不同冷速下Sn-0.3Ag-0.9Zn焊料的微观组织及腐蚀行为研究

摘要

为了避免传统Sn-Pb焊料中铅可能对人体和环境所造成的不利影响，寻求可替代传统Sn-Pb焊料的合金体系迫在眉睫。其中，Sn-Ag系和Sn-Zn系合金以其优良的力学性能和适宜的熔点正受到越来越多的关注。同时，焊点的稳定性及可靠性也与焊料合金体系的抗腐蚀性密切相关。本文以铸态Sn-0.3Ag-0.9Zn合金为研究对象，探究了不同冷速下Sn-0.3Ag-0.9Zn合金的微观组织演化及其腐蚀电化学行为。通过改变冷却介质，以三种不同冷速获得了Sn-0.3Ag-0.9Zn焊料合金，利用差热分析和扫描电子显微镜对各个冷速下 Sn-0.3Ag-0.9Zn合金的相变过程及室温组织进行了分析。同时，利用电化学检测技术及表面分析技术，研究了不同冷速下Sn-0.3Ag-0.9Zn合金在质量分数为3.5％的NaCl溶液（模拟海水）中的电化学腐蚀行为。
　　本研究主要内容包括：⑴冷却速率的增大会抑制 Sn-0.3Ag-0.9Zn合金中富Zn相的析出。炉冷合金和空冷合金的室温组织为β-Sn相、ε-AgZn3相和富Zn相，而水冷合金的室温组织仅由β-Sn相和ε-AgZn3相构成。⑵随着冷却速率的增大，Sn-0.3Ag-0.9Zn合金中β-Sn相和金属间化合物（ε-AgZn3相和富 Zn相）的尺寸逐渐减小，从而减轻了基体与金属间化合物之间可能的电偶腐蚀。⑶随着冷却速率的增大，Sn-0.3Ag-0.9Zn合金表面钝化膜中SnO的含量和氧空位缺陷浓度减少，提高了合金的稳定性及保护性。⑷Sn-0.3Ag-0.9Zn合金在质量分数为3.5%的 NaCl溶液中的主要腐蚀产物为Sn3O(OH)2Cl2，其腐蚀过程呈现典型局部腐蚀特征。

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第一章 文献综述

1.1前言

1.2 Sn-Pb焊料与无铅焊料

1.3影响焊料微观组织及耐蚀性的因素

1.4 Sn-Ag-Zn系焊料合金的研究现状

1.5本文研究内容

第二章 冷却速度对Sn-0.3Ag-0.9Zn合金微观组织的影响

2.1前言

2.2实验内容

2.3冷却速度对Sn-0.9Ag-0.3Zn合金凝固过程的影响

2.4不同冷速的Sn-0.3Ag-0.9Zn合金室温组织分析

2.5小结

第三章 冷却速度对Sn-0.3Ag-0.9Zn合金腐蚀行为的影响

3.1前言

3.2不同冷速的Sn-0.3Ag-0.9Zn合金的腐蚀电化学行为

3.3不同冷速的Sn-0.3Ag-0.9Zn合金耐蚀性分析

3.4 Sn-0.3Ag-0.9Zn合金腐蚀形貌及腐蚀产物分析

3.5 Sn-0.3Ag-0.9Zn合金腐蚀过程分析

3.6小结

第四章 全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢