自适应/自修复软钎料系统设计制备及其力学行为

发布时间：2021-09-03 01:33

　　随着现代装备制造业的高速发展,智能自修复技术已成为国际研究热点。从材料角度来讲,若能实现封装钎焊结构的仿生设计,使之具有自适应/自修复能力,便可以极大地提高服役焊点的安全性和可靠性,避免系统失效的发生。选用InSn/SnPb/纳米多层膜作为钎料体系的设计材料。通过外加局部热风方法对InSn/SnPb钎料的冶金相容性进行研究,并通过低温加热的方法成功制备了多层智能钎料结构。对不同厚度配比的InSn/SnPb钎料系统的自修复能力进行判定,研究其在疲劳裂纹修复中的表现;并尝试将该自修复结构拓展应用于SnAgCu和SnZnBi钎料的修复设计中。通过DSC和XRD方法对选用Al/Ni纳米多层膜的反应机制和放热进行研究,分析了老化温度/时间对薄膜放热量的影响,建立了钎料系统寿命预测模型。研究结果表明:（1）In Sn/SnPb钎料体系具有很好的冶金相容性,In元素对基体SnPb组织具有显著固溶强化和细晶强化作用。修复热源温度增加、作用时间延长,钎料体系修复强度均会提高。相对于时间因素,修复温度对接头修复效果影响更显著。（2）内置Al/Ni纳米多层膜的引入能够充分熔化InSn钎料,并使之润湿填充进入... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微胶囊型自修复材料的修复机理示意图

呈先增加后下降趋势。等人[76]研究发现，试验温度的提高和应变保持时间的延长Pb与Cu板的钎焊接头疲劳寿命，而5%In元素的引入可以提高性, 改善接头的致密性, 从而提高接头的高温应变疲劳性能等人[77]研究了微量In对AgCuZn钎料组织和性能的影响，发熔化温度，改善钎料的铺展性能。适量的In元素能够细化A役过程中的塑性和韧性。另外，接头的抗拉强度In含量的增，具有良好的力学性能。i 纳米多层膜层膜是由很多可选择型纳米薄层材料复合而成。特定的纳能量的诱发下，可形成速度达 l~100 m/s 的高速放热反应， 1000~3000℃，其反应如图 1-12 所示。由于其瞬间高能量用作于陶瓷/金属互联、微纳米单元连接、靶材/背板互连、等领域中[78,79]。

即采用热风枪外加热源对钎料进行局部修复，探明钎料体系修复效果与热风温度、时间以及钎料厚度之间的关系。其修复性能好坏的主要评判依据是修复前后拉伸性能变化，并采用 SEM 和 EDS 对修复接头界面状态进行研究。然后，选出最佳钎料厚度与 Al/Ni 纳米多层膜进行组装，制备出内置热源自修复结构，探究其自修复能力。最后，采用 DSC 和 XRD 方法对 Al/Ni 纳米多层膜的放热及反应机制进行研究，分析纳米多层膜放热量与老化温度及时间的关系。2.2 试验材料试验中所选用的 SnPb/InSn 钎料均为共晶成分，采用压延工艺制片，购自镇江泛亚达电子科技有限公司。其中：Sn63Pb37 钎料熔点为 183oC，作为待修复钎料主体； In52Sn48 钎料熔点为 118oC，作为低熔修复填充材料，其组织如图 2-1 所示。Al/Ni 纳米多层膜购买于美国 Indium 公司，制备方法为交替地气相沉积铝/镍层，其基本特性如表 2-1 所示。另外，实验过程中所用钎剂为美国 AMTECH-22松香型无铅免洗助焊剂及后期所用 SnAg3.0Cu0.5（SAC305）和 SnZn8Bi3 焊片均从镇江泛亚达电子科技有限公司处购买。


本文编号：3380135