Sn0.3Ag0.7Cu-xTi在SiC表面的润湿性及钎焊行为研究

发布时间：2022-07-14 13:40

　　碳化硅陶瓷具有化学稳定性高、耐腐蚀性好和热膨胀系数低等优点,在电子电气等领域具有广泛的应用前景。针对其脆性大和难以加工的缺点,采用活性钎焊的方法连接碳化硅陶瓷或金属,制成具有复杂形状或者兼具陶瓷-金属各自优异性能的复合构件。润湿性试验是预估钎料连接陶瓷的钎焊性能的重要环节。本文主要研究了不同含量的Ti元素的Sn0.3Ag0.7Cu（SAC）钎料在碳化硅陶瓷表面的润湿性,研究了温度和Ti含量对润湿行为和界面组织的影响。分析了界面热力学和钎料的铺展动力学,阐述了Ti的活化机制。最后使用SAC-x Ti钎料实现了碳化硅/碳化硅的直接连接,研究了Ti含量和钎焊温度对钎焊接头的组织和力学性能的影响。采用座滴法研究了温度和Ti含量对SAC-x Ti钎料在碳化硅表面润湿性的影响。随温度的升高,Ti逐渐向钎料中溶解,向碳化硅表面聚集,之后界面生成反应物,导致接触角随温度的升高线性降低,最后达到稳态平衡阶段。不同Ti含量的等温润湿性试验结果显示,随着Ti含量的增加,平衡接触角呈先减小后增加的变化,平衡态的钎料的形状由球形变为球冠形之后变为凸台形;在Ti含量为1.5wt.%时,获得最小接触角（9.3°）,... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究目的及意义
    1.2 SiC表面润湿性研究现状
    1.3 SiC陶瓷的钎焊研究现状
    1.4 主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备及过程
        2.2.1 试验设备
        2.2.2 试验过程
    2.3 试验结果分析及性能测试
        2.3.1 微观组织分析
        2.3.2 力学性能测试
第3章 SnAgCu-xTi钎料在SiC表面的润湿行为研究
    3.1 引言
    3.2 钎料在SiC表面的润湿铺展行为
        3.2.1 温度对润湿铺展行为的影响
        3.2.2 Ti含量对润湿铺展行为的影响
    3.3 润湿界面微观组织分析
        3.3.1 典型界面微观组织
        3.3.2 温度对界面微观组织的影响
        3.3.3 Ti含量对界面微观组织的影响
    3.4 润湿性及铺展机制
        3.4.1 界面热力学
        3.4.2 铺展动力学分析
        3.4.3 润湿机制
    3.5 本章小结
第4章 SnAgCu-xTi钎料钎焊SiC陶瓷
    4.1 引言
    4.2 典型SiC/SAC-Ti/SiC钎焊接头微观组织
    4.3 Ti含量对接头组织和力学性能的影响
        4.3.1 Ti含量对接头组织的影响
        4.3.2 Ti含量对接头力学性能的影响
    4.4 钎焊温度对接头组织和力学性能的影响
        4.4.1 钎焊温度对接头组织的影响
        4.4.2 钎焊温度对接头力学性能的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅半导体技术及产业发展现状[J]. 刘兴昉,陈宇.  新材料产业. 2015(10)
[2]塑性镍基非晶复合材料的组织和力学性能[J]. 李亚敏,胡伟,陈毅.  热加工工艺. 2014(10)
[3]碳化硅陶瓷的应用现状[J]. 柴威,邓乾发,王羽寅,李振,袁巨龙.  轻工机械. 2012(04)
[4]非金属材料表面金属化的方法[J]. 肖蔚鸿.  矿产保护与利用. 2004(03)

博士论文
[1]Sn-Bi基焊料组织与性能研究[D]. 陈旭.东南大学 2017
[2]Ti-Al系熔体与陶瓷的润湿性及界面相互作用的行为研究[D]. 刘许旸.重庆大学 2016
[3]SiO2-BN陶瓷与Invar合金钎焊中间层设计及界面结构形成机理[D]. 杨振文.哈尔滨工业大学 2013
[4]金属熔体在碳化物陶瓷上的润湿性及铺展动力学[D]. 林巧力.吉林大学 2011

硕士论文
[1]2Si-B-3C-N陶瓷与Nb的钎焊工艺及机理研究[D]. 沈彦旭.哈尔滨工业大学 2014
[2]SiC陶瓷与金属W的连接及工艺研究[D]. 魏倩倩.武汉理工大学 2012



本文编号：3661229