SAC305-Ni@Sn复合焊料的微波混合焊接：加热机制、机械可靠性及第一性原理计算

《Materials Science and Engineering: A》：Microwave Hybrid Joining of SAC305-Ni@Sn Composite Solder: Heating Mechanism, Mechanical Reliability, and First-Principles Calculation

B4C基陶瓷通过优化双阶段热压烧结工艺和引入B2O3-ZrO2-SiC添加剂系统，实现了性能突破。研究显示添加剂比例3:5:3时结合1200℃+1800℃烧结策略，可使ZrB2相形貌优化及液相促进晶粒细化，最终获得311 GPa弹性模量、405 MPa抗弯强度等优异性能，为高强B4C陶瓷的规模化制备提供新路径。

　　

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摘要

通过优化热压烧结工艺并引入一种新型的B₂O₃–ZrO₂–SiC添加剂体系，制备出了具有优异机械性能的B₄C基复合陶瓷。采用热力学指导的两步烧结工艺（1200?°C?+?1800?°C）以实现低温致密化。系统研究了添加剂比例（3:5:3、6:5:3、9:5:3）和烧结策略（一步法与两步法）对材料性能的影响。结果表明，B₂O₃形成的液相有助于在较低温度下促进晶粒细化；而原位生成的ZrB₂在较高温度下从球形结构转变为片状结构，从而增强了界面结合力。B12–18样品（属于B组，采用两步烧结工艺）表现出最佳性能：弹性模量为311?GPa，维氏硬度为24.4?GPa，抗弯强度为405?MPa，断裂韧性为7.63?MPa·m^1/2，其性能明显优于一步烧结样品。本研究证明了两步烧结结合添加剂设计在提升材料性能方面的有效性，并为高强度B₄C陶瓷的大规模制备提供了一条可行的途径。