用於釺焊鋁基材料的助焊劑粉末和該助焊劑粉末的製備方法

2023-07-04 06:21:56

專利名稱：：用於釺焊鋁基材料的助焊劑粉末和該助焊劑粉末的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種適於釺焊含鎂鋁基材料的助焊劑粉末和該助焊劑粉末的製備方法。
背景技術：
：一直以來，在鋁基材料的釺焊中使用較鋁基材料的熔點略低的鋁-矽(Al-Si)共晶合金作為釺料。為了使該釺料和鋁基材料良好地接合，必需除去鋁基材料表面上形成的氧化膜，於是使用氟化物類助焊劑來除去該氧化膜。其中，包括氟化鉀(KF)-氟化鋁(A1F。類絡合物(氟鋁酸鉀)的非腐蝕性助焊劑，其具有以下各種優異的性能可以直接塗布或散布在鋁基材料表面，可以在氮氣氛爐內進行連續處理，釺焊後助焊劑薄膜穩定，不必除去塗布或散布的助焊劑粉末，而且成本低且高品質等，因此應用最為廣泛。該KF-AlFs類助焊劑在主要成分KA1F4熔融的狀態下和鋁基材料表面的氧化膜反應，使活性鋁基材料和熔融的釺料接合。同時，研究使用強度和耐蝕性優異的含鎂(Mg)鋁基材料，以便通過減小鋁構件的厚度來減少材料使用量，從而在降低成本的同時實現構件的輕量化。但是，上述KF-A1F3類助焊劑具有以下缺點在釺焊含鎂鋁基材料時未表現出充分的性能。具體而言，在釺焊Mg含量超過0.4%重量的鋁基材料時，如下式(l)所示，在釺焊中Mg和助焊劑反應，消耗了助焊劑的主要成分KA1F4，生成、析出高熔點的KMgFs或A1F3。該KMgF3或A1F3使助焊劑層的熔點上升，使熔融時的流動性顯著降低。因此，熔融的助焊劑得不到充分的擴展性，助焊劑的主要成分KA1F4因反應而被消耗，所以不能充分除去鋁基材料表面的氧化膜。3Mg+3KA1F4—3KMgF3(s)丄+A1F3(XU+2A1丄(1)因此存在以下問題目前所使用的助焊劑，在釺焊含Mg鋁基材料時，需要塗布約5倍量左右的^^千焊不含Mg的鋁基材料時的塗布量，否則就得不到充分的擴展性，出現無法除去材料表面的氧化膜的問題。作為解決上述問題的對策，有人提出了一種助焊劑(例如參照專利文獻l),該助焊劑包括100%重量的含有以單體化合物表示為60~50%重量氟化鋁、40~500/。重量氟化鉀的氟鋁酸鉀或氟鋁酸鉀和氟化鋁的混合組合物；和相對於上述總量為515。/。重量的氟化鋁銨。利用該專利文獻1所示的助焊劑，可以釺焊Mg含量最大達到約2%重量的鋁基材料。有人還提出了另一種助焊劑(例如參照專利文獻2),該助焊劑包括由具有以單體化合物表示為氟化鋁/氟化銫的摩爾比相當於67/3326/74的組成的氟鋁酸銫或氟鋁酸銫和氟化鋁的混合組合物。該專利文獻2所示的助焊劑可用於釺焊Mg含量為1%重量以下的鋁基材料。專利文獻l:日本特開昭60(1985)-184490號公報(權利要求1，和說明書3頁左上欄第15行~右上欄第2行)專利文獻2:日本特開昭61(1986)-162295號公報(權利要求)
發明內容發明所要解決的課題但是，上述專利文獻1所示的助焊劑，其在釺焊過程中產生大量氟化銨(NH4F)的有害煙霧，從裝置的腐蝕、安全衛生和公害方面考慮，存在嚴重問題。此外，上述專利文獻2所示的助焊劑，由於使用高價的銫為原料，因此對於一般的釺焊而言並不經濟，故還未實際應用。而且，上述含銫助焊劑中所包括的銫化合物具吸溼性，所以使用含銫助焊劑會產生腐蝕釺焊設備的問題。本發明的目的在於提供用於釺焊鋁基材料的助焊劑粉末和該助焊劑粉末的製備方法，所述助焊劑粉末在釺焊含Mg鋁基材料時具有良好的擴展性、因非腐蝕性而安全性優異、且因較廉價而經濟上優異，可以廣泛用於一般用途。解決問題的方法權利要求l的發明，是一種改良的助焊劑粉末，其含有KAHV!^A1F5和K2A1F5.H20，用於釺焊Mg含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料。其具特徵性的構成在於具有K7A1摩爾比為1.001.20範圍、F/A1摩爾比為3.804.10範圍的組成，J^AlFs和K2A1F5'H20的總含量為6.040.0%重量，佘量為KA1F4，部分或全部K2A1F5'H20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。權利要求2的發明，是一種改良的助焊劑粉末，其舍有KA1F4、K2A1F5、K2A1F5'H20和K3A1F6,用於釺焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料。其具特徵性的構成在於具有K/A1摩爾比為1.00-1.20範圍、F/A1摩爾比為3.804.10範圍的組成，K2AlFs和K2A1F5'H20的總含量為6.0~40.0%重量，K3A1F6的含量為5.0%重量以下，餘量為KA1F4,部分或全部K2A1F5'H20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。權利要求1或2的助焊劑4分末，由於部分或全部K2A1F5'H20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構，因此在釺焊含Mg鋁基材料時與現有的助焊劑粉末相比，熔融時的流動性和擴展性增加，因此可改善材料表面的氧化膜的除去能力；和使用現有的助焊劑粉末時相比，可以顯著減少其在含Mg鋁基材料上的塗布量，可以進行良好的釺焊。另外，本發明的助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優異，且因較廉價而經濟上優異，可以廣泛用於一般用途。根據權利要求1或2的權利要求3的發明，其中助焊劑粉末在100。C下千燥至恆重時的體積電阻率為1x1095xlo"Q'cm。在權利要求3的發明中，可以證實當粉末在IO(TC下千燥至恆重時的體積電阻率在1xio95xio11Q'cm範圍內時，可以抑制K2A1F5'H20的化學組成和結晶充分形成和生長。應說明的是，體積電阻率超過上述範圍的助焊劑粉末，粉末中大部分K2A1F5'H20的化學組成已形成且結晶已長大，因此自K2A1F5'H20中失去K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型晶體結構，從而導致在釺焊含Mg鋁基材料時無法得到良好的擴展性。根據權利要求1或2的權利要求4的發明，其中對助焊劑粉末進行X射線衍射分析時，來源於K2A1F5*H20的、位於44°45°之間的20的最大衍射峰強度為來源於KAJ^的最大峰強度的12%以下。在權利要求4的發明中，可以證實在對粉末進行X射線衍射分析時，當來源於K2A1F5'H20的、位於44°45°之間的29的最大衍射峰強度為來源於KA1F4的最大峰強度的12%以下時，可以抑制K2A1F5'H20的化學組成和結晶充分形成和生長。應說明的是，上迷峰強度超過上述範圍的助焊劑粉末，粉末中大部分K2AUVH20的化學組成已形成且結晶已長大，因此自K2A1F5'H20中失去K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型晶體結構，從而導致在釺焊含Mg鋁基材料時無法得到良好的擴展性。根據權利要求1或2的權利要求5的發明，其中當對助焊劑粉末進行差熱分析(DifferentialThermalAnalysis,以下稱作DTA分析)時，在55056(TC的溫度範圍檢測到的熔融峰高度高於在超過560°C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度。在權利要求5的發明中，可以證實在對粉末進行DTA分析時，當在55056(TC的溫度範圍檢測到的熔融峰高度高於在超過56(TC的溫度範圍^"測到的熔融峰高度時，可以抑制K2A1F5'H20的化學組成和結晶充分形成和生長。應說明的是，上述熔融峰高度低於在超過560。C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度的粉末，粉末中大部分K2A1F5'H20的化學組成已形成且結晶已長大，因此自K2A1F5*H20中失去K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型晶體結構，從而導致在釺焊含Mg鋁基材料時無法得到良好的擴展性。權利要求6的發明是用於釺焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料的助焊劑粉末的製備方法，其特徵在於使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，在K/A1摩爾比為1.00~1.20以及F/A1摩爾比為4.004.20的範圍內使用原料化合物，並且使該原料化合物在7010(TC的反應溫度下進行溼式反應。在權利要求6的發明中，通過在上述條件下進行製備，可得到助焊劑粉末，所述助焊劑粉末為部分或全部K2A1F5*H20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。發明效果本發明的助焊劑粉末，抑制K2A1FI^0的化學組成和結晶充分形成和生長，使部分或全部K2AHVHp的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構，所以在釺焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料時與現有的助焊劑粉末相比，熔融時的流動性和擴展性增加，可改善材料表面的氧化膜的除去能力，與使用現有的助焊劑粉末時相比，可以顯著減少其在含Mg鋁基材料上的塗布量，可以得到良好的釺焊。此外，本發明的助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優異，且因較廉價而經濟上優異，可以廣泛用於一般用途。本發明的助焊劑粉末的製備方法包括以下步驟使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物；調整原料化合物的比例，使K/A1摩爾比為1.001.20以及F/A1摩爾比為4.00~4.20的範圍；並且使該原料化合物在70100。C的反應溫度下進行溼式反應；從而得到部分或全部K2A1F5'H20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。附圖簡述圖1是表示本發明的助焊劑粉末的製備方法的流程圖。圖2是表示樣品No.13的熱重量和差熱分析測定結果的圖。圖3是表示樣品No.20的熱重量和差熱分析測定結果的圖。圖4是表示樣品No.l~No.32的反應溫度和擴展性的關係的圖。圖5是表示樣品No.l~No.32的K/A1摩爾比和F/A1摩爾比的關係的圖。圖6是表示樣品No.l~No.32的K/A1摩爾比和擴展性的關係的圖。圖7是表示樣品No.l~No.32的加熱減量和相對強度的關係的圖。圖8是表示樣品No.l~No.32的K/A1摩爾比和體積電阻率的關係的圖。圖9是表示樣品No.lNo.32的體積電阻率和擴展性的關係的圖。圖10是表示樣品No.l~No.32的F/A1摩爾比和擴展性的關係的圖。圖11是表示樣品No.lNo.32的F/A1摩爾比和體積電阻率的關係的圖。實施發明的最佳方式以下，對用於實施本發明的最佳方式進行說明。若在KP-A1F3類助焊劑粉末中除KA1F4以外還存在K2A1F5或K3A1F6,則在^iMg鋁基材料中發生由下式(2)和式(3)所示的反應。3Mg+2KA1F4+K2A1F5—3KMgF"s;u+KA1F4+2A1丄(2)3Mg+2KA1F4+K3A1F6—3腿@3柳+K2A1F5+2A1丄……(3)通過上述反應，可以抑制KA1F4的消耗，還可防止析出高熔點的A1F3。但是，以往所使用的KF-AlF3類助焊劑粉末通過圖l(a)圖l(c)和由下式(4)式(6)所示的溼式反應來製備。Al(OH)3+■—HA1F4+3H20……(4)HA1F4+KOH—KA1F4...…(5)HA1F4+HF+2KOH—K2A1F5.H2(H+H20……(6)得到的反應產物分別如圖1(d)~圖1(f)所示，經過過濾洗滌工序後，經過乾燥助焊劑粉末的工序，並進一步經過控制粉末的粒度分布和《鼓粒形狀的工序而得到產品。另一方面，通過上述式(6)所示的溼式反應，在得到的助焊劑粉末中存在K2AnVHp形態的結晶微粒。上述含結晶水的&2八15'1120在釺焊工序中產生水蒸氣，使鋁基材料表面的氧化膜增加。因此，助焊劑的流動性降低。本發明人等進行了可以釺焊含Mg鋁基材料的助焊劑的開發，即在釺焊含Mg鋁基材料時，能夠改善助悍劑熔融時的流動性，抑制在含Mg鋁基材料表面發生Mg和助焊劑的反應，發現通過在K/A1摩爾比為1.001.20以及F/A1摩爾比為4.00~4.20的範圍內使用原料化合物，並且使其在70100。C的反應溫度下進行溼式反應，以便控制由圖l(a)圖l(c)所示的製備方法和上述式(4卜式(6)的溼式反應式得到的反應產物中的組成，從而抑制成為助焊劑流動性降低的主要原因的K^AUVHp的化學組成和結晶充分形成和生長，使K2AHVH;jO成為具有不充分的結晶和結晶缺陷的微粒，從而成為在低熔融溫度下熔融時擴展性優異的助焊劑粉末。已經證實具有上述組成的助焊劑粉末，不僅熔融時的流動性和擴展性增加，改善材料表面的氧化膜的除去能力，而且抑制了在鋁基材料表面發生Mg和助焊劑的反應，同時可以得到良好的釺焊性。本發明的助焊劑粉末為用於釺焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料的助焊劑粉末，特別適合用於Mg含量超過0.5。/。重量的鋁基材料。本發明的第1助焊劑4分末，其含有KA1F4、K^AlFs和K2A1F5'H20,所述粉末的特徵在於具有K/A1摩爾比為1.00~1.20、F/A1摩爾比為3.804.10範圍的組成，K2A1F5和K2A1F5'H20的總含量為6.0~40.0%重量，餘量為KA1F4，部分或全部K2AUVH20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。通過使部分或全部K2A1F5'H20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構，在釺焊含Mg鋁基材料中與現有的助焊劑粉末相比，熔融時的流動性和擴展性得到改善，還可改善材料表面的氧化膜的除去能力，與使用現有助焊劑粉末時的塗布量相比，可以顯著減少其在含Mg鋁基材料上的塗布量，可以進行良好的釺焊。另外，本發明的助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優異，且因較廉價而經濟上優異，可以廣泛用於一般用途。在助焊劑粉末的組成中，K/A1摩爾比為1.001.20、F/A1摩爾比為3.80-4.10的範圍，特別優選K/A1摩爾比為1.02~1.15、F/A1摩爾比為3.90-4.08的範圍。使助焊劑粉末中包含的KsAlF5和K2A1F5'H20的總含量為6.040.0%重量範圍內的原因在於若上述總含量不足下限值，則在K2A1F5'H20的晶體結構中不會生成缺陷型晶體結構，助焊劑粉末不能發揮流動性和擴展性，所以不能對含Mg鋁基材料進行良好的釺焊。若上述總含量超過上限值，則助焊劑粉末熔融時的流動性和擴展性降低，釺焊性惡化，同時在釺焊工序中帶入的H20成分增加，導致釺焊性的降低和釺焊設備的腐蝕，不適合應用。其中，^A1F5和K2A1F5'H20的總含量特別優選10~30%重量。本發明的第2助焊劑粉末，粉末中含有KA1F4、K2A1F5、K2A1F5'Hp和K3A1F6，其特徵在於具有K/Al摩爾比為1.00~1.20、F/A1摩爾比為3.80~4.10的範圍的組成，；^A1F5和K2A1F5'H20的總含量為6.0~40.0%重量，KsAlF6的含量為5.0%重量以下，餘量為KA1F4,部分或全部K2A1F5'H20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。與現有的助焊劑粉末相比，通過減少K/AI摩爾比、F/A1摩爾比，可以使部分或全部K2A1F5'H2〇的晶體結構成為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。助焊劑粉末的組成特別優選K/A1摩爾比為1.02~L15、F/A1摩爾比為3.904.08的範圍。通過使組成在上述摩爾比範圍內，^v而生成非常少的K3A1F6,使K3A1F6的含量為5.0%重量以下，進行X射線衍射分析時未確認到K3A1F6的特徵峰(2e:21.0729.9°)。K3A1F6的含量優選4.0%重量以下，特別優選3.0%重量以下。使助焊劑粉末中包含的K^AlFs和K2A1F5'H20的總含量為6.040.0%重量範圍內的原因在於若上述總含量不足下限值，則在K2A1F5*H20的晶體結構中無法生成K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構，助焊劑粉末不能發揮流動性和擴展性，所以不能對含Mg鋁基材料進行良好的釺焊。若上述總含量超過上限值，則助焊劑粉末熔融時的流動性和擴展性降低，釺焊性惡化，同時在釺焊工序中帶入的H20成分增加，導致釺焊性降低和釺焊設備的腐蝕，不適於應用。其中，K2A1F^。K2A1F5'H20的總含量特別優選1030%重量。可以證實本發明的助焊劑粉末，當粉末在100。C下乾燥至恆重時的體積電阻率(電阻)為lx109~5x1011Q'cm時，可以抑制K2AlFs'H20的化學組成和結晶充分形成和生長。應說明的是，象現有的助焊劑粉末那樣，粉末中所包含的K2A1F5'H2C^々化學組成和結晶充分形成時，體積電阻率具有高如lx1012~5x1013Q'cm的電阻值。若助焊劑粉末的體積電阻率不足下限值，則帶電電荷不足，不能吸附在塗裝面上，難以進行靜電塗裝。可以證實本發明的助焊劑粉末，在對粉末進行X射線衍射分析時，當來源於K^A1IVH20的、位於44°45°之間的29的最大衍射峰強度為來源於KAH^的最大峰強度的12%以下時，可以抑制&2八15':^0的化學組成和結晶充分形成和生長。最大衍射峰強度特別優選為來源於KA1F4的最大峰強度的39。/。。可以證實本發明的助焊劑粉末，在對粉末進行DTA分析時，當在550560。C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度高於在超過560。C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度時，可以抑制&2八圧5'1120的化學組成和結晶充分形成和生長。這樣，對於以往難以進行釺焊的、通過塗布大量助焊劑才勉強進行的Mg含量為0.11.0。/。重量的鋁基材料的釺焊，利用本發明的助焊劑粉末，可以將助焊劑的塗布量減少至和不含Mg的鋁基材料上的塗布量幾乎同量，且可以得到良好的釺焊性。應說明的是，當在靜電塗裝方法中使用本發明的助焊劑粉末時，通過調整助焊劑粉末的粒度，使粒徑為20拜以上的大微粒佔40%重量以下、且粒徑為IOitim以下的小微粒佔2040。/Q重量，可得到釺焊所需的充分的塗布量。其中，特別優選將粒徑為20pm以上的大微粒的含量調整至30%重量以下、且粒徑為IO^im以下的小微粒的含量調整至24~36%重量的助焊劑粉末。若粒徑為IOpm以下的小微粒的含量超過上限值，則助焊劑粉末的流動性降低，靜電塗裝時在噴嘴、配管處發生吸附和堵塞，不適於乾式塗布。本發明的助焊劑粉末的製備方法，是一種用於釺焊鎂含量為0.11.0。/。重量的鋁基材料的助焊劑粉末的製備方法，其特徵在於使用氬氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，在K/A1摩爾比為1.00~1.20以及F/A1摩爾比為4.004.20的範圍內使用原料化合物，並且使該原料化合物在70100。C的反應溫度下進行溼式反應。通過在上述條件下進行製備，可得到部分或全部K2A1F^HP的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構的助焊劑粉末。本發明的助焊劑粉末的製備方法，按照圖1(a)圖l(c)所示的各工序進行，對得到的反應產物分別如圖l(d)圖l(f)所示，施行過濾洗滌工序，之後經乾燥助焊劑粉末的工序，並進一步經控制粉末的粒度分布和微粒形狀的工序而得到產品。若按F/A1摩爾比不足4.00的比例使用原料化合物，則進行上述式(4)所示的反應時，一部分氫氧化鋁作為氟鋁酸(HA1F4)而未溶解，以具有羥基的化合物的形式殘留。該殘留的具有羥基的化合物，即使進行後續反應也不能除去羥基，因得到的助焊劑粉末中存在羥基，所以由於該殘留的羥基而引起釺焊性和擴展性的惡化。當按F/A1摩爾比超過4.20的比例或K/A1摩爾比超過1.20的比例使用原料化合物時，無法得到部分或全部K2AnVH20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構的助焊劑粉末，不適於釺焊含Mg鋁基材料。原料化合物特別優選在K/A1摩爾比為1.021.15、F/A1摩爾比為4.05~4.15的範圍內使用。使反應溫度為7010(TC的原因在於若反應溫度低於70°C，則K2A1F^pK2A1F5'H20的總含量超過40%重量；若反應溫度超過100°C，則K2A1F5和K2A1F5*H20的總含量不足6%重量。反應溫度特別優選7595°C。應說明的是，通過強化圖l(e)中的乾燥助焊劑粉末的工序，可以自通過圖1(a)圖l(c)而得到的反應產物中的K2A1F5'H20中除去結晶水，形成K2A1F5。由此，可以進一步增加助焊劑粉末在熔融時的流動性和擴展性，可以減少向釺焊工序中帶入水分，從而提高釺焊性。實施例下面，對本發明的實施例和比較例同時進行詳細說明。首先，使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，按照以下表1和表2所示的填料K/A1摩爾比以及填料F/A1摩爾比使用原料化合物，並且4吏其在以下表1和表2所示的反應溫度下進行溼式反應，分別製備具有以下表1和表2所示組成比的助焊劑粉末樣品No.l~No.32。在所製備的助焊劑粉末樣品中，樣品No.l2No.24相當於本發明的助焊劑粉末，樣品No.lNo.U、樣品No.25No.32為本發明的範圍以外的助焊劑粉末。求出製備的各助焊劑粉末樣品在500°C下加熱15分鐘後因K2A1F5'H20中結晶水的脫離而引起的減重(以下，在本說明書中將500。C下加熱15分鐘時的減重稱作加熱減量)。所得結果分別如表1和表2所示。應說明的是，各助焊劑粉末樣品的加熱減量的測定方法如下。首先，測定鉑皿的皮重，將該重量作為A。然後，在鉑亞上精確量取IOg助焊劑粉末試樣。將此時的鉑皿和IOg助焊劑粉末試樣的重量記作B。隨後，用鋁箔覆蓋盛有試樣的鉑皿表面，在鋁箔表面開約20個約2mm大小的孑L。然後，將粕皿》丈入電熱爐內，爐內加熱至500士5。C，保持約15分鐘。加熱後將鉑皿和試樣一起從電熱爐中取出，保存在乾燥器中，放冷至室溫。接著，稱量放冷的鉑皿和試樣的總重量。將該稱量的重量作為C。將如此測定的各重量值代入以下計算式中，計算助焊劑粉末試樣的加熱減量。加熱減量[。/。wt]=(B-C)x100/(B-A)如此得到的加熱減量，其源於助焊劑粉末中的K2AHVH20因加熱而失去結晶水，所以可通過以下計算式計算K^A1F5.H20的含量。K2AlFs.H20含量[o/owt]=加熱減量[o/owt]x218.2/18.0上述計算式中，218.2表示K2AUVH20的分子量，18.0表示1120的分子量。tableseeoriginaldocumentpage16將製備的各樣品在100°c下乾燥至恆重，求出乾燥樣品的體積電阻率(電阻)。當助焊劑粉末的體積電阻率(電阻)在lx1095x10"f2'cm範圍內時，表示粉末中1(:2八圧5'1120的化學組成和結晶未充分形成和生長；而若體積電阻率超過上述範圍，則表示K2A1IVH20的化學組成和結晶充分形成和生長。對各樣品進行X射線衍射分析，作為相對強度將來源於KA1F4的28.9。的峰強度作為100，求出來源於K2AlFs'H20的44.5。的峰強度。當助焊劑粉末的相對強度為12%以下時，表示粉末中K2A1FHP的化學組成和結晶未充分形成和生長；而若相對強度超過上述範圍，則表示粉末中K2A1F5'1120的化學組成和結晶充分形成和生長。並且，針對各樣品進行以下所示的擴展性試驗。首先，分別為各樣品準備Mg含量為0.8。/。重量的鋁基材料A。其次，分別在材料A的表面塗布2mg樣品，收容在維持在60CTC的氣氛爐(ambientfurnace)內，保持約6分鐘。加熱後，從氣氛爐中取出材料，測定在材料表面熔融的樣品的擴展性。測定結果分別如表3所示。[表3]tableseeoriginaldocumentpage17由表3可知，體積電阻率樣品No.lNo.11、No.25No.32的助焊劑粉末在lx109~5x1011Ocm範圍之外；相對強度樣品No.lNo.5、No.7~No.ll、No.28和No.31的助焊劑粉末在相對強度12。/。以下的範圍之外。未同時滿足體積電阻率範圍和相對強度範圍的樣品No.lNo.11、No.25No.32的助焊劑粉末，顯示各自擴展性不足20mm。相反，體積電阻率和相對強度均在上述範圍內的樣品No.l2No.24的助焊劑粉末，顯示各自擴展性超過20mm,得到了良好的擴展性。對樣品No.l3和No.20的助焊劑粉末進行熱重量/差熱分析(TG-DTA)。在DTA曲線中，當在550560。C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度高於在超過560。C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度時，表示粉末中1^，5'1120的化學組成和結晶未充分形成和生長；而若在550~560。C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度低於在超過56(TC的溫度範圍檢測到的熔融峰高度，或者在550560。C的溫度範圍未檢測到熔融峰，則表示K2AUVH20的化學組成和結晶充分形成和生長。測定結果分別如圖2圖3所示。由圖2可知，在樣品No.l3的DTA曲線中，在550560。C範圍和570匸附近分別檢測到一個熔融峰，在550560。C溫度範圍檢測到的峰高度高於在570。C附近檢測到的峰高度。由圖3可知，在樣品No.20的DTA曲線中，在550560。C的範圍檢測到熔融峰，在超過560。C的附近抬r測到另一肩峰，在55056(TC的溫度範圍檢測到的峰高度高於在超過560。C的近處;f全測到的峰高度。圖4表示反應溫度和擴展性的關係；圖5表示K7A1摩爾比和F/A1摩爾比的關係；圖6表示K/A1摩爾比和擴展性的關係；圖7表示加熱減量和相對強度的關係；圖8表示K/A1摩爾比和體積電阻率的關係；圖9表示體積電阻率和擴展性的關係；圖10表示F/A1摩爾比和擴展性的關係；圖11表示F/A1摩爾比和體積電阻率的關係。應說明的是，在圖4圖11中，菱形標記表示No.lNo.11的助焊劑粉末的結果；正方形標記表示No.l2No.24的助焊劑粉末的結果；三角形標記表示No.25~No.32的助焊劑粉末的結果。由圖4可知，圖中三角形表示的No.25~No.32的助焊劑粉末的結果中，製備時的反應溫度在7010(TC範圍以外的粉末，顯示擴展性不足15mm，因此闡明若反應溫度低，則助焊劑粉末的擴展性趨於劣化。由圖5可知，K/A1摩爾比和F/A1摩爾比的關係為隨著K/A1摩爾比降低，F/A1摩爾比也趨於降低。由圖6可知，K/A1摩爾比和擴展性的關係為K/A1摩爾比在1.00~1.20範圍內的、圖中由正方形表示的No.l2No.24的助焊劑粉末的結果中，存在擴展性優異的趨勢；在K/A1摩爾比超過1.20的助焊劑粉末中，摩爾比中K的比例越高，擴展性越趨於下降。由圖7可知，加熱減量和相對強度的關係為加熱減量越小，相對強度越趨於變低；加熱減量越大，相對強度越趨於變高。由圖7確認，加熱減量的數值顯示粉末中K2A1F5'H20的化學組成和結晶是否充分形成和生長。由圖8可知，K/A1摩爾比和體積電阻率的關係為K/A1摩爾比在1.00-1.20範圍內的、圖中由正方形表示的No.12~No.24的助焊劑粉末的結果中，體積電阻率在1x109~5xio11n.cm範圍內；另一方面，若K/A1摩爾比在1.20附近以及超過該數值，則顯示出高電阻值。由圖9可知，體積電阻率和擴展性的關係為體積電阻率在lx1095x1011Q'cm範圍內的、圖中由正方形表示的No.12~No.24的助焊劑粉末的結果中，得到了良好的擴展性。另一方面，在顯示出高電阻值的、圖中由菱形表示的No.l~No.ll的助焊劑粉末、由三角形表示的No.25No.32的助焊劑粉末的結果中，擴展性發生分散。由圖10可知，F/A1摩爾比和擴展性的關係為F/A1摩爾比在3.80-4.10範圍內的、圖中由正方形表示的No.l2No.24的助焊劑粉末的結果中，存在擴展性優異的趨勢；K/A1摩爾在1.20附近和超過該數值的助焊劑粉末，隨著摩爾比中F比例的增加，擴展性趨於下降。由圖11可知，F/A1摩爾比和體積電阻率的關係為F/A1摩爾比在3.80~4.10範圍內的、圖中由正方形表示的No.12~No.24的助焊劑4分末的結果中，體積電阻率在Ixl09~5xl0un.cm範圍內；另一方面，若F/A1摩爾比在4.10附近以及超過該數值，則顯示出高電阻值。產業實用性本發明的助焊劑粉末，不限於釺焊Mg含量為0.11.0%重量的鋁基材料，還可適用於釺焊Mg含量不足0.1。/。重量的鋁基材料或不含Mg的鋁基材料。權利要求1.一種助焊劑粉末，其含有KAUVK2A1F^oK2A1F5'H20,用於釺焊鎂含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料，該粉末的特徵在於具有K/A1摩爾比為1.00~1.20範圍、F/A1摩爾為3.804.10範圍的組成，上迷1^八15和^八^5'1120的總含量為6.040.0%重量，餘量為KAHV上迷部分或全部I^AnVH20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。2.—種助焊劑粉末，其含有KAUVK2A1F5、K2AHVH2C^pK3A1F6，用於釺焊鎂含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料，該粉末的特徵在於具有K/A1摩爾比為1.001.20範圍、F/A1摩爾比為3.804.10範圍的組成，上述K^A1F5和K2A1F5'HP的總舍量為6.0~40.0%重量，上述KgAlF6的含量為5.0%重量以下，餘量為KAHV上述部分或全部K2AHVH20的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。3.權利要求1或2的助焊劑粉末，其在IO(TC下乾燥至恆重時的體積電阻率為1x1095x10"n'cm。4.權利要求1或2的助焊劑粉末，對其進行X射線衍射分析時，來源於K2A1FH20的、位於44。45。之間的26的最大衍射峰強度為來源於KA1F4的最大峰強度的12%以下。5.權利要求1或2的助焊劑粉末，對其進行差熱分析時，在55056(TC的溫度範圍檢測到的熔融峰高度高於在超過560。C的溫度範圍檢測到的熔融峰高度。6.—種助焊劑粉末的製備方法，其中所述的助焊劑粉末用於釺焊鎂含量為0.1~1.0%重量的鋁基材料，該方法的特徵在於使用氫氧化鋁、氫氟酸和氫氧化鉀作為原料化合物，在K/A1摩爾比為1.001.20以及F/A1摩爾比為4.004.20的範圍內使用上述原料化合物，並且使該原料化合物在70~100°C的反應溫度下進行溼式反應。全文摘要本發明提供一種助焊劑粉末，其在釺焊含Mg鋁基材料時具有良好的擴展性，該助焊劑粉末因非腐蝕性而安全性優異，因較廉價而經濟上優異，可以廣泛用於一般用途。本發明提供一種改良的助焊劑粉末，其含有KAlF4、K2AlF5和K2AlF5·H2O，用於釺焊Mg含量為0.1～1.0％重量的鋁基材料，該改良的特徵性構成在於具有K/Al摩爾比為1.00～1.20範圍、F/Al摩爾比為3.80～4.10範圍的組成，K2AlF5和K2AlF5·H2O的總含量為6.0～40.0％重量，餘量為KAlF4，部分或全部K2AlF5·H2O的晶體結構為K缺陷型、F缺陷型或K和F缺陷型中的至少一種晶體結構。文檔編號B23K35/363GK101146645SQ200680009458公開日2008年3月19日申請日期2006年3月23日優先權日2005年3月25日發明者齋藤悟,本多一義申請人:日本電材化成股份有限公司;三菱綜合材料株式會社