Как отличаются припои по температуре плавления

Общие сведения об электрокристаллизации сплавов.

Процессы гальванического осаждения оловянно-свинцовых сплавов известны с 1921 года, Впервые они были применены в морских торпедах, затем их стали наносить на сепараторы подшипников с целью уменьшения трения. Сегодня их также применяют в электротехнической и электронной продукции для защиты контактов. Отдельно олово-свинец используется в качестве металлорезиста при производстве печатных плат.

Принципиальная возможность соосаждения металлов определяется из уравнения Нернста. Необходимо, чтобы их потенциалы восстановления оказались близки:

E10 +(RT/zF)lna1 + η1 = E20 + (RT/zF)lna2 + η2

R

F

При электроосаждении сплавов возможны явления деполяризации и сверхполяризации: 

• Деполяризация — ускорение разряда ионов, т.е. облегчение сплавообразования. Возникает за счет взаимодействии компонентов сплава при формировании кристаллической решетки твердого раствора или химического соединения. Облегчение сплавообразования достигается снижением парциальной молярной энергии образования компонентов покрытия.

• Сверхполяризация — соответственно, замедление разряда ионов и затруднение сплавообразования.

• Таким образом, процесс соосаждения олова и свинца облегчается тремя факторами:
•  Близостью стандартных потенциалов: -0,126 и -0,136 В.
•  Высоким перенапряжением выделения водорода на обоих металлах.

• Явлением деполяризации.

Поэтому осаждение оловянно-свинцовых сплавов возможно из сильных кислотных растворов без комплексообразователей, с высоким выходом по току, в блестящем и матовом исполнении.

Физико-химические свойства сплава зависят от его процентного состава. Если состав сплава зависит от плотности тока, то на рельефной поверхности, вследствие неравномерного распределения тока, осадки сплава будут различными по составу, структуре и другим свойствам

Поэтому важно, чтобы в процессе осаждения реальная площадь катода не изменялась, например, за счет огрубления или образования дендритов

Таблица 1 – Характеристика олово-свинцового покрытия

Состав и характеристики

Химические компоненты

Ранее упоминалось, что припой ПОС состоит из сплава олова и свинца. Олово имеет меньшую температуру плавления, чем свинец, поэтому варьируя процентное содержание этих двух компонентов, можно подбирать определённые температурные характеристики. ПОС 60 имеет следующие химические соединения в своём составе:

• Олово. Доля составляет 59–60,5% от общей массы.
• Свинец. Процентное содержание колеблется от 39 и до 40,5% от массы ПОС.
• Примеси. Представлены различными элементами, такими как медь, железо, сурьма, никель, цинк и другие. Их массовая доля составляет не более 0,3% от общей массы сплава.

Химический состав припоя ПОС61

Другие металлы также оказывают своё влияние на технические свойства сплава для пайки.

Физические свойства

Большое количество олова, содержащееся в припое этой марки, напрямую влияют на его температурные характеристики и физические свойства. Так, ПОС 60 обладает ниже перечисленными свойствами:

• Температура плавления 183-190 градусов по Цельсию.
• Плотность 8,5 грамм на кубический сантиметр.
• Удельное сопротивление 0,137 Ом на метр, что составляет 9–15% от удельной электропроводности меди.
• Предел прочности соответствует пределу для мягких припоев и равен 50–70 МПа.
• Твёрдость по Бринеллю равна 14,9 ПВ.
• Теплопроводность равна 0,117 Вт/(м×к).Прочность на растяжение 4,3 кг/мм.

Физические свойства ПОС 60 и других припоев

Стоит заметить, что олово и свинец идентичны как по мягкости, так и по вязкости. Оба этих металла имеют характеристику 1,5 по шкале Мосса, поэтому их процентное соотношение не влияет на физические свойства припоя.