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热膨胀系数

发布时间:2012/10/7 11:45:25 访问次数:3971

    在OoC~lOOoC之间,纯锡BTS100 的CTE是23.5×10-6,纯铅的CTE是29×10-6,63Sn37Pb合金的CTE是24.5×10-6,从室温升到183℃,体积会增大1.2%,而从183℃降到室温,体积的收缩却为4%,故锡铅焊料焊点冷却后有时有微微的缩小现象。在25~100 0C的温度范围内,玎一相Cr16Sn5的CTE约为20.0×10“,占一相CU3Sn的CTE是18.4×10“,可见,CU3Sn与63Sn37Pb的CTE之差为最大,这也是CU3Sn易引起焊点缺陷的内因。
    7.2.4铅在焊料中的作用
    焊料中的锡在焊接过程中,因冶金反应与母材金属形成合金,而铅在300 0C以下几乎不参与反应。那么,为什么还要把铅作为焊料的一种成分呢?这是因为在锡中加入铅后,可获得锡和铅都不具有的优良特性,其表现为:
    ①降低熔点,便于焊接。如7.2.3节所述,锡的熔点为231.9 0C,铅的熔点为327.4 0两者都比焊料熔化温度183℃高,如把锡铅两种金属混合,则其合金的熔点比两种金属熔点都低,所以焊接过程操作方便。
    ②改善机械性能。由于铅的加入,其锡铅金属的机械性,无论抗拉强度还是剪切强度妁比其单一成分要提高一倍之多(见7.2节)。
    ③降低表面张力。锡铅合金的表面张力比纯锡的表面张力低,故焊料的扩展性、黏度比纯锡低,故有利于焊料在被焊金属表面上的润湿。
    ④抗氧化。将铅掺入锡中,就可以增加焊料的抗氧化性能,减少氧化量。
    7.2.5锡铅焊料中的杂质
    焊料中主要成分是锡与铅,有时有其他微量金属以杂质的形式混入。有些杂质是无害的,微量金属的加入反而能起到改善焊料特性的作用,这就不能单纯地作为杂质来处理了;有些杂质则不然,即使混入微量,也会对焊接操作和焊接点的性能造成各种不良的影响。
    下面首先介绍有害杂质对焊料性能的影响。
    锌( Zn):当含量达0.001%左右时,其影响就会表现出来:如达0.01%,就会对焊点的外观、焊料的流动性及润湿性造成不良影响。它是焊接工作中最忌讳的金属之一。
    铝(Al):此金属也对焊料的流动性和润湿性有害,它不但影响外观和操作,而且容易发生氧化和腐蚀。含量达0.001%时,其影响就会表现出来。
    镉(Cd):它具有降低熔点的作用,并能使焊料的晶粒变得粗大而失去光泽。如含量超过0.001%,就会使流动性降低,使焊料变脆。
    在OoC~lOOoC之间,纯锡BTS100 的CTE是23.5×10-6,纯铅的CTE是29×10-6,63Sn37Pb合金的CTE是24.5×10-6,从室温升到183℃,体积会增大1.2%,而从183℃降到室温,体积的收缩却为4%,故锡铅焊料焊点冷却后有时有微微的缩小现象。在25~100 0C的温度范围内,玎一相Cr16Sn5的CTE约为20.0×10“,占一相CU3Sn的CTE是18.4×10“,可见,CU3Sn与63Sn37Pb的CTE之差为最大,这也是CU3Sn易引起焊点缺陷的内因。
    7.2.4铅在焊料中的作用
    焊料中的锡在焊接过程中,因冶金反应与母材金属形成合金,而铅在300 0C以下几乎不参与反应。那么,为什么还要把铅作为焊料的一种成分呢?这是因为在锡中加入铅后,可获得锡和铅都不具有的优良特性,其表现为:
    ①降低熔点,便于焊接。如7.2.3节所述,锡的熔点为231.9 0C,铅的熔点为327.4 0两者都比焊料熔化温度183℃高,如把锡铅两种金属混合,则其合金的熔点比两种金属熔点都低,所以焊接过程操作方便。
    ②改善机械性能。由于铅的加入,其锡铅金属的机械性,无论抗拉强度还是剪切强度妁比其单一成分要提高一倍之多(见7.2节)。
    ③降低表面张力。锡铅合金的表面张力比纯锡的表面张力低,故焊料的扩展性、黏度比纯锡低,故有利于焊料在被焊金属表面上的润湿。
    ④抗氧化。将铅掺入锡中,就可以增加焊料的抗氧化性能,减少氧化量。
    7.2.5锡铅焊料中的杂质
    焊料中主要成分是锡与铅,有时有其他微量金属以杂质的形式混入。有些杂质是无害的,微量金属的加入反而能起到改善焊料特性的作用,这就不能单纯地作为杂质来处理了;有些杂质则不然,即使混入微量,也会对焊接操作和焊接点的性能造成各种不良的影响。
    下面首先介绍有害杂质对焊料性能的影响。
    锌( Zn):当含量达0.001%左右时,其影响就会表现出来:如达0.01%,就会对焊点的外观、焊料的流动性及润湿性造成不良影响。它是焊接工作中最忌讳的金属之一。
    铝(Al):此金属也对焊料的流动性和润湿性有害,它不但影响外观和操作,而且容易发生氧化和腐蚀。含量达0.001%时,其影响就会表现出来。
    镉(Cd):它具有降低熔点的作用,并能使焊料的晶粒变得粗大而失去光泽。如含量超过0.001%,就会使流动性降低,使焊料变脆。

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