1. 研究目的与意义及国内外研究现状

作为生产电子产品所必须的焊接材料，以往都是以锡铅合金为主，但是由于铅的毒性与污染环境的特点，必须寻找合适的无铅的替代钎料（焊接材料）。因为原有的锡铅合金具有许多良好的性能，所以寻找的替代钎料性能不是二元合金能满足的，而是需要三元甚至更多元的合金才能达到钎料的要求。所以需要使用一定的合金元素进行改性。

但是由于目前对于无铅钎料的改性研究大多是类似于“炒菜式”的实验方法，需要消耗大量时间进行大量的实验，造成了大量实验材料的浪费。其次现有研究的无铅钎料的熔点过高，并不是特别适用于已有的电子钎焊技术，且由于熔点较高，对于能源资源的损耗也比较大。再次最终的实验配方有可能并不是在共晶点会造成各种焊接问题，因此需要使用相图来寻找合适的钎料配方。最后由于无铅钎料大多数为三元甚至更多元合金，纯粹的用实验进行相图绘制较难。

因此需要使用理论与实验相结合的方法来达到绘制多元相图，calphad方法（计算相图法）可以通过得出常见无铅钎料热力学数据库来得到二元相图，并进行外推得到多元相图，目前已经有部分多元相图通过calphad方法得到了绘制，但是对于无铅钎料来说数据的精确很重要，精确的数据有利于找到性能更好的钎料合金，本论文补充了部分多元相图，并在已有的多元相图的基础上对部分多元相图的精度进行了提升，为合金数据库提供更为准确的相图数据，有了更为丰富准确的相图数据，才能够找到更好的无铅焊接材料。

2. 研究的基本内容

本文使用相图计算法（calphad），先系统的收集收集已有的sn-ag-cu-bi体系相关相图数据，整理相关数据，并且使所有相关数据统一化，对于相关数据的方法、准确性、来源进行评估。从而得到较为准确的热力学数据。然后利用已有的热力学数据与合适的晶体模型，进行sn-ag-cu-bi体系下的二元，三元相图的热力学优化与计算，从而绘制整个体系较为精确的相图，并得到比较准确的热力学参数，从而丰富了sn-ag-cu-bi体系的热力学数据库。内容如下：

1. 根据已经报道的相关文献提供的热力学数据与相平衡实验信息，对于sn-ag，sn-cu，sn-bi，ag-cu，ag-bi，cu-bi六个二元系的相图进行热力学数据的优化与计算。

2. 根据已经报道的相关文献提供的热力学数据与相平衡实验信息，以及已经进行过热力学数据优化与计算的二元系的数据，进行进一步外推，对于sn-ag-cu，sn-ag-bi，sn-cu-bi，ag-cu-bi四个三元系的相图进行热力学数据的优化与计算。

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   3. 实施方案、进度安排及预期效果

   实施方案及进度安排

   1.7——3．1 调研、查阅中外文献，并撰写开题报告；

   3.2——4.5评估已有的外文文献数据，使用较为精确的数据进行数据代入，得到各个二元三元相图，同时进行论文的绪论、模型部分的写作并将初稿请指导老师给以修改意见；

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   4. 参考文献

   [1]李元源．sn基多组元高温无铅焊接材料的设计及性能研究[d]．厦门：厦门大学，2009．

   [2]戴家辉．无铅钎料的立法与发展[j]．山东机械，2005，1：7-8．

   [3]解军．污染的危害及防治[c]//姜艳萍、王国清．2012中国环境科学学会学术年会论文集（第四卷）．北京：中国农业大学出版社，2012：78-82.

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