[发明专利]一种焊接材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种焊接材料及其制备方法，涉及焊接技术领域。按重量百分比计，本发明提供的焊接材料包括：59％～91％铋基合金、5％～30％吸波材料、0.1％～6％流变改性剂和2％～5％增强增韧材料。本发明的技术方案能够通过微波加热的方式熔化该焊接材料，有利于提高液态金属电路的焊接效果。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接材料及其制备方法。

背景技术

通过增材制造方法利用液态金属制造电子电路的技术具有加工速度快、成本低、效率高、无污染等优点，越来越得到广泛的应用。在上述增材制造方法中所用的材料多为以熔点在40℃～120℃的液态金属为主体的合金材料(例如，熔点为108℃的铟锡共晶合金，熔点为58℃的铋铟锡共晶合金)。

另外，发明人发现，常规的焊接工艺中多采用接触式加热，即依靠热传导的方式将焊接材料熔化，容易造成焊接效果不佳，具体原因如下：若焊接材料与主体电路材料熔点完全一致，主体电路的焊盘部分和焊接材料受热环境一致，当焊接材料达到熔融状态时，主体电路的焊盘也将完全融化，容易造成电路破坏；若焊接材料熔点低于主体电路材料熔点，则熔点的差异容易造成主体电路材料与焊接材料界面结合处相容性差，不易稳定连接。

发明内容

本发明提供一种焊接材料及其制备方法，可以通过微波加热的方式熔化该焊接材料，有利于提高液态金属电路的焊接效果。

第一方面，本发明提供一种焊接材料，采用如下技术方案：

按重量百分比计，所述焊接材料包括：59％～91％铋基合金、5％～30％吸波材料、0.1％～6％流变改性剂和2％～5％增强增韧材料。

可选地，所述铋基合金由铋、铟、锡组成，或者，所述铋基合金由铋、铟、锡，以及锌、钴二者中的至少一种组成。

进一步地，按重量百分比计，所述焊接材料包括：15％～35％铋、20％～35％铟、5％～16％锡、0％～5％锌和0％～2％钴，所述铋、铟、锡、锌和钴构成所述铋基合金。

可选地，所述吸波材料包括碳化硅、炭黑、石墨、尖晶石型铁氧体、羰基铁、羰基镍、羰基钴中的一种或几种。

可选地，所述流变改性剂为硅酸镁锂和/或气相二氧化硅。

进一步地，按重量百分比计，所述焊接材料包括0％～2％硅酸镁锂、0.1％～4％气相二氧化硅。

可选地，所述增强增韧材料包括笼型聚倍半硅氧烷、碳纤维、单壁碳纳米管、氧化石墨烯中的一种或几种。

可选地，按重量百分比计，所述焊接材料还包括1％～7％抗氧化助剂。

进一步地，所述抗氧化助剂为庚二酸、戊二酸中的一种。

第二方面，本发明提供一种焊接材料的制备方法，用于制备以上任一项所述的焊接材料，采用如下技术方案：

所述焊接材料的制备方法包括：

步骤S1、在真空或惰性气体保护下，将铋基合金的各原料加热到熔点以上，根据比例称量各原料混合，并对混合物进行充分搅拌后逐渐冷却；

步骤S2、将铋基合金加热到熔融状态，添加预先称量好的吸波材料、流变改性剂和增强增韧材料，并搅拌；

步骤S3、将步骤S2所得的混合物在惰性气体保护下，转移到球磨罐中，添加研磨球进行球磨；

步骤S4、添加抗氧化助剂，并继续球磨，得到所述焊接材料。