超声作用下Ni/Sn/Ni钎焊界面金属间化合物的演变

作者：刘赟; 俞伟元; 王艳红; 孙学敏

来源：稀有金属材料与工程, 2020, 49(04): 1402-1408.

• 超声波
• 金属间化合物
• 生长动力学
• 沟槽

对比研究了超声作用和无超声作用下Ni/Sn/Ni钎焊界面金属间化合物的形成和演变规律。结果表明,无超声作用时,Ni/Ni3Sn4界面较为平直且致密,而Sn/Ni3Sn4界面被液态Sn钎料逐渐溶解而呈扇贝状,并且有少量Ni3Sn4分布在焊缝中。其次,界面金属间化合物(intermetallic compound, IMC)层厚度与时间呈抛物线关系,Ni3Sn4的生长受体扩散的控制。超声作用下,声空蚀作用使得界面Ni3Sn4发生溶解而形成很多沟槽,甚至在界面IMC的局部区域出现了"neck"状连接,重新为母材Ni原子向钎料的溶解打开了通道,在声流的辅助作用下促进母材的溶解。随着超声时间的增加,声空化作用将界面"neck"状连接的细长的Ni3Sn4晶粒打碎而进入焊缝,使得界面IMC逐渐减薄。进入焊缝的Ni3Sn4进一步在空化作用下溶解和破碎,最终大量细小的Ni3Sn4均匀分布在焊缝中。

• 单位
  兰州理工大学