Плавкий сплав - Fusible alloy
А плавкий сплав это металл сплав способен быть легко сплавлен, т.е. легко плавится при относительно низких температурах. Легкоплавкие сплавы обычно, но не обязательно, эвтектика сплавы.
Иногда термин «плавкий сплав» используется для описания сплавов с температура плавления ниже 183 ° C (361 ° F, 456 K). Плавкие сплавы в этом смысле используются для припаять.
Вступление
С практической точки зрения легкоплавкие сплавы можно разделить на следующие категории:
- Меркурий -содержащие сплавы
- Только щелочной металл -содержащие сплавы
- Галлий -содержащие сплавы (но не щелочные металлы и не ртуть)
- Только висмут, вести, банка, кадмий, цинк, индий, и иногда таллий -содержащие сплавы
- Другие сплавы (используются редко)
Некоторые достаточно хорошо известные легкоплавкие сплавы: Металл Вуда, Металл поля, Роза металл, Галинстан, и NaK.
Приложения
Расплавленные легкоплавкие сплавы могут использоваться в качестве охлаждающие жидкости так как они устойчивы при нагревании и могут давать гораздо более высокую теплопроводность, чем большинство других охлаждающих жидкостей; особенно со сплавами, сделанными с высоким теплопроводность металл, такой как индий или же натрий. Металлы с низким нейтронное сечение используются для охлаждения ядерные реакторы.
Такие сплавы используются для изготовления плавких заглушек, вставляемых в венцы топки. паровые котлы в качестве меры предосторожности на случай, если уровень воды станет слишком низким. Когда это происходит, заглушка, которая больше не покрывается водой, нагревается до такой температуры, что она плавится и позволяет содержимому котла уйти в топку. В автоматическом пожарные спринклеры отверстия каждого спринклера закрываются пробкой, которая удерживается на месте плавким металлом, который плавит и высвобождает воду, когда из-за возникновения пожара в помещении температура поднимается выше заданного предела.[1]
Висмут при охлаждении расширяется примерно на 3,3% по объему. Это свойство проявляют и сплавы, содержащие не менее половины висмута. Его можно использовать для монтажа мелких деталей, например для механической обработки, так как они будут плотно удерживаться.[2]
Легкоплавкие сплавы и металлические элементы
Хорошо известные сплавы
| Сплав | Температура плавления | Эвтектика ? | Висмут % | Свинец % | Банка % | Индий % | Кадмий % | Таллий % | Галлий % | Сурьма % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Металл розы | 98 ° С (208 ° F) | нет | 50 | 25 | 25 | – | – | – | – | – |
| Cerrosafe | 74 ° С (165 ° F) | нет | 42.5 | 37.7 | 11.3 | – | 8.5 | – | – | – |
| Металл Вуда | 70 ° С (158 ° F) | да | 50 | 26.7 | 13.3 | – | 10 | – | – | – |
| Металл поля | 62 ° С (144 ° F) | да | 32.5 | – | 16.5 | 51 | – | – | – | – |
| Cerrolow 136 | 58 ° С (136 ° F) | да | 49 | 18 | 12 | 21 | – | – | – | – |
| Cerrolow 117 | 47,2 ° С (117 ° F) | да | 44.7 | 22.6 | 8.3 | 19.1 | 5.3 | – | – | – |
| Bi-Pb-Sn-Cd-In-Tl | 41,5 ° С (107 ° F) | да | 40.3 | 22.2 | 10.7 | 17.7 | 8.1 | 1.1 | – | – |
| Галинстан | −19 ° С (−2 ° F) | да | <1.5 | – | 9.5–10.5 | 21–22 | – | – | 68–69 | <1.5 |
Прочие сплавы
(смотрите также припои )
| Состав в процентах по массе | Температура плавления | Эвтектика? | Имя или примечание |
|---|---|---|---|
| Cs 73,71, K 22,14, Na 4,14 [3] | -78,2 ° С (-108,76 ° F) | да | |
| Hg 91,5, Tl 8,5 | -58 ° С (-72,4 ° F) | да | используется в термометрах с низкими показаниями |
| Hg 100 | -38,8 ° С (-37,84 ° F) | (да) | |
| Cs 77,0, К 23,0 | -37,5 ° С (-35,5 ° F) | ||
| К 76,7, Na 23,3 | -12,7 ° С (9,14 ° F) | да | |
| К 78,0, Na 22,0 | -11 ° С (12,2 ° F) | нет | NaK |
| Ga 61, In 25, Sn 13, Zn 1 | 8,5 ° С (47,3 ° F) | да | |
| Ga 62,5, In 21,5, Sn 16,0 | 10,7 ° С (51,26 ° F) | да | галинстан сплав |
| Ga 69,8, In 17,6, Sn 12,5 | 10,8 ° С (51,44 ° F) | нет | галинстан сплав |
| Ga 68,5, In 21,5, Sn 10 | 11 ° С (51,8 ° F) | нет | галинстан сплав |
| Ga 75,5, In 24,5 | 15,7 ° С (60,26 ° F) | да | |
| CS 100 | 28,6 ° С (83,48 ° F) | (да) | |
| Ga 100 | 29,8 ° С (85,64 ° F) | (да) | |
| Руб. 100 | 39,30 ° С (102,74 ° F) | (да) | |
| Bi 40.3, Pb 22.2, In 17.2, Sn 10.7, Cd 8.1, Tl 1.1 | 41,5 ° С (106,7 ° F) | да | |
| Bi 40,63, Pb 22,1, In 18,1, Sn 10,65, Cd 8,2 | 46,5 ° С (115,7 ° F) | ||
| Bi 44,7, Pb 22,6, In 19,1, Cd 5,3, Sn 8,3 | 47 ° С (116,6 ° F) | да | Cerrolow 117. Используется как припой в физике низких температур.[4] |
| Би 49, Пб 18, Ин 21, Сн 12 | 58 ° С (136,4 ° F) | Сплав для распайки ChipQuik.[5] Cerrolow 136. Слегка расширяется при охлаждении, затем через пару часов проявляет небольшую усадку. Используется как припой в физике низких температур.[4] Объектив Сплав 136, используется для крепления линз и других оптических компонентов для шлифования.[6] Используется для монтажа небольших тонких деталей необычной формы для обработки. | |
| Би 32,5, Ин 51,0, Sn 16,5 | 60,5 ° С (140,9 | да | Металл поля |
| K 100 | 63,5 ° С (146,3 ° F) | (да) | |
| Bi 50, Pb 26,7, Sn 13,3, Cd 10 | 70 ° С (158 ° F) | да | Cerrobend. Используется в физике низких температур как припой.[4] |
| Bi 49,5, Pb 27,3, Sn 13,1, Cd 10,1 | 70,9 ° С (159,62 ° F) | да | Сплав Липовица |
| Bi 50,0, Pb 25,0, Sn 12,5, Cd 12,5 | 71 ° С (159,8 ° F) | да | Металл Вуда |
| В 66,3, Bi 33,7 | 72 ° С (161,6 ° F) | да | |
| Bi 42,5, Pb 37,7, Sn 11,3, Cd 8,5 | 74 ° С (165,2 ° F) | нет | Cerrosafe |
| Би 56, Сн 30, Ин 14 | 79-91 ° С (174,2-195,8 ° F) | нет | Сплав для демонтажа ChipQuik, бессвинцовый |
| Bi 50, Pb 30, Sn 20, примеси | 92 ° С (197,6 ° F) | нет | Сплав Лихтенберга,[7] также называется плавким сплавом лука[8] |
| Bi 52,5, Pb 32,0, Sn 15,5 | 95 ° С (203 ° F) | да | |
| Bi 52, Pb 32.0, Sn 16 | 96 ° С (204,8 ° F) | да | Bi52. Хорошее сопротивление усталости в сочетании с низкой температурой плавления. Достаточная прочность на сдвиг и усталостные свойства. Комбинация со свинцово-оловянным припоем может значительно снизить температуру плавления и привести к разрушению соединения.[9] |
| Bi 50,0, Pb 31,2, Sn 18,8 | 97 ° С (206,6 ° F) | нет | Металл Ньютона |
| Na 100 | 97,8 (208,04 ° F) | (да) | |
| Bi 50,0, Pb 28,0, Sn 22,0 | 94–98 ° C (201,2-208,4 ° F) | нет | Металл розы |
| Bi 55,5, Pb 44,5 | 125 ° С (257 ° F) | да | |
| Би 58, Сн 42 | 138 ° С (280,4 ° F) | да | Bi58. Достаточная прочность на сдвиг и усталостные свойства. Комбинация со свинцово-оловянным припоем может значительно снизить температуру плавления и привести к разрушению соединения.[9] Низкотемпературный эвтектический припой с высокой прочностью.[10] Особенно прочный, очень хрупкий.[11] Широко используется в сквозная технология сборки в IBM мэйнфреймы где требовалась низкая температура пайки. Может использоваться в качестве покрытия из медных частиц для облегчения их связывания под давлением / нагреванием и создания проводящего металлургического соединения.[12] Чувствителен к скорости сдвига. Подходит для электроники. Используется в термоэлектрических устройствах. Хорошие показатели термической усталости. Предел текучести 7119 фунтов на квадратный дюйм (49,08 МПа), предел прочности на разрыв 5,400 фунтов на квадратный дюйм (37 МПа).[13] |
| Би 57, Сн 43[14] | 139 (282,2 ° F) | да | |
| В 100 | 157 ° С (314,6 ° F) | (да) | In99. Используется для крепления некоторых микросхем. Больше подходит для пайки золото скорость растворения золота в 17 раз ниже, чем у припоев на основе олова, и допускается содержание золота до 20% без значительного охрупчивания. Хорошая производительность на криогенный температуры.[15] Смачивает многие поверхности, в т.ч. кварц, стекло и многие керамические изделия. Деформируется бесконечно под нагрузкой. Не становится ломким даже при низких температурах. Используется в качестве припоя в физике низких температур, связывается с алюминием. Может использоваться для пайки тонких металлических пленок или стекла с ультразвуковая пайка утюг.[4] |
| Ли 100 | 180,5 ° C (256,9 ° F) | (да) | |
| Sn 62,3, Pb 37,7 | 183 ° С (361,4 ° F) | да | |
| Sn 63,0, Pb 37,0 | 183 ° С (361,4 ° F) | нет | Эвтектика припаять. Sn63, ASTM63A, ASTM63B. Распространен в электронике; Исключительные свойства лужения и смачивания, также хорошо для нержавеющей стали. Один из самых распространенных припоев. Низкая стоимость и хорошие склеивающие свойства. Используется как в SMT, так и в сквозной электронике. Быстро растворяет золото и серебро, не рекомендуется для тех.[10] Sn60Pb40 немного дешевле и часто используется вместо него по соображениям стоимости, так как разница температур плавления на практике незначительна. При медленном охлаждении дает немного более яркие стыки, чем Sn60Pb40.[16] Предел текучести 3950 фунтов на квадратный дюйм (27,2 МПа), предел прочности на разрыв 4 442 фунта на квадратный дюйм (30,63 МПа).[17] |
| Sn 91,0, Zn 9,0 | 198 ° С (388,4 ° F) | да | KappAloy9 Разработано специально для Алюминий -на алюминий и алюминий-к-Медь пайка. Это хорошо коррозия сопротивление и предел прочности. Располагается между мягким припоем и серебряными припоями, что позволяет избежать повреждения критически важной электроники, а также деформации и расслоения подложки. Лучший припой для алюминиевого провода к медным шинам или медного провода к алюминиевым шинам или контактам.[18] UNS №: L91090 |
| Sn 92,0, Zn 8,0 | 199 ° С (390,2 ° F) | нет | Фольга |
| Sn 100 | 231,9 ° С (449,42 ° F) | (да) | Sn99. Хорошая прочность, не тускнеет. Использование в пищевом оборудовании, лужении и легировании проволоки.[19] Чувствительный К.. восприимчивый к чему-либо оловянный вредитель. |
| Би 100 | 271,5 ° С (520,7 ° F) | (да) | Используется как не-сверхпроводящий припой в физике низких температур. Плохо смачивает металлы, образует механически слабый шов.[4] |
| Tl 100 | 304 ° С (579,2 ° F) | (да) | |
| CD 100 | 321,1 ° С (607 ° F) | (да) | |
| Pb 100 | 327,5 ° C (621,5 ° F) | (да) | |
| Zn 100 | 419,5 ° С (787,1 ° F) | (да) | Для пайки алюминия. Хорошая смачиваемость алюминия, относительно хорошая коррозионная стойкость.[20] |
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Чисхолм, Хью, изд. (1911). . Британская энциклопедия (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
- ^ http://www.hitechalloys.com/hitechalloys_003.htm
- ^ Oshe, R.W. (ed.), "Справочник по термодинамическим и транспортным свойствам щелочных металлов", Oxford. Великобритания, Blackwell Scientific Publications Ltd, 1985, стр. 987
- ^ а б c d е Белый, Гай Кендалл; Мисон, Филип Дж. (2002). Экспериментальная техника в физике низких температур. Кларендон. С. 207–. ISBN 978-0-19-851428-2.
- ^ Johnson Manufacturing Co, Паспорт безопасности материалов для Chip Quik Alloy со свинцом. Проверено 6 февраля, 2015.
- ^ http://www.zilt.co.uk/LowMelting/LensAlloy136.html
- ^ Франсуа Кардарелли (19 марта 2008 г.). Справочник по материалам: краткий настольный справочник. Springer Science & Business Media. С. 210–. ISBN 978-1-84628-669-8.
- ^ Дженсон, У.Б. «Спросите историка - плавкий сплав лука», J. Chem. Образов., 2010, 87, 1050-1051.
- ^ а б Джон Х. Лау (1991). Надежность паяных соединений: теория и приложения. Springer. п. 178. ISBN 0-442-00260-2.
- ^ а б Рэй П. Прасад (1997). Технология поверхностного монтажа: принципы и практика. Springer. п. 385. ISBN 0-412-12921-3.
- ^ Чарльз А. Харпер (2003). Электронные материалы и процессы. McGraw-Hill Professional. С. 5–8. ISBN 0-07-140214-4.
- ^ Карл Дж. Путтлиц, Кэтлин А. Сталтер (2004). Справочник по технологии бессвинцовой пайки для микроэлектронных сборок. CRC Press. ISBN 0-8247-4870-0.
- ^ Qualitek. Лист технических данных Sn42 / Bi58 Solid Wire Rev.A 03/14 (PDF). Получено 3 мая 2018.
- ^ См. Фазовую диаграмму двойной системы олово-висмут здесь: http://oregonstate.edu/instruct/engr322/Homework/AllHomework/S12/ENGR322HW4.html
- ^ T.Q. Кольер (май – июнь 2008 г.). "Выбираем лучшую фигню за доллар". Расширенная упаковка. 17 (4): 24. ISSN 1065-0555.
- ^ msl747.PDF. (PDF). Проверено 6 июля 2010.
- ^ Qualitek. Лист технических данных Sn42 / Bi58 Solid Wire Rev.A 03/14 (PDF). Получено 3 мая 2018.
- ^ «Олово-цинковые припои для алюминия с алюминием и медью». Kapp Alloy & Wire, Inc. Получено 23 октября 2012.
- ^ Мадара Огот, Гуль Окудан-Кремер (2004). Инженерное проектирование: практическое руководство. Издательство Trafford Publishing. п. 445. ISBN 1-4120-3850-2.
- ^ Ховард Х. Манко (8 февраля 2001 г.). Припои и пайка: материалы, дизайн, производство и анализ для надежного соединения. McGraw-Hill Professional. С. 396–. ISBN 978-0-07-134417-3. Получено 17 апреля 2011.
дальнейшее чтение
- «ASTM B774 - Стандартные спецификации для сплавов с низкой температурой плавления». ASTM International. 1900. Дои:10.1520 / B0774. Цитировать журнал требует
| журнал =(помощь) - Weast, R.C., "CRC Handbook of Chemistry and Physics", 55-е издание, CRC Press, Cleveland, 1974, p. F-22
внешняя ссылка
- Плавкие (низкотемпературные) сплавы
- Плавкие сплавы. Архивировано из оригинал на 2012-10-12.
- Дженсон, У.Б. «Спроси историка - плавкий сплав лука»