金锡共晶合金的热轧组织演化研究

发布时间：2020-11-03 13:10

　　金锡共晶合金是一种广泛应用于微电子和光电器件封装领域的低温无铅焊料,它具有优异的导电导热能力,钎焊强度及抗热疲劳性能。金锡共晶合金的熔点为280℃,共晶成分的合金由两种金属间化合物(δ-AuSn和ζ′-Au_5Sn)组成,具有本征脆性,其室温下加工比较困难。本文采用恒温热轧技术,并采用SEM、EBSD、XRD等表征方式,研究了金锡共晶合金的热加工变形行为和恒温变形过程中的组织演化,并探究了变形过程中组织的变形机理。结果表明:1、采用恒温(235℃)热轧工艺,道次变形量为5%-15%,实现了金锡共晶合金(AuSn20.6)箔材的加工制备。获得了组织均匀细小、厚度为45μm、表面平整、边沿整齐的金锡共晶合金箔材。2、对热轧过程中共晶层片组织的SEM研究表明:层片团界和层片团内部不规则层片首先粗化等轴化。变形量增加,共晶层片组织进一步发生粗化和等轴化并伴随发生动态再结晶。最后得到的组织为均匀的两相共晶等轴组织(尺寸为2-5μm)。当变形量分别为50%、75%、90%、95%、99%时,层片的等轴化的体积分数分别为为1.4%、84.8%、90.2%、99%、100%。层片团尺寸不断减小,最终完全等轴。3、热轧过程中,共晶层片团整体发生流变变形,部分位置发生剪切和转动,逐步变成小的层片团,并在动态再结晶的作用下等轴化。4、热轧过程中,合金中(少量)的初生相(ζ′-Au_5Sn)发生变形,沿着轧制方向拉长并逐步发生碎断,同时随着变形量的增加,发生动态再结晶并析出δ-AuSn相。最终变为等轴组织,融入基体。当变形量为75%时,初生相体积分数变为1.2%(为初始铸态组织的1/3),当变形量为95%以上时,初生相完全融入基体。5、热轧过程中,合金组织的EBSD分析研究表明:共晶层片组织取向发生倾转,方向趋于轧制方向,并在等轴化的过程中,发生动态再结晶;ζ′-Au_5Sn初生相在变形过程中,由一个完整的取向分裂为多个取向,不同取向的小晶粒发生倾转协调了变形。随后发生动态再结晶和AuSn相的析出,最终演变成两相的等轴组织。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG146.31;TG335
【部分图文】：

金锡共晶合金的热轧组织演化研究