無鉛焊錫膏-成分

在無鉛錫膏在成分中，主要是由錫/銀/銅三部分組成，由銀和銅來代替原來的鉛的成分。

一、根本的特性和現(xiàn)象

在錫/銀/銅系統(tǒng)中，錫與次要元素(銀和銅)之間的冶金反應(yīng)是決定應(yīng)用溫度、固化機(jī)制以及機(jī)械性能的主要因素。按照二元相位圖，在這三個(gè)元素之間有三種可能的二元共晶反應(yīng)。銀與錫之間的一種反應(yīng)在221°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。銅與錫反應(yīng)在227°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。銀也可以與銅反應(yīng)在779°C形成富銀α相和富銅α相的共晶合金?？墒?，在現(xiàn)時(shí)的研究中1，對(duì)錫/銀/銅三重化合物固化溫度的測量，在779°C沒有發(fā)現(xiàn)相位轉(zhuǎn)變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應(yīng)。而在溫度動(dòng)力學(xué)上更適于銀或銅與錫反應(yīng)，以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金屬間的化合物。因此，錫/銀/銅三重反應(yīng)可預(yù)料包括錫基質(zhì)相位、ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。

和雙相的錫/銀和錫/銅系統(tǒng)所確認(rèn)的一樣，相對(duì)較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質(zhì)的錫/銀/銅三重合金中，可通過建立一個(gè)長期的內(nèi)部應(yīng)力，有效地強(qiáng)化合金。這些硬粒子也可有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔較細(xì)小的錫基質(zhì)顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越細(xì)小，越可以有效的分隔錫基質(zhì)顆粒，結(jié)果是得到整體更細(xì)小的微組織。這有助于顆粒邊界的滑動(dòng)機(jī)制，因此延長了提升溫度下的疲勞壽命。

雖然銀和銅在合金設(shè)計(jì)中的特定配方對(duì)得到合金的機(jī)械性能是關(guān)鍵的，但發(fā)現(xiàn)熔化溫度對(duì)0.5~3.0%的銅和3.0~4.7%的銀的含量變化并不敏感。

機(jī)械性能對(duì)銀和銅含量的相互關(guān)系分別作如下總結(jié)2：當(dāng)銀的含量為大約3.0~3.1%時(shí)，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銅的含量增加到大約1.5%，而幾乎成線性的增加。超過1.5%的銅，屈服強(qiáng)度會(huì)減低，但合金的抗拉強(qiáng)度保持穩(wěn)定。整體的合金塑性對(duì)0.5~1.5%的銅是高的，然后隨著銅的進(jìn)一步增加而降低。對(duì)于銀的含量(0.5~1.7%范圍的銅)，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銀的含量增加到4.1%，而幾乎成線性的增加，但是塑性減少。

在3.0~3.1%的銀時(shí)，疲勞壽命在1.5%的銅時(shí)達(dá)到*大。發(fā)現(xiàn)銀的含量從3.0%增加到更高的水平(達(dá)4.7%)對(duì)機(jī)械性能沒有任何的提高。當(dāng)銅和銀兩者都配制較高時(shí)，塑性受到損害。

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