高温钎料的研究进展及展望

来源：核心期刊咨询网时间：2019-05-15 09:5312

摘要：【摘 要】着重讲述了贵金属基钎料、Cu基钎料、 Ti基钎料及 Ni基钎料四类高温钎料，概述了这四类钎料的最新研究成果及发展状况，并分析了每种钎料的优缺点及应用范围，同时为了提高高温钎料的应用范围及突破创新，对高温钎料的研究方向进行了展望。 【关键词

　　【摘 要】着重讲述了贵金属基钎料、Cu基钎料、 Ti基钎料及 Ni基钎料四类高温钎料，概述了这四类钎料的最新研究成果及发展状况，并分析了每种钎料的优缺点及应用范围，同时为了提高高温钎料的应用范围及突破创新，对高温钎料的研究方向进行了展望。

　　【关键词】高温钎料;贵金属基钎料;Cu基钎料;Ti基钎料;Ni基钎料

　　0 前言

　　釬焊是人类最早使用的材料连接方法之一，在人类尚未开始使用铁器时，就已经发明用钎焊来连接金属。钎焊不仅对母材的物理化学性能影响小，而且对焊接应力和变形影响也较小，可焊接性能差别较大的异种金属，广泛应用于机械、电机、无线电等部门，微波波导、电子管和电子真空器件的制造也同样需要钎焊技术。钎焊钎料按熔化温度可以分为软钎料和硬钎料。SnPb合金软钎料的熔点低、润湿性较好、性能优良，被广泛应用于电子表面封装SMT的电路板及电子元器件的钎焊封装中[1]，同时为了减少铅对环境的污染，一些研究者对含铅钎料进行改性，如温荣等人[1]以BiSbCuSn无铅钎料为基体，加入Er来改善其力学性能。张鑫等人[2]制备了Ni含量不同的Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE-xNi钎料来提高钎料合金的性能。而软钎料主要用于食品和电子工业中导电、气密器件的焊接。

　　目前对于软钎料体系已比较成熟，但航空航天、电子元器件等领域应用的高温钎料的研究还不够完善，因此本文对四种常见高温钎料的研究现状进行概述，并对其优缺点进行分析，并对高温钎料未来的发展进行展望。

　　1 贵金属基钎料

　　贵金属基钎料使用历史悠久，品种较多，大致可分为银基焊料、金基焊料、钯基焊料和铂基焊料四大类，多应用于电子工业、微电子封装、真空多级钎焊、高温技术、饰品制造业及航空航天等领域;但也存在着加工性能差、经济成本高、含致毒污染元素等缺点。

　　江苏科技大学吴铭方等人[3]在1043～1393K、3～60min条件下，采用(Ag72Cu28)97Ti3对Al2O3/Nb进行钎焊，实验测得当钎焊温度为1093K、钎焊时间为15min时，接头剪切强度最高，达223MPa。利用(Ag72Cu28)97Ti3使得Al2O3陶瓷与金属Nb更好地结合，可应用于微型核反应堆工程。

　　西北有色金属研究院贵研所柏文超等[4]利用新型PdNiAgCrMo高温钎料钎焊连接GH625合金，Pd与合金中的Ni形成固溶体，使得钎焊接头的高温抗拉强度达到368.4MPa，提高了钎焊接头的耐高温、抗腐蚀的性能。

　　Ren-Kae Shiue等[5]采用填充金属Au-22Ni-8Pd(BAu-6) 对Ti50Ni50和316LSS进行焊接，研究测得在1050℃下钎焊180～300s，钎焊接头抗剪强度发生变化，钎焊时间为300s时抗剪强度可达204MPa。

　　郭菲菲等[6]对Ag-Cu-Pd钎料中Pd含量进行分析，实验测得当Pd含量为10%和20%时钎料可以获得良好铺展性，而Pd含量继续增加时钎料合金铺展性有所降低。

　　廖行等[7]利用电磁压制和粉末冶金技术相结合的新工艺制备了Ag40Cu23Zn31In4Ni2银基钎料箔片，并通过实验对其润湿性进行检验，测得在1300V电压下压制的压坯在650℃下烧结得到的钎料箔片其铺展面积可以达到298.5mm2，润湿性良好，可以满足Ag40Cu23Zn31In4Ni2银基钎料的使用要求。

　　2 Cu基钎料

　　Cu基钎料作为一种高温钎料，一方面具有适中的熔化温度，可有效减少钎焊过程对合金母材的影响;另一方面加工性能较好，易制备成箔带状，能满足大多数钎焊场合的使用。

　　西北工业大学王忠平等[8]在Cu-Zn-Mn合金中加入不同含量(0-2 wt.%)的钴来细化钎料中的疏松组织，发现加入 1.5-2.0wt.%的钴时，即图1中的4号和5号样，在自然冷却条件下，钎料晶粒度可达到8-9级，从而提高钎料耐热性，抑制钎料低温脆性。

　　北京有色金属总院吕宏等人[9]研究了一种组成为CuSiAlTi的铜基钎料，钎焊温度可以在1020-1100℃之间，并且使用这种钎料钎焊SiC陶瓷和铌合金时，在500℃时接头三点弯曲平均强度最高达到290MPa。

　　邹家生等人[10]采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料对Si3N4陶瓷进行了真空钎焊连接，经过实验测得，在钎焊温度为1223K时，接头强度为79MPa;在1323K，保温120min时，接头强度达到160MPa。非晶态的Cu钎料可以加快高温钎焊过程中原子的扩散和界面反应，减小接头的残余应力，并且可以提高接头强度，从而利于陶瓷间的连接。

　　推荐阅读：《广州化工》是广州市化学化工学会，广州市化工行业协会和广州化工研究设计院(前身为广州市化学工业研究所)联合主办的综合性化工科技刊物。

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