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Alumno

José Manuel Martínez Gutiérrez

   »  Generación: Septiembre2005
   »  Grado: Maestría en Metalurgia e Ingenieria de Materiales
   »  Asesor: Jorge García Rocha
   »  Línea de Investigación: Ciencia de Materiales
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NOMBRE DE TESIS
Reacciones interfaciales entre soldaduras libres de plomo y sustratos de cobre y níquel

RESUMEN:

En este trabajo se analizó el estudio de las reacciones interfaciales entre soldaduras libres de plomo y sustratos de cobre y níquel por medio de la elaboración de pares difusores. Las soldaduras estudiadas fueron: Sn-2.82Ag-0.52Cu, Sn-19.02Bi-3.72Ag, Sn-7.47Sb-2.95Ag, Bi-30.19Sn-19.94Sb y Sn-26.52Sb-4.71Cu, (% en peso). A los pares difusores formados con sustratos de cobre se les aplicó un tratamiento térmico de recocido a 150 ºC por 12, 24 y 36 h, mientras que para los pares difusores con sustratos de níquel se utilizaron tiempos de 48, 96 y 144 h ya que la reacción es más lenta. La caracterización microestructural se llevó a cabo vía microscopia óptica (MO), microscopia electrónica de barrido (MEB) y difracción de rayos X (DRX). Para obtener la composición promedio de la capa de compuestos intermetálicos se utilizó el barrido de línea por dispersión de energía de rayos X vía MEB, con la cual también se pueden determinar los posibles compuestos intermetálicos que forman la capa de interdifusión. Por medio de la difracción de rayos X se determinó la formación de los distintos microconstituyentes del par difusor. Con las micrografías obtenidas vía MEB fue posible medir el espesor de la capa de compuestos intermetálicos y posteriormente llevar a cabo el estudio de la cinética de crecimiento y así poder determinar qué soldadura genera una capa de compuestos intermetálicos con un grosor apropiado para obtener la unión adecuada entre la soldadura y el diferente tipo de sustrato. Entre las soldaduras y el sustrato de cobre, se encontró que había formación de compuestos intermetálicos de cobre y estaño y en algunos casos de cobre, estaño y antimonio. Por otro lado, entre las soldaduras y sustratos de níquel se encontró que se formaron compuestos intermetálicos binarios (estaño – níquel), ternarios (estaño – níquel – antimonio) y cuaternarios (estaño – níquel – antimonio – cobre). La formación de compuestos ternarios o cuaternarios es debido a que el sustrato no únicamente reacciona con el estaño sino que también reacciona con el antimonio. En la mayoría de las soldaduras, la cinética de crecimiento de la capa de compuestos intermetálicos es más rápida cuando la soldadura reacciona con el sustrato de cobre que con los de níquel. En este estudio esta tendencia se mantiene sin embargo, hay sus excepciones ya que la soldadura 30.19Sn-19.94Sb genera una capa de un espesor mayor cuando reacciona con el níquel que con el cobre. Además se encontró que en los pares difusores formados entre las soldaduras y los sustratos de cobre se forma el compuesto intermetálico Cu6Sn5, y cuando las soldaduras contienen antimonio, la capa de compuestos intermetálicos puede estar constituida por Cu6(SnXSbY), mientras que en los pares difusores formados con sustratos de níquel además de formarse el Ni3Sn y el Ni3Sn4 también se pueden formar el (Ni)3(SnXSbY) y el (Ni)3(SnXSbY)4 o el (NiWCuZ)3(SnXSbY) y el (NiWCuZ)3(SnXSbY)4 dependiendo si la soldadura contiene antimonio o no.