材料失效分析(精选).doc

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1、关于散装无铅焊料的脆性到塑形断裂的转变温度的硏究姓名：肖升宇专业：材料科学与工程学号：0926000333摘要断裂韧性的散装锡，锡铜无铅焊料，锡银和测量功能温度通过一个摆锤冲击试验（冲击试验）O韧脆断裂转变他们发现，即急剧变化，断裂韧性，相比没有转变为共晶锡铅。过渡温度高纯锡，Sn-o.5%铜和Sn-0.5%铜（银）合金在-125°C含有Ag的焊料显示过渡在较高温度:在范围78到45-°-。C最高转变温度45°C-0测定锡-5%银，这是球以上的只有30-。角的增加的银内容变化的相变温度较高的值，这可能与高SnAg3颗粒体积分数的焊料的量。这些结果被

2、认为是非常重要的选择最好的无铅焊料组合物。简介由2006年七月份。铅的使用电子在欧洲将被禁止，以及无铅焊料应取代锡铅焊料，常用于微电子领域超过50年。许多以Sn为基体的焊料针对于过去几年进行深入研究，如锡银，铜，Sn-Ag-Cu等等，特别是关于其可靠性，工作是远远没有完成。自从这个“软”铅被从焊料中提取出来之后，导致无铅焊料不容易变行和增长了当地积累的应力水平，这也增加了裂缝成核的概率。这显着影响着主要焊点的失效模式，即焊料疲劳。这是众所周知的…些金属松动的低温延性，并表现出脆性断裂模式。因此，韧性到脆性转变温度是一个重要参数。至于我们的知识，只有

3、现有无铅合金的数据，见迈耶[1],显示出锡5%银的转变温度为-25。,相比没有过渡锡，铅-1.5Ag93.5%o这其实是相当令人失望，因为许多标准热循环试验开始温度低至-40甚至-60°C,这会影响故障模式。此外，这个温度范围也有一些应用程序，例如航天。“本文的目的是研究儿大部分含铅量焊料的脆性到韧性骨折转变温度。实验I众所周知的一个摆锤冲击试验，“摆锤试验”，用以确定在断裂消耗的能源量，这是一个断裂韧性的措施材料，如温度的功能。“实验装置如图1所示。对7种合金材料做了测试，结果如下：•99.99wt.%Sn•Sn~0.7wt.%Cu,•Sn~0.

4、7wt.%Cu(0.lwt.%Ni)•Sn-3wt%Ag-0.5wt%Cu,•Sn-4wt%Ag-0.5wt%Cu•Sn~5wt%Ag•Sn-37wt.%Pb,作为参考H根据所进行的测试ASTME23标准的V型缺口样品大小为10xl0x55mnio对丁某些样本大小为5x5x55mm的合金被使用，由丁•貝有有限的物质可用。锤能量为50J和冲击速度为3.8米/秒。能源锤358J被用于多次测量时吸收能量大丁50Jo结果是由截面样品表面正常化导致的。样品温度的变化范围：-195。C至100。C间，通过过线加热/冷却系统实现的。加热在热水和干冰的冷却（粉C0

5、2）或液体乙醇用液氮冷却。继ASTME23标准，样品在所需的温度下回火10分钟然后转移到机器和测试不到10秒钟。图2中的结杲显示出显示无铅焊料断裂模式的改变来自于韧性到脆性的改变。他们所有的断裂韧性随着温度的下降而增加，只是在过渡期之前达到其最大温度。断裂韧性是结合强度和韧性。弹性属性的含铅量（E-弹性模量和屈服强度）焊料有显着增加随着温度的降低，但是无显着变化延性［2］,从而导致增加断裂韧性。在转变温度，发生了一个断裂韧性的急剧变化。变化中吸收的能量约一量级，这是一•个从韧性到脆性破坏模式改变的明确指示。转变温度，“安全”的应用间隔和过渡类型总结

6、在表一中。被注意到了在低温环境下Sn-Pb焊料逐渐火去了延展性，但是并没有发现其中的急剧转变。相反，急剧转变却在无铅焊料中被发现了。转变温度相对较低。研究表明所有焊料延展温度在-30。C以上，这种韧性对丁大多数应用已经足够To分析含铅量焊料可以分为2组：低转变温度-•组和较高的组。第一组由99.99%,锡,锡-0.7wt%Cu和Sn-0・7wt%铜（镰）焊料以及转变温度约-130°C和一个“安全”的范围在-120°C以上。这可能关系到纯锡的内在属性和含少量的铜或铜（镰）不造成重大的变化。相反，在他含量的增加明显更有价值改变转变温度范围在-78°C到

7、-45°C。在锡中添加5wt%的银被测出含有最高转变温度，为-45°C,已经公布了相当对应的数据［1］。三个有代表性的断II样品在图3-5所示，即纯锡，锡5%Ag和SN-37%的铅。图3-5ao是相应的断裂韧性类型（高温）和图3-5,b:到脆的那个（低温）。这两种类型的无铅合金的断裂面显然不同。高温下那一组是阴暗和纤维表明是在高塑韧性断裂后变形的。在低温的一组，这光泽和结晶表明是脆性断裂。另一方面，sn-Pb焊料的断口没有显着差异，他们都是阴暗面。断II结果很好地符合了摆锤冲击的测量试验，明确的呈现出脆性到韧性的过渡，无铅焊料和无急剧转变的情况下的

8、锡铅焊锡。研究了合金的微观结构由图6显示。比较图6屮的a和b,最初的纯锡样品和同一个合金后脆性断裂在微观结构之间并没有显示