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材料科学与工程学报2025年第03期:CeO_2纳米颗粒增强Sn58Bi钎料及其钎焊接头的组织与性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈伟明;张柯柯;范玉春;张海洲;张超;

单位:河南科技大学材料科学与工程学院;洛阳职业技术学院机电工程学院;

摘要:采用熔铸法制备了CeO_2纳米颗粒增强的Sn58Bi复合钎料,研究了CeO_2纳米颗粒对Sn58Bi钎料及其钎焊接头组织与性能的影响。结果表明:添加CeO_2纳米颗粒,细化了Sn58Bi钎料的共晶组织,Bi相由块状逐渐转变为细条状;添加0.125~0.5 mass%的CeO_2纳米颗粒提高了复合钎料的润湿性;在添加量0.5 mass%时复合钎料的抗拉强度最大,为68.9 MPa,较基体钎料提升37%;复合钎料与Cu基板可实现良好焊接。添加CeO_2纳米颗粒降低了钎焊接头界面金属间化合物(IMC)层的厚度,形态由棒状转变为较为平整的扇贝状,钎焊接头剪切强度提高;当添加量为0.5 mass%时,钎焊接头的剪切强度最大,为45.4 MPa,较于基体钎料接头提升了32.4%,断裂位置由基体钎料接头的IMC/Cu基板界面向IMC/钎缝界面迁移;断裂机制由呈片状解理刻面+少量冰糖状IMC解理组成的脆性断裂转变为钎缝准解理为主的韧-脆混合断裂。

关键词:Sn58Bi钎料;;CeO_2纳米颗粒;;复合钎料;;钎焊接头;;力学性能

基金资助:国家自然科学基金(U1604132);; 中原基础研究领军人才(ZYYCYU202012130);; 河南省国际合作重点项目(2024100014);; 河南省科技攻关项目(242102230048)