第2期 马运柱等：SAC"哈金粉未的真空蒸镀涂层机理 189 1实验方法 E9 CALAB250型X射线光电子能谱仪测定涂覆后 粉末的XP能谱. 实验所用SACu合金粉末是由HERMI GA0020型高能气雾化设备制备的球形粉末，包覆 2结果与讨论 剂为硬脂酸（化学纯），真空蒸镀设备自行设计.将 21粉末涂层电镜分析 SA哈金粉末放置于基板上，平铺成均匀的薄 图1是蒸镀温度为70℃蒸镀时间为12时涂 层，蒸发源与基板间距为4四当蒸镀时间持续一 覆后粉末的电镜照片.图1（马为涂覆后粉末的 半时，将真空蒸镀设备冷却至室温，打开设备并将合 SM照片.从图中可以看出，粉末表面涂覆了一层 金粉末翻动一次，以保证包覆过程的均匀性. 硬脂酸，且涂覆较均匀，粉末形貌依然清晰可见说明 采用SM-6360LV型扫描电子显微镜观察涂覆 涂覆层较薄.图1(b为涂覆粉末的TEM照片，其 后粉末的形貌，利用Tecnai G220SI型透射电子显 中黑色部分为SACu哈金粉末，颜色浅暗部分为 微镜观察薄膜形貌及厚度：利用NEXU670型傅里 硬脂酸涂覆层.从图中可以看出，厚度为5~10？ 叶红外光谱仪对蒸镀粉末进行红外光谱分析：利用 涂层比较均匀且致密. 硬脂酸涂覆层 3.eae 5 um 1442sE1 20 nm 图1蒸镀条件为70℃和12涂覆后SA哈金粉末的电镜照片.（两SM像：(bTEM像 Fg1 Mortho kgy of coated SnA&Cu alby povders at70℃pr12h(号SEMm警(by TEM mag安 2.2粉末涂层红外光谱分析 中这些波数处并没有出现强峰，所以蒸镀后的粉末 图2（马为经过真空蒸镀涂覆后粉末的红外光 上并没有出现硬脂酸盐，即合金粉末没有与硬脂酸 谱.从图中可以看出：在3428.3m'处出现很强的 发生化学反应，因此硬脂酸涂层SAC哈金粉末 宽而散的峰，在1626.4m'和1401.1m'处出现 的行为属于物理吸附 吸收峰.在34283处出现的峰为GH的伸 图2(b为真空蒸镀后真空罐底部沉积硬脂酸 缩振动峰(GH).羧酸中游离的GH峰出现在 的红外光谱.从图中可以看出：在3121.08mr处 3550r'处，但通常羧酸以二聚体形式存在，使得 出现宽而散的峰是双分子缔合羧酸GH的伸缩振 向低波数方向位移.在16264m处出现的 动峰(H).在2917.48mr和2849.13ar'处出 吸收峰为CO的伸缩振动峰(eo).羧酸中eo 现两个尖锐峰是一H一和一H中的C一H键的 一般在1760m附近有吸收峰，但当羧酸以双分子 伸缩振动峰(eH).在1702.49amr处出现的尖锐 缔合存在时，e会向1725~1700m处移动. 峰是双分子缔合羧酸的C一O的伸缩振动峰 图2中出现在16264m处是因为SAC哈金粉 （-o).在1440~1420mr'出现的峰是羧酸中 末会对CO产生供电诱导效应，使其键的力常 GO的伸缩振动峰(o)、G一H的弯曲振动峰 数减小，特征频率降低，吸收峰向低波数偏移.在 (d-H)和GH的面内弯曲振动峰(H).在 1400~1395mr'区间出现的峰为GO的缩振动 933.98a处出现的峰是G-H的面外弯曲振动 峰(e-o)和GH的弯曲振动峰(H).由此可 峰(YcH).在722amr'处出现一个弱吸收峰是分子 得，蒸镀后的粉末上涂覆了硬脂酸层.硬脂酸盐的 中具有一(CH)一（其中少4时）的CH的面外 强对称振动峰出现在1464~1360m'处，强不对 弯曲振动峰(Y仁H).由此可得，蒸镀后的硬脂酸并 称振动峰出现在1610-1550m处9.在图2(3 没有发生分解，仍以羧酸形式存在第 2期 马运柱等:SnAgCu合金粉末的真空蒸镀涂层机理 1 实验方法 实验 所 用 SnAgCu合 金 粉 末 是 由 HERMI￾GA100 /20型高能气雾化设备制备的球形粉末, 包覆 剂为硬脂酸 (化学纯 ), 真空蒸镀设备自行设计.将 SnAgCu合金粉末放置于基板上, 平铺成均匀的薄 层, 蒸发源与基板间距为 4 cm.当蒸镀时间持续一 半时, 将真空蒸镀设备冷却至室温、打开设备并将合 金粉末翻动一次, 以保证包覆过程的均匀性. 采用 JSM--6360LV型扫描电子显微镜观察涂覆 后粉末的形貌;利用 TecnaiG2 20 ST型透射电子显 微镜观察薄膜形貌及厚度 ;利用 NEXUS670型傅里 叶红外光谱仪对蒸镀粉末进行红外光谱分析 ;利用 ESCALAB250型 X射线光电子能谱仪测定涂覆后 粉末的 XPS能谱. 2 结果与讨论 2.1 粉末涂层电镜分析 图 1是蒸镀温度为 70 ℃、蒸镀时间为 12h时涂 覆后粉末的电镜照片 .图 1 ( a) 为涂覆后粉末的 SEM照片.从图中可以看出, 粉末表面涂覆了一层 硬脂酸, 且涂覆较均匀, 粉末形貌依然清晰可见说明 涂覆层较薄.图 1( b)为涂覆粉末的 TEM照片, 其 中黑色部分为 SnAgCu合金粉末, 颜色浅暗部分为 硬脂酸涂覆层 .从图中可以看出, 厚度为 5 ～ 10 nm, 涂层比较均匀且致密. 图 1 蒸镀条件为 70℃和 12h涂覆后 SnAgCu合金粉末的电镜照片.( a) SEM像;( b) TEM像 Fig.1 MorphologyofcoatedSnAgCualloypowdersat70℃ for12h:( a) SEMimage;(b) TEMimage 2.2 粉末涂层红外光谱分析 图 2( a)为经过真空蒸镀涂覆后粉末的红外光 谱 .从图中可以看出 :在 3 428.3 cm -1处出现很强的 宽而散的峰, 在 1 626.4cm -1和 1 401.1 cm -1处出现 吸收峰 .在 3 428.3 cm -1处出现的峰为 O— H的伸 缩振动峰 ( νO— H ) .羧酸中游离的 νO— H峰出现在 3 550cm -1处, 但通常羧酸以二聚体形式存在, 使得 νO— H向低波数方向位移.在 1 626.4 cm -1处出现的 吸收峰为 C— O的伸缩振动峰 ( νC— O ) .羧酸中 νC— O 一般在 1760 cm -1附近有吸收峰, 但当羧酸以双分子 缔合存在时, νC— O会向 1 725 ～ 1 700 cm -1处移动 . 图 2中出现在 1 626.4 cm -1处是因为 SnAgCu合金粉 末会对 C— O产生供电诱导效应 [ 8] , 使其键的力常 数减小, 特征频率降低, 吸收峰向低波数偏移 .在 1 400 ～ 1 395 cm -1区间出现的峰为 C— O的缩振动 峰 ( νC— O) 和 O— H的弯曲振动峰 ( δO— H ) .由此可 得, 蒸镀后的粉末上涂覆了硬脂酸层.硬脂酸盐的 强对称振动峰出现在 1 464 ～ 1 360 cm -1处, 强不对 称振动峰出现在 1 610 ～ 1 550 cm -1处 [ 9] .在图 2( a) 中这些波数处并没有出现强峰, 所以蒸镀后的粉末 上并没有出现硬脂酸盐, 即合金粉末没有与硬脂酸 发生化学反应, 因此硬脂酸涂层 SnAgCu合金粉末 的行为属于物理吸附. 图 2( b)为真空蒸镀后真空罐底部沉积硬脂酸 的红外光谱.从图中可以看出 :在 3 121.08 cm -1处 出现宽而散的峰是双分子缔合羧酸 O— H的伸缩振 动峰 ( νO— H ) .在 2917.48 cm -1和 2849.13cm -1处出 现两个尖锐峰是 — CH2 —和— CH3中的 C— H键的 伸缩振动峰 ( νC— H ) .在 1 702.49cm -1处出现的尖锐 峰是双 分 子缔 合羧 酸的 C— O的伸 缩 振动 峰 ( νC— O) .在 1 440 ～ 1 420 cm -1出现的峰是羧酸中 C— O的伸缩振动峰 ( νC— O ) 、C— H的弯曲振动峰 ( δC— H ) 和 O— H的面内弯曲振动峰 ( δO— H ) .在 933.98cm -1处出现的峰是 O— H的面外弯曲振动 峰 ( γO— H) .在 722cm -1处出现一个弱吸收峰是分子 中具有— ( CH2 ) n— (其中 n≥4时 )的 C— H的面外 弯曲振动峰 ( γC— H ) .由此可得, 蒸镀后的硬脂酸并 没有发生分解, 仍以羧酸形式存在 . · 189·