电真空器件用银基梯度钎料的研究

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在电真空器件钎焊材料中,以往的多级钎焊材料基本使用Au基钎料,但是金的价格相对比较昂贵,不利于资源的长久发展与利用,设计出三种不同成分的Ag-Cu-Pd钎料,以满足在某些电真空器件钎焊的实际需要,从而取代成本较高的Au基钎料。采用金属熔体快淬设备制备出Ag-Cu-Pd合金箔,厚度为10um~70um,利用差示扫描量热仪(DSC)对合金的熔化特性进行分析,对合金的润湿性能、钎焊接头的力学性能进行研究,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪(XRD)分别对合金的的显微组织、物相组成及断口形貌进行研究。主要结论如下:  通过对一系列的Ag-Cu-Pd钎料合金进行DSC的分析,确定了一级钎料成分为Ag-30Cu-30Pd,固相线温度为900℃,液相线温度为980℃,二级钎料为Ag-30Cu-25Pd,固相线温度为855℃,液相线温度为890℃,三级钎料为Ag-30Cu-10Pd,固相线温度为810℃,液相线温度为835℃。  分别对Ag-Cu-Pd系列钎料在铜基板上的润湿性能进行测试,得到的铺展面积为314mm2~339mm2,润湿角为12.6°~15.1°,钎料的润湿性能优良。对Ag-Cu-Pd钎料在液相线温度以上20~40℃以上进行钎焊,钎焊接头的抗剪切强度达到175MPa~203MPa,钎焊接头的抗拉强度达到169~227MPa,钎料焊接的力学性能好。  通过扫描电镜、能谱分析、XRD对钎焊接头的微观组织结构和形貌进行与观察分析,焊缝主要由面心立方结构的富Ag的α相,富Cu的β相组成,其中富Ag相分布焊缝的最中心,Cu分布在富Ag相的两侧,Pd固溶在α相和β相中。  对钎料的对接接头断口及剪切断口进行微观组织分析,断口上有很多深浅不一的韧窝存在,有明显的韧性断裂的特性,对断口表面的成分分析发现,断口断裂位置为钎焊接头的富Ag相区域。
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