａ Ｚ ．Ｇ 三元 合金 熔化 性能 和润 湿性 能 的影 响 ， 果 表 结
明合金 的熔 点 随 Ｇ ａ含 量 的 增 加 近 似 呈 线 性 下 降 ， 当
与基板 的接 触 ， 响钎 料 的润 湿 、 展 ， 而提 高 Ｓ—ｎ 影 铺 因 ｎｚ 钎 料 的抗 氧 化 性 与 改 善 钎 料 润 湿 性 密 不 可 分 ， 内外 国
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ Ｓ ｎ 一 ９ Ｚ ｎ ／ Ｃｕ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ，ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｉ ｔ ｓ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ．Ｎｏ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｃ ｉ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｎ 一 ９ Ｚ ｎ ／ Ｃｕ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｗａ ｓ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐ．Ｔｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍｓ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ
Ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ（ ＳＩ Ｍ Ｓ） ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ．Ｐ ａ ｄｄ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｅ ｎ ｈａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｃ ｒ ｅ ｅ ｐ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇｔ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈｅ Ｓｎ 一 ９ Ｚｎ ｂｕｌ ｋ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
黄惠珍 ， 魏秀 琴 ， 帅 歌旺 ， 周 浪 （ １南 昌大学 材料 科 学与工程 学 院 ， 南昌 ３ ３ ０ ０ ３ １ ； ２南 昌航 空大学 材料 科学 与工程 学 院 ， 南昌 ３ ３ ０ ０ ６ ３ ）
ＨＵ ＡＮＧ Ｈｕｉ — ｚ ｈｅ ｎ ，Ｗ ＥＩ Ｘｉ ｕ — ｑ ｉ ｎ ，ＳＨ ＵＡ Ｉ Ｇｅ — ｗａ ｎ ｇ 。，ＺＨＯＵ Ｌａ ｎｇ （ １ Ｓｃ ｈ ｏｏ ｌ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｎａ ｎｃ ｈ ａ ｎｇ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｎａ ｎ ｃ ｈａ ｎ ｇ ３ ３ ００ ３ １， Ｃｈｉ ｎ ａ； ２ Ｓｃ ｈｏ ｏ １ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ
（ Ｓ Ｉ ＭＳ ） 分 析 发现 ， Ｐ的添 加 显 著 降低 Ｓ ｎ － ９ Ｚ ｎ 合 金 中的 含 氧 量 ， 从 而 提 高 了 合金 在 Ｃ ｕ上 的 润 湿 性 。Ｐ的改 善 润 湿 性 的－ ｇ Ｚ ｎ ／ Ｃ ｕ焊 点 界 面的 结 合 强度 ， 只 使 其 塑 性 略 有 下 降 。 同时 ， 微 量 Ｐ的 添 加 不 改 变Ｓ ｎ 一 ９ Ｚ ｎ合 金 与 Ｃ ｕ形 成 的 焊点 的界 面结 构 。另 外 ， 蠕 变 强 度测 试 结 果 表 明 ， Ｐ的添 加 能 显 著 提 高 合金 的抗 蠕 变 性 能 。
４
材 料 工 程 ／２ ０ １ ０年 ３ 期
Ｓ ｎ 一 ９ Ｚ ｎ － ｘ Ｐ无 铅 焊 料 合 金 性 能 研 究
Ｓｔ ｕ ｄｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｓｎ 一 ９ Ｚｎ — Ｐ Ｌｅ ａ ｄ — ｆ ｒ ｅ ｅ Ｓ ｏ ｌ ｄｅ ｒ Ａｌ ｌ ｏ ｙ
Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｎａ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ Ｈａ ｎ ｇ ｋ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｎａ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ３ ３ ０ ０ ６ ３ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
摘 要 ：以 Ｓ ｎ － ９ Ｚ ｎ合 金 为 研 究 对象 ， 考察 了 Ｐ的添加对 其性 能的影 响 ， 并 对 其 机 制 作 了 初 步 探 讨 。通 过 二 次 离 子 质 谱
ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｓｎ — Ｚｎ ａ ｌ ｌ ｏｙ；ｌ ｅ ａ ｄ — ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｏ ｌ ｄｅ ｒ ；ｐ ｈｏ ｓ ｐ ｈｏ ｒ ｕｓ ， ｗｅ ｔ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ；ｃ ｒ ｅ ｅ ｐ
掩 埋废弃 电子产 品 中的 Ｐ ｂ及其 化 合物 遭 酸雨 淋
关键词 ： Ｓ ｎ － Ｚ ｎ合 金 ； 无铅焊料 ； Ｐ； 润 湿性 ； 蠕 变 中图 分 类号 ：Ｔ Ｇ １ ４ ６ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ４ ３ ８ ｌ （ ２ ０ １ ０ ） ０ ３ — ０ ０ ０ ４ — ０ ４
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｐ ａ ｄ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｓｎ 一 ９ Ｚｎ ｅ ｕ ｔ ｅ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｄ — ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｏ ｌ ｄｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｏｙ ｈａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｓ ｔ ｕ ｄｉ ｅ ｄ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ Ｐ ｃ ｏ ｕｌ ｄ ｓ ｉ ｇ ｎｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎｔ ｌ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖｅ ｔ ｈｅ ｗｅ ｔ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓｎ ～ ９ Ｚｎ ｔ ｏ Ｃｕ ｂ ｅ ｃ ａ ｕｓ ｅ Ｐ ａ ｄｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｄｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｏｘ ｙ ｇｅ ｎ ｉ ｎ Ｓｎ — Ｚｎ ａ ｌ ｌ ｏｙ ｂ ｙ ｔ ｈｅ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓｅ ｃ ｏ ｎｄ ａ ｒ ｙ Ｉ ｏ ｎ Ｍａ ｓ ｓ