Última modificación: 11-11-2016
Resumen
Las aleaciones Sn-Cu despiertan un gran interés tanto académico como tecnológico, debido a que son parte de las aleaciones propuestas como sustituto libre de plomo para soldadura de elementos electrónicos [1]. El sistema Sn-Cu puede formar distintas fases intermetálicas, como Cu3Sn (?) y Cu6Sn5 (?) en el rango de concentración de Cu que va hasta el 39.11% (en peso). Por distintos motivos resulta de interés el estudio de la formación de la fase ?: i) puede ser utilizada como electrodo negativo en baterías Li-ion formando compuestos del tipo (CoNi)xCu6-x-xSn5 [2]; ii) forma parte del eutéctico Sn-Cu [3]; iii) reacciona rápidamente con el sustrato de Cu, lo que influye en el proceso de soldadura. Obtener esta fase desde el líquido a partir de la composición correspondiente resulta muy dificultoso, ya que posee una temperatura de formación menor que la de líquidus para esa composición, de modo que aparece como consecuencia de una transformación en estado sólido a partir de la descomposición de la fase Cu3Sn, que es la estable en esas condiciones. También muestra una transformación de hexagonal a monoclínico a la temperatura de 186 °C [4], que puede afectar la estabilidad mecánica del sistema. En este trabajo se estudió experimental y teóricamente el camino de solidificación de aleaciones Sn-Cu de diferente composición, obteniéndose de este modo distintas fracciones de la fase ?.
1. I. E. Anderson, “Development of Sn-Ag-Cu and Sn-Ag-Cu-X alloys for Pb-free electronic solder applications”; J. Mater. Sci. Electron., Vol. 18 (2007) p. 55-76.
2. K. Nogita, C. M. Gourlay, S. D. McDonald, Y. Q. Wu, J. Read and Q. F. Gu, “Kinetics of the ?-?´ transformation in Cu6Sn5”; Scripta Materialia, Vol 65 (2011) p. 922-925.
3. R. N. Grugel and L. N. Brush, “Evaluation of the rodlike Cu6Sn5 phase in directionally solidified Tin-0.9 wt.% Copper eutectic alloys”; Materials Characterization, Vol. 38 (1997) p. 211-216.
4. M. Y. Li, Z. H. Zhang and J. M. Kim, “Polymorphic transformation mechanism of ? and ?´ in single crystalline Cu6Sn5”; Appl. Phys. Lett., Vol. 98 (2011) p. (201901)-1-3