發(fā)布時(shí)間：2021-10-21 19:50

　　采用浸沒(méi)法研究了在523、553和573 K的溫度下有無(wú)超聲作用Cu/Sn體系的溶解行為。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超聲波作用下Cu絲在熔融Sn中的溶解速率是無(wú)超聲作用的6.796～24.106倍。結(jié)合有限元模擬的方法分別從超聲波空化效應(yīng)、微射流效應(yīng)和聲流效應(yīng)等角度出發(fā)解釋這一現(xiàn)象。結(jié)果表明,空化泡坍塌瞬間會(huì)在Cu/Sn界面的局部產(chǎn)生1500 K左右的高溫,不但提高了Cu在Sn液中的固溶度極限,而且使"微點(diǎn)"區(qū)域Cu發(fā)生熔化;微射流效應(yīng)能減薄金屬間化合物（IMC）層厚度和改變其形貌,增加了原子擴(kuò)散的通道;聲流效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生攪拌作用,將Cu/Sn固液界面前沿的溶質(zhì)Cu原子不斷推向Sn液內(nèi)部,使溶質(zhì)原子溶度一直低于飽和溶解度。綜合以上各方面的因素使得超聲波作用下固體Cu在Sn液中溶解量和溶解速率顯著增大。 

【文章來(lái)源】：稀有金屬材料與工程. 2020,49(08)北大核心EISCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

溶解實(shí)驗(yàn)示意圖

無(wú)超聲和超聲作用下Cu絲在熔融Sn釬料中溶解厚度

圖3a顯示了熔融Sn釬料中聲壓的分布規(guī)律。Sn液中聲壓是不均勻分布的，淺綠色代表聲壓接近0 Pa；紅色代表聲壓的最大（正）值；藍(lán)色代表聲壓的最小（負(fù)）值。A點(diǎn)表示Sn液中聲壓的最小（負(fù)）值，其值大小為–3.32×107 Pa;B點(diǎn)表示最大（正）值，大小為1.77×107 Pa。由于液態(tài)Sn釬料的空化閾值為0.3×105～0.6×105 Pa[16]，由圖3b可知；Cu/Sn界面上的聲壓值的范圍大于Sn釬料的空化閾值，其最小負(fù)壓足以發(fā)生空化，故發(fā)生空化的幾率很大。將空化泡坍塌時(shí)的半徑R代入公式（6）就可以得到空化泡坍塌時(shí)的溫度，并聯(lián)立公式(7)、(8)計(jì)算氣泡坍塌瞬間Cu/Sn界面局部“微點(diǎn)”的溫度為1500 K左右。熔融金屬中固體金屬的溶解速率[17]通常表示如下：


本文編號(hào)：3449617