超声作用下Ni/Sn/Ni钎焊界面金属间化合物的演变

来源期刊：稀有金属材料与工程2020年第4期

论文作者：刘赟 俞伟元 王艳红 孙学敏

文章页码：1402 - 1408

关键词：超声波;金属间化合物;生长动力学;沟槽;

摘    要：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。