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单晶硅作为一种良好的半导体材料,广泛地应用于大规模集成电路、太阳能电池以及微流体器件等领域。在这些领域,硅及硅基材料在钎焊连接过程中,往往会涉及到钎料与母材的润湿性问题,且锡基钎料对硅的润湿性又受到诸多因素的影响（例如温度、气氛、表面状态等）,因此探究锡基钎料在硅表面的润湿机制,并进一步了解其界面结构特征,这对保证硅及硅基材料连接质量的稳定性至关重要。然而,值得注意的是,由于硅对氧十分敏感,致使硅及硅基材料表面极易被氧化而形成一层SiO2氧化膜,因此首先需要研究并改善锡基钎料对SiO2的润湿性,这不仅可以真实地反映硅基板的电子封装环境,而且还可以实现硅及硅基材料界面结构的调控与优化。本文通过在SnAgCu中添加活性组元Ti的方法,利用改良座滴法研究了高真空条件下SnAgCu-x Ti（x=1,3 wt.%）在800-900℃与石英玻璃和单晶硅（100）表面的润湿性。前期的研究结果表明,SnAgCu-x Ti/Si体系的润湿性改善并不显著,因此提出了以下两种方案:（1）采用离子溅射仪在单晶硅表面分别镀银、铜,研究800℃时SnAgCu在表面金属化后单晶硅表面的润湿性;（2）通过在锡中添加溶解性溶质铝,引入界面溶解来改善润湿性,研究900℃下Sn-x Al（x=2.4,50 at.%）和纯Al在单晶硅表面的润湿性。利用SEM,EDS,XRD,XPS,光学显微镜等检测分析手段,同时结合界面热力学及铺展动力学模型等理论分析,揭示了体系的润湿行为,界面结构,铺展机制及铺展动力学规律。获得的主要研究结论如下:（1）在800-900℃时,SnAgCu-x Ti（x=1,3 wt.%）/SiO2体系中,通过在SnAgCu中添加1 wt.%和3 wt.%的Ti可以显著提高SnAgCu合金在SiO2表面的润湿性;且SnAgCu-x Ti/SiO2体系存在两个铺展阶段:即快速铺展阶段和线性铺展阶段。在快速铺展过程中首先析出Ti5Si3和TiO,在线性铺展阶段仅析出TiO。该体系属于典型的反应润湿体系,且铺展动力学可采用界面反应产物控制（RPC）模型加以描述。但该体系的最终润湿性取决于界面反应产物的析出和界面处Ti-O吸附共同作用的结果。（2）在800-900℃时,SnAgCu-x Ti（x=1,3 wt.%）/Si体系属于具有一定溶解行为的惰性润湿体系,虽然在SnAgCu中添加活性组元Ti在一定程度上可以改善体系的润湿性,但这种改善效果并不明显。SnAgCu-x Ti合金中Ti的作用并非是在界面处直接参与界面反应或化学吸附,而是加剧了硅基板的溶解,所溶解的硅通过溶解-沉淀机制和微掩膜机制,在界面处形成了“金字塔”结构。“金字塔”结构的形成并不能改善体系的润湿性,相反通过三相线的钉扎作用使熔融钎料在铺展过程中受到阻碍,使其在润湿曲线中出现不连续地、阶梯式地变化特征。随着Ti含量的增加或实验温度的提高,硅在钎料中的溶解度增大,限制了界面“金字塔”结构的出现。（3）在800℃时,表面金属化后的SnAgCu/Si体系润湿性得到改善,润湿性的改善主要归因于固体表面能的增加。当温度加热到1100℃并保温10 min时,镀层金属与单晶硅基板表面发生相互溶解与扩散,提高了基板的表面能,破除了基板表面的氧化膜,使得实验温度下体系的润湿性得以改善。（4）在900℃时,Sn-x Al（x=2.4,50 at.%）/Si体系中,Al的作用主要是通过在固/液界面处的偏析加速硅基板的溶解。溶解对体系润湿性的影响与溶解量有关,只有在特定的溶解量范围内,溶解才会作为铺展驱动力,提高体系的润湿性;此外,溶解对体系润湿性的影响还应当考虑由于溶解引起的界面几何形貌的演变。如Al/Si体系中,溶蚀坑的形成对体系的润湿性具有阻碍作用,其形成机制与液滴内部溶质浓度梯度引起的马兰戈尼效应有关。根据标度律分析表明,本体系的铺展过程符合流体动力学模型,其铺展动力学主要受控于粘性耗散。在Sn-x Al/Si体系中,标度律的初始偏差是由于Al向三相线附近的扩散引起的。在Al/Si体系中,在铺展的后期受到液滴内部对流的影响。综上所述,研究结果对电子封装以及金属基复合材料的制备等领域具有一定的理论指导意义。