工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的環(huán)境保護意識越來(lái)越強,國內外已經(jīng)制定法規明確規定限制有毒材料的使用。因此,開(kāi)發(fā)避免污染、能替代傳統合金的綠色釬料成為釬焊工業(yè)所面臨的重要課題之一。例如,國內外許多研究人員已經(jīng)或正致力于無(wú)鉛釬料(Lead -Free Solder) 及無(wú)鎘釬料(Cadmium -Free Solder) 的研制。同時(shí),新研制的釬料合金還要遵循降低成本兼提高性能的原則。例如,用于芯片釬焊的軟釬料合金向高強度、高可靠性方向發(fā)展,而其發(fā)展的原則是合金不含貴金屬,機械性能又介于軟釬料和金基釬料之間。

Sn/ Pb 釬料一直得到人們的重用,這是與其優(yōu)異的性能和低廉的成本分不開(kāi)的。Pb 基釬料一般比較軟,可吸收由于芯片與基板之間的熱膨脹不匹配而引起的機械應變。但若機械應力不斷反復(加上熱循環(huán)) ,就會(huì )在釬料的晶界處發(fā)生應變積累,以至產(chǎn)生微裂紋而導致熱阻的增加,最終引起疲勞破壞。而且Pb 及其化合物在人體內積累到一定程度后會(huì )有致癌作用。Sn 由于易與各種金屬形成金屬間化合物,熔點(diǎn)低,因此常作釬料基使用。以Sn為基體的釬料的潤濕性比以Pb 為基體的釬料更好,同時(shí),Pb 可提高Sn 基釬料的抗氧化性,降低Sn 釬料的熔點(diǎn)。所以,SMT 用高可靠釬料的基體主要是Sn、Pb 合金。目前用于芯片的主要釬料為Sn/ Pb 系基材料。

但是目前電子產(chǎn)品在向微型化、高密度、高性能方向發(fā)展,焊點(diǎn)尺寸越來(lái)越小,而其所承受的熱學(xué)、電學(xué)及力學(xué)載荷卻都越來(lái)越高,要求釬料具有優(yōu)良的抗疲勞、蠕變性能。傳統的Sn/ Pb 釬料抗蠕變性能差[1 ],已經(jīng)不能滿(mǎn)足使用要求。在其它領(lǐng)域也對釬料合金性能不斷提出要求,如汽車(chē)行業(yè)中需求復合釬料,陶瓷與金屬的釬接時(shí)需要非晶態(tài)釬料,還有熱敏感電子元器件要求釬料具有低熔點(diǎn)特性等等。因此,對性能、成本均理想的綠色釬料合金的研制成為研究熱點(diǎn)。

1 　釬料合金的研制狀況

1. 1 　釬料合金無(wú)毒化

1. 1. 1 　無(wú)鉛釬料

美國的IBM、AT&T、Bell 等公司,Sandia 國家實(shí)驗室和加州大學(xué)Berklry 分校等機構的重要金屬功能研究小組都投入相當的力量開(kāi)展無(wú)鉛釬料的研究。Brain Craig 和Ning - Cheng Lee 認為無(wú)鉛合金釬料必須滿(mǎn)足以下條件: (1) 合金共晶溫度近似于63Sn - 37Pb 的共晶溫度183 ℃,大致溫度范圍在180～220 ℃之間; (2) 無(wú)毒或毒性很低; (3) 潤濕性能或機械性能良好; (4) 容易制成膏狀; (5) 與目前所用釬劑兼容; (6) 導熱性和電導率與63Sn - 37Pb 相近。David Buckley 認為Sn/ Pb 釬料最可能的無(wú)毒替代合金是Sn 基合金。國內外已有的研究也表明,無(wú)鉛釬料主要以Sn 為主,添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi 、In 等合金元素。通過(guò)釬料合金化來(lái)改善合金性能、提高可焊性,所以多元合金化將成為無(wú)鉛釬料設計的一大特點(diǎn)。Ag、Sb 的加入明顯提高和改善釬料的抗熱循環(huán)疲勞特性。但理論和實(shí)踐均說(shuō)明Sn 基釬料中加入Ag、Sb ,潤濕性隨其含量的增加而下降。其原因在于A(yíng)g、Sb 的加入降低了Sn 的有效濃度,阻礙了Sn在Cu 中的擴散。而且Sb 的加入對軟釬料的潤濕性、表面光亮不利,所以應該控制含量。Bi 表面氧化嚴重、導熱導電性能差。少量In 的加入對潤濕性影響不大,但可以提高釬焊接頭的致密性。

若單純地考慮可焊性,能替代Sn/ Pb 的無(wú)鉛釬料很多。已經(jīng)研制的Sn - In - Ag 釬料,性能優(yōu)越,完全可以取代Sn/ Pb 釬料。AT&T、Bell 實(shí)驗室的M.McCORMACK和S.J IN 研制了Sn - Zn - In (熔點(diǎn)188℃) 和Sn - Ag - Zn (熔點(diǎn)217 ℃) 系新型無(wú)鉛釬料,而且通過(guò)研究發(fā)現少量合金元素對該釬料的微觀(guān)結構有很大改變,進(jìn)而提高了釬料的機械性能。例如,加入少量Ag 就可以顯著(zhù)提高三元合金Sn - 8Zn- 5In 釬料的機性能,而對于三元合金Sn - 3. 5Ag- 1Zn 釬料,加入少量Cu 元素,就可以顯著(zhù)提高其韌性,使電子元器件連接接頭的抗疲勞性能得到提高。但Ag、In 價(jià)格昂貴故釬料成本過(guò)高,而且In 的世界年產(chǎn)量?jì)H160 t ,原料供應困難。

此外,采用無(wú)鉛釬料替代Sn/ Pb 釬料在解決污染的同時(shí),可能會(huì )出現一系列新的問(wèn)題。例如,Sn/Pb 系列釬料中,Sn 與Pb 對H、Cl 等元素的超電勢都比較高,而無(wú)鉛釬料中Ag、Zn、Cu、Ni 等元素對H、Cl的超電勢都很低,由于超電勢的降低而易引起焊接區殘留的H、Cl 離子遷移產(chǎn)生電極反應,從而會(huì )引起集成電路元件短路。

盡管當前無(wú)鉛釬料研究正走向深入研究階段。但還沒(méi)有研制出一種能完全取代錫鉛合金的高性能無(wú)鉛釬料。全面考慮成本、性能的新型無(wú)鉛釬料性能綜合評定方法也有待于在繼續的研制及應用過(guò)程中得以確定。

1. 1. 2 　無(wú)鎘釬料

無(wú)鎘釬料研制指含鎘中溫銀釬料中鎘的取代問(wèn)題。在銀釬料中加入鎘可以顯著(zhù)降低固相線(xiàn)、液相線(xiàn)、減少熔化溫度區間。完整的Ag - Cu -Zn - Cd系釬料具有優(yōu)良的釬焊工藝性能、較高的釬焊接頭機械性能和滿(mǎn)意的抗腐蝕性,可用于各種黑色金屬、多種有色金屬及合金的釬焊。含Cd銀釬料還有優(yōu)良的可加工性,因而在中溫釬料中占有很重要的地位。但是含Cd 釬料在冶煉及使用過(guò)程中發(fā)揮出的氧化鎘有致癌毒性,因此針對Cd的毒性,許多國家通過(guò)制定法規限制和積極研制無(wú)鎘優(yōu)質(zhì)釬料來(lái)解決問(wèn)題。

無(wú)鎘釬料應力求保留含鎘銀釬料所具有的優(yōu)點(diǎn)如低的熔化溫度、窄的熔化溫度區間、優(yōu)良的釬焊工藝性和接頭機械性能,成本不宜顯著(zhù)增加等等。添加低熔點(diǎn)金屬I(mǎi)n 可以顯著(zhù)降低釬料的固、液相及熔化區間。當In ≤5 %時(shí), In 與Ag、Ni 等均形成固溶體,對釬料性能不產(chǎn)生不利影響。添加金屬Sn、Ni 、Mn 可適當降低液相線(xiàn)溫度、減小熔化區間,有利于降低釬焊溫度。這一作用雖比鎘弱,但是,Sn 能改善熔融合金的流動(dòng)性、Ni 有利于提高釬料抗海水腐蝕的能力、Mn 有助于改善潤濕力及釬焊硬質(zhì)合金和粉末冶金件產(chǎn)品。

據文獻介紹,80 年代主要開(kāi)發(fā)了Ag - Cu - Zn- Sn、Ag - Cu - Zn - Ni、Ag - Cu - Zn - In 系無(wú)鎘釬料。Ag - Cu - Zn 系無(wú)鉛釬料的釬焊溫度都高于含鎘銀釬料(至少40 ℃) ,不過(guò)釬焊工藝都屬優(yōu)良,都能用于釬焊黑色金屬、銅及其合金。90 年代美國和德國釬焊工作者開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的含鎵的無(wú)鎘銀釬料。新型Ag - Cu - Sn - Ga 系無(wú)鉛釬料的液相溫度與含鎘釬料相同,不需要改變焊接參數,并具有極好潤濕性能和優(yōu)良的強度值, 完全可以.取代B -Ag40CuZnCd595/ 630 釬料。Ga 是現有金屬中除Hg外熔點(diǎn)最低的,但沸點(diǎn)卻高達2 000 ℃,且與大多數金屬可相互作用形成固溶體或化合物,配制多元合金有可能獲得熔化溫度低、性能優(yōu)良的釬料。這種無(wú)鎘釬料成分中Ag 的含量顯著(zhù)增加(比含鎘釬料高40 %～50 %) 以保證釬料合金的可加工性、較低的熔化溫度和較小的熔化區間。從原材料配比看成本明顯增加。但它使釬料熔煉加工和加工場(chǎng)地的環(huán)保設施與管理大大簡(jiǎn)化,使成型加工困難減少等都可以明顯降低生產(chǎn)成本。更重要的是其釬焊溫度低、釬焊工藝接頭性能優(yōu)良,易保證釬焊質(zhì)量,從而提高釬焊生產(chǎn)效率,綜合比較總生產(chǎn)成本不一定明顯增加。

此外,還有高Sn、高In、低熔化溫度低蒸汽壓的僅適用于某些特定的電子產(chǎn)品需要的無(wú)鎘銀釬料,但其應用局限性大、釬料制造難度大。

1. 2 　釬料合金低成本化

以?xún)α控S富、價(jià)廉的合金元素取代貴金屬Au、Ag、In 及Sn 等。

1. 2. 1 　低銀、低金釬料

銅基釬料取代銀基釬料的研究十分活躍,已經(jīng)研制成功一大批可取代銀基釬料釬焊銅及銅合金、不銹鋼、陶瓷等的銅基釬料,其中較突出的如銅磷系釬料和銅鋅錳鈷系釬料。前者主要用于銅及銅合金的釬焊,后者可用于鋼和硬結合金的釬焊。此外,Cu - Mn - Ni 釬料合金是在真空或氬氣保護下替代銀釬料釬焊薄壁不銹鋼較有發(fā)展潛力的廉價(jià)釬料。

用鈀基釬料代替金基釬料的研究工作也在展開(kāi)。國外也研制出一系列鈀基釬料,并在航空、航天、電子器件上獲得實(shí)際應用,以取代價(jià)格昂貴的金基釬料。

1. 2. 2 　節錫釬料

美國自70 年代中期開(kāi)始研究低錫釬料,90 年代推出一種成分為0. 25Ag、5Sn、1. 2Sb 的釬料,其固相線(xiàn)溫度為303 ℃,液相線(xiàn)溫度為314 ℃,抗拉強度為27 MPa。日本在《最近釬焊技術(shù)和今后方向》特集及動(dòng)靜散熱器廠(chǎng)的報告中,均認為含銀低錫釬料具有接頭可靠、成本低的特點(diǎn)。天津市焊接研究所在設計低錫釬料成分時(shí),加入少量其它元素用來(lái)強化固溶體、活化表面,并進(jìn)一步提高抗氧化性,達到優(yōu)化節錫釬焊性能之效果。釬料成分及性能見(jiàn)表1。

1. 3 　釬料合金高性能化

1. 3. 1 　高強度軟釬料

指目標熔化溫度區間250～450 ℃、接頭的目標剪切強度800～120 MPa (相當于BAg72Cu 的1/ 2 ,但比Sn/ Pb 共晶高出4～6 倍) 、釬焊對象為Cu 及Cu合金的軟釬料。在70 年代至80 年代,國內許多廠(chǎng)家、所、院校前后進(jìn)行了近15 年的努力,但這項探索沒(méi)有獲得有效進(jìn)展。

1. 3. 2 　熱循環(huán)高可靠性釬料

在基體中加入具有強化作用的Ag、Sb、Ni 、Au、In等金屬來(lái)提高釬料合金的接頭強度和抗熱循環(huán)疲勞特性。同時(shí),In 的加入使基體的抗熱循環(huán)疲勞性能明顯提高。對60Sn/ 40Pb 的釬料加入In 后的試驗表明:加入In 可提高釬料對紫銅的潤濕性,改善接頭致密性,提高接頭的高臨應變疲勞性能。Ni 、Cu、Zn 的加入使釬料強度有一定的提高,但潤濕性太差,故不予考慮。Au 的加入對釬料的機械性能影響很大,明顯地提高其強度和抗熱循環(huán)疲勞性。但其價(jià)格很貴,一般不予使用。

在Sn/ Pb 共晶釬料中加入稀土元素研制成稀土變質(zhì)SnPb 共晶釬料可以明顯提高釬焊接頭的熱循環(huán)可靠性[11 ]。當釬料中稀土含量小于0. 5%時(shí),稀土變質(zhì)釬料焊點(diǎn)的壽命是未變質(zhì)釬料的2 倍以上,尤其當稀土含量小于0. 25 %時(shí),可獲得是未變質(zhì)釬料焊點(diǎn)壽命3 倍以上的顯著(zhù)效果。但稀土含量超過(guò)5 %以后,稀土的改善作用降低。微量稀土元素提高焊點(diǎn)熱循環(huán)壽命的顯微機制為: (1) 稀土的加入使釬縫組織細化均勻,位壘硬化和多滑移硬化作用增強,既增加了釬料的變形抗力也使位錯塞積帶來(lái)的應力集中分散化,有利于延遲裂紋的起裂和擴展;(2) 稀土作為表面活性物質(zhì)偏聚在.晶/ 相界,牽制了晶/ 相界的運動(dòng)。同時(shí)稀土的晶界偏聚可提高原子擴展激活能,阻礙原子擴散,阻礙了沿晶裂紋的形成和擴展; (3) 稀土增加了晶內位錯運動(dòng)的阻力。

1. 4 　低熔合金釬料

隨著(zhù)核電站、高層建筑、家電、保險、保安等行業(yè)的迅猛發(fā)展,對于安全消防提出了越來(lái)越高的要求,如在通風(fēng)空調系統中必須采用安全開(kāi)關(guān)等。對于安全中起關(guān)鍵作用的元件即低熔點(diǎn)易熔合金釬料,上海大華新型釬焊材料廠(chǎng)研制的67～280 ℃系列低熔合金釬料,具有熔點(diǎn)低、熔點(diǎn)準確、熔點(diǎn)范圍狹窄、配以專(zhuān)用釬劑同工件焊接后,易熔滲透性能好,焊件性能穩定,焊接面強度高等特點(diǎn)。

此外,一些電子元器件,如熱敏感元件,要求釬料熔化、焊接溫度必須低于某一較低溫度值,即需要有低溫釬料用于這些產(chǎn)品的連接中。

1. 5 　非晶態(tài)釬料

陶瓷材料釬焊的主要問(wèn)題是釬料對陶瓷材料潤濕性差和釬料以及被焊金屬與陶瓷材料的熱膨脹系數差別太大,釬焊后在接頭中產(chǎn)生較大的力。解決這一問(wèn)題的有效途徑是研制優(yōu)質(zhì)釬料。為實(shí)現陶瓷與陶瓷、陶瓷與金屬的釬接,Ag - Cu - Ti 系和Cu- Ti 系非晶態(tài)釬料發(fā)展迅速。Ag -Cu - Ti 系在A(yíng)g - Cu 共晶合金中加入1 %～5 %Ti 而制成的釬料。該類(lèi)釬料與陶瓷有極好的潤濕性能,但其鑄錠硬而脆,加工十分困難,導致釬料帶材價(jià)格昂貴,限制了它在陶瓷釬焊時(shí)的應用。國外采用真空快速凝固技術(shù)制備了各種不同鈦含量(1 %～5 %) 的Ag- Cu - Ti 非晶態(tài)釬料,該類(lèi)釬料化學(xué)成分均勻,可制成任意形狀,用其釬焊的釬縫質(zhì)量明顯提高。

國外在陶瓷釬焊方面做了不少工作,歸納來(lái)看應用于陶瓷材料釬焊的釬料主要有銀基活性釬料、高溫鎳基活性釬料、錫基活性釬料、銅基非活性釬料、鈀基非活性釬料和碳纖維Ag - Cu 復合釬料。

1. 6 　復合釬料

一些較特殊器件的釬焊要求使用復合釬料。如汽車(chē)散熱器、冷凝器、蒸發(fā)器、暖風(fēng)機和水箱等重要部件都需要重量輕、強度高、耐腐蝕、導熱性能好和釬焊性好的材料,由兩層或三層金屬合金組成的復合釬料具有上述所要求的性能。

采用復合釬料還可以實(shí)現新型釬焊工藝,如無(wú)釬劑釬焊。在焊件表面真空沉積復合金屬層,用外層的Au 來(lái)防止釬焊過(guò)程中接合部發(fā)生氧化現象。Au - Sn 金屬間化合物防止Sn 層氧化,Cr 改善Pb -Sn - Au合金的粘性。在晶片上沉積Pb - Sn - Au 組合成分及沉積后的組織結構如圖1 所示。釬焊溫度下復合釬料形成液態(tài)混合物,最后在基板上形成無(wú)釬劑接頭。Cr - Pb - In - Au 復合釬料直接沉積也可實(shí)現無(wú)釬劑焊接。

圖1 　沉積復合成分設計及沉積后的組織結構

2 　釬料合金設計方法

2. 1 　試驗設計方法

通過(guò)大量的工藝試驗尋找規律確定最佳性能的材料組分是大多數研究人員常用的材料設計方法。迄今為止,幾乎所有的有關(guān)釬料合金研制文獻介紹的都是采用“嘗試”式的試驗手段。盡管在有些試驗中采用了正交試驗方法來(lái)減少試驗量,但顯然這種“嘗試”性試驗過(guò)程是極其費時(shí)、費力并帶有很大經(jīng)濟損耗的。這種方法還要在較長(cháng)一段時(shí)間內占據釬料設計方法的主流。

2. 2 　熱力學(xué)輔助釬料設計

基于熱力學(xué)基本理論,建立熱力學(xué)模型,可以進(jìn)行釬料合金系統相平衡計算、優(yōu)化相圖或預測新合金系統。針對二元合金、三元合金乃至四元釬料合金,都有相關(guān)的研究。

北京科技大學(xué)用Redlich - Kister 多項式及化學(xué)計量復合模型確定了Ag - Sn 二元相模型,采用由Lukas 等人開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行了系統優(yōu)化。計算所得的合金相圖與熱力學(xué)實(shí)驗數據相符。芬蘭T. M.Korhonen 根據熱力學(xué)第二定律,通過(guò)最小吉布斯能計算進(jìn)行了Sn - In - Ag 相平衡計算。通過(guò)計算確定了可以在接近Sn/ Pb 釬料共晶溫度范圍內進(jìn)行再流釬焊的釬料合金。其成分為:3. 5 %Ag、20 %In、76. 5 %Sn。實(shí)驗結果證實(shí)了計算的正確性。瑞典皇家技術(shù)院開(kāi)發(fā)了Thermo - Cacl 熱化學(xué)軟件,Seung Wook Yoon 等人將其用于四元合金的相平衡計算中。首先在相平衡基礎上選擇幾種與Sn 共晶溫度接近于Sn/ Pb 釬料共晶溫度的合金成分,進(jìn)行了無(wú)Pb 釬料Sn - Bi - In - Zn 統的熱力學(xué)輔助合成設計及性能評價(jià)。用掃描差分測熱(DSC) 的結果、與熱力學(xué)計算的相轉變及熔化溫度值相比較,結果很一致。最終確定了Sn - Bi - 5In - 6Zn 合金,如圖2 所示。

圖2 　計算所得Sn - Bi - 5In - 6Zn 合金相圖

2. 3 　數據庫預測設計方法

這是一種基于已有實(shí)驗數據預測材料結構、性能的方法。自1996 年開(kāi)始日本工程制造中心(RACE) 長(cháng)期受日本科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )資助,建立LPF(Linus Pauling File) 數據庫。該數據庫覆蓋了合金、金屬間化合物、陶瓷、礦物等全部無(wú)機物的結構、衍射、組成、本征性質(zhì)等信息。以此精確度至少為95 %的強大材料數據庫為基礎,最終(從原理上講)只要輸入原子序數以及考慮到可能的化合物組成,就能夠實(shí)現對材料性能預測。此方法在釬料合金設計領(lǐng)域中尚未見(jiàn)到應用,但LPF 研究人員認為,基于LPF 這樣的強大數據庫,運用已有的科學(xué)原理就可以建立知識—信息體系,通過(guò)計算可以有效地系統地預測、開(kāi)發(fā)各種新材料。

2. 4 　量子計算設計方法

基于科學(xué)發(fā)展對材料設計的高效、經(jīng)濟并富有預測性的要求,通過(guò)量子計算方法進(jìn)行材料設計成為必然的未來(lái)發(fā)展趨勢。正如1956 年Slater所言: “我不明白為什么材料學(xué)家們如此忙于通過(guò)實(shí)驗確定多元合金的組分、合的結構和相圖。根據原子序數我們可以知道元素的原子結構,又有量子力學(xué)定律及電子計算機,可以很快計算出相干的結果……”。

如分子軌道理論的量子計算設計方法,基于量子化學(xué)計算,研究電子運動(dòng)狀態(tài),可以從微觀(guān)角度、本質(zhì)上解決對材料結構的性能的預測和設計。分子軌道理論基于非相對論近似、Born - Oppenheimer 近似和軌道近似,其基本觀(guān)點(diǎn)為:把分子看成一個(gè)整體,由分子中各原子間相互對應的原子.軌道重疊組成若干分子軌道,然后將電子安排在一系列分子軌道上,電子屬于整個(gè)分子。其中,從頭計算法和DV - Xa 方法較多地應用于材料設計領(lǐng)域中。

從頭計算法(Ab Initio Calculation) 僅利用Planck常數、電子靜止質(zhì)量和電量這三個(gè)基本物理常數,不借助任何經(jīng)驗參數,計算體系全部電子的分子積分,達到求解薛丁諤方程的目的。原則上,只要合適地選擇基函數,自洽迭代的次數足夠多,就一定能夠得到接近自洽場(chǎng)極限的任意精確的解。從頭計算法大大優(yōu)于半經(jīng)驗的計算方法,可以得到各類(lèi)體系(離子、分子、原子簇及化學(xué)反應體系等) 的電子運動(dòng)狀態(tài)及其有關(guān)的微觀(guān)信息,能合理地解釋與預測原子間的鍵合、分子的結構、化學(xué)反應的過(guò)程、物質(zhì)的性質(zhì)以及有關(guān)的實(shí)驗觀(guān)測結果。此方法在美國、日本材料研究領(lǐng)域已經(jīng)得到較為廣泛的應用但在釬焊領(lǐng)域未見(jiàn)報道。

DV - Xa 方法( Discrete Variational Xa ) 基于Hartree - Fock - Slater 近似,即使是對大尺寸的原子簇系統也能提供相當精確的電子結構。此方法中,Slater 局域電子交換作用勢能包含了電子間的相互交換作用。計算中應用了自洽電子近似。采用離散采樣方法對矩陣元素積分。哈密爾敦函數矩陣元素及重疊積分都由隨機采樣方法計算得出。與從頭計算法相比較,DV -Xa 方法并無(wú)獨特的物理模型,只是計算方法的改進(jìn)。其精確度一般略遜于從頭計算方法,但因其采用了交換勢的定域密度泛函近似,故不必計算大量的多中心積分,而使其計算量?jì)H僅約為從頭計算的1/ 100。是計算含重原子分子和固體原子簇的常用方法之一。目前采用DV - Xa簇方法可以研究Ag 或Al 原子與BaTiO3(100) 面吸附的潤濕機理及化學(xué)鍵狀態(tài)。BaTiO3 表面計算采用了Madelung 勢能函數,引入[ TiO5 ]6 -簇,如圖3所示。一個(gè)點(diǎn)電荷置于Ba 原子的位置。從計算所得能級結構中知道,在A(yíng)g 或Al 與BaTiO3 界面HO2MO 能級升高。這一升高和BaTiO3 與電極金屬的潤濕性能有關(guān)。

分子軌道理論計算方法的難度在于實(shí)際物理模型的準確建立、量子化學(xué)方程求解的復雜性及精確度和符合實(shí)際情況的較大簇模型的計算量。不過(guò)基于合理的近似用高速計算機解薛丁諤方程已經(jīng)成為可能。單電子勢能又極大地簡(jiǎn)化了多體相互作用。隨著(zhù)計算科學(xué)的發(fā)展,這種計算設計方法會(huì )很快取得很大進(jìn)展。

圖3 　[ TiO5 ]6 -簇模型

3　 結束語(yǔ)

綜上所述,無(wú)毒化、低成本、高性能、高可靠性、低熔點(diǎn)、非晶態(tài)和復合性能成為新型釬料合金研制的主要特征。集優(yōu)良可焊性、低成本和高性能于一體的釬料合金成為研究熱點(diǎn)。對新型釬料合金的設計與評定應綜合考慮成本、性能、與現有工藝設備的兼容性及社會(huì )效益。

在釬料設計中試驗方法一直占主導地位。但基于熱力學(xué)基本理論和計算機計算技術(shù)的熱力學(xué)輔助設計和數據庫預測設計方法已經(jīng)體現出在釬料設計中的應用潛力。尤其是基于分子軌道理論的量子學(xué)設計方法,研究合金電子的運動(dòng)狀態(tài),能從微觀(guān)角度、本質(zhì)上解決對材料結構、性能的預測和設計體現出省時(shí)、高效、經(jīng)濟及科學(xué)性,必將會(huì )在釬料合金機械性能、連接性的預測與設計中發(fā)揮作用。

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