微量元素影響錫抗氧化性能的實驗研究.pdf

1、錫由于具有熔點低、無毒、耐腐蝕,能與許多金屬形成合金,有良好的延展性以及外表美觀等特性,使其在電子行業(yè)的應(yīng)用越來越廣,錫焊料的用量也日趨增加。但是鉛的使用會污染環(huán)境、損害人體健康,這就要求新型的無鉛焊料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Sn-Pb焊料,然而現(xiàn)有的無鉛焊料在高溫下使用時極易氧化,產(chǎn)生大量的氧化渣,影響熱鍍錫、焊錫等的使用,還會影響焊接工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量。本文采用添加微量元素法來改善錫熔體的抗氧化性能,以達到開發(fā)及優(yōu)化適合無鉛焊料使用的抗氧化錫合金的

2、配方。通過往錫熔體中添加微量的P、Ni、Al、Y元素研究其抗氧化性能和潤濕性能,在此基礎(chǔ)上研究了Sn-P-Y、Sn-P-Ni三元合金的抗氧化性能和潤濕性能,并通過掃描電鏡及能譜分析了合金的表面氧化情況,探討了微量元素改善錫合金抗氧化性能的機理。
　　試驗結(jié)果表明,微量P、Al、Y元素的添加可以改善錫熔體的抗氧化性能和潤濕性能,微量Ni元素的添加對其抗氧化性能和潤濕性能具有微弱的改善作用。在320℃條件下,相對純錫而言,Sn-0.0

3、2％P合金的抗氧化性能得到明顯的改善;當(dāng)Al的添加量為0.02%時,Sn-0.02%Al合金的抗氧化性能和潤濕性能有一定提高;當(dāng)Y的添加量為0.01%時,Sn-0.01%Y合金的抗氧化性能和潤濕性能有了顯著的改善。能譜分析可知,P、Al元素會在錫合金表面富集,形成阻擋層,阻止氧化的進一步進行。
　　在對微量P、Ni、Al、Y元素對錫熔體抗氧化性能改性研究的基礎(chǔ)上,對Sn-P-Y三元合金進行了研究,試驗結(jié)果表明三元錫合金的抗氧化性能

4、優(yōu)于二元錫合金,相對純錫而言有了顯著的提高,但整體潤濕性能卻有所下降;其中Sn-0.02%P-0.02%Y合金的抗氧化性能和潤濕性能都比較優(yōu)越。比色分析試驗表明Sn-0.02%P-0.02%Y合金在320℃高溫下,氧化5小時還能一直保持光亮,顯示出了良好的抗氧化性能。掃描電鏡分析表明P元素會在合金的表面高度富集,形成一層保護膜,達到抗氧化的效果。
　　研究表明:Sn-P-Ni合金的抗氧化性能與純錫相比有了顯著的改善,但整體潤濕性能