Легкоплавкие сплавы

21.02.2021

Легкоплавкие сплавы — это, как правило, эвтектические металлические сплавы, имеющие низкую температуру плавления, не превышающую температуру плавления олова (231,9 °C). Для получения легкоплавких сплавов используются свинец, висмут, олово, кадмий, таллий, ртуть, индий, галлий и иногда цинк. За нижний предел температуры плавления всех известных легкоплавких сплавов принимается температура плавления амальгамы таллия (−61 °C), за верхний предел взята температура плавления чистого олова.

Сплавы щелочных металлов также способны к образованию легкоплавких эвтектик и могут быть отнесены к группе легкоплавких сплавов. Так сплавы системы натрий-калий-цезий имеют рекордно низкую температуру плавления: Советский сплав плавится при −78 °C. Однако, применение этих сплавов затруднено из-за их высокой химической активности.

Виды и составы легкоплавких сплавов

Легкоплавкие сплавы применяемые в современной мировой промышленности:

Примечание: Несколько различных Tпл для одного и того же сплава — результат разночтений источников данных

Обозначения:

  • Т — теплоноситель
  • П — припой
  • М — модельный литейный сплав
  • Ж — для датчиков пожарной сигнализации
  • Л — лабораторный для абсолютирования растворителей
  • И — рабочее тело ионных ракетных двигателей

Области применения легкоплавких сплавов

Во всех областях применения легкоплавких сплавов главным востребованным свойством является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем, которые могут выйти из строя из-за перегрева при пайке обычными припоями. Кроме того, эти сплавы должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическая инертность, вакуумоплотность, теплопроводность. 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.)
  • Медицина (фиксация костей, протезирование и др.)
  • Использование в качестве расплавляемой металлической смазки.