AuGe12合金可以用作封装材料，由于其共晶熔点温度较低，使得整个钎焊过程可以在较低的温度环境下完成，此外，其具有良好的耐腐蚀性、导电性以及抗拉强度，使其成为微电子器件封装和半导体管芯钎焊的首选材料。
铸锭的凝固组织形态、致密度、成分偏析等对后续加工工艺及最终的制件品质具有重要影响。传统的铸锭生产主要采用金属型铸造，其生产过程是非连续的，且凝固组织、成分及致密度在轴向和径向上都是不均匀的，而且由于在锭头和锭尾处存在缩孔及缩松等缺陷，需切头去尾，降低了铸锭的实际利用率。而连续铸造不仅提高了生产效率，减少材料的消耗和浪费，而且使材料的内部冶金品质得到极大改善。
由于Ge的晶体点阵为金刚石结构，AuGe12合金较脆，常规方法无法加工。水平连铸AuGe12合金可以减少或者避免加工，直接连铸成所需直径，可降低损耗，节约人工，提高AuGe12合金品质。本课题研究了连铸过程中通入N2气量对AuGe12合金的组织和偏析的影响，并对其进行了分析。
1 试验材料及方法
1.1试验原料及设备
试验采用RVSIII型连铸机；采用KGPS-50/4.0中频炉进行熔炼；采用SPM-S3400N扫描电镜进行组织观察，N：采用99. 999%的高纯无氧氮气，Au和Ge的纯度都≥99. 99%。
1.2试验操作流程
以高纯Au与高纯Ge为原料，按配比称量后用中频炉预熔，混合均匀后浇注于金属型中，获得的AuGe12坯锭作为连铸的原料，通过连铸获得直径为4 mm的坯材，整个过程使用高纯N2气保护。从铸坯的中段处截取试样，使用镶样机镶样并打磨抛光试样，采用SPM-S3400N型扫描电镜对试样进行检测。重点考察连铸过程中通入不同N2气量对AuGe12的组织及偏析的影响。
2 试验结果与讨论
2.1 AuGe12合金组织能谱分析
表1为水平连铸AuGe12合金的工艺参数。按照表1工艺条件，在未通N2的情况下对AuGe12合金进行了连铸，获得的棒坯取样后的电镜照片见图1，分别对浅色（区域3）、灰色（区域2）和黑色（区域1）进行元素能谱分析。图2为各个区域能谱分析图。
通过能谱分析可知，电镜扫描图区域1、2为Au与Ge的混溶部分，两种元素的摩尔分数比较接近，混溶效果明显。区域3为富Au固溶体。
2.2 凝固结晶组织
图3是不同通N2量条件下AuGe12合金的SEM图。从图3a可以看到，未通N2时，存在较大的呈枝晶状的富Au区，在富Au枝晶的间隙处Au与Ge混溶较好；当通入N2为1 MPa时，相较未通N2时富Au的枝晶状尺寸减小，Au与Ge混溶区扩大。随着通人N2气量的增大，富Au的枝晶趋于消失，AuGe12合金互溶部分两相组织分布均匀，呈细小的等轴晶粒状，见图3c和图3d。由于石墨水冷铜模复合铸型具有强大的冷却能力，在铸坯冷却前沿提供了较大的温度梯度和过冷度，延长晶粒析出时结晶潜热释放过程，破坏枝晶生长的条件。随着通入N2气量的增加，搅拌作用增强，使得熔融的AuGe12合金枝晶细化，枝晶间距变短，逐步演变为等轴晶。
2.3成分偏析
偏析对铸件性能的危害明显，由于成分的不均会造成组织上的差别，造成冲击韧度及塑性降低，还会导致耐腐蚀性能的降低等。
试验先对水平连铸AuGe12合金进行无N2气连铸，而后逐步通入N2气连铸，考察通N2气量对偏析程度的影响。对AuGe12合金试样不同位置取样，利用化学溶解方法将AuGe12合金中的Ge元素溶解。
为获得定量分析的结果，取η作为合金断面上的局部偏析度．计算公式如下：
式中，C1为取样点位置的溶质元素的质量分数；C2为液态金属中该元素的浓度。可以计算出AuGe12合金的成分偏析情况，见表2。
由表2可以看到，当不通N2气时，Ge元素在合金内的分布非常不均匀。随着通入N2气量的增加，Nz气对熔池的保护以及搅拌作用逐渐明显，合金试样的偏析状况明显改善。当通入N2气量为3 MPa时，Ge元素在合金内分布均匀，同心圆中心处偏析度在1%～2%范围内，偏析度很小。可以看到，连铸过程中通入N2气量的增加可以明显改善AuGe12合金的偏析程度。
3 结 论
(l)连铸过程中随着通入N2气量的增加，搅拌作用增强，使得熔融的AuGe12合金凝固时枝晶细化，枝晶间距变短，逐步演变为等轴晶。
(2)连铸过程中随着通入N2气量的增加可以明显改善AuGe12合金的偏析程度。摘要采用水平连铸制备了AuGe12合金，重点考察了铸造过程中氮气量对铸锭合金组织和偏析的影响。结果表明，连铸过程中随着氮气通入量的增加，搅拌作用增强，使得熔融的AuGe12合金晶枝细化，晶枝间距变短，逐步演变为等轴晶。且随着氮气通入量的增加，AuGel2合金的偏析程度明显改善。
4、摘要
采用水平连铸制备了AuGe12合金，重点考察了铸造过程中氮气量对铸锭合金组织和偏析的影响。结果表明，连铸过程中随着氮气通入量的增加，搅拌作用增强，使得熔融的AuGe12合金晶枝细化，晶枝间距变短，逐步演变为等轴晶。且随着氮气通入量的增加，AuGel2合金的偏析程度明显改善。
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