银基钎料具有良好的润湿性、较高的强度、优异的耐腐蚀性、导电导热性等特点,是应用最广的硬钎料。银基中温钎料主要是以Ag-Cu二元合金为基础,再添加Zn,Sn,In等低熔点元素来降低钎料的熔点。但此类元素在银和铜中的固溶度较低,以熔炼方法制备钎料合金容易生成脆性的金属间化合物相,不利于条状或丝状钎料的成型,并且容易导致钎焊接头的脆化。本论文采用机械合金化法制备Ag-Cu基非平衡态合金焊粉,形成过饱和固溶体相或具有微晶结构的金属间化合物相,来改善多元添加的银基中温钎料合金组织中金属间化合物相引起的脆性问题,并将其制成膏状钎料,具有经济高效、方便涂抹等优势。本文首先对Ag-Cu二元体系研究了球磨工艺参数对焊粉形貌、相结构、熔化特性以及合金化过程的影响。在此基础上进行了Ag-Cu-Zn,Ag-Cu-Sn三元体系合金焊粉的机械合金化制备,并研究了非平衡态三元合金焊粉的热稳定性,对它们的组织结构、熔化特性及钎料重熔后的显微组织进行了表征。将Ag-Cu-Sn合金焊粉用于焊膏,对其铺展性能、接头的界面结合状况进行了评价。主要研究内容如下:1.系统研究了球磨工艺参数对Ag-Cu基合金焊粉粒度、形貌及相结构演变的影响。确定了Ag-Cu二元球磨焊粉的优化工艺参数为:球料比20:1,转速400r/min,球磨40 h,以无水乙醇作为工艺控制剂,可以得到合金化完全的Ag-Cu过饱和固溶体。对于三元体系,过饱和固溶体的形成不但与球磨工艺有关,而且受到第三组元种类及含量的影响。通过控制球磨工艺,Ag60Cu30Sn10球磨40 h后可形成以亚稳态固溶体为主要组成相的合金粉。随着锡含量的增加,或球磨时间的增加,低熔点金属间化合物的含量逐渐增多。2.研究了Ag-Cu-Sn三元体系非平衡球磨产物亚稳态组织的热稳定性。结果表明:真空退火时,富银固溶体出现明显的晶化,而富铜固溶体相易于分解生成Cu₃Sn,银锡化合物可分解形成银基固溶体和富锡相,铜锡化合物的分解产物则为多种中间相,随退火温度的升高,转变顺序为Cu₆Sn₅→Cu₃Sn→Cu₄₁Sn₁₁→Cu_5.6Sn,逐渐向铜锡原子比例增大的方向进行。由于固态相变导致晶粒重构,合金粉的平均颗粒尺寸变得非常细小。3.将所制备的Ag60Cu30Sn10亚稳态合金焊粉用于焊膏,进行了钎焊性能的测试。通过烧结残留和溶解性实验筛选合适的粘结剂和溶剂,混入球磨合金粉及钎剂调制成焊膏,在不锈钢基板上进行铺展测试。结果表明,随着Sn含量的增加,钎料的铺展面积增大。相同成分钎料球磨40 h和球磨60 h样品的平均铺展面积相差不大,但球磨40 h样品的流动性较好。不锈钢基板与焊料界面结合处的组织结构和显微硬度分析表明,与球磨60 h含有一定金属间化合物的Ag60Cu30Sn10样品相比,球磨40 h以过饱和固溶体相为主的样品重熔后的金相组织由银基固溶体相、团簇状银铜共晶组织以及块状富铜相组成,消除了与界面呈一定角度取向分布的枝晶状共晶组织,且在与基板界面结合处间形成2³微米的连续过渡层,有利于增加接头强度。