SnAgCuBi无铅钎料液液结构转变及其对组织和性能的影响

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1、Sn．Ag．Cu．Bi无铅钎料液．液结构转变及其对组织和性能的影响Effectofliquid-liquidstructuretransitiononstructureandperformanceofSn—-Ag--Cu-·Bilead·-freesolder2012年04月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。主席：委员：导师：答辩委员会签名(工作单位、职称)匕h∥历d·夕1f弘妖多＼劾＼A渺以f独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金E旦王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者虢枷z槲炒l。年P月甜日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金8里王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金目曼至些盔堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

3、用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。f保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：汐，涉年够月增日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：哆，。导师签名：签字日期：沙卜年p月夕日电话：邮编：Sn—Ag．Cu．Bi无铅钎料液．液结构转变及其对组织和性能的影响摘要近年来，Sn．Pb焊料己逐渐被摒弃，无铅焊料的研究与开发早已进入人们的视野当中。然而长时间以来，对于无铅焊料的研究主要徘徊在调整焊料合金的含量、添加新型元素等手段。另一方面，人们在研究液体结构的时候发现了压力和温度诱导的液．液结构转

4、变现象。无铅焊料与液一液结构转变现象相结合，无疑为研究无铅焊料及开发新型材料提供了一个崭新的思路。本文从液．液结构转变的角度出发，以SnAgCuBi四元合金为研究对象，探索合金熔体结构状态的变化对无铅焊料组织和性能的影响。同时，以Bi元素为变量，探讨Bi元素含量对SnAgCuBi无铅焊料某些性能方面的影响。以下为本文主要研究内容及结论：(1)以SnAgCuBi四元合金为对象，运用电阻率手段研究其熔体物性、结构随温度的变化。通过分析其各自的电阻率一温度曲线，发现两轮升、降温过程的曲线均出现异常变化，说明合金熔体结构发生了转变

5、；且第一轮升温过程的异常变化特征与其余过程明显不同，为可逆转变与不可逆转变的综合作用结果，而第一轮升温以后的转变过程为可逆过程。此外，Bi能有效降低合金的熔点。(2)基于电阻率实验的研究，对不同熔体结构的SnAgCuBi合金进行凝固实验，探索液一液结构转变对凝固过程的影响。结果表明，液一液结构转变能够有效的细化SnAgCuBi合金的凝固组织。(3)将SnAgCuBi合金试样在铜基板上进行润湿性实验，探索液．液结构转变对润湿性的影响。实验结果表明，液．液结构转变能够有效的提高SnAgCuBi合金在铜基板上的润湿能力。此外，B

6、i也能有效提高合金润湿能力，且Bi含量越高，润湿性越好。(4)采用SnAgCuBi无铅焊料对单剪搭接接头的铜板进行施焊，之后进行剪切强度测试，测试结果表明，液一液结构转变能够提高焊接接头的剪切强度。此外，Bi对接头剪切强度的影响比较复杂，Bi为脆性相，含量较低时能有效提高焊接接头的剪切强度，但含量过高则会对接头质量造成危害。本实验中，Bi含量为3．1％时，焊接接头的剪切强度最高，可焊性最好。关键词：无铅焊料；液．液结构转变；电阻率；凝固；润湿性；可焊性Effectofliquid-liquidstructuretransi

7、tiononstructureandperformanceofSn--Ag·-Cu-·Bilead--freesolderABSTRACTInrecentyears，peoplebegantopaycloseattentiontotheresearchanddevelopmentoflead—freesolders．Sn—Pballoysweregraduallydiscarded．However,researchonlead-freealloyswasmainlyconcentratedinthecomponentsel

8、ectionandtheincreaseinnewelementsinsolders．Ontheotherhand，pressureor／andtemperatureinducedliquid—liquidstructuretransitionwasfoundinliquidstate．Acombina