耿遥祥
,
张志杰
,
王英敏
,
羌建兵
,
董闯
,
汪海斌
,
特古斯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00281
以具有最佳非晶形成能力的新型Fe-B-Si-Hf四元块体非晶合金团簇式成分[Si-B2Fe7.7Hf0.3]Fe (Fe72.5B16.7Si8.3Hf2.5)为基础,通过添加Fe原子获得了[Si-B2Fe7.7Hf0.3]Fe+Fex (x=0、1.5、2、2.5和3,原子个数)系列高Fe含量的Fe-B-Si-Hf四元合金成分。液态急冷、热分析和磁性测量结果表明,随着Fe原子数量的增加,非晶合金的形成能力逐渐降低,形成棒状块体非晶样品的临界尺寸由x=0时的2.5 mm降低到x=2时的1 mm。非晶样品的玻璃态转变温度、晶化温度和Curie温度随Fe原子数量的增加也整体上表现为降低的趋势。该系列非晶样品软磁性能优异,其中[Si-B2Fe7.7Hf0.3]Fe+Fe2 (Fe76.4B14.3Si7.1Hf2.2)块体非晶合金的饱和磁化强度和矫顽力分别为1.58 T和2.8 A/m。为建立高Fe含量Fe-B-Si-Hf非晶合金的结构-性能关联,构建了{[Si-B2Fe7.7Hf0.3]+[Fe-Fe14]x/15}Fe非晶合金的“双团簇”微观结构模型。结果表明,源于α-Fe的[Fe-Fe14]团簇的数量在Fe-B-Si-Hf四元非晶合金的性能变化中起决定作用。
关键词:
成分设计
,
Fe-B-Si-Hf块体非晶合金
,
软磁性能
,
“双团簇”模型
,
结构-性能关联
张志杰
,
钟明峰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00934
以［AlO4Al12(OH)24(H2O) 12］7+（简写为Al13）溶液为铝源, 采取湿化学的方法合成尖晶石及尖晶石氧化锆复合粉体. 采用27Al NMR、DSC-TG、XRD和FTIR等研究前驱体结构、反应过程及微结构演变. 将氯化镁、氢氧化钠混合研磨后加入Al13溶液中, 得到由Mg6Al2CO3(OH)16·4H2O 和 β-Al(OH)3组成的前驱体, 经过600℃煅烧形成尖晶石, 更高温煅烧产物仍为尖晶石单相. 以Al13、MgCl2·6H2O和ZrOCl2·8H2O为原料制备的前驱体经600℃煅烧, 同样获得尖晶石和四方相氧化锆. Al13粉末和尖晶石氧化锆复合粉体的FTIR谱显示, 归属于［AlO6］的吸收谱带由608cm-1移至 601cm-1, 归属于 ［AlO4］ 的吸收谱带由761cm-1 移至 723cm-1. 前驱体中形成的AlOMg键合是以Al13为铝源合成尖晶石和尖晶石氧化锆复合粉体具有低温合成的主要原因.
关键词:
Al13
,
spinel
,
spinel-zirconia
,
low temperature synthesize
张志杰
,
黄明亮
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00499
采用同步辐射实时成像技术对比研究了Cu/Sn-52In/Cu微焊点在120和180 ℃,2.0×104 A/cm2条件下液-固电迁移过程中In、Sn和Cu原子的扩散迁移行为及其对界面反应的影响。由于没有背应力,液-固电迁移条件下Sn-52In焊点中In原子的有效电荷数Z*为负值是其定向扩散迁移至阳极的物理本质,这与Sn-52In焊点固-固电迁移条件下背应力驱使In原子迁移至阴极的机理不同。基于液态金属焓随温度的变化关系,修正了计算液态金属Z*的理论模型,计算获得In原子在120和180 ℃下的Z*分别为-2.30和-1.14,为电迁移方向提供了判断依据。液-固电迁移过程中In和Cu原子同时由阴极扩散至阳极并参与界面反应使得界面金属间化合物(intermetallic compounds,IMC)生长表现为“极性效应”,即阳极界面IMC持续生长变厚,并且厚于阴极界面IMC,温度越高,界面IMC的“极性效应”越显著。液-固电迁移过程中阴极Cu基体的溶解与时间呈抛物线关系,温度越高,阴极Cu的溶解速率越快。
关键词:
电迁移
,
Sn-52In微焊点
,
有效电荷数
,
界面反应
,
金属间化合物
黄明亮
,
周少明
,
陈雷达
,
张志杰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00401
研究了Cu/Sn/Ni-P线性焊点在150和200℃,电流密度1.0×104 A/cm2的条件下化学镀Ni-P层消耗及其对焊点失效机理的影响.结果表明,在Ni-P层完全消耗之前,阴极界面的变化表现为:伴随着Ni-P层的消耗,在Sn/Ni-P界面上生成Ni2SnP和Ni3P;从Ni-P层中扩散到钎料中的Ni原子在钎料中以(Cu,Ni)6Sn5或(Ni,Cu)3Sn4类型的IMC析出,仅有很少量的Ni原子能扩散到对面的Cu/Sn阳极界面.当Ni-P层完全消耗后,阴极界面的变化主要表现为:空洞在Sn/Ni2SnP界面形成,Ni3P逐渐转变为Ni2SnP,空洞进一步扩展形成裂缝,从而导致通过焊点的实际电流密度升高、产生的Joule热增加,最终导致焊点发生高温电迁移熔断失效.
关键词:
电迁移
,
化学镀Ni-P
,
界面反应
,
金属间化合物
,
失效
黄明亮
,
张志杰
,
冯晓飞
,
赵宁
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00402
研究了230℃,5×103 A/cm2条件下液-固电迁移对Ni/Sn-9Zn/Ni线性焊点界面反应的影响.在液-固电迁移过程中,Ni/Sn-9Zn/Ni焊点表现出明显的反极性效应,即阴极界面金属间化合物(IMC)持续生长变厚,并且一直厚于阳极界面IMC.由于排除背应力的影响,Sn-9Zn液态钎料中Zn原子的反常迁移行为归因于其有效电荷数在高温下为正值,即在电子风力作用下Zn原子向阴极界面定向迁移,从而导致焊点在液-固电迁移过程中发生反极性效应.回流焊后,Ni/Sn-9Zn/Ni焊点两侧界面上均生成了较薄的Ni5Zn21层.液-固界面反应过程中(无电流)焊点两侧界面IMC均随时间延长而生长变厚,从而消耗钎料中的Zn原子并使界面处的相平衡发生变化,导致界面IMC由Ni5Zn21转变为Ni5Zn21+(Ni,Zn)3Sn4].与之相较,液-固电迁移过程中阴阳两极界面IMC的类型一直为Ni5Zn21,并未发生IMC类型的转变.这是由于,在电子风力作用下,阴极界面附近钎料中Zn原子的含量充足,Zn与Ni反应生成Ni5Zn21型IMC;同时,电子风力也阻碍了Zn原子向阳极界面的扩散,从而抑制了阳极界面IMC的生长,导致界面IMC较薄,因此阳极界面也未发生IMC类型的转变.此外,运用反证法进一步验证了Zn的有效电荷数在高温下是正值.
关键词:
反极性效应
,
Sn-9Zn焊点
,
电迁移
,
界面反应
,
金属间化合物
张志杰
,
钟明峰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00934
以[AlO4Al12(OH)24(H2O) 12]7+(简写为Al13)溶液为铝源,采取湿化学的方法合成尖晶石及尖晶石氧化锆复合粉体. 采用27Al NMR、DSC-TG、XRD和FTIR等研究前驱体结构、反应过程及微结构演变. 将氯化镁、氢氧化钠混合研磨后加入Al13溶液中,得到由Mg6Al2CO3(OH)16*4H2O 和β-Al(OH)3组成的前驱体,经过600℃煅烧形成尖晶石,更高温煅烧产物仍为尖晶石单相. 以Al13、MgCl2*6H2O和ZrOCl2*8H2O为原料制备的前驱体经600℃煅烧,同样获得尖晶石和四方相氧化锆. Al13粉末和尖晶石氧化锆复合粉体的FTIR谱显示,归属于[AlO6]的吸收谱带由608cm-1移至 601cm-1,归属于 [AlO4] 的吸收谱带由761cm-1 移至 723cm-1. 前驱体中形成的Al O Mg键合是以Al13为铝源合成尖晶石和尖晶石氧化锆复合粉体具有低温合成的主要原因.
关键词:
Al13
,
尖晶石
,
尖晶石氧化锆
,
低温合成
