Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
Все благородные металлы, кроме рения, весьма устойчивы в серной, соляной, фосфорной, фтористой и уксусной кислотах.
Металлы группы цинка (кадмий, ртуть) характеризуются высокими значениями давления насыщенного пара, возрастающими вместе с ростом легкоплавкости и атомной массы. Пинк относительно малопластичен; металлы групп алюминия (галлий, индий, таллий) имеют высокую пластичность, низкую температуру плавления, малую прочность. От галлия к таллию температура плавления повышается, а температура кипения снижается. Все эти металлы имеют сравнительно малую теплоту образования оксидов.
Индий и таллий обладают высокой стойкостью в щелочах; индий не тускнеет на воздухе, но галлий и таллий на воздухе быстро окисляются с образованием слоя оксидов (Ga2Og и Tl2O), замедляющих дальнейшее окисление этих металлов. Индий также относительно стоек во фтористой кислоте при 20 °С, а таллий — в соляной кислоте.
Галлий и таллий хорошо смачивают металлы и неметаллы — кварц (> 1150 °С), алунд (>1000 °С), графит (> 800 °С), стекло пирекс (> 5000 °С).
Все эти металлы вследствие их легкоплавкости и особенностей свойств нашли применение в качестве компонентов припоев.
Возрастание металличности в каждой группе периодической системы по мере увеличения атомной массы элементов обусловливает существование среди элементов на границе металлов и неметаллов таких, одна из модификаций которых имеет характерные свойства металлов, а другая — неметаллов (олово и висмут). Подобный полиморфизм у олова наблюдается с изменением температуры и (или) давления. Белое ?-олово переходит в серое а-олово при температуре ниже 13,2 °С. Это превращение сопровождается большим изменением объема металла, что вызывает его разрушение и превращение в серый порошок ("оловянная чума"); скорость ? -> а- превращения при 13,2 °С очень мала и достигает максимума лишь при — 30 -е- — 50 °С, а с дальнейшим снижением температуры снова уменьшается.
130
Б олове ? -> а-превращению способствуют зародыши серого олова, напряженное состояние в олове, повторные нагревы и охлаждения, а также легирование олова алюминием, цинком, германием, медью, железом, кобальтом, марганцем, магнием. Это превращение задерживается при введении в олово висмута, сурьмы, свинца, кадмия, серебра, индия, золота и никеля. При соедржании в олове 0,3 — 0,5 % Bi, или 0,5 % Sb, или 1 % Pb ? -» а-превращение при низких температурах становится невозможным. Поэтому для пайки деталей, работающих при пониженных температурах, применяют не чистое олово, а его технические марки.
При 20 °С висмут — почти диэлектрик с ромбической структурой. Полиморфизм висмута при 20 °С проявляется только при повышении давления. Превращение Bi1 -» Bi11 с моноклинной структурой происходит при давлении 2,5 МПа, превращение Bi11 -» Bi1n со структурой г.п.у. происходит при 2,7 МПа, превращение Bi1n -»Bi1V со структурой од.к. имеет место при 4 МПа, а превращение Bi1V -* Biv со структурой о.ц.к. — при 7,75 МПа. Все модификации висмута обладают высокими значениями электросопротивления, плотности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. Висмут из неметаллического переходит в металлическое состояние. При давлении 100 кПа висмут обладает сверхпроводимостью; при затвердевании он расширяется.
Другим легкоплавким металлом, расположенным вблизи границы с областью неметаллов и имеющим полиморфное превращение (при 300 °С и давлении - 16 ГПа), является свинец. Важнейшие особенности свинца следующие: отсутствие хладноломкости, повышение прочности и пластичности с понижением температуры, низкая температура рекристаллизации, что приводит к невозможности упрочнения его наклепом, пониженная коррозионная стойкость.
Важным параметром припоев и их компонентов является упругость пара. Очень высокой упругостью пара среди металлов обладают кроме цинка, кадмия и ртути также марганец, магний и литий, а среди неметаллов — мышьяк и сурьма. Неметаллы бор, углерод, кремний, фосфор, сера, германий, мышьяк, сурьма — важнейшие депрессанты припоев, а неметаллы фтор, хлор, бром, иод—основные составляющие компонентов паяльных флюсов.
Ниже приведены важнейшие физические и химические свойства элементов, введение которых позволяет во многих случаях обеспечить специфические свойства припоев:
Особая легкоплавкость ............................... Ga, Hg-, In
Хорошая смачиваемость, в том числе
неметаллов.......................................Tl, In, Ti, Zr
Повышенная тугоплавкость и прочность..... Nb, Mo, Та, W, Ru, Pd, Rh,
Ir, Os, Cr, Pt
131
chipmaker.ru
Расширение при затвердевании ......
Высокая упругость испарения при.....
давлении -100 кПа и низком вакууме .
Особо высокая пластичность.........
Особо высокая износостойкость.......
Малое отличие TKJIP металла от TKJIP стекла, керамики, фарфора
Высокая теплопроводность ..........
Сверхпроводимость................
Стойкость:
.......'...... Bi, чугун
Li, Mn, Bi, Hg,Cd,Zn,As,Sb,
................Р, Mg
. Au, Ag, Pt, Pb, Sn, Tl, In
...................Ir
.................. Pt
Au, Ag, Pt, Al, Cu
.....Bi при 6 К
