基于光伏发电和高性能计算机封装等领域对于低温焊接的需求,Sn58Bi无铅焊料凭借其熔点较低、机械强度较高、抗蠕变性能好等优点受到了人们的关注并被广泛地应用到了温度敏感器件的封装中。但是,Sn58Bi焊料在焊接过程中形成的富Bi相极脆,Sn58Bi焊点的界面金属间化合物层过厚并且会形成拉长的金属间化合物,这些问题会使Sn58Bi焊料的机械性能下降进而影响最终的封装效果。氧化铝纳米颗粒具有硬度高、化学特性稳定、表面能高等优点,而添加铬能够极大地增强焊料合金的延展性、抑制焊点界面金属间化合物生长并改善金属间化合物形貌。为了解决Sn58Bi焊料在应用中出现的问题,我们通过粉末冶金法分别将不同质量分数的氧化铝纳米颗粒和铬添加进Sn58Bi焊料,对其进行复合强化。研究结果表明Al₂O₃纳米颗粒的添加细化了Sn58Bi焊料的微观结构,同时减小了焊料的峰值温度和糊状范围。当Al₂O₃纳米颗粒的添加量为0.5 wt.%时,复合Sn58Bi焊料的极限拉伸强度和硬度相比无添加焊料增强了22%和19%,断面微观结构表明焊料的断裂模式随着Al₂O ₃纳米颗粒的添加由脆性断裂变为了韧性断裂。在腐蚀试验中,Sn58Bi-Al₂ O₃纳米颗粒复合焊料的抗腐蚀性明显要强于无添加焊料。纳米压痕实验结果表明Al₂ O₃纳米颗粒的添加转变了Sn58Bi焊料的蠕变机制,进而强化了焊料的抗蠕变性能。在Sn58Bi-Cr复合焊料中形成了Cr Sn₂金属间化合物,复合焊料的平均相间距均小于无添加Sn58Bi焊料,同时Cr的添加还提升了焊料的拉伸强度和抗蠕变性能。添加0.2 wt.%Cr复合焊料的延展性达到了31%,其焊条样品断面出现了韧性断裂的标志——韧窝。焊点微观结构表明,Cr的添加改善了Cu₆Sn₅金属间化合物的形貌,并且抑制了金属间化合物的生长,此外,复合Sn58Bi焊点的拉伸强度高于无添加Sn58Bi焊点。