【摘 要】
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CuSn合金是重要的无铅焊料.在焊接冷却过程中186 ～ 189℃温度区间,具有NiAsB81结构的η-Cu6Sn5会发生相变形成具有多种调制结构的η-Cu6Sn5相.该相变机理至今尚未清楚阐明.本
【机 构】
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武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070;武汉理工大学纳微结构中心,湖北武汉430070;中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心,辽宁沈阳110016;武汉理工大学纳微结构
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CuSn合金是重要的无铅焊料.在焊接冷却过程中186 ～ 189℃温度区间,具有NiAsB81结构的η-Cu6Sn5会发生相变形成具有多种调制结构的η-Cu6Sn5相.该相变机理至今尚未清楚阐明.本文使用扫描透射电子显微学方法对空气冷却的CuSn合金中的η-Cu6Sn5进行精细结构表征,观察到η-Cu6Sn5晶粒表面形成一层厚度约为2～3 nm的富Cu重构层ηS-Cu6Sn5.表面重构导致多余Cu原子和部分Sn原子占据2(d)空位,其结构不同于已发现的各种超结构.发现η-Cu6Sn5晶粒内部多余Cu原子随机占据2(d)空位,形成短程有序结构,傅里叶变换出现三次调制结构.研究表明该相变是由Cu原子沿表面或晶间扩散主导,这对进一步揭示η相调制结构的形成和提高CuSn焊料电学性能与机械性能具有重要意义,为优化焊接流程和降低电迁移效应提供了基础研究的支撑.
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