1. 研究目的与意义（文献综述）

高铅焊料（pb含量：85-97wt.％）通常是应用于高温电子设备（hte），包括设备用于飞机，汽车，太空和钻井应用。但是，由于健康和环境问题，用高温无铅焊料代替铅溶胶的发展至关重要。最近，已经有相当多的研究对各种高温替代品进行了研究，包括au-rich，bi-ag和zn-基焊料以及纳米银浆。不幸的是，某些显著的缺点限制了它们的应用，例如富含au的焊料的高成本，低润湿性和bi-ag焊料的脆性，以及高成本和孔隙率纳米银组件。在这些替代品中，以锌为主由于其低成本，焊料是潜在的无铅候选者，熔点高，导热导电性好，有较高的强度、硬度、耐磨性及较好的流动性。目前已在机械 、轻工 、仪表 、电机、塑料等行业得到越来越多的应用。因此，这种潜在的焊料材料值得进一步的研究^[1]。

zn基钎料是一种常用的中温铝合金钎料，使用温度在377~450℃之间。由于锌铝的互溶度较大，钎料在钎缝中流动的同时，会以相当快的速度向母材中扩散，因此，所得焊接接头通常具有较高强度。在 zn 中加入合适的合金元素可将钎料熔化温度范围调整到350 ～ 500 ℃ 内。纯锌很脆，组织不致密，易氧化，需要通过添加合金元素来提高钎料组织致密性和性能^[6]。

已提出zn-al基合金作为无铅高温焊料的候选材料，虽然它们的熔化温度比那些pb-sn高温焊料的高，但zn-al基合金添加合金元素mg，sn，in，ga和cu的熔化温度、硬度、润湿性更好。zn-al共晶合金（熔点381℃）可作为使用无铅高温焊料作为铅基焊料的替代品，适用于严酷的工作环境，例如机房装备有逆变器系统以及热机的混合动力车辆。此外，使用zn-al基焊料的功率模块结构甚至显示出优异的可靠性在-40℃和200℃之间的热循环试验已被提出。4在先前的研究中，焊接的cu衬底和zn-4al之间的界面合金（熔点380℃）进行了重点研究一些金属间化合物的形成和生长化合物（imc）^[2,3]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：制备ni基板，制备zn-5al锌基焊点，观察界面组织。

材料表征：对所制备的锌基钎焊焊点进行，通过x射线（xrd）分析其晶体结构、tem观察试样内部组织形态、sem观察表面形貌等。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-6周：按照设计方案，制备锌基钎料。

第7-10周：研究液-固反应条件下的界面反应行为。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] l liu, zw chen, zx zhou, g chen, fs wu, cq liu, diffusion barrier property of electroless ni-w-p coating in high temperature zn-5al/cu solder interconnects [j]. journal of alloys and compounds, 2017 (727): 746-752.

[2] f. xing, j. yao, j. liang, and x. qiu, influence of intermetallic growth on the mechanical properties of zn-sn-cu-bi/cu solder joints [j]. journal of alloys and compounds, 2015 (649): 1053-1059.

[3] y. takaku, k. makino, k. watanabe, i. ohnuma, r. kainuma, y. yamada, interfacial reaction between zn-al-based high-temperature solders and ni substrate [j]. journal of electronic materials, 2009 (38): 54-60.