Sn-Co-Cu與Sn-Co-Ni合金之單方向凝固與液相線投影圖

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研究生：	潘凱文 Pan, Kai-Wen
論文名稱：	Sn-Co-Cu與Sn-Co-Ni合金之單方向凝固與液相線投影圖 Directional solidification and liquidus projection of Sn-Co-Cu and Sn-Co-Ni alloys
指導教授：	陳信文 Chen, Sinn-wen
口試委員:	陳信文廖建能黃振東
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程學系 Department of Chemical Engineering
論文出版年：	2011
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	146
中文關鍵詞：	銲料、錫-鈷-銅、液相線投影圖、單方向凝固
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近年來正在積極開發以Sn-Co為主的銲料，其中Sn-Co-Cu銲料被認為具有潛力的銲料。在軟銲過程中Sn-Co、Sn-Co-Cu合金銲湯與常用的擴散阻障層Ni接觸後，在接續的製程中含有Sn-Co、Sn-Co-Ni、Sn-Co-Cu、Sn-Co-Cu-Ni等金屬的銲湯組合凝固形成銲點，故瞭解Sn-Co-Cu-Ni系統的固化機制是相當必要的。而液相線投影圖是預估固化路徑最重要的工具。本研究利用實驗的方式針對其子系統Sn-Co-Cu與Sn-Co-Ni的液相線投影圖進行探討。然而在金相觀察上，單方向凝固這項技術對於材料的固化機制分析有很大的幫助，故本研究建立了一套單方向凝固系統，並利用金相觀察、組成分析、晶體分析、相圖的相關知識以及配合單方向凝固系統，完成Sn-Co-Cu與Sn-Co-Ni的液相線投影圖。
在Sn-Co-Cu液相線投影圖方面，除了有一疑似三元相以外，第一析出相皆為二元的介金屬相或末端相，為β-Sn、CoSn3、CoSn2、CoSn、β-Co3Sn2、Co、η-Cu6Sn5、ε-Cu3Sn、γ、β與Cu相。本系統除了富錫區的反應點尚未確認以外，一共有4個第二類反應(Class II reaction)以及4個第三類反應(Class III reaction)。
在Sn-Co-Ni液相線投影圖方面，Co3Sn2相與Ni3Sn2相有連續互溶的情形。實驗結果中未發現新的三元相，第一析出相皆為二元的介金屬相或末端相，為β-Sn、CoSn3、CoSn2、CoSn、β-Co3Sn2、(Co,Ni)、Ni3Sn4、Ni3Sn2與Ni3Sn相等。本系統目前已確認出1個第二類反應(Class II reaction)以及2個第三類反應(Class III reaction)。

摘要    I
目錄    II
圖目錄    V
表目錄    X
第一章 前言    1
第二章 文獻回顧    5
2-1相平衡    5
2-1-1 Sn-Co二元相圖    5
2-1-2 Sn-Ni二元相圖    6
2-1-3 Sn-Cu二元相圖    6
2-1-4 Co-Cu二元相圖    7
2-1-5 Cu-Ni二元相圖    7
2-1-6 Co-Ni二元相圖    7
2-1-7 Sn-Cu-Ni三元相圖    8
2-1-8 Sn-Co-Ni三元相圖    9
2-1-9 Sn-Co-Cu三元相圖    9
2-1-10 Sn-Co-Cu-Ni四元相圖    10
2-2固化    21
2-2-1 Sn-Cu-Ni系統液相線投影圖    23
2-2-2 Sn-Co-Cu系統液相線投影圖    23
2-2-3 Sn-Co-Ni系統液相線投影圖    24
2-2-4 Co-Cu-Ni系統液相線投影圖    24
2-2-5 Sn-Co-Cu-Ni系統液相線投影圖    24
2-3相圖計算    32
2-3-1 Sn-Co二元系統    33
2-3-2 Sn-Cu二元系統    33
2-3-3 Sn-Ni二元系統    33
2-3-4 Co-Cu二元系統    34
2-3-5 Co-Ni二元系統    34
2-4熱分析    38
2-4-1熱差分析儀    38
2-4-2示差掃描熱分析儀    38
2-5固化與微結構    41
第三章 研究方法    44
3-1 Sn-Co-Cu-Ni液相線投影圖    44
3-1-1 Sn-Co-Cu液相線投影圖    44
3-1-1.1合金配置    44
3-1-1.2樣品分析    45
3-1-2 Sn-Co-Ni液相線投影圖    46
3-2 Sn-Co-Cu-Ni系統之單方向凝固    48
3-2-1 實驗設備    48
3-2-1.1填充合金系統    48
3-2-1.2單方向凝固系統    52
3-2-2 單方向凝固之無鉛銲料    57
3-2-2.1 合金配置    57
3-2-2.2 填充合金與單方向凝固    57
3-2-2.3 樣品分析    58
3-2-2.4 測試結果    59
4-1 Sn-Co-Cu-Ni液相線投影圖    63
4-1-1 Sn-Co-Cu三元系統液相線投影圖初步計算    63
4-1-2 Sn-Co-Cu三元系統液相線投影圖    64
4-1-2.1 CoSn相區    69
4-1-2.2 Co3Sn2相區    72
4-1-2.3 Cu6Sn5相區    81
4-1-2.4 ε-Cu3Sn相區    90
4-1-2.5 γ相區    92
4-1-2.6 Cu相區    95
4-1-2.7 Co相區    96
4-1-2.8 CoSn2相區    99
4-1-2.9 CoSn3相區    103
4-1-2.10 Sn-Co-Cu三元系統熱分析    104
4-1-2.10 Sn-Co-Cu三元系統之液相線投影圖    108
4-1-3 Sn-Co-Ni三元系統液相線投影圖初步計算    112
4-1-4 Sn-Co-Ni三元系統液相線投影圖    112
4-1-4.1 Ni3Sn4區    117
4-1-4.2 CoSn區    120
4-1-4.3 (Co,Ni)3Sn2區    123
4-1-4.4 CoSn2區    131
4-1-4.5 Ni3Sn區    133
4-1-4.6 (Co,Ni)區    134
4-1-4.7 Sn-Co-Ni三元系統之液相線    137
第五章 結論    140
第六章 參考文獻    142

                                

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