은기 브레이징 재료: 고성능 소재 접합의 핵심 기술 및 발전 동향

Release time:

2025-10-31

출처:

티조

조회수:

은기 봉금재료 현재 가장 널리 사용되는 경납재 중 하나로서, 뛰어난 가공성과 적절한 용융점, 우수한 젖음성과 채움 능력은 물론 뛰어난 강도, 전도성 및 내식성을 갖추고 있어 항공우주, 전자·전기기기, 자동차 제조, 에너지 설비 등 첨단 제조 분야에서 없어서는 안 될 접합 재료로 자리잡았습니다. 최근 몇 년간 재료과학의 지속적인 발전에 따라, 은기 봉금재료 성분 설계, 성능 최적화 및 응용 확장 분야에서 두드러진 진전을 이루었습니다.

일, 은기 봉금재료 의 분류 및 대표적 응용

은기 봉금재료 일반적으로 은 또는 은 기반 고용체를 주성분으로 하며, 합금 구조의 특성에 따라 공정형과 고용체형의 두 가지 큰 부류로 나눌 수 있습니다. 각기 다른 계열의 브레이징 재료는 고유한 성능 덕분에 다양한 재료 조합과 작업 환경에 적합합니다.

- Ag-Cu 계: 여여 BAg72Cu 녹는점이 낮고(780℃), 젖음성이 우수하여 전자진공 소자 및 보호 분위기 브레이징에 널리 사용됩니다.

- 은-구리-아연 계열 은 함량을 조절함으로써 융점 저하와 접합 강도 향상을 달성할 수 있으며, 이는 스테인리스강, 구리 합금 등의 재료의 브레이징에 적합합니다.

- 은-구리-티타늄 계열 활성 브레이징 재료는 세라믹, 흑연, 다이아몬드 등 비금속 재료의 직접 접합에 사용될 수 있으며, 고강도의 야금적 결합을 구현합니다.

- 은-구리-인계 인을 함유한 납땜재료는 자체적인 봉착 능력을 갖추고 있어 구리 및 알루미늄 합금의 봉납에 적합하며, 비용이 저렴하고 공정성이 우수합니다.

- 은-구리-니켈 계열 니켈의 첨가는 습윤성과 접합 강도를 향상시켜 스테인리스강, 경질 합금 등 고강도 재료에 적합합니다.

- Ag-Mn, Ag-Pd, Ag-Al 등 고용체 형 브레이징 재료: 고온 강도와 내부식성, 항산화성을 갖추고 있어 항공우주 엔진 및 진공 장치와 같은 고온·고신뢰성 환경에 자주 사용됩니다.

2. 합금 원소에 대한 은기 봉금재료 성능의 조절 작용

은기 봉금재료 성능 최적화는 합금 원소의 정밀한 조절 없이는 불가능합니다:

- Zn: 융점 감소, 습윤성 개선 효과가 있으나 과량 사용 시 취성 상이 증가함;

- Mn: 고온 강도와 연성을 향상시키며, 스테인리스강 및 티타늄 합금에 대한 젖음성을 강화함;

- Ni: 습윤성과 내식성을 향상시키고, 접합부 강도를 강화합니다;

- Sn, In, Ga: 녹는점을 현저히 낮추고 유동성과 펼침 성능을 개선함;

- P, Li: 자체 솔더링 제제 역할을 하여 공정 편의성을 높입니다;

- RE(희토류): 결정립을 미세화하고, 습윤성을 개선하며, 산화를 억제하여 접합부의 종합 성능을 향상시킵니다.

셋, 은기 봉금재료 발전 추세와 최신 동향

환경 보호와 고성능이라는 두 가지 중요한 요구사항이 높아짐에 따라, 은기 봉금재료 다음과 같은 방향으로 발전하고 있습니다:

1. 카드뮴 무첨가 및 저은 함유

환경 보호와 비용 압박에 대응하기 위해 카드뮴 무첨가, 저은 함유 또는 아예 무첨가로 전환합니다. 은 솔더링 재료 연구개발이 핫 이슈로 떠오르고 있습니다. Ag-Cu-Zn-Sn, Ag-Cu-Zn-Ga-In와 같은 계열이 점차 전통적인 카드뮴 함유 솔더를 대체하고 있으며, 성능을 유지하면서 비용을 최적화하고 있습니다.

2. 고성능 다원소 합금 설계

Ni, Pd, Mn, RE 등의 원소를 첨가함으로써 높은 습윤성, 높은 강도, 높은 내열성을 갖춘 다원계 브레이징 재료를 개발하여 항공우주, 원자력 등 분야에서 요구되는 재료의 극한 성능을 충족시킵니다.

3. 활성 브레이징 재료와 복합 브레이징 재료

Ag-Cu-Ti 등활성 브레이징 재료는 세라믹, C/C 복합재료, 초경 연삭재 등 이종 재료의 접합에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 복합 브레이징 재료는 강화 상(예: TiB₂, 그래핀 등)을 도입함으로써 접합부의 강도와 사용 수명을 더욱 향상시킵니다.

4. 맞춤형 및 친환경 제조

특정 응용 분야에 맞춘 맞춤형 브라스 재료의 수요가 점점 증가하고 있으며, 분말 야금 공법은 성분 조절이 가능하고 완제품 수율이 높아 고성능 은 기반 브라스 재료 제조의 주류 기술로 자리잡고 있습니다.

우수한 습윤성

은 기반 솔더는 뛰어난 습윤성과 유동성을 갖추고 있어 미세한 틈새를 채워 밀착된 접합부를 형성할 수 있습니다.

높은 전도성 및 열전도성

은의 높은 전도성과 열전도성 특성은 전자·전기 기기 및 전력 설비 등의 분야에서 뜨거운 납땜에 특히 적합합니다.

내식성

우수한 내식성으로 해양 환경 및 화학 설비 등 악조건의 작업 환경에 적합합니다.

광범위한 적용

항공우주, 전자 봉지, 의료기기, 보석 및 장신구 등 첨단 제조 분야에 적합합니다.

순번	등급	애그	쿠	징	스니	티	P	니	안에
1	Ag100	100	-	-	-	-	-	-	-
2	Ag72Cu	72	28	-	-	-	-	-	-
3	Ag56CuZnSn	56	22	17	5	-	-	-	-
4	Ag45CuZnSn	45	27	25	3	-	-	-	-
5	Ag30CuZnSn	30	35-37	30-34	1.5~2.5	-	-	-	-
6	Ag25CuZnSn	25	40	33	2	-	-	-	-
7	Ag18CuP	17.6	76.05	-	-	-	6.35	-	-
8	Ag43.6CuInTi	43.6	29.1	-	-	3	-	-	24.3
9	AgCuTi4.5	68.8	26.7	-	-	4.5	-	-	-
10	AgCuTi2	70.5	27.5	-	-	2	-	-	-