基于铜磷钎料焊后“磷油-铜绿”形成机理及性能改善研究

孙军刚; 叶兆丰; 王思鸿; 黄世盛; 牛邦硕; 罗良良; 罗寿根; 乔雪

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.10.18

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专辑

基于铜磷钎料焊后“磷油-铜绿”形成机理及性能改善研究
Study on the Formation Mechanism of “Phosphorus Oil-patina” in Cu-P Brazing Alloys and Performance Improvement
2025年55卷第10期页码：170-177
收稿：2025-08-28，

纸质出版：2025-10-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.10.18
稿件说明：

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孙军刚，叶兆丰，王思鸿，等.基于铜磷钎料焊后“磷油-铜绿”形成机理及性能改善研究［J］.电焊机，2025，55（10）：170-177. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.10.18.

SUN Jungang, YE Zhaofeng, WANG Sihong, et al.Study on the Formation Mechanism of "Phosphorus Oil-patina" in Cu-P Brazing Alloys and Performance Improvement[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(10): 170-177. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.10.18.

摘要

本研究旨在探究铜磷（Cu-P）钎料在空气中感应钎焊时表面形成黑色、粘稠的液态复合膜（“磷油”）以及诱发铜绿的机理，并提出有效抑制策略。通过EDS、XRD与第一性原理计算解析了磷油主要成分为Cu

等磷酸盐，其形成具有热力学自发性；铜绿则为磷油在湿热环境中转化而来的碱式碳酸铜。研究从工艺与材料两方面提出解决方案：通氮气保护可有效抑制磷油，但成本高、适用性有限；而添加微量镧系（Ln）元素则可优先氧化形成致密Ln-O保护膜，从源头阻断P

生成，在维持钎料原有熔化与润湿性能的同时，显著提升焊缝致密性、力学性能及抗腐蚀性。结果表明，Ln合金化策略具有内置保护优势，为高性能Cu-P钎焊材料开发提供了新途径。

Abstract

This study aims to investigate the formation mechanism of black

viscous liquid composite films (“phosphorus oil”) and their role in inducing patina on Cu-P brazing filler metals during air-atmosphere induction brazing

and to propose effective inhibition strategies. Through EDS

XRD

and first-principles calculations

the phosphorus oil was identified mainly as phosphates such as Cu

whose formation is thermodynamically spontaneous; the patina was identified as basic copper carbonate formed from phosphorus oil under humid conditions. Two approaches were compared: nitrogen shielding effectively suppressed phosphorus oil but incurred high cost and limited applicability; while adding trace lanthanide (Ln) elements formed a dense and stable Ln-O oxide film preventing P

generation at the source. The Ln modified filler maintained original melting and wetting properties

while significantly improving joint density

mechanical performance

and corrosion resistance. The results demonstrate that the Ln alloying strategy offers an intrinsic protection mechanism

providing a new

approach for developing high performance Cu-P brazing materials.

关键词

Keywords

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