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銀銅鈦是銀基含有銅和鈦的三元活性釬料合金,常用成分有AgCu34.5Ti1.5,AgCu26.5Ti3和AgCul0Ti4等,它們的熔點依次為770~810℃、780~805℃和771~825C。AgCuTi合金材料呈等軸晶組織,金屬間化合物成顆粒狀和塊狀分布,具有適宜的固/液相線溫度、優良的濕潤性、及較高的釬焊結頭強度等性能,是連接金屬與眾多陶瓷及碳材料的理想釬料,解決了很多傳統釬焊的難題,利用Ag-Cu-Ti活性金屬填料在陶瓷連接領域的潤濕原理,有效改善了陶瓷和金屬釬焊之間熱膨脹係數差異較大而導致的殘餘應力問題。活性釬料簡化了工藝流程,提升了產品質量,其材料特性使得它在諸多領域得到廣氾應用。
一、材料特性
銀銅鈦活性釬料的材料性能包括以下幾個方面:
1、濕潤性優良:AgCuTi合金具有優良的潤濕性,這使得它在陶瓷與陶瓷、金屬與陶瓷以及碳材料之間的釬焊連接中表現出色,潤濕性的好坏直接影響釬焊接頭的質量和可靠性。有實驗表明AgCuTi在Cu、TA1、TC4等不同的基底上表現出優良的濕潤性及鋪展性。 2、抗腐蝕性好:有實驗証明,鈦能改善銀銅合金的綜合力學性能,添加鈦的合金具有較好的抗海水腐蝕能力,該材料可推廣用做航海船隻的儀表節點材料。 3、耐磨性高:銀銅鈦合金金屬件化合物分布均勻,Ti的存在能細化銀銅合金的晶粒,晶界增多,起到強化合金的作用,使合金的硬度和強度提高,從而提高材料的耐磨性。 4、導電和導熱性好:AgCuTi釬料釬焊過程中可以迅速傳遞熱量,並能實現良好的電流導通,這種特性使得銀銅鈦釬料在電子器件的組裝和製造中得到廣氾應用。 5、適配性高:銀銅鈦焊料適用於多種材料及復合陶瓷與活性金屬的連接,包括陶瓷-陶瓷、陶瓷-金屬和金屬-金屬的組合。 6、加工性好:AgCuTi焊料可以通過軋制、急冷等方法制備成帶材,也可以製造成合金粉末或焊膏,方便不同類型的焊接應用。
二、應用領域
1、電子器件領域
AgCuTi活性釬料是常用的AMB活性焊料之一,具有良好的潤濕性,能潤濕氧化物、碳化物、氮化物和碳基體,在IGBT上應用廣氾,能在一定程度上有效解決IGBT大功率半導體器件的散熱問題。目前該技術不僅在汽車領域,還在航天、軌道交通、工業電網領域廣氾應用。
2、電器製造領域
AgCuTi活性釬料在中等負荷或重負荷電器中做電接觸材料,導電及導熱特性使其能夠有效地承受電氣設備中的高電流和高溫,從而保証了電接觸的穩定性和可靠性。廣氾用於暖通空調和制冷系統的焊接材料。
3、醫療領域
活性釬焊合金被廣氾用於醫療行業中體積小且易碎部件的連接,醫療設備在設計、成型和製造過程中必須保証精度,通過釬焊方式組裝精密的醫療設備,例如需要連接不同材料的手朮器械、牙科鑽頭、X射線設備等。
4、航空航天領域
活性金屬釬焊不僅效率高,而且可以形成堅固的密封效果,能夠承受較高的工作溫度。AgCuTi活性釬料可以用於釬焊航空航天和工業渦輪發動機的噴嘴、發動機傳感器組件和新型渦輪葉片系統。
陶瓷與金屬的連接在微電子封裝、金屬陶瓷密封、真空管、藍寶石金屬窗口等方面具有潛在的應用。AgCuTi活性釬料的材料性能不僅滿足了各行業對高質量連接材料的需求,也為未來的技術創新提供了有力的支持。隨着研究的深入與技術的不斷進步,銀銅鈦活性釬料必將在更多領域中發揮重要作用,推動相關產業的快速發展。
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