Análise térmica e caracterização de ligas de solda à base de Sn para aplicações criogênicas

• Processo: 15/03923-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Conrado Ramos Moreira Afonso
• Beneficiário: Felipe Dantas Barbosa
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Moagem criogênica Brasagem Ligas Sonda Análise térmica Caracterização microestrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Térmica | Aplicações Criogênicas | Caracterização microestrutural | Ligas à base de Sn | Ligas de Solda | Transição Frágil-Dutil | Ligas à base de Sn

Resumo

Atualmente as tradicionais ligas de brasagem Sn-Pb estão sendo substituídas por ligas alternativas tendo em vista a reconhecida toxicidade do chumbo, cujo total banimento do meio industrial é inevitável. O processo de deposição ou brasagem é largamente aplicado na junção de componentes microeletrônicos. As ligas eutéticas Sn-Pb possuem propriedades particularmente excepcionais para tal aplicação: baixo ponto de fusão (183°C), excelente molhabilidade com o substrato metálico, boa fluidez e adequada propriedade mecânica. Embora o eutético Sn-Cu seja economicamente viável como liga alternativa à Sn-Pb, esforços de pesquisa devem ser implementados no sentido de melhorar as propriedades de ligas de Sn alternativas. Para aplicações aeroespaciais é importante para entender o desempenho mecânico de componentes em condições extremas de temperatura observados em serviço. Para as ligas de solda utilizados em microeletrônica, temperatura criogênica pode revelar-se problemática. A baixas temperaturas soldas à base de Sn podem sofrer uma transição dúctil para frágil que leva a fissuras frágeis, o que pode resultar em falha catastrófica eletrônico componentes, conjuntos e cargas úteis de naves espaciais. Como processos industriais começam a mover-se para longe de ligas de solda Pb-Sn, tornando-se ainda mais crítico a necessidade de caracterizar o comportamento da solda à base de ligas de Sn alternativas. O objetivo deste projeto é a caracterização microestrutural e análise térmica de ligas de diversas solda à base de Sn para avaliar o respectivo potencial para aplicações criogênicas. O intuito é identificar em diferentes sitemas de Ligas de Sn, com adição de diferentes elementos de liga, qual a influência na transformação alotrópica da fase ²-Sn para a fase ±-Sn (Sn puro em torno de 13 °C), de modo a identificar e caracterizar ligas que tenham esta temperatura de transformação de ² (dutil) para ± (frágil) em temperaturas cada vez mais baixas (criogênicas), evitando a transição fragil-dutil e estendendo a faixa de temperaturas criogênicas para aplicação das ligas de solda de Sn.