锡铅稀土钎料合金高温蠕变性能试验研究

文中对比分析了Ｓｎ６０Ｐｂ４０和Ｓｎ－Ｐｂ－０．０５Ｒｅ两种钎料合金在多轴应力状态下的蠕变断裂规律,初步探讨了主控两种钎料复合金为断裂的力学因素,并从金属学角度初步探讨了两种钎料合金的蠕变断裂方式,着重分析了混合稀土对锡铅秆料合金蠕变性能的影响。     

无铅电子钎料合金蠕变性能研究

设计制作了一种简单可靠的弯折蠕变测量装置,比较了两种无铅电子钎料合金Sn-9Zn和Sn-3.5Cu-0.7Ag与传统电子钎料合金Sn-40Pb的常温蠕变性能,以及冷却条件对其蠕变强度的影响。结果表明:两种无铅钎料的抗蠕变性能大大优于传统锡铅钎料;Sn-3.5Ag-0.7Cu合金的抗蠕变性能优于Sn-9Zn合金;冷却速率对Sn-9Zn合金和Sn-3.5Ag-0.7Cu合金组织的影响类似,然而对蠕变强度的影响却相反:水冷使两种合金的组织相对于空冷都明显细化,Sn-9Zn合金的蠕变强度因之降低,而Sn-3.5Ag-0.7Cu合金的蠕变强度却因之提高。对可能产生的原因进行了讨论。     

Sn-0.7 Cu钎料的蠕变性能研究

采用一种微型圆形截面试件对Sn-0.7Cu在23,60,90,120℃时进行了蠕变性能研究。引入门槛应力值方法(threshold stress approach)来描述Sn-0.7Cu的蠕变性能。得出在低温区蠕变真实应力指数为7,高温区蠕变真实应力指数为5。并确定了Sn-0.7Cu的蠕变本构方程。     

用激光热应力法评估薄膜蠕变性能

对变温条件下薄膜的蠕变性能进行了理论分析，基于ANSYS平台建立了连续移动激光诱导下，以WC-6%Co为基体的(Ti,Al)N薄膜的有限元模型，分析了薄膜在升温和降温时温度场及应力场随时间变化的规律。分析与计算结果表明：变温状态薄膜的应力蠕变函数可以由沿任一组温度历史条件下的恒温状态的应力蠕变曲线来确定;升温时，薄膜压应力增大，拉应力是由温度下降时产生的;垂直于光轴方向的拉应力是光轴方向的3倍;薄膜断裂比层裂的可能性要大。     

掺杂钨丝中钾泡形成机制的动态研究

为了提高钨丝的高温抗下垂性能,在氢还原钨之前,将少量的氧化物状态的K、Al和Si,以水溶液的形式加入到氧化钨粉末中,还原的钨粉压制成条。烧结时,让钨条中的Si和Al尽可能地挥发掉,而使K保留下来。当烧结条被旋锻和拉成钨丝时,掺杂钨丝中形成沿纵向拉长的钾管,它近似地沿<110>方向。为了研究掺杂钨丝中钾泡的形成机制,我们进行了钾管分裂和钾泡形成的原位观察。用直径为1.25mm的加工态掺杂钨丝制备成薄膜试样,放在高压电镜中的加热台上进行实验。     

Sn-9Zn/Cu焊点的结合强度与抗蠕变性能

基于前期进行的锡锌合金无铅钎料新型助焊剂研究,实验考查了其中二氯化锡活化剂含量水平对Sn-9Zn/Cu焊点剪切强度和常温抗剪切蠕变性能的影响.结果表明:就上述焊点强度而言,二氯化锡含量的影响与它对润湿性的影响[5]不尽一致,存在一个最佳的质量分数5%,超过该含量后尽管润湿性还继续提高,上述强度值却均会下降.在二氯化锡质量分数为5%时制得的焊点在剪切实验中呈良好韧性断裂模式.实验还显示:焊剂中较高的松香浓度明显有益于焊点的抗剪切蠕变强度,而对瞬时剪切强度影响不大.     

ENIG焊点微观组织与失效模式关系研究

无铅有铅混装焊点可靠性问题是军工电子需面对的一个重要问题。随着板级电路组装密度的增大,化学镍金（ENIG）镀层工艺以其平整性好和可焊性好等优势而逐步地取代传统锡铅热风整平工艺。但无铅有铅/ENIG焊点的界面形貌、微观组织与可靠性的相互关系待进一步研究。从焊点界面微观组织、剪切强度、温度循环试验和振动试验等多个方面比较了Sn基焊料在ENIG焊盘和Cu焊盘上的差异,并结合实际案例分析ENIG焊点微观组织结构与Sn基焊料在ENIG焊盘上的脆性界面开裂、非典型黑盘故障和柯肯达尔空洞等多种失效模式的关联关系。     

高温诱致水泥浆体微观结构劣化现象的研究

通过扫描电镜观测及压汞试验等微观测试手段,对高温下水泥浆体微观结构劣化进行试验研究。研究表明：随着温度不断升高,水泥浆体表面热开裂由表及里不断延伸、发展,水泥水化产物持续分解,使得水泥浆体内部孔不断粗化,微观结构劣化越来越严重,承载能力持续下降。水泥浆体微观结构劣化从50℃开始萌芽,300℃以后劣化加剧,500℃是水泥浆体的极限承载温度。在温度影响下水泥浆体内部发生的一系列物理化学变化是导致水泥基材料微观结构劣化的本质原因,300℃以后硅酸钙凝胶的持续分解、胶结能力的不断下降以及氢氧化钙的高温分解等化学劣化作用是导致水泥浆体劣化加剧的主要原因,其中硅酸钙凝胶的分解是关键因素。高温对氢氧化钙的劣化影响在300℃就已经开始。     

Nd_2O_3掺杂对YIG铁氧体微观结构及磁性能的影响

采用固相反应烧结法制备了铁氧体材料Y_(3-x)Nd_xFe_5O_(12)(0≤x≤2),研究了不同烧结温度和Nd~(3+)掺杂量对样品微观结构和磁性能的影响。发现在Nd~(3+)掺杂量相同的情况下,样品密度随烧结温度的升高而升高,最终在1340℃接近饱和;晶格常数随着Nd~(3+)掺杂量的增加而增大,当x>1.5时,样品出现杂相;饱和磁化强度随着Nd~(3+)掺杂量的增加先增大后减小,x=1时,样品的饱和磁化强度达到最大值31.9 A·m~2·kg~(–1)。     

碳纳米管高温热稳定性与结构的关系

使用分子动力学方法对单壁碳纳米管高温下的结构进行了计算机模拟。对扶手椅结构（10，10）和（20，20）的单壁碳纳米管进行了模拟，结果表明，碳纳米管开关端由于能量弛豫过程，直径比内部略大，在温度逐渐升高之后，构成纳米管的碳原子逐渐偏离晶格位置，小直径的碳纳米管在3000K温度之下结构是稳定的；直径小的碳纳米管的高温热稳定性比直径大的碳纳米管要好。     

La掺杂对BLT薄膜微观结构与性能的影响

采用sol-gel工艺低温制备了Si基Bi4–xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响。结果表明,600～650℃退火处理的BLT薄膜表面平整无裂纹,晶粒均匀,无焦绿石相或其它杂相,薄膜为多晶生长;La掺杂量x在0.5～0.85的BLT薄膜介电与铁电性能优良,其εr和tanδ分别介于284～289和(1.57～1.63)×10–2,4V偏压下薄膜的漏电流密度低于10–8A/cm2,Pr可达(13.0～17.5)×10–6C/cm2,Ec低至(102.5～127.8)×103V/cm。     

CeO2 掺杂BNLKT陶瓷的压电性能与微观结构

利用企业的电子陶瓷工艺制备了CeO2掺杂Bi0.5(Na1-x-yLixKy)0.5TiO3无铅压电陶瓷,并研究了CeO2掺杂对该体系陶瓷的介电压电性能与微观结构的影响。X-射线衍射结果表明,掺杂的CeO2扩散进入了Bi0.5(Na1-x-yLixKy)0.5TiO3钙钛矿结构的晶格;SEM观察结果表明,少量的CeO2掺杂可改进该陶瓷的微结构;介电压电性能研究结果表明,CeO2掺杂对该陶瓷体系的综合性能有较大改善,室温下该体系配方的压电常数d33可达199 pC/N,径向机电耦合系数kp达39.3%,同时降低了陶瓷的介电损耗(tanδ=2.0%),提高了其机械品质因数。     

Sn-3.7Ag-0.9Zn无铅钎料合金压入蠕变性能研究

采用自制的压入蠕变装置,研究了共晶型Sn-3.7Ag-0.9Zn无铅钎料合金在333~418K,压入应力为34.1~75.3MPa时的压入蠕变性能,并获得其稳态压入蠕变速率的本构方程;利用XRD和SEM对合金蠕变前后的成分和微观组织进行了分析。结果表明:Sn-3.7Ag-0.9Zn无铅钎料合金的应力指数n为4.6,蠕变激活能Qc为82.03kJ/mol,材料的结构常数A为1.74×10–5,其压入蠕变机制主要是由位错攀移运动控制的蠕变;金属间化合物Ag3Sn、AgZn提高了合金的抗压入蠕变性能。