焊接的奇迹

大家好，

Pity是公元前3000年的铜时代熔炼工。他必须用木火烧到1085℃才能熔融或熔化铜， 有时他不能达到那样高的温度。尽管他成功了，但他的铜流动性不好，又很软。

但那时刮起了改进之风，锡的消息漫天飞舞。当锡与大约90%的铜混合时，产生青铜的熔融温度直降至850℃，该温度下降超过200℃，真是很大。较低的温度不但使之更加容易熔化青铜，而且青铜在模子的流动性更好。此外，青铜的强度与硬主是铜的许多倍。从上述数据看，您可以看出在铜中加入10%的锡可以使青铜的屈服强度达到3倍。青铜时代已经开始。您能想象早期金属品工匠从铜转换成青铜时的快乐吗？不但青铜比较坚硬，而且加工容易得多，在炉子里要求的贵重木材更少。在底侧，锡在当时，而且现在也同样比铜稀少，所以，青铜的成本比单独的铜更高。穷人的青铜是黄铜(铜和锌)。因为锌比铜更加便宜，黄铜略便宜些，但从图表(左)可以看出，材料的性能一般比青铜更加弱些。

因为强度和硬度更大，青铜是战争的重要材料。如果您的战斗力与敌人相当，他使用青铜剑和盾，您使用铜武器，您肯定每次都损失。所以，青铜冶炼和制造很可能是早期的军事秘密。

锡还有一个相等的好处，即当锡与铅合金时，可以创造一种极低的熔融材料，该材料容易粘合到青铜和其它金属上。从而发明了焊接。我们这些每天使用焊料的人常常认识不到焊接的奇迹。当我们在PWB上焊接电子元件时，我们通常在低于250℃的温度下，把铜粘着到铜上(在1085℃)上。我们不能在热塑料面前做这种金属粘合。所以，没有焊接，我们的电子产业不可能有像今天这样存在。

锡在焊接中做了所有的“工作”。是锡和铜形成了金属化合物Cu6Sn5和Cu3Sn。其它的焊接元素如铅、银和铜在湿润、展开和粘着的最终强度方面起到了重要的作用，但只有锡能够和铜产生金属间的反应。

所以，今天当你们拿起手机，在电脑上输入文字或者看电视时，主记住，没有“焊接的奇迹”，你们是做不到的!

欢呼!

Dr. Ron

图像来自Askeland的材料的科学与工程 。

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