银铜钛是银基含有铜和钛的三元活性钎料合金,常用成分有AgCu34.5Ti1.5,AgCu26.5Ti3和AgCul0Ti4等,它们的熔点依次为770~810℃、780~805℃和771~825C。AgCuTi合金材料呈等轴晶组织,金属间化合物成颗粒状和块状分布,具有适宜的固/液相线温度、优良的湿润性、及较高的钎焊结头强度等性能,是连接金属与众多陶瓷及碳材料的理想钎料,解决了很多传统钎焊的难题,利用Ag-Cu-Ti活性金属填料在陶瓷连接领域的润湿原理,有效改善了陶瓷和金属钎焊之间热膨胀系数差异较大而导致的残余应力问题。活性钎料简化了工艺流程,提升了产品质量,其材料特性使得它在诸多领域得到广泛应用。
一、材料特性
银铜钛活性钎料的材料性能包括以下几个方面:
1、湿润性优良:AgCuTi合金具有优良的润湿性,这使得它在陶瓷与陶瓷、金属与陶瓷以及碳材料之间的钎焊连接中表现出色,润湿性的好坏直接影响钎焊接头的质量和可靠性。有实验表明AgCuTi在Cu、TA1、TC4等不同的基底上表现出优良的湿润性及铺展性。
2、抗腐蚀性好:有实验证明,钛能改善银铜合金的综合力学性能,添加钛的合金具有较好的抗海水腐蚀能力,该材料可推广用做航海船只的仪表节点材料。
3、耐磨性高:银铜钛合金金属件化合物分布均匀,Ti的存在能细化银铜合金的晶粒,晶界增多,起到强化合金的作用,使合金的硬度和强度提高,从而提高材料的耐磨性。
4、导电和导热性好:AgCuTi钎料钎焊过程中可以迅速传递热量,并能实现良好的电流导通,这种特性使得银铜钛钎料在电子器件的组装和制造中得到广泛应用。
5、适配性高:银铜钛焊料适用于多种材料及复合陶瓷与活性金属的连接,包括陶瓷-陶瓷、陶瓷-金属和金属-金属的组合。
6、加工性好:AgCuTi焊料可以通过轧制、急冷等方法制备成带材,也可以制造成合金粉末或焊膏,方便不同类型的焊接应用。
二、应用领域
1、电子器件领域
AgCuTi活性钎料是常用的AMB活性焊料之一,具有良好的润湿性,能润湿氧化物、碳化物、氮化物和碳基体,在IGBT上应用广泛,能在一定程度上有效解决IGBT大功率半导体器件的散热问题。目前该技术不仅在汽车领域,还在航天、轨道交通、工业电网领域广泛应用。
2、电器制造领域
AgCuTi活性钎料在中等负荷或重负荷电器中做电接触材料,导电及导热特性使其能够有效地承受电气设备中的高电流和高温,从而保证了电接触的稳定性和可靠性。广泛用于暖通空调和制冷系统的焊接材料。
3、医疗领域
活性钎焊合金被广泛用于医疗行业中体积小且易碎部件的连接,医疗设备在设计、成型和制造过程中必须保证精度,通过钎焊方式组装精密的医疗设备,例如需要连接不同材料的手术器械、牙科钻头、X射线设备等。
4、航空航天领域
活性金属钎焊不仅效率高,而且可以形成坚固的密封效果,能够承受较高的工作温度。AgCuTi活性钎料可以用于钎焊航空航天和工业涡轮发动机的喷嘴、发动机传感器组件和新型涡轮叶片系统。
陶瓷与金属的连接在微电子封装、金属陶瓷密封、真空管、蓝宝石金属窗口等方面具有潜在的应用。AgCuTi活性钎料的材料性能不仅满足了各行业对高质量连接材料的需求,也为未来的技术创新提供了有力的支持。随着研究的深入与技术的不断进步,银铜钛活性钎料必将在更多领域中发挥重要作用,推动相关产业的快速发展。