超聲作用下活性釬料在石墨表面鋪展及其影響因素分析.pdf

1、在釬焊過程中附加超聲波可實(shí)現(xiàn)液態(tài)釬料在不潤濕固體表面的鋪展，表現(xiàn)出―聲致鋪展特征，使得超聲波輔助釬焊可以在非真空不使用釬劑的條件下實(shí)現(xiàn)對難潤濕材料的焊接。本文以提高超聲波作用下活性釬料在石墨表面的鋪展性為目標(biāo)，重點(diǎn)研究大氣條件下超聲波作用下活性釬料在石墨表面的鋪展行為，從而探究超聲波輔助活性釬焊過程中釬料鋪展機(jī)理及其影響因素。
　　本研究采用高速攝像機(jī)對超聲波作用下釬料鋪展過程的外部特征進(jìn)行了捕捉，結(jié)合超聲波在石墨表面?zhèn)鞑ヌ匦砸约?/p>

2、釬焊接頭界面微觀形貌，對超聲波作用下錫基活性釬料在石墨表面鋪展過程進(jìn)行了詳細(xì)描述，分析超聲波在鋪展過程中起到的作用進(jìn)而探究影響釬料鋪展的因素。在釬焊過程中加以超聲波輔助，能實(shí)現(xiàn)活性釬料在石墨表面的鋪展，與剛性基體不同的是超聲波在石墨表面振幅衰減很快，這使得超聲波作用下的鋪展作用在石墨表面很難進(jìn)行，但隨著石墨表面的孔洞被釬料填充，振幅衰減逐漸減小，鋪展作用逐漸加強(qiáng)，在超聲波功率足夠大的情況下，液態(tài)釬料可在石墨表面鋪展?；钚遭F料在石墨表面的

3、潤濕鋪展是潤濕反應(yīng)造成的，活性元素Ti是促使釬料與基材反應(yīng)的關(guān)鍵，釬料中鈦元素是以高熔點(diǎn)的化合物形式存在，超聲波的熱效應(yīng)可以改變高熔點(diǎn)化合物的尺寸和形態(tài)，促使化合物分解，從而有利于Ti元素向基材擴(kuò)散，形成反應(yīng)層，提高釬料在基材表面的潤濕鋪展。在活性釬料中施加一定時(shí)間的超聲波，釬料中的固態(tài)顆粒與釬料基體的界面產(chǎn)生熱阻，致使能量集中于液態(tài)釬料與高熔點(diǎn)相的分界界面，促進(jìn)了Sn-Ti高熔點(diǎn)固相的尺寸變小，高熔點(diǎn)化合物分布均勻。釬料表面氧化膜是阻

4、礙釬料鋪展的關(guān)鍵因素，通過施加超聲波可去除釬料表面氧化膜促進(jìn)釬料鋪展。但超聲波的影響有限，從根本上來講提高釬料的抗氧化性能夠提高釬料的潤濕鋪展性能。未施加超聲波時(shí)，在活性釬料Sn5Ag8Ti中添加鋁元素促進(jìn)了釬料中鋁的被選擇性氧化，在氧化剛發(fā)生時(shí)，釬料中的鈦和鋁元素相互競爭氧化產(chǎn)生對應(yīng)的氧化物，一段時(shí)間后，較薄但致密的氧化膜Al2O3可以阻止鈦元素進(jìn)一步被氧化，也可以抵擋住空氣中其他有害元素的腐蝕。超聲波驅(qū)動(dòng)條件下添加鋁元素的活性釬料的