為揭示不銹鋼管表面電鍍錫銀釬料的潤濕特性，借助潤濕試驗爐、影像式燒結點試驗儀、掃描電鏡、Ｘ射線衍射儀、能譜分析儀對電鍍錫銀釬料的潤濕行為、動態鋪展過程、界面組織、物相組成及潤濕界面化學元素分布進行了分析。研究表明，優先鋪展的前驅膜是改善電鍍錫銀釬料潤濕性的本質原因。潤濕過程中出現的前驅膜效應，主要是試驗中釬劑中的硼酐引起的。電鍍錫銀釬料與不銹鋼管界面出現的相過渡層，垂直于潤濕界面呈柱狀向釬料內生長。隨著Sn含量升高，電鍍錫銀釬料在不銹鋼管表面的潤濕面積呈增大趨勢；與同Sn含量（２.4％～7.2％，質量分數）的傳統釬料相比，電鍍錫銀釬料在不銹鋼表面的潤濕面積提高了8.1％～12.5％。當Sn含量為7.2％時，電鍍錫銀釬料的潤濕面積高達481mm。電鍍錫銀釬料與不銹鋼母材的接合界面是擴散化合物混合型形式。

  釬料作為釬焊時的填充材料，其性能在很大程度上決定了釬焊接頭的質量和性能。潤濕性作為評價釬料性能的一項重要指標，直接影響釬料填縫能力及釬焊接頭的組織和力學性能，進而影響釬焊件的使用壽命。因此，釬料潤濕性是釬焊材料研究的熱點課題之一。銀釬料作為目前應用最廣泛的一類硬釬料，熔化溫度適中、工藝性能優越，在航空航天、電子等領域得到了廣泛應用。Sn在銀釬料中為有益元素，當含量低于10％時，可有效改善釬料的潤濕性。熔化溫度低于710℃的釬料在鎳板、黃銅板表面具有很好的潤濕性；含3％釬料在不銹鋼表面的潤濕面積是釬料的1.7倍；復合添加Ga和Sn元素時，銀釬料潤濕性更好，但Ga含量不宜過高，否則易出現脆性相，添加微量的Ni、Mn元素可抑制脆性相的產生。針對傳統熔煉方法制備釬料的技術瓶頸，本課題組提出用鍍覆－熱擴散組合方法制備新型鍍錫銀釬料，結果發現微米錫鍍層使得釬料潤濕面積增大；并對鍍錫銀釬料擴散過渡區的物相及其形成機制進行了分析，認為擴散過渡區主要存在低熔點相。但錫鍍層改善銀釬料潤濕性的本質原因目前尚不清楚。本工作主要分析了層狀電鍍錫銀釬料在304不銹鋼管表面的潤濕特性，希望為相關領域的理論研究和工程應用提供技術支撐。

  釬料潤濕過程中，熔化的釬料邊緣產生一圈潤濕帶，觀察其宏觀外形特征，猶如一條金邊鑲于釬料外側，這一現象稱為前驅膜效應，如圖所示。由于前驅膜效應與良好的潤濕性密切相關，在技術上借助前驅膜效應改善液態釬料潤濕性是可行的，具有一定的工程應用價值。圖為電鍍錫銀釬料在304不銹鋼管表面潤濕前驅膜的實物照片。試樣邊緣存在一圈顏色較為鮮亮的白色潤濕環，其與不銹鋼的實際潤濕角幾乎為０°。經宏觀分析可知，潤濕前驅膜的寬度很不均勻。某些邊緣部分可觀察到，前驅膜較寬的地方，釬料粘度低、流動性好、流速較快；反之，釬料粘度較高、流動性較差，使得電鍍錫銀釬料在不銹鋼表面形成的前驅膜邊緣形狀多樣化。由電鍍錫銀釬料在304不銹鋼表面的潤濕試驗發現，前驅膜效應的出現主要與母材材質有關，304不銹鋼管表面潤濕試驗存在前驅膜效應，而黃銅、純銅表面未出現潤濕前驅膜效應。本實驗所選用的助焊劑為釬劑，成分中含有容易與Cu、Zn、Ni來自電鍍錫銀釬料的氧化物反應，形成鹽類物質，以渣的形式浮于304不銹鋼管表面，有效去除304不銹鋼管表面的氧化膜。上述分析表明，304不銹鋼管表面潤濕試驗出現的前驅膜效應，主要是硼酐與304不銹鋼管表面的氧化物發生反應，生成系列硼酸鹽，浮于不銹鋼表面出現的潤濕環。優先鋪展的前驅膜降低了釬料與不銹鋼之間的表面張力，有利于釬料在304不銹鋼管表面鋪展。因此，優先鋪展的前驅膜是改善304不銹鋼管表面電鍍錫銀釬料潤濕性的本質原因。

  Sn含量對電鍍錫銀釬料和傳統釬料潤濕性的影響如圖所示, 隨著Sn含量升高，兩類釬料在304不銹鋼管表面的潤濕面積均逐漸增大，與同Sn含量的傳統釬料相比，電鍍錫銀釬料的潤濕面積提高了8.1％～12.5％。原因是同等Sn含量條件下，電鍍錫銀釬料的熔化溫度區間較窄、流動性好，故其潤濕面積較大。當Sn含量為7.2％時，電鍍錫銀釬料的潤濕面積最大，比同Sn含量的提高了8.8％。其原因在于：Sn是降熔元素，鍍覆錫熱擴散處理和釬料中直接添加Sn均可降低銀釬料的熔化溫度。同一釬焊溫度下，釬料熔化溫度隨著Sn含量升高逐漸降低，即液態釬料過熱度逐漸增大，使得釬料分子運動加劇，釬料內部分子對其表面分子的吸引力減小，進而使得釬料潤濕面積增大。同時，隨著潤濕過程加熱溫度升高，液態鍍錫銀釬料的表面張力減小，有助于改善釬料潤濕性。

  不同釬料在304不銹鋼管表面的潤濕動態圖片如圖所示, 隨著加熱溫度升高和時間延長，釬料在不銹鋼表面逐漸鋪展。對比三組圖片可發現，230℃和250℃時電鍍錫銀釬料未出現分層現象，說明擴散工藝可行。三種釬料在潤濕試驗的初始階段，潤濕角大于90°，液態釬料表面張力較大，使得液態釬料形狀由方形轉為橢圓形，釬料并未在不銹鋼表面流動鋪展，液態釬料與304不銹鋼管的接觸直徑并未增加。當溫度升高至690℃后，鍍錫銀釬料中由于界面發生反應，隨著溫度升高潤濕角迅速減小，液態釬料與304不銹鋼的接觸直徑增大。此時同Sn含量（4.8％）條件下，與傳統釬料相比，液態鍍錫銀釬料優先由方形熔化轉變為橢圓形，說明鍍錫銀釬料的潤濕角更小。之后處于平衡階段，潤濕角減小緩慢直到潤濕試驗結束。