功率超声对Cu/Sn体系溶解行为的影响

来源期刊：稀有金属材料与工程2020年第8期

论文作者：俞伟元 雷震 孙学敏 吴保磊 孙军刚

文章页码：2724 - 2729

关键词：溶解机制;无铅钎料;可视化;

摘    要：采用浸没法研究了在523、553和573 K的温度下有无超声作用Cu/Sn体系的溶解行为。实验发现超声波作用下Cu丝在熔融Sn中的溶解速率是无超声作用的6.796～24.106倍。结合有限元模拟的方法分别从超声波空化效应、微射流效应和声流效应等角度出发解释这一现象。结果表明,空化泡坍塌瞬间会在Cu/Sn界面的局部产生1500 K左右的高温,不但提高了Cu在Sn液中的固溶度极限,而且使"微点"区域Cu发生熔化;微射流效应能减薄金属间化合物(IMC)层厚度和改变其形貌,增加了原子扩散的通道;声流效应会产生搅拌作用,将Cu/Sn固液界面前沿的溶质Cu原子不断推向Sn液内部,使溶质原子溶度一直低于饱和溶解度。综合以上各方面的因素使得超声波作用下固体Cu在Sn液中溶解量和溶解速率显著增大。