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無鉛焊錫膏的特性及現象
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形成錫基質相位的共晶結構和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。(無鉛
焊錫膏
)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沒有發現相位轉變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應。而在溫度動力學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(無鉛焊錫膏),相對較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質的錫/銀/銅三重合金中,可通過建立一個長期的內部應力,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顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越細小,越可以有效的分隔錫基質顆粒,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機制,因此延長了提升溫度下的疲勞壽命。
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