無(wú)鉛焊錫膏-成分

在無(wú)鉛錫膏在成分中，主要是由錫/銀/銅三部分組成，由銀和銅來(lái)代替原來(lái)的鉛的成分。

一、根本的特性和現象

在錫/銀/銅系統中，錫與次要元素(銀和銅)之間的冶金反應是決定應用溫度、固化機制以及機械性能的主要因素。按照二元相位圖，在這三個(gè)元素之間有三種可能的二元共晶反應。銀與錫之間的一種反應在221°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結構和ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。銅與錫反應在227°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結構和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。銀也可以與銅反應在779°C形成富銀α相和富銅α相的共晶合金?？墒?，在現時(shí)的研究中1，對錫/銀/銅三重化合物固化溫度的測量，在779°C沒(méi)有發(fā)現相位轉變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應。而在溫度動(dòng)力學(xué)上更適于銀或銅與錫反應，以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金屬間的化合物。因此，錫/銀/銅三重反應可預料包括錫基質(zhì)相位、ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。

和雙相的錫/銀和錫/銅系統所確認的一樣，相對較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質(zhì)的錫/銀/銅三重合金中，可通過(guò)建立一個(gè)長(cháng)期的內部應力，有效地強化合金。這些硬粒子也可有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔較細小的錫基質(zhì)顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越細小，越可以有效的分隔錫基質(zhì)顆粒，結果是得到整體更細小的微組織。這有助于顆粒邊界的滑動(dòng)機制，因此延長(cháng)了提升溫度下的疲勞壽命。

雖然銀和銅在合金設計中的特定配方對得到合金的機械性能是關(guān)鍵的，但發(fā)現熔化溫度對0.5~3.0%的銅和3.0~4.7%的銀的含量變化并不敏感。

機械性能對銀和銅含量的相互關(guān)系分別作如下總結2：當銀的含量為大約3.0~3.1%時(shí)，屈服強度和抗拉強度兩者都隨銅的含量增加到大約1.5%，而幾乎成線(xiàn)性的增加。超過(guò)1.5%的銅，屈服強度會(huì )減低，但合金的抗拉強度保持穩定。整體的合金塑性對0.5~1.5%的銅是高的，然后隨著(zhù)銅的進(jìn)一步增加而降低。對于銀的含量(0.5~1.7%范圍的銅)，屈服強度和抗拉強度兩者都隨銀的含量增加到4.1%，而幾乎成線(xiàn)性的增加，但是塑性減少。

在3.0~3.1%的銀時(shí)，疲勞壽命在1.5%的銅時(shí)達到*大。發(fā)現銀的含量從3.0%增加到更高的水平(達4.7%)對機械性能沒(méi)有任何的提高。當銅和銀兩者都配制較高時(shí)，塑性受到損害。

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