《表1 Sn-Ag-Ti活性钎料成分》

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《超声作用下Sn-Ag-Ti(-Al)活性钎料在石墨表面的铺展行为》

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试验所用的材料是工业石墨，其孔隙率约为10%，弹性模量为10~15 GPa。将其加工成尺寸为70 mm×40 mm×8 mm的试板。试验采用自制的Sn5Ag8Ti和Sn5Ag2Ti1Al活性钎料，钎料成分如表1所示。这2种钎料的活性成分都为Ti元素，Ti与石墨能反应生成TiC，生成的TiC金属间化合物能改善液态钎料与石墨基体的润湿性，促使钎料在石墨表面润湿铺展。活性钎料采用纯度为99.9%的Sn、Ag、Ti和Al金属块，在真空高频感应炉中经过反复熔炼3次制得。随后将钎料锭制成直径为4 mm钎料球待用。实验过程中，将超声波变幅杆加载至距石墨一端边缘10 mm处，将预先制备的钎料球放置在石墨板表面距超声波变幅杆25 mm的中心处。将高速摄像机放置于钎料的侧面以记录钎料铺展的过程，拍摄速度为500帧/秒，试验示意图如图1所示。实验温度为723 K，待钎料熔化为球状液滴后，加载超声波，超声波频率为20 kHz，超声波作用时间分别为1和5 s，超声波振幅为15μm。加载超声波的同时开启高速摄像，记录钎料在石墨板表面铺展过程。实验结束后，将试样空冷至室温，将试样沿铺展方向切开，通过标准金相研磨程序加工成金相试样，用光学显微镜和扫描电镜对钎焊界面和铺展前沿进行观察和分析。