Сплав Вуда Легкопла́вкі спла́ви (легкопла́вкі сто́пи) — це, зазвичай, евтектичні сплави , що мають низьку температуру плавлення , яка не перевищує температуру плавлення чистого олова (близько 232 °С). У склад легкоплавких сплавів можуть входити свинець , вісмут , олово , кадмій , талій , ртуть , індій , галій та інколи цинк .
Склад таких сплавів підбирають зазвичай таким чином, щоб забезпечити утворення багатофазної багатокомпонентної евтектики, що складалася б з двох, трьох і більше фаз.
Температуру плавлення нижчу за 100 °С мають також сплави з додаванням ртуті, що називають амальгамами і є сплавами системи Sn — Pb — Bi — Hg . Чиста ртуть і сплави системи Tl — Hg мають температуру плавлення нижчу за 0 °С. Найлегкоплавкіший з відомих сплавів — сплав з 8,56% Tl і 91,44% Hg — плавиться при температурі −61 °С, яку розглядають як нижню межу температури плавлення легкоплавких сплавів.
Сплави лужних металів також здатні до утворення легкоплавких евтектик і можуть бути віднесені до групи легкоплавких сплавів. Так сплави системи натрій -калій -цезій мають рекордно низьку температуру плавлення аж до −78 °C. Однак, використання цих сплавів утруднене через їхню високу хімічну активність .
Легкоплавкі сплави, що використовуються у світовій промисловості:
Склад
Tпл ,°C
Густина
Область
Примітки
Інші
вісмут 76,5%, талій 23,5%
198
Т, П
Кислототривкий
Евтектичний сплав
олово 89%, цинк 11%
198
Т, П
вісмут 47,5%, талій 52,5%
188
Т
Евтектичний сплав
вісмут 44,2%, свинець 9,8%, талій 48%
186
Т
Евтектичний сплав
олово 59…61%, свинець решта
сол. 183/лікв. 190
8,5
Т, П
Евтектичний сплав, ПОС 61[ 1]
олово 64%, свинець 36%
181
Т, П
натрій 70%, ртуть 30%
181
Т
Хім. акт, Токсичний
кадмій 32%, олово 68%
177 (178)
Т, П
Токсичний
Евтектичний сплав
свинець 32%, олово 68%
177
Т, П
вісмут 12,8%, свинець 49%, олово 38,2%
172
Т, П
калій 80%, талій 20%
165
Т
Хім. акт
вісмут 13,3%, свинець 46%, олово 40,1%
165
Т, П
вісмут 10,5%, свинець 42%, олово 47,5%
160
Т, П
вісмут 13,7%, свинець 44,8%, олово 41,5%
160
Т, П
Евтектичний сплав
вісмут 16%, свинець 36%, олово 48%
155
Т, П
вісмут 18,1%, свинець 36,2%, олово 45,7%
151
Т, П
вісмут 25%, свинець 50%, олово 25%
149
Т, П
вісмут 62,5%, кадмій 37,5%
149
Т, П
Токсичний
вісмут 19%, свинець 38%, олово 43%
148
Т, П
вісмут 50%, свинець 50%
145
Т, П
вісмут 60%, кадмій 40%
144
Т, П
Токсичний
Евтектичний сплав
свинець 42%, олово 37%
143
Т, П
олово 49…51%, кадмій 17…19%, свинець решта
сол.142/лікв.145
8,8
Т, П
Токсичний
ПОСК 50-18[ 1]
вісмут 57%, талій 43%
139
Т
Евтектичний сплав
вісмут 57%, олово 43%
138
Т, П
Евтектичний сплав
вісмут 58%, олово 42%
136,5
Т, П
ртуть 70%, калій 30%
135
Т
Хім. акт, Токсичний
калій 90%, талій 10%
133
Т
Хім. акт
вісмут 28,5%, свинець 43%, олово 28,5%
132
Т, П
алюміній 75%, цинк 25%
131
Т, П
вісмут 56%, олово 40%, цинк 4%
130
Т, П
Евтектичний сплав
вісмут 43%, свинець 43%, олово 13%
128
Т, П
вісмут 27,2%, свинець 44,5%, олово 33,3%
127
Т, П
вісмут 56,5%, олово 43,5%
125
Т, П
Евтектичний сплав
вісмут 56%, свинець 44%
125
Т, П
олово 52%, індій 48%
125
П
ПОИн 52[ 2]
вісмут 55,5%, свинець 44,5%
124
Т, П
Евтектичний сплав
вісмут 33,4%, свинець 33,3%, олово 33,3%
сол.120/лікв.130
9,5
Т, П
ПОСВ 33[ 3]
вісмут 36,5%, свинець 36,5%, олово 27%
117
Т, П
вісмут 40%, свинець 40%, олово 20%
113
Т, П
Вісмутовий припій
вісмут 42,1%, свинець 42,1%, олово 15,8%
108
Т, П
вісмут 48%, свинець 28,5%, олово 14,5%, ртуть 9%
105
Т
вісмут 53%, олово 26%, кадмій 21%
103
Т, П
Токсичний
вісмут 54,4%, свинець 25,8%, олово 19,8%
101
Т, П
вісмут 50%, свинець 28%, олово 22%
100
Т, П
Сплав Розе
вісмут 50%, свинець 40%, олово 10%
100
Т, П
вісмут 40%, свинець 20%, олово 40%
100
Т, П, М
вісмут 47%, свинець 35,3%, олово 17,7%
98
Т, П, М
вісмут 50%, свинець 31,2%, олово 18,8%
96...97
Т, П, М
Сплав Ньютона
вісмут 52,5%, свинець 32%, олово 12,5%
96
Т, П, М
вісмут 52%, свинець 32%, олово 16%
96
Т, П, М
вісмут 50%, олово 25%, кадмій 25%
95
Т, П, М
Токсичний
вісмут 49,9%, свинець 43,4%, кадмій 6,7%
95
Т, П, М
Токсичний
вісмут 50±0,5%, свинець 32±0,5%, олово 18±0,5%
сол. 93/лікв. 96
Т, П, М
Сплав Розе чистий[ 5]
вісмут 50%, свинець 25%, олово 25%
сол. 90/лікв. 94
Т, П, М
Сплав Розе , ПОСВ-50
вісмут 50%, свинець 30%, олово 20%
92 (91,6)
9,6
Т, П, М
Сплав Ліхтенберга
вісмут 52%, кадмій 8%, свинець 40%
91,5
Т, П, М
Токсичний
вісмут 51,6%, кадмій 8,1%, свинець 40,3%
91
Т, П, М
Токсичний
вісмут 55,2%, свинець 33,3%, талій 11,5%
91
Т
Евтектичний сплав
натрій 50%, ртуть 50%
90
Т
Хім. акт, токсичний
натрій 90%, ртуть 10%
90
Т
Хім. акт, токсичний
вісмут 53,2%, кадмій 7,1%, свинець 39,7%
89,5
Т, П, М
Токсичний
натрій 96,7%, золото 3,3%
80
Т
Хім.акт.
Евтектичний сплав
натрий 80%, ртуть 20%
80
Т
Хім.акт, Токсичний
вісмут 35,3%, кадмій 9,5%, свинець 35,1%, олово 20,1%
80
Т, П, М
Токсичний
вісмут 58%, індій 17%, олово 25%
79
Т, П, М
Евтектичний сплав.
натрій 90%, калій 10%
77
Т
Хім.акт
вісмут 50%, свинець 34,5%, олово 9,3%, кадмій 6,2%
77
Т, П, М
Токсичний
вісмут 27,5%, кадмій 34,5%, свинець 27,5%, олово 10,5%
75
Т, П, М
Токсичний
вісмут 33,7%, індій 65,3%
72
Т, П, М
Евтектичний сплав
вісмут 38,4%, свинець 30,8%, олово 15,4%, кадмій 15,4%
71
Т, П, М
Токсичний
вісмут 49,5%, свинець 27,27%, олово 13,13%, кадмій 10,1%
70
Т, П, М
Токсичний
Евтектичний сплав
вісмут 50%, свинець 26,3%, олово 13,3%, кадмій 10%
70
Т, П, М
Токсичний
натрій 70%, ртуть 30%
70
Т
Хім.акт, Токсичний
вісмут 48,8%, свинець 24,3%, олово 13,8%, кадмій 13,1%
68,5
Т, П, М
Токсичний
вісмут 52,2%, свинець 26%, олово 14,8%, кадмій 7%
68,5
Т, П, М
Токсичний
вісмут 50,1%, свинець 22,6%, олово 13,3%, кадмій 10%
68
Т, П, М
Токсичний
Сплав Ліповиця
вісмут 50%, свинець 25%, олово 12,5%, кадмій 12,5%
68
Т, П, М
Токсичний
Сплав Вуда
вісмут 50,4%, свинець 25,1%, олово 14,3%, кадмій 10,2%
67,5
Т, П, М
Токсичний
Сплав Вуда
вісмут 50,1%, свинець 24,9%, олово 14,2%, кадмій 10,8%
65,5
Т, П, М
Токсичний
Сплав Вуда
натрій 99%, талій 1%
64
Т
Хім.акт
Евтектичний сплав
індій 51%, вісмут 32,5%, олово 16,5% Sn
62
М, Д
сплав Філда
вісмут 50,0%, олово 12,5%, свинець 25%, кадмій 12,5%
60,5
Т, П, М, Ж
Токсичний
вісмут 53,5%, олово 19%, свинець 17%, ртуть 10,5%
60
Т
Токсичний
натрій 60%, ртуть 40%
60
Т
Хім. акт. Токсичний
натрій 80%, калій 20%
58
Т
Хім. акт.
вісмут 49,4%, індій 21%, свинець 18%, олово 11,6%
57
Т, П, М, Ж
Евтектичний сплав
ртуть 70%, натрій 30%
55
Т
Токсичний, реаг. з водою.
вісмут 42%, свинець 32%, ртуть 20%, кадмій 6%
50
Т
Токсичний
вісмут 36%, ртуть 30%, свинець 28%, кадмій 6%
48
Т
Токсичний
вісмут 47,7%, індій 19,1%, олово 8,3%,
47
Т, П, М, Ж
Токсичний
Евтектичний сплав
вісмут 50%, олово 21,1%, кадмій 14,3%, свинець 20,5%
45
Т, П, М, Ж
Токсичний
Сплав Гутрі
натрій 50%, ртуть 50%
45
Т
Хім. акт.
вісмут 40,2%, кадмій 8,1%, індій 17,8%,
41,5
Т, П, М, Ж
Токсичний
натрій 70%, калій 30%
41
Т
Хім.акт.
натрій 60%, калій 40%
26
Т
Хім. акт.
галій 95%, цинк 5%
25
5,95
Т
натрій 85,2%, ртуть 14,8%
21,4
Т
Хім.акт.
галій 92%, олово 8%
20
Т
натрій 56%, калій 44%
19
Т
Хім. акт.
калій 90%, натрій 10%
17,5
Т
Хім. акт.
галій 82%, олово 12%, цинк 6%
17
6,13
Т
галій 76%, індій 24%
16
6,235
Т
галій 67%, індій 29%, цинк 4%
13
6,355
Т
калій 50%, натрій 50%
11
Т
Хім. акт.
галій 67%, індій 20,5%, олово 12,5%
10,6
Т
калій 60%, натрій 40%
5
Т
Хім. акт.
галій 62%, індій 25%, олово 13%
4,85
6,44
Т
галій 61%, індій 25%, олово 13%, цинк 1%
3
6,4
Т
Російський сплав
калій 70%, натрій 30%
−3,5
Т, Л
Хім. акт.
рубідій 91,8%, натрій 8,2%
−4,5
1,485
Т
Хім. акт.
калій 80%, натрій 20%
−10
0,878
Т, Л
Хім. акт.
калій 78%, натрій 22%
−11,4
Т, Л
Хім. акт.
калій 77,3%, натрій 22,7%
−12,5
0,882
Т, Л, І
Хім. акт.
цезій 93%, натрій 7%
−28
1,765
Т, І
Хім. акт.
цезій 94,5%, натрій 5,5%
−30
1,778
Т, І
Хім. акт.
ртуть 97,2%, натрій 2,8%
−48,2
13,16
Т
Реаг. з водою.
ртуть 91,44%, талій 8,56%
−61
13,45
Т
Найлегкоплавкіша амальгама
натрій 12%, калій 47%, цезій 41%
−78
1,28
Т, І
Реаг. з водою.
Радянський сплав
Примітка : Декілька різних Tпл для одного і того ж сплаву — результат різночитань джерел даних, а через косу риску вказані температури солідус і ліквідус .
Позначення:
Т — теплоносій П — припій М — модельний ливарний сплав Ж — для датчиків пожежної сигналізації Л — лабораторний для абсолютування розчинників Д — у друкарській справі І — робоче тіло іонних ракетних двигунів
У всіх областях застосування легкоплавких сплавів головною витребуваною властивістю є задана низька температура плавлення. Ця властивість, зокрема, використовується при паянні мікросхем, які можуть вийти з ладу через перегрівання якщо паяти звичайними припоями. Крім того, ці сплави повинні мати певну густину, границю міцності , хімічну інертність, вакуумну щільність, теплопровідність тощо. Основними галузями застосування легкоплавких сплавів є:
Сплав
Температура плавлення
Евтектичний ?Бісмут Свинець Олово Індій Кадмій Талій Галій Стибій
Сплав Розе 98 °C (208 °F)
Ні
50
25
25
Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д
Сплав Ньютона 97 °C (207 °F)
50
31,2
18,8
Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д
Сплав Ліхтенберга 91,6 °C (197 °F) або 100 °C (212 °F)
50
30
20
Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д
Cerrosafe [en] 74 °C (165 °F)
Ні
42,5
37,7
11,3
Н/Д 8,5
Н/Д Н/Д Н/Д
Сплав Ліповиця [pl] 70 °C (158 °F)—74 °C (165 °F)
50
27
13
Н/Д 10
Н/Д Н/Д Н/Д
Сплав Вуда 70 °C (158 °F)
Так
50
26,7
13,3
Н/Д 10
Н/Д Н/Д Н/Д
Сплав Філда 62 °C (144 °F)
Так
32,5
Н/Д 16,5
51
Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д
Cerrolow 136 [en] 58 °C (136 °F)
Так
49
18
12
21
Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д
Cerrolow 117
47,2 °C (117 °F)
Так
44,7
22,6
8,3
19,1
5,3
Н/Д Н/Д Н/Д
Bi-Pb-Sn-Cd-In-Tl
41,5 °C (107 °F)
Так
40,3
22,2
10,7
17,7
8,1
1,1
Н/Д Н/Д
Галінстан −19 °C (−2 °F)
Ні
<1,5
Н/Д 9,5–10,5
21–22
Н/Д Н/Д 68–69
<1,5
↑ а б ГОСТ 21930-76 Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия.
↑ ТУ 48-0220-40-90 Сплавы и припои на основе олова, свинца и индия для полупроводниковой техники. Технические условия.
↑ ТУ 92-922-1-99-84 Особолегкоплавкий припой марки ПОСВ 33.
↑ ТУ 6-09-4065-88 Сплав Розе чистый. Технические условия.
Коган В. А. Справочник по металлам и сплавам для полиграфистов. — М. : Книга, 1980. — 208 с.Физические величины. Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М. : Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с. Рабинович В. А., Хавин В. Я. Краткий химический справочник. — Л. : Химия, 1991. — 432 с.Перельман В. И. Краткий справочник химика. — М. : Госхимиздат, 1963. — 624 с.Справочник по пайке / Под ред. И. Е. Петрухина. — изд 3-е, перераб. и доп. — М., 2003. — 480 с.
