本书主要从材料、工艺、性能、应用、设备、检测等方面介绍无铅钎料的基础理论和国内外最新研究现状及进展。本书首先在概述了无铅钎料产生的背景以及现在电子工业中无铅钎料领域中新的挑战的基础上，详尽介绍了目前较为成熟的无铅钎料产品及其物理性能和力学性能，之后介绍了各种成熟的无铅钎剂。本书对于金属间化合物、接头设计、接头寿命预测等与无铅钎料研究密切相关的题目在国内外的研究状况进行了详细的论述，并加入了北京工业大学和美国密歇根州立大学无铅钎料课题组的最新研究成果。本书也适量包含了传统含铅钎料能够应用在无铅钎料研究和生产中的各种钎焊方法、设备、工艺以及检测手段等。 本书可供材料科学研究，特别是从事材料连接工作的科研工作者、工程技术人员参考，亦可作为材料科学、机械学、电子学等专业高年级或研究生的教学参考书。 序 在过去的十几年间，铅对人类健康的危害引起了极大的关注。出于这种考虑，人们已经通过立法实施了在陶瓷釉层、涂料、铅管等材料和器，件中禁止用铅。然而，长期以来，在电子行业中一直使用的钎料还主要是含铅钎料。随着微电子业的迅速发展，这些含铅元器件产生的大量电子垃圾给环境带来了严重影响，因此含铅钎料将在短期内被禁用。电子垃圾中的铅会污染食物链，从而严重影响人类健康，因此欧洲和环太平洋地区的一些国家已经通过立法，在一定期限内禁止在电子产品中使用含铅钎料。这种立法给全球经济带来的压力已经迫使人们通过研究来寻找能够替代传统含铅钎料的无铅产品。 尽管在过去的20年中人们进行了各种各样的研究，但是一直没有发现一种现成的材料能够作为含铅钎料的替代产品。在各种候选的无铅钎料中，目前只有几种钎料可以作为首要的含铅钎料的替代物，而且这些钎料都是锡基钎料。多数的锡基钎料都是共晶成分或者在这些成分上略有改动。人们正在研究向二元锡银共晶钎料中添加少量的铜、镍、稀土、锑等合金元素的多元钎料合金及其在热、电循环作用下的性能。添加合金元素方法来提高锡银钎料性能时，钎料中形成的金属间化合物发挥着关键作用。与此同时，人们还通过向钎料基体中加入惰性、与基体相匹配且结合力强的强化相来制备锡基的复合钎料。这种复合钎料法是一种能够使钎料基体增强的方法，可以使钎料在服役过程中不会因粗化而失去强化作用。 钎焊接头是一个多元系统，由基板、钎料／基板处的金属间化合物层、钎料基体以及钎料内部形成的金属间化合物（或强化相）组成。这样一个复杂的系统再加上由钎焊接头形状构成的外界约束和锡本身严重的各向异性使得系统的复杂程度大大增加。 在世界范围内，人们为寻找含铅钎料替代产品，确定最佳解决方案，进行了多方面的研究，特别是随着在电子产品中禁铅日期的日益临近，人们在各种科学杂志上发表了大量的文章。同时，各种学术团体为此举办了各种的国家级和国际级的学术会议，人们在这些会议中宣读了很多报告。对于科研工作者和学生来说，了解这些已经发表的或者刚刚发现的大量研究成果是非常重要的，因此把这些相关资料编辑成书是非常必要的。 郭福教授撰写的《无铅钎焊技术与应用》基本满足了上述需求。郭福教授近些年来对钎料进行了深入的研究，在杂志上发表了很多文章，在国家级和国际级的许多学术会议上做了大量的与无铅钎料相关的学术报告。他对无铅钎料的理解和对无铅钎料的研究发展所做的贡献得到了公认。他的这种研究背景对于撰写一本阐述无铅钎料的书籍是十分理想的。该书章节的编辑逻辑清晰，归纳总结了无铅领域对无铅钎料知识的最新理解。 近年来，大多数的电子产品加工厂已经搬到远东地区，在这些国家中，中国占有了大量的市场份额。很多中国科研人员在各类杂志上也发表了大量有关无铅研究的英文文章，做了很多学术报告，证实了中国在这个领域的努力和贡献。 该书采用中文撰写，对于在校学生以及那些没有办法获得最新资料的科技人员来讲，该书是综合理解最新的无铅钎料研究现状的最好资料。因而，从这个角度上来讲，《无铅钎焊技术与应用》一书填补了这一领域的空白。 材料科学学科教授 密歇根州立大学化学工程与材料科学系 东兰辛，密歇根48824-1226 美国
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