4.1 焊料的氧化

4.1.1 焊料氧化的基本概念

熔融状态的焊料在含氧气氛环境中就要被氧化，产生的氧化物浮游在熔融焊料的表面。特别是在波峰焊接中，大量的熔融焊料连续地和空气接触，由于氧化，焊料的损失很严重。

金属在大气中由于氧元素或者水分而被氧化，形成氧化物。金属的氧化现象在常温下是稳定的，然而温度一升高氧化现象就变得激烈了。金属的氧化反应一般可以用化学反应方程式描述如下：

式中，M为2价金属；MO为金属氧化物；Q为氧化热；K为平衡常数（向右方向为氧化反应）；P _O2 为O ₂ 的分解压。

如果把氧化物加热就要发生分解反应，反应的方向是由右向左方向进行。此时 O ₂ 的压力 P _O2 就是 O ₂ 的分解压，它支配着氧化亲和力，而且，化学亲和力可以表示为自由能的减少，用-△F表示。

式中，R是气体常数；T是绝对温度。

从而，如果知道了△F即可求得P _O2 ，由此，可以预测金属的氧化亲和力的大小。和焊料成分相关的主要金属的氧化物生成的标准自由能，如表4.1所示。

4.1.2 影响焊料氧化的基本因素

在这里，焊接时熔融焊料的氧化反应是和金属的表面积成比例的，像波峰焊接的表面是连续的而且面积较大，所以氧化量也是增大的。当焊料槽处于搅拌的场合下，焊料的氧化量和温度有关，如图4.1所示。

而且，SnPb系焊料成分和氧化量的关系，如图4.2所示。当Sn的成分为10%时氧化量是最小的，而当Sn的含量为70%～80%氧化量达到最大值。

焊料的氧化，也与焊料中含有的微量不纯物有关系，Al、Zn、Sb的含量使氧化量增加，而P相反是减少的。由于生成的这些不纯金属氧化物的性质，如P生成的氧化物为P ₂ O ₅ 是液状的而且还有升华性，它被覆在焊料的表面还起到了一种助焊剂的效果。

Pb系焊料的氧化率，如图4.3所示。而含有Sn、In的焊料较不易氧化，特别是添加了In元素时抗氧化效果更好。