EVALUATION OF THE POSSIBILITY OF FORMATION OF LOW-MELTING HIGH-ENTROPY ALLOYS OF THE AL-ZN-BI-PB-SN-IN-GA-SB SYSTEM

from 01.05.2025

Припои с низкой температурой плавления необходимы для решения проблемы интеграции микросхем и надежности их упаковки, а также снижения тепловых нагрузок. Для разработки следующего поколения компонентов электронной техники необходимо развитие технологий получения низкотемпературных соединений. Эта проблема может быть решена созданием припоев, в том числе из высокоэнтропийных сплавов, отличающихся тем, что для них характерно образование твердых растворов. Эти материалы должны удовлетворять устойчивости к усталостным нагрузкам, проявлять пластичность, адгезию к другим металлическим материалам. Для снижения их токсичности необходимо исключить свинец, который обычно содержится в припоях. В настоящей работе приведены результаты расчетов температуры плавления, теплопроводности, размерного фактора δ, обобщенного термодинамического параметра Ω, электроотрицательности, концентрации валентных электронов (VEC), энтальпии, энтропии, энергии Гиббса смешения и других свойств и параметров для 56 вариантов пятикомпонентных сплавов эквиатомного состава из легкоплавких элементов: Al, Zn, Bi, Pb, Sn, In, Ga и Sb, в том числе, включая свинец. Для расчета использовалась программа HEAPS с учетом неточности в этой программе значений температур плавления олова, сурьмы, индия, которые отличаются от наблюдаемых. Уточнены значения VEC для In, Sn, Sb. На основании анализа расчетных данных выявлены составы потенциально высокоэнтропийных сплавов (BЭC). Показано, что все сплавы, содержащие свинец, а также сплавы GaBiZnSnIn, GaBiZnSbIn и AlGaBiZnIn, не удовлетворяют значениям параметра δ. Для них возможно образование многофазных твердых растворов, интерметаллических соединений (ИМС) и объемно-аморфных металлических стекол. Оставшиеся варианты составов бессвинцовых BЭC–припоев удовлетворяют большинству параметров и могут образовывать твердые растворы, причем только AlGaZnSnSb является однофазным, а все остальные – многофазными твердыми растворами. Накопленный сравнительно большой массив экспериментальных и теоретических данных может обеспечить уточнение критериев формирования структуры и свойства бессвинцовых BЭC, востребованных на практике.

5 0

EVALUATION OF THE POSSIBILITY OF FORMATION OF LOW-MELTING HIGH-ENTROPY ALLOYS OF THE AL-ZN-BI-PB-SN-IN-GA-SB SYSTEM

from 01.05.2025

Припои с низкой температурой плавления необходимы для решения проблемы интеграции микросхем и надежности их упаковки, а также снижения тепловых нагрузок. Для разработки следующего поколения компонентов электронной техники необходимо развитие технологий получения низкотемпературных соединений. Эта проблема может быть решена созданием припоев, в том числе из высокоэнтропийных сплавов, отличающихся тем, что для них характерно образование твердых растворов. Эти материалы должны удовлетворять устойчивости к усталостным нагрузкам, проявлять пластичность, адгезию к другим металлическим материалам. Для снижения их токсичности необходимо исключить свинец, который обычно содержится в припоях. В настоящей работе приведены результаты расчетов температуры плавления, теплопроводности, размерного фактора δ, обобщенного термодинамического параметра Ω, электроотрицательности, концентрации валентных электронов (VEC), энтальпии, энтропии, энергии Гиббса смешения и других свойств и параметров для 56 вариантов пятикомпонентных сплавов эквиатомного состава из легкоплавких элементов: Al, Zn, Bi, Pb, Sn, In, Ga и Sb, в том числе, включая свинец. Для расчета использовалась программа HEAPS с учетом неточности в этой программе значений температур плавления олова, сурьмы, индия, которые отличаются от наблюдаемых. Уточнены значения VEC для In, Sn, Sb. На основании анализа расчетных данных выявлены составы потенциально высокоэнтропийных сплавов (BЭC). Показано, что все сплавы, содержащие свинец, а также сплавы GaBiZnSnIn, GaBiZnSbIn и AlGaBiZnIn, не удовлетворяют значениям параметра δ. Для них возможно образование многофазных твердых растворов, интерметаллических соединений (ИМС) и объемно-аморфных металлических стекол. Оставшиеся варианты составов бессвинцовых BЭC–припоев удовлетворяют большинству параметров и могут образовывать твердые растворы, причем только AlGaZnSnSb является однофазным, а все остальные – многофазными твердыми растворами. Накопленный сравнительно большой массив экспериментальных и теоретических данных может обеспечить уточнение критериев формирования структуры и свойства бессвинцовых BЭC, востребованных на практике.

6 0

EVALUATION OF THE POSSIBILITY OF FORMATION OF LOW-MELTING HIGH-ENTROPY ALLOYS OF THE AL-ZN-BI-PB-SN-IN-GA-SB SYSTEM

Issue number 5 from 01.05.2025

Припои с низкой температурой плавления необходимы для решения проблемы интеграции микросхем и надежности их упаковки, а также снижения тепловых нагрузок. Для разработки следующего поколения компонентов электронной техники необходимо развитие технологий получения низкотемпературных соединений. Эта проблема может быть решена созданием припоев, в том числе из высокоэнтропийных сплавов, отличающихся тем, что для них характерно образование твердых растворов. Эти материалы должны удовлетворять устойчивости к усталостным нагрузкам, проявлять пластичность, адгезию к другим металлическим материалам. Для снижения их токсичности необходимо исключить свинец, который обычно содержится в припоях. В настоящей работе приведены результаты расчетов температуры плавления, теплопроводности, размерного фактора δ, обобщенного термодинамического параметра Ω, электроотрицательности, концентрации валентных электронов (VEC), энтальпии, энтропии, энергии Гиббса смешения и других свойств и параметров для 56 вариантов пятикомпонентных сплавов эквиатомного состава из легкоплавких элементов: Al, Zn, Bi, Pb, Sn, In, Ga и Sb, в том числе, включая свинец. Для расчета использовалась программа HEAPS с учетом неточности в этой программе значений температур плавления олова, сурьмы, индия, которые отличаются от наблюдаемых. Уточнены значения VEC для In, Sn, Sb. На основании анализа расчетных данных выявлены составы потенциально высокоэнтропийных сплавов (BЭC). Показано, что все сплавы, содержащие свинец, а также сплавы GaBiZnSnIn, GaBiZnSbIn и AlGaBiZnIn, не удовлетворяют значениям параметра δ. Для них возможно образование многофазных твердых растворов, интерметаллических соединений (ИМС) и объемно-аморфных металлических стекол. Оставшиеся варианты составов бессвинцовых BЭC–припоев удовлетворяют большинству параметров и могут образовывать твердые растворы, причем только AlGaZnSnSb является однофазным, а все остальные – многофазными твердыми растворами. Накопленный сравнительно большой массив экспериментальных и теоретических данных может обеспечить уточнение критериев формирования структуры и свойства бессвинцовых BЭC, востребованных на практике.

7 0