Легкоплавкие сплавы
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Легкоплавкие сплавы, это, в основном, эвтектические сплавы металлов имеющие низкие точки плавления (как правило ниже температуры плавления олова). В основном к легкоплавким сплавам относят сплавы, стабильные на воздухе, хотя сплавы щелочных металлов способны к образованию легкоплавких эвтектик и тоже должны быть отнесены к группе легкоплавких сплавов. Для получения широкоприменяемых в технике и имеющих большое практическое значения легкоплавких сплавов, используют свинец, висмут, олово, кадмий, таллий, ртуть, индий, галлий и иногда цинк. Нижним пределом температуры расплавления среди всех известных легкоплавких сплавов принята температура плавления амальгамы таллия (−61 °C), а верхним пределом температура плавления чистого олова, хотя в настоящее время имеются сплавы системы натрий-калий-цезий с рекордно низкой температурой плавления, таких как Советский сплав (−78 °C!)
Содержание |
[править] Виды и составы легкоплавких сплавов
Легкоплавкие сплавы применяемые в современной мировой промышленности:
| Состав сплава |
Tпл, °C |
Плот- ность г/см³ |
Область приме- нения |
Примечание | Другие сведения |
|---|---|---|---|---|---|
| висмут 76,5 %, таллий 23,5 % | 198 | Т, П | Кислотоупорен | Эвтектический сплав | |
| олово 89 %, цинк 11 % | 198 | Т, П | |||
| висмут 47,5 %, таллий 52,5 % | 188 | Т | Эвтектический сплав | ||
| висмут 44,2 %, свинец 9,8 %, таллий 48 % | 186 | Т | ∑? | Эвтектический сплав | |
| олово 62 %, свинец 38 % | 183 | 8,5 | Т, П | Эвтектический сплав, ~ПОС 61 | |
| олово 64 %, свинец 36 % | 181 | Т, П | |||
| натрий 70 %, ртуть 30 % | 181 | Т | Хим.акт, Токсичен. | ||
| кадмий 32 %, олово 68 % | 177 (178) | Т, П | Токсичен. | Эвтектический сплав | |
| свинец 32 %, олово 68 % | 177 | Т, П | |||
| висмут 12,8 %, свинец 49 %, олово 38,2 % | 172 | Т, П | |||
| калий 80 %, таллий 20 % | 165 | Т | Хим.акт | ||
| висмут 13,3 %, свинец 46 %, олово 40,1 % | 165 | Т, П | ∑? | ||
| висмут 10,5 %, свинец 42 %, олово 47,5 % | 160 | Т, П | |||
| висмут 13,7 %, свинец 44,8 %, олово 41,5 % | 160 | Т, П | Эвтектический сплав | ||
| висмут 16 %, свинец 36 %, олово 48 % | 155 | Т, П | |||
| висмут 18,1 %, свинец 36,2 %, олово 45,7 % | 151 | Т, П | |||
| висмут 25 %, свинец 50 %, олово 25 % | 149 | Т, П | |||
| висмут 62,5 %, кадмий 37,5 % | 149 | Т, П | Токсичен. | ||
| висмут 19 %, свинец 38 %, олово 43 % | 148 | Т, П | |||
| висмут 50 %, свинец 50 % | 145 | Т, П | |||
| свинец 32 %, олово 50 %, кадмий 18 % | 145 | Т, П | Токсичен. | ||
| висмут 60 %, кадмий 40 % | 144 | Т, П | Токсичен. | Эвтектический сплав | |
| свинец 42 %, олово 37 % | 143 | Т, П | ∑? | ||
| кадмий 18,2 %, свинец 30,6 %, олово 51,2 % | 142 | 8,8 | Т, П | Токсичен. | ~ПОСК 50-18 |
| висмут 57 %, таллий 43 % | 139 | Т | Эвтектический сплав | ||
| висмут 57 %, олово 43 % | 138 | Т, П | Эвтектический сплав | ||
| висмут 58 %, олово 42 % | 136,5 | Т, П | |||
| ртуть 70 %, калий 30 % | 135 | Т | Хим.акт, Токсичен. | ||
| калий 90 %, таллий 10 % | 133 | Т | Хим.акт | ||
| висмут 28,5 %, свинец 43 %, олово 28,5 % | 132 | Т, П | |||
| висмут 56 %, олово 40 %, цинк 4 % | 130 | Т, П | Эвтектический сплав | ||
| висмут 43 %, свинец 43 %, олово 13 % | 128 | Т, П | ∑? | ||
| висмут 27,2 %, свинец 44,5 %, олово 33,3 % | 127 | Т, П | ∑? | ||
| висмут 56,5 %, олово 43,5 % | 125 | Т, П | Эвтектический сплав | ||
| висмут 56 %, свинец 44 % | 125 | Т, П | |||
| висмут 55,5 %, свинец 44,5 % | 124 | Т, П | Эвтектический сплав | ||
| висмут 33,4 %, свинец 33,3 %, олово 33,3 % | 123 | Т, П | ~ПОСВ 33 | ||
| висмут 36,5 %, свинец 36,5 %, олово 27 % | 117 | Т, П | |||
| висмут 40 %, свинец 40 %, олово 20 % | 113 | Т, П | Висмутовый Сплав | ||
| висмут 42,1 %, свинец 42,1 %, олово 15,8 % | 108 | Т, П | |||
| висмут 48 %, свинец 28,5 %, олово 14,5 %, ртуть 9 % | 105 | Т | |||
| висмут 53 %, олово 26 %, кадмий 21 % | 103 | Т, П | Токсичен. | ||
| висмут 54,4 %, свинец 25,8 %, олово 19,8 % | 101 | Т, П | |||
| висмут 50 %, свинец 28 %, олово 22 % | 100 | Т, П | Сплав Роуза (Розе) | ||
| висмут 50 %, свинец 40 %, олово 10 % | 100 | Т, П | |||
| висмут 40 %, свинец 20 %, олово 40 % | 100 | Т, П, М | |||
| висмут 47 %, свинец 35,3 %, олово 17,7 % | 98 | Т, П, М | |||
| висмут 52,5 %, свинец 32 %, олово 12,5 % | 96 | Т, П, М | ∑? | ||
| висмут 52 %, свинец 32 %, олово 16 % | 96 | Т, П, М | |||
| висмут 50 %, олово 25 %, кадмий 25 % | 95 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 49,9 %, свинец 43,4 %, кадмий 6,7 % | 95 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 50 %, свинец 31 %, олово 19 % | 94,5 | Т, П, М | |||
| висмут 50 %, свинец 31,2 %, олово 18,8 % | 94 | Т, П, М | Сплав Ньютона | ||
| висмут 50 %, свинец 25 %, олово 25 % | 93 (93,75) | Т, П, М | |||
| висмут 50 %, свинец 30 %, олово 20 % | 92 (91,6) | Т, П, М | Сплав Лихтенберга | ||
| висмут 52 %, кадмий 8 %, свинец 40 % | 91,5 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 51,6 %, кадмий 8,1 %, свинец 40,3 % | 91 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 55,2 %, свинец 33,3 %, таллий 11,5 % | 91 | Т | Эвтектический сплав | ||
| натрий 50 %, ртуть 50 % | 90 | Т | Хим.акт, Токсичен. | ||
| натрий 90 %, ртуть 10 % | 90 | Т | Хим.акт, Токсичен. | ||
| висмут 50 %, олово 25 %, свинец 25 % | 90 | Т, П, М | ~ПОСВ 50, сплав Розе | ||
| висмут 53,2 %, кадмий 7,1 %, свинец 39,7 % | 89,5 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| натрий 96,7 %, золото 3,3 % | 80 | Т | Хим.акт. | Эвтектический сплав | |
| натрий 80 %, ртуть 20 % | 80 | Т | Хим.акт, Токсичен. | ||
| висмут 35,3 %, кадмий 9,5 %, свинец 35,1 %, олово 20,1 % | 80 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 58 %, индий 17 %, олово 25 % | 79 | Т, П, М | Эвтектический сплав | ||
| натрий 90 %, калий 10 % | 77 | Т | Хим.акт | ||
| висмут 50 %, свинец 34,5 %, олово 9,3 %, кадмий 6,2 % | 77 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 50 %, свинец 34,4 %, олово 9,4 %, кадмий 6,2 % | 76,5 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 27,5 %, кадмий 34,5 %, свинец 27,5 %, олово 10,5 % | 75 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 33,7 %, индий 65,3 % | 72 | Т, П, М | ∑? | Эвтектический сплав | |
| висмут 38,4 %, свинец 30,8 %, олово 15,4 %, кадмий 15,4 % | 71 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 49,5 %, свинец 27,27 %, олово 13,13 %, кадмий 10,1 % | 70 | Т, П, М | Токсичен. | Эвтектический сплав | |
| висмут 50 %, свинец 26,3 %, олово 13,3 %, кадмий 10 % | 70 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| натрий 70 %, ртуть 30 % | 70 | Т | Хим.акт, Токсичен. | ||
| висмут 48,8 %, свинец 24,3 %, олово 13,8 %, кадмий 13,1 % | 68,5 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 52,2 %, свинец 26 %, олово 14,8 %, кадмий 7 % | 68,5 | Т, П, М | Токсичен. | ||
| висмут 50,1 %, свинец 22,6 %, олово 13,3 %, кадмий 10 % | 68 | Т, П, М | Токсичен. | Сплав Липовица | |
| висмут 50 %, свинец 25 %, олово 12,5 %, кадмий 12,5 % | 68 | Т, П, М | Токсичен. | Сплав Вуда | |
| висмут 50,4 %, свинец 25,1 %, олово 14,3 %, кадмий 10,2 % | 67,5 | Т, П, М | Токсичен. | Сплав Вуда | |
| висмут 50,1 %, свинец 24,9 %, олово 14,2 %, кадмий 10,8 % | 65,5 | Т, П, М | Токсичен. | Сплав Вуда | |
| натрий 99 %, таллий 1 % | 64 | Т | Хим.акт | Эвтектический сплав | |
| висмут 50,0 %, олово 12,5 %, свинец 25 %, кадмий 12,5 % | 60,5 | Т, П, М, Ж | Токсичен. | ||
| висмут 53,5 %, олово 19 %, свинец 17 %, ртуть 10,5 % | 60 | Т | токсичен | ||
| натрий 60 %, ртуть 40 % | 60 | Т | Хим.акт. Токсичен. | ||
| натрий 80 %, калий 20 % | 58 | Т | Хим.акт. | ||
| висмут 49,4 %, индий 21 %, свинец 18 %, олово 11,6 % | 57 | Т, П, М, Ж | Эвтектический сплав | ||
| ртуть 70 %, натрий 30 % | 55 | Т | токсичен, реаг.с водой. | ||
| висмут 42 %, свинец 32 %, ртуть 20 %, кадмий 6 % | 50 | Т | токсичен | ||
| висмут 36 %, ртуть 30 %, свинец 28 %, кадмий 6 % | 48 | Т | токсичен | ||
| висмут 47,7 %, индий 19,1 %, олово 8,3 %, кадмий 5,3 %, свинец 22,6 % | 47 | Т, П, М, Ж | Токсичен. | Эвтектический сплав | |
| натрий 50 %, ртуть 50 % | 45 | Т | Хим.акт. | ||
| висмут 40,2 %, кадмий 8,1 %, индий 17,8 %, свинец 22,2 %, олово 10,7 %, таллий 1 % | 41,5 | Т, П, М, Ж | Токсичен. | ||
| натрий 70 %, калий 30 % | 41 | Т | ∑?Хим.акт. | ||
| натрий 60 %, калий 40 % | 26 | Т | Хим.акт. | ||
| галлий 95 %, цинк 5 % | 25 | 5,95 | Т | ||
| натрий 85,2 %, ртуть 14,8 % | 21,4 | Т | Хим.акт. | ||
| галлий 92 %, олово 8 % | 20 | Т | |||
| натрий 56 %, калий 44 % | 19 | Т | Хим.акт. | ||
| калий 90 %, натрий 10 % | 17,5 | Т | Хим.акт. | ||
| галлий 82 %, олово 12 %, цинк 6 % | 17 | 6,13 | Т | ||
| галлий 76 %, индий 24 % | 16 | 6,235 | Т | ||
| галлий 67 %, индий 29 %, цинк 4 % | 13 | 6,355 | Т | ||
| калий 50 %, натрий 50 % | 11 | Т | Хим.акт. | ||
| Галлий 67 %, индий 20,5 %, олово 12,5 % | 10,6 | Т | |||
| калий 60 %, натрий 40 % | 5 | Т | Хим.акт. | ||
| галлий 62 %, индий 25 %, олово 13 % | 4,85 | 6,44 | Т | ||
| галлий 61 %, индий 25 %, олово 13 %, цинк 1 % | 3 | 6,4 | Т | Русский сплав | |
| калий 70 %, натрий 30 % | −3,5 | Т, Л | Хим.акт. | ||
| рубидий 91,8 %, натрий 8,2 % | −4,5 | 1,485 | Т | Хим.акт. | |
| калий 80 %, натрий 20 % | −10 | 0,878 | Т, Л | Хим.акт. | |
| калий 78 %, натрий 22 % | −11,4 | Т, Л | Хим.акт. | ||
| калий 77,3 %, натрий 22,7 % | −12,5 | 0,882 | Т, Л, И | Хим.акт. | |
| цезий 93 %, натрий 7 % | −28 | 1,765 | Т, И | Хим.акт. | |
| цезий 94,5 %, натрий 5,5 % | −30 | 1,778 | Т, И | Хим.акт. | |
| ртуть 97,2 %, натрий 2,8 % | −48,2 | 13,16 | Т | Реаг.с водой. | |
| ртуть 91,44 %, таллий 8,56 % | −61 | 13,45 | Т | Наиболее легкоплавкая амальгама | |
| натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 % | −78 | 1,28 | Т, И | Реаг. с водой. | Советский сплав |
(Примечание: Несколько различных Tпл для одного и того же сплава — результат разночтений источников данных и отсутствие понимания процесса у самого автора)
- (Т — теплоноситель)
- (П — припой)
- (М — модельный литейный сплав)
- (Ж — для датчиков пожарной сигнализации)
- (Л — лабораторный для абсолютирования растворителей)
- (И — рабочее тело ионных ракетных двигателей)
[править] Области применения легкоплавких сплавов
Во всех без исключения областях применения легкоплавких сплавов, главными востребованными свойствами для применения этих сплавов по назначению, являются — заданная низкая температура плавления. Вторичными свойствами, востребованными в областях применения данных сплавов являются — определённая плотность, прочность на разрыв, химическая инертность, вакуумоплотность, теплопроводность. С экономической точки зрения на первое место выходит стоимость сплава и его плотность. В том или ином случае применения легкоплавких сплавов требуется инженерный и экономический расчет для наиболее оптимального решения по применению сплава. Экономические показатели особенно резко проявляются в крупнотоннажном расходе легкоплавкого сплава той или иной марки. В настоящий момент основными областями применения легкоплавких сплавов являются:
- Производство и применение жидкометаллических теплоносителей в энергетике и машиностроении.
- Литейное дело (производство выплавляемых моделей).
- Системы раннего оповещения возгораний (датчики температуры, клапаны пожаротушения и др).
- Термометрия (рабочее тело для термометров различных типов).
- Вакуумная техника (уплотнения, паяные швы и др.).
- Микроэлектроника (припои, покрытия, датчики температуры, предохранители и др.)[1].
- Медицина (фиксация костей, протезирование и др.)[2].
- Использование в качестве расплавляемой металлической смазки.
[править] Литература
- Физические величины. Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1991.
- В. Я. Хавин Краткий химический справочник. — Л.: Химия, 1991.
- В. И. Перельман Краткий справочник химика. — М.-Л.: Химия, 1964.
- Справочник по пайке. — изд 2-е, перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1984.
[править] См. также
- Бессвинцовые припои(англ.).
- en:Galinstan(англ.).
