1#添加剂（精选6篇）
1#添加剂 篇1
LiNi1-x-yMnxCoyO2正极材料一般是指LiNil/3Col/3Mnl/3O2,目前研究较多,该材料又被称为333化合物。其主要制备途径有高温固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、喷雾干燥法、燃烧法等[1,2,3,4,5]。
高温固相法的制备设备和工艺很简单,制备条件比较容易控制,在实现工业化方面有很大的优势,但其在制备时,直接烧结原料,容易出现扩散速度慢、混料均匀性较差、形成均相共熔体困难,还有就是各批次产物质量不稳定等问题。
共沉淀法是在混合的金属盐溶液中加入预先选定的沉淀剂,从而反应生成均匀沉淀,后者热分解后得到高纯粉体材料。其方法原理简单,实现也较为容易,但是可能有团聚现象,粉体的特性被破坏。因此欲制备高质量的粉体,就必须对粉体制备的全过程进行严格的控制。
溶胶-凝胶法在制备无机非金属材料的前驱粉体中很常见。该法的实质是原料混合溶液,并在一定条件形成溶胶,溶剂继续消除形成凝胶,经干燥和高温处理即可得到所需粉体材料。其原料各组分可达原子级的均匀混合,化学均匀性好,纯度高,化学计量比也可以精确控制,热处理温度可显著降低,时间也可显著缩短,适于制备纳米粉体和薄膜。
除上述几种常用方法之外,还有水热合成法、喷雾干燥法、低温燃烧法等也能获得较纯的粉末颗粒[2,3],但是其工艺、粉体分散性等方面都或多或少的有些问题。
LiNil/3Col/3Mnl/3O2的制备成本较低,性能优异,是最有希望替代LiCoO2的正极材料[1,5]。而不同合成方法对其性能有不同的影响[4]。目前研究较多方法中,溶胶-凝胶法实现较容易,但是该方法在制备中会添加不同的添加剂,其差异性也会造成其性能的差异,因此研究了2种常用添加剂对粉体形貌、界面和结晶度的影响。
1 实验部分
取LiOH·H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O和Mn(NO3)2以及摩尔比为过渡金属离子总量2倍的柠檬酸(所有原料均为分析纯),溶于蒸馏水中形成混合溶液,在80℃水浴中混合加热直至搅拌子自动停止,用鼓风干燥箱在120℃烘12h。再升高到200℃保温180 min,380℃保温300min。前躯体粉末分别由800℃、850℃和900℃煅烧15h得到样品。采用日本理学公司的D/MAX-ⅡA型X射线衍射仪对粉末进行物相分析,用日立公司的MT1000电子显微镜分析其微观形貌,热分析由瑞士梅特勒-托利多公司的STARe综合热分析仪完成。
2 结果与讨论
图1为无添加剂所制备LiNil/3Col/3Mnl/3O2粉末的XRD谱图,样品均为R-3m的层状结构,(006)/(102)和(018)/(110)2组峰分裂清晰,在36.5°附件有杂相峰出现,通过分析可知,其为CoCo2O4相衍射峰[6,7]。随着温度的升高,衍射峰的强度增大,可见就结晶程度而言,升高温度具有积极作用,在900℃下煅烧制得的材料结晶程度最佳。且在900℃合成的样品具有最大I(003)/I(104)强比和c/a值(见表1),层状结构特征也非常突出,据此可知,900℃为其最佳煅烧温度,时间为15h。
图2为用溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备该材料放大5000倍的SEM图。从单个颗粒来看,其表面光滑,界面清晰,粒子呈类球状。但是也可以发现,颗粒间发生了一定的团聚,这是高温煅烧的普遍现象,不过根据界面较为清晰来判断,应为软团聚[8]。当800℃煅烧15h时粒子粒度在0.5μm左右,当850℃煅烧15h时粒子粒度在3μm左右,当900℃煅烧15h时粒子粒度在1μm左右。
图3为选定时间15h,采用溶胶-凝胶法,分别添加聚乙二醇和柠檬酸,于900℃烧结温度下制备的样品的XRD谱图。由图3可以发现,其空间群和分类峰表现结果与图1一致[9]。
图4是以溶胶-凝胶法添加聚乙二醇和柠檬酸在不同煅烧温度下制备的这种粉末放大3000倍的SEM图。与图2类似,单个颗粒的表面是光滑的,界面也较为清晰,分散较好[10]。
此外,与图2所展示的样品相比,其颗粒间也发生了一定的软团聚现象,但程度不同。其中添加聚乙二醇时粉末粒度为1μm左右,颗粒呈类球状,团聚较少,分布均匀;添加柠檬酸时样品粒度为1~2μm左右,粒子呈结晶体块状,说明结晶度较好[11,12]。
(a:聚乙二醇;b:柠檬酸)
3 结论
采用溶胶-凝胶法制备LiNil/3Col/3Mnl/3O2正极材料时颗粒间发生了一定的团聚现象,但界面清晰,说明其为软团聚。其中由800℃煅烧15h时,粉末粒度仅为0.5μm左右,而850℃煅烧15h,粒度可达3μm左右,900℃煅烧15h时粒度为1μm左右。
通过使用添加剂,单个颗粒表面光滑,界面清晰,分散较为均匀。其中添加聚乙二醇时粉末粒度为1μm左右,且呈类球状;添加柠檬酸时粒度为1~2μm左右,颗粒呈结晶体块状,说明结晶度较好。
1#添加剂 篇2
1. 在任务栏托盘处点击显示隐藏图标(即下图中的箭头)，然后在蓝牙图标上单击鼠标右键，选择“添加 Bluetooth 设备”;
2. 点击“添加设备”，如下图所示：
3. 选择添加的蓝牙鼠标，如下图所示：
4. 添加成功，
1#添加剂 篇3
从5月1日开始, 新《饲料和饲料添加剂管理条例》 (以下称《条例》) 开始实施。
为进一步规范饲料、饲料添加剂的安全使用, 防止非法添加, 保障动物产品质量安全, 《条例》特别加强了对自配饲料的管理, 规定养殖者使用自行配制的饲料的, 应当遵守自行配制饲料使用规范, 并不得对外提供。
《条例》还规定, 饲料、饲料添加剂经营者不得对饲料、饲料添加剂进行拆包、分装, 不得对饲料、饲料添加剂进行再加工或者添加任何物质。禁止经营、使用国务院农业行政主管部门公布的饲料原料目录、饲料添加剂品种目录和药物饲料添加剂品种目录以外的任何物质生产的饲料。不少业内人士将《条例》的这一规定解读为国家加紧对抗生素等违禁药物的流通控制。●
1#添加剂 篇4
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1#添加剂 篇5
芯片上微刻槽中Cu电沉积超等角填充后没有裂缝或空洞是实现超大集成电路中铜互连最为关键的技术,而实现Cu电沉积超等角填充,依靠的是铜镀液中添加剂的作用[1]。目前,铜超等角填充大多采用硫酸盐体系,并加入多种添加剂,如Cl-,MPS(3-巯基-1-丙烷磺酸钠),PEG(聚乙二醇),JGB(烟鲁绿)。常用的组合添加剂有MPS-PEG-Cl,MPS-PEG-JGB-Cl。电镀液中存在PEG或PEG和Cl-(PEG-Cl)时,会阻化铜的电沉积[2],MPS单独作用时,其吸附层对铜的电沉积起阻化作用[3,4,5],其机理在于MPS还原Cu2+[6]形成吸附态的中间产物Cu(I)-硫配合物Cu(I)(thiolate)ad或是MPS置换了吸附于电极表面起阻化作用的PEG-Cu+-Cl大分子[5],形成Cu(I)(thiolate)ad。MPS和Cl-的协同作用对铜的电沉积表现为强烈的促进作用[4,5],因为MPS通过Cl-与Cu+形成配合物,催化Cu的电沉积反应[7]。过去,考虑MPS与不同添加剂组合作用对铜超等角填充影响的研究非常少。基于此,本工作进行了深入的研究,采用线性扫描(LSV)得到了极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS),研究了MPS与PEG或Cl-的组合对Cu电沉积的影响,探讨了MPS在Cu超等角填充中的作用机理。
1 试 验
1.1 镀液组成及工艺条件
电镀液体系:0.05 mol/L CuSO4,0.5 mol/L H2SO4基础溶液中加入MPS及其与PEG或Cl-的组合。Cl-以NaCl的形式加入,试验于室温下进行,溶液处于静止状态,用分析纯试剂和3次蒸馏水配制。
1.2 检测分析
极化曲线由CHI660电化学工作站(上海辰华仪器公司)测得(扫描速度10 mV/s),设定阴极电流为负,电位从开路电位向阴极方向扫描,扫描到-1.15 V。电化学阻抗谱测试在Autolab PGSTAT30电化学工作站上进行,频率范围为1.0×(10-1~105) Hz,交流电位幅值为5 mV,阻抗谱拟合分析采用Autolab PGSTAT30电化学工作站附带的软件FRA Version 4.9进行。
试验采用三电极体系,以玻碳电极(GCE,聚四氟乙烯包覆)作研究电极,试验前玻碳都在分别撒有粒径为1.00,0.30,0.05 μm α-Al2O3粉的润湿细织物上抛光至镜面,超声清洗后,再经0.5 mol/L H2SO4反复循环伏安扫描,最后用3次水清洗;辅助电极为大面积的铂片电极;参比电极为Hg/Hg2SO4电极(文中的电极电位都相对于该电极)。
2 结果与讨论
2.1 极化曲线
在不含添加剂及含MPS-PEG,MPS-Cl,MPS-PEG-Cl,MPS的硫酸铜镀液中的极化曲线见图1。在各种镀液中,当扫描到约-0.40 V时,Cu开始沉积;随后过电位升高反应电流迅速提高,表明Cu的电沉积反应速度加快;由于扫描速度较快,此时Cu的电沉积反应导致电极表面附近Cu2+浓度下降,受扩散控制影响,电极反应速度下降,电流下降,出现沉积峰;当电位扫描到约-1.10 V时,电流又开始增大,可能是析氢反应所致。在沉积峰出现前(见图1中放大图),电位为-0.40~-0.64 V时,相同电位下,不同镀液体系中Cu的电沉积电流变化顺序为MPS-Cl>>MPS-PEG-Cl>基础电镀液>MPS>MPS-PEG。表明MPS-Cl,MPS-PEG-Cl促进铜的电沉积,而MPS和MPS-PEG则阻化了Cu的电沉积。
2.2 交流阻抗谱
在-0.55 V的沉积电位、不同添加剂作用下,Cu的Nyquist谱见图2。
不同电镀液中得到的EIS在高频端为近似半圆的容抗弧,说明此时只有电荷转移或Cu2+还原反应的反应电阻Rt和法拉第电流引起的双电层充电电容Cdl,相当于暂态条件,浓差极化可以忽略[8];在低频端,曲线从半圆转变成一条Warburg阻抗的直线,显示出扩散控制的特征。
从图2可以看出,双电层充电电容与纯电容并不一致,有所偏移,Warburg阻抗也不是典型的为45°的Warburg阻抗。为了使等效电路与界面反应的实际过程更加一致,引入常相位角元件CPE替代双电层电容Cdl 和Warburg阻抗。CPE用Q来表示,其阻抗可以表示为[9]:
undefined
式中 ω ——角频率
Y0 ——导纳常数
当n=0时, CPE代表电阻R;n=0.5时, CPE代表Warburg浓差阻抗;n=1时, CPE代表电容C;n=-1时,CPE代表电感L。
依据试验得到的交流阻抗谱建立的等效电路见图3。其中Rs为溶液电阻;Q1,Y01,n1为双电层充电的CPE元件;Q2为浓差Warburg阻抗的CPE元件,Y02,n2是元件Q2的参数;Rt为反应电阻,其值越小,电荷转移过程越容易进行。
对铜电沉积谱进行拟合,结果见图2实线。可以看出,拟合的曲线与试验测得曲线重合都非常好,说明该等效电路能很好地反映出有无添加剂MPS的酸性硫酸铜电镀液中铜的电沉积情况。由等效电路得到的电化学参数见表1。
由表1可以看出:n1偏离1,n2偏离0.5,表明双电层电容Cdl 和Warburg阻抗存在弥散效应,以CPE元件代替Cdl和Warburg阻抗是合理的;Rs相差不大,均在10 Ω左右,因为工作电极面积及其与参比电极间的距离几乎一样;各电解液中的反应电阻Rt从小到大依次为:MPS-Cl
EIS和LSV结果一致表明:MPS和MPS-PEG对Cu电沉积有阻化作用,但加入Cl-时,即MPS-Cl和MPS-PEG-Cl-对铜的电沉积却表现为促进作用,这是因为MPS-Cl的促进作用更强烈,大于MPS-PEG和MPS的阻化作用,所以MPS-PEG-Cl仍然表现为促进作用。
不同电位下在10 mg/L MPS+20 mg/L Cl-电解液中玻碳电极上Cu的Nyquist谱见图4。
在-0.475 V的低极化电位下,曲线在一个较宽的频率区域内呈现较大的半圆弧,在低频端圆弧向内弯曲,存在感抗环,说明不是纯扩散控制,可能是电极表面吸附造成的;在-0.500,-0.550 V下的EIS与图2谱的特征一致,所以采用图3的等效电路进行拟合,结果见图4实线。根据-0.475 V下的EIS特征建立的等效电路见图5。在高频区出现了反应电阻Rt,同时在低频区出现了电极表面吸脱附过程引起的感抗成分RL,L1(Qa,na为吸附电容的CPE元件,Ra为吸/脱附电阻)。
采用此等效电路对-0.475 V下的EIS拟合结果见图4实线,模拟参数见表2。由表2看出:Rs变化不大,RL和Ra却很大,表明添加剂的吸附会大大降低反应速度;Rt从-0.475 V的518.1 Ω降低到-0.500 V的223.0 Ω和-0.550 V的186.0 Ω,表明在低极化电位发生的吸附导致Cu沉积反应速度降低,随着极化电位的增加,铜的电沉积反应速度更快。由于Cu2+的还原过程是多电子传递的不可逆过程,可认为MPS-Cl可与Cu+,Cu2+形成中间产物并在低电位下在电极表面吸附,而高电位下,中间产物在阴极表面发生进一步反应而脱附。这也表明不同电位下,阴极表面具有不同的吸附状况。
2.3 讨 论
当MPS,PEG单独存在于电解质中时,由于它们吸附于Cu的生长点,从而阻化了Cu的沉积。在实际超等角填充使用的3组分添加剂MPS-PEG-Cl镀液体系中,MPS,PEG和Cl-同时存在,MPS与Cl-,PEG都存在相互作用,MPS-Cl促进Cu的电沉积,MPS-PEG阻化Cu的电沉积。低电位下MPS与Cu+形成的Cu(I)(thiolate)ad在电极表面上吸附[见式(1)[1]];电位增大,吸附态的Cu(I)(thiolate)ad通过与溶液中存在的MPS或Cl-,Cu2+,Cu+形成配合物脱附,从而催化Cu的沉积反应[见式(2)~(5)][1],这样MPS-Cl对Cu的电沉积表现出很强的促进作用。虽然PEG与Cl-和Cu+形成的配合物(PEG-Cl-Cu+)大大阻化了Cu的沉积[3][见式(6)],而且MPS-PEG的协同作用也阻化Cu的电沉积,但是在本试验添加剂浓度下MPS与PEG通过Cl-争夺Cu+,当MPS竞争作用强于PEG时,可置换吸附于电极表面的PEG-Cl-Cu+配合物[见式(7)],形成Cu(I)(thiolate)ad,进一步通过式(2)~(5)促进Cu的沉积。因此,MPS-PEG-Cl促进Cu的电沉积,但是促进作用弱于MPS-Cl。
Cu+-Cl-+MPS⇌Cu(I)(thiolate)ad+Cl-+H+ (1)
Cu(I)(thiolate)ad+MPS⇌Cu(I)(thiolate)-2+H+ (2)
Cu(I)(thiolate)ad+Cl-⇌Cu(thiolate)Cl- (3)
4Cu(I)(thiolate)ad+ Cu2+⇌Cu[Cu(I)(thiolate)]undefined (4)
Cu(I)(thiolate)ad+ Cu+⇌Cu(I)(thiolate)Cu(I)+H+ (5)
nCuClad+HO((CH2)xO)yH⇌
[HO((CH2)xOCuCl)n((CH2)xO)y-nH]ad (6)
[HO((CH2)xOCuCl)n((CH2)xO)y-nH]ad+ nMPS⇌
HO((CH2)xO)yH+nCl-+ nCu(I)(thiolate)ad (7)
3 结 论
(1)在酸性镀铜溶液中,MPS和MPS-PEG阻化Cu的电沉积,Cl-的加入使MPS-Cl,MPS-PEG-Cl促进Cu的电沉积。
(2)含MPS和Cl-镀液中,低电位下MPS和Cl-与Cu+/Cu2+形成的中间产物吸附在电极上阻化Cu的电沉积反应;高电位下中间物与MPS,Cl-,Cu2+,Cu+形成配合物脱附从而催化Cu的沉积反应。MPS本身为阻化剂,其在超等角填充中的促进作用,需要借助Cl-的协同作用,即促进作用源于有MPS和Cl-参与的配位反应。
摘要：3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS)、聚乙二醇(PEG)、Cl-(MPS-PEG-Cl)添加剂组合硫酸盐镀液常用于超大集成电路铜的超等角填充。采用极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了酸性硫酸铜镀液中MPS与PEG和Cl-于一定浓度组合下对Cu电沉积的影响。极化曲线和EIS结果一致表明,MPS与PEG和Cl-之间都存在协同作用,MPS-PEG阻化而MPS-Cl和MPS-PEG-Cl促进Cu的电沉积;低电位下,MPS和Cl-,Cu+/Cu2+形成的中间产物吸附于电极表面;MPS阻化Cu的电沉积,但与Cl-一起有协同作用,在超等角填充中起促进作用,大于阻化作用,这种促进作用源于MPS和Cl-的配位反应。
关键词：MPS,PEG,Cl-,铜填充,电沉积
参考文献
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[3]Moffat TP,Wheeler D,Josell D J.Electrodeposition of Cop-per in the SPS-PEG-Cl Additive System[J].ElectrochemSoc,2004,151(4):C262～C271.
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1#添加剂 篇6
添加元素Ag对Sn-Zn基钎料 (尤其是Ag对Sn-9Zn共晶钎料) 钎焊铜的性能影响已有大量文献报道[1,2,3,4,5], 但是关于在Sn-Zn亚共晶合金中添加元素Ag后对钎料钎焊铝性能影响的研究非常少见。本工作通过在Sn-1.5Zn基合金中添加不同含量的Ag元素, 研究了其对钎料的熔化特性、显微组织、润湿性以及钎焊接头的抗腐蚀性的影响。
1实验材料及方法
1.1 实验材料
本研究设计的无铅钎料标称成分如表1所示。熔炼钎料所用的原料为纯度为99.5% (质量分数, 下同) 的Sn块、99.99%的Ag粒和99.9%Zn粒。熔炼时, 首先将共晶盐 (KCl∶LiCl=1.3∶1) 放在陶瓷坩埚锡炉中加热至熔化, 然后将称量好的Sn, Ag, Zn依次加入熔盐中, 钎料熔炼温度约为400℃±5℃, 保温2h并每隔30min搅拌一次, 最后浇铸成锡条备用。用于对比研究的Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料由深圳亿铖达焊锡工业有限公司提供。
1.2 钎料熔化特性及显微组织
采用差示扫描量热仪 (DSC, STA-409 PC) 测量表1所列钎料的熔化特性。测试前, 用精密天平称量钎料20 mg±0.1mg, 然后用超声波清洗干净样品, 以去除表面上的油脂和污物;测试时采用抽真空并充入氩气保护, 升温范围为30～280℃, 升温速率为5℃/min。
熔化特性测试后, 将试样镶嵌在环氧树脂中制备金相样品;将金相样品打磨、抛光后采用5%盐酸甲醇溶液进行金相腐蚀10s, 然后利用偏光显微镜 (DM2500P) 对钎料组织进行观察。
1.3 润湿性评价
钎料的润湿性能测试参照日本工业标准[6], 研究Ag含量以及温度对钎料润湿性能的影响。实验所用设备为日本Rhesca公司的SAT-5100型可焊性测试仪, 实验中采用规格为30mm×5mm×0.8mm的1060铝片。实验前首先将铝片在5.0%的NaOH溶液中清洗30s, 以去除铝片表面的氧化膜, 用清水冲洗后并置于5.0%的HNO3溶液中清洗30s。最后依次用清水及无水乙醇清洗, 晾干备用。采用的助焊剂为自制铝软钎焊助焊剂, 主要成分为羟乙基乙二胺、三乙醇胺、氟硼酸铵、氟硼酸锌、无水乙醇。
采用润湿时间t0及最大润湿力Fmax 表征钎料的润湿性。实验中重复进行10次测量, 以置信度为95%的平均值作为最终实验结果, 实验参数见表2。
Note:T1=250℃;T2=260℃, T3=270℃
1.4 钎料抗腐蚀性评价
抗腐蚀实验中钎焊试样采用1060铝, 其形状和尺寸如图1所示。抗腐蚀试样焊点设计长、宽、高尺寸为2mm×2mm×0.5mm, 钎焊温度260℃。实验中采用将钎焊接头浸泡3.0%NaCl盐水中, 然后置于30℃±0.10℃恒温箱中, 每24h换一次相同初始浓度的盐水, 以钎焊接头出现裂纹即判定其已失效。
2实验结果及分析
2.1Ag对钎料熔化特性影响
图2为DSC测量出的Sn-1.5Zn-xAg钎料合金的熔化特性曲线;钎料的熔化区间数据见表3。显然, 在Sn-1.5Zn合金系上添加微量Ag元素使钎料的起始熔化温度提高, 当Ag含量大于1.0%时, 起始熔点提高到220℃;同时Ag含量的增加使钎料的熔程缩短。
Sn-Zn系合金具有共晶特征, 如图3所示。值得注意的是, Sn-1.5Zn钎料的DSC曲线在198～204℃区间出现一个明显的Sn-Zn共晶相熔化峰, 当Ag含量为0.5%的钎料DSC曲线在198～201℃区间仍可见一个比较小的Sn-Zn共晶相熔化峰, 而当Ag的含量为1.0%及以上时该峰消失。添加Ag元素后, Zn趋向于与Ag形成AgZn金属间化合物[7,8]而使Sn-Zn共晶相减少, 从而使Sn-Zn共晶相熔化峰逐渐减弱甚至消失。
2.2Ag对钎料显微组织影响
图4为不同Ag含量的Sn-1.5Zn-xAg钎料的微
观组织照片。从图4可以看出, 亚共晶Sn-Zn-xAg钎料组织中并未发现针状的富Zn相, 从Sn-Zn合金二元共晶相图 (见图3) 可以确定, Sn-1.5Zn钎料组织由富Zn相固溶于β-Sn组成的Sn-Zn共晶相以及β-Sn相组成。Ag的含量从0增加到2.0%时, 钎料的显微组织明显细化, 即Ag 对Sn-Zn钎料合金具有细化作用。添加微量合金元素Ag易与Zn形成AgZn金属间化合物[7,8]从而细化钎料组织。
2.3Ag对钎料润湿性影响
图5和图6分别为不同温度下测得的钎料对铝基板的最大润湿力Fmax及润湿时间t0的实验结果。从图5及图6可以看出, 钎料在铝基板上的润湿性能随实验温度提高而改善, 表现为最大润湿力的增加以及润湿时间的缩短。当Ag含量从0.5%提高到2.5%时, 钎料的最大润湿力增加, 即添加Ag能提高钎料的最大润湿力;而Ag对钎料润湿时间t0的影响表现为当Ag含量为0%～1.5%时钎料润湿时间逐渐增加;而当Ag含量为2.0%时钎料润湿时间突然缩短。Sn-1.5Zn-2.0Ag钎料的最大润湿力略小于Sn-1.5Zn-2.5Ag钎料的最大润湿力, 但其润湿时间明显小于Sn-1.5Zn-2.5Ag钎料润湿时间;因此, 可以认为Ag含量为2.0%时钎料的对铝基板的润湿性最好。比较Sn-1.5Zn-xAg系钎料与Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料的润湿性, 发现Sn-1.5Zn-xAg系钎料的对铝基板的润湿性明显好于Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料。
2.4 钎焊接头抗腐蚀性能
图7为不同Ag含量的Sn-1.5Zn基钎料的钎焊接头在3.0%NaCl溶液中腐蚀寿命 (天数) 的比较。从图7可见, 随着Ag含量增加, Sn-1.5Zn-xAg钎料钎焊接头的抗腐蚀性有所改善, 但添加Ag并未能从根本上显著地提高Sn-1.5Zn-xAg钎料钎焊接头的抗腐蚀性。与Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料钎焊的铝接头抗腐蚀性相比, Sn-1.5Zn-xAg钎料钎焊的铝接头的抗腐蚀性明显要差。钱乙余等[10]研究认为含Ag钎料钎焊时与铝基体界面形成Ag-Al化合物是使钎焊接头的抗腐蚀增加的主要原因, 并应用键参数函数理论分析Ag-Al化合物形成机理。键参数函数理论认为, 两金属原子间形成化合物的难易程度可利用键强度f来判断, f值越大, 表明金属间的亲和力越大, 因此越有利于形成化合物。
两金属原子间的键强度函数f可表达如下:
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式中:Z/r为极化参数 (电荷-半径比) ;Δx为键合参数 (两元素的电负性差) 。
键强度f计算表明, Ag-Al之间化学亲和力 (f Ag -Al =7.995) 要明显大于Ag-Zn (fAg-Zn=3.718) 及Ag-Sn (fAg-Sn=2.403) 之间化学亲和力, 因此当Al, Sn, Zn同时存在时, Ag更易于Al形成化合物。钎焊时, Ag向Al表面扩散并发生化学选择吸附作用生成Ag-Al化合物, 但由于钎焊时间短, 致使界面Ag-Al化合物形成量有限从而使钎焊接头抗腐蚀性能提高不明显。
3结论
(1) 添加合金元素Ag能缩小Sn-1.5Zn-xAg系合金钎料的熔程, 同时细化钎料组织。
(2) 随着Ag含量从0.5%增加到2.5%, Sn-1.5Zn-xAg钎料的最大润湿力Fmax不断增加;但添加Ag也导致润湿时间增大;Ag含量为2.0%时钎料的润湿性最好;Sn-1.5Zn-xAg钎料对铝基板的润湿性要明显好于Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料。
(3) 添加Ag元素能提高Sn-1.5Zn-xAg钎料钎焊铝接头的抗腐蚀性, 但并不明显;Sn-1.5Zn-xAg钎料钎焊的铝接头的抗腐蚀性仍明显弱于Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料钎焊的铝接头。
摘要：研究了添加不同含量Ag元素对铝软钎焊用Sn-1.5Zn系钎料合金的熔化特性、显微组织、润湿性及钎焊接头抗腐蚀性能的影响。研究结果表明, Ag元素的添加缩短了Sn-1.5Zn钎料的熔程, 细化了显微组织;采用润湿平衡法测量结果发现, 添加Ag元素提高了钎料对铝基体的最大润湿力Fmax, 但使润湿时间t0增加;采用3% (质量分数) 浓度盐水溶液浸泡焊点实验结果表明, 添加Ag元素提高了钎焊接头的抗腐蚀性。
关键词：Sn-Zn钎料,铝软钎焊,润湿性,抗腐蚀性
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