精確計算合金密度計算不容易
各位,
Ken撰:
Dr.Ron,感謝您的有用文章。根據您的公式,我算出正經手的合金其數值與實際值相當接近(-1.1%)。我認為對於一些個別元素因為它與合金不同會影響晶格堆積因子的計算結果。我試著將此考慮進去,但我反而得出與實際值相差(+1.6%)。是否能把元素及合金的晶格堆積因子考慮進去使您的公式更正確呢?
焊料合金計算是推定金屬混合而無交互作用像是可混溶的液體,但不同密度的則會。有許多現象會導致錯誤,包括:
1. 金屬可能來自不同的晶系。鉛、銀和銅是面心立方結構,而錫及大多的焊料貴金屬則是正方結構。
2. 一些金屬像是銅和銀會和錫形成介金屬。這些介金屬與金屬和最終合金具有不同的密度。
3. 晶界可能會留下一些(也許小的)空間。
所以我認為Ken算出差1%的準確度其實是很不錯的。然而最可能犯的大錯誤,也是最常見的......是推算密度只依據該金屬所佔質量分率乘上該金屬的密度。這很常見,看似合理但其實是錯的。
我的原始文章如何推算焊料合金密度公式如下。
敬祝,
Dr. Ron
各位,
我多年前開發的焊料合金密度計算機仍持續得到許多關注。它現在已上線 http://www.indium.com/densityCalc/。它假設金屬間無化學交互作用且無形成間隙。它適用於焊料合金。
許多人有錯誤的想法如何使用本公式。最常見的錯誤觀念是將每個合金的重量 % 乘上其密度再加總起來。正確的推算如下:
我們想要推算由3個金屬元素組成的合金密度。假設合金重量為M。金屬A的重量為ma,其密度為da,金屬B的重量為mb,其密度為db,金屬C的重量為mc,其密度為dc。總體積為V,是3個金屬體積的總和va + vb+ vc,又v = m/d,總體積等同:
1) V = ma/da + mb/db +mc/dc 最終合金密度D, D = M/V 等同 1/D = V/M,因此:
2) 1/D = V/M = (ma/M)/da + (mb/M)/db +(mc/M)/dc
ma/M 是A的質量分率,以Xa表示,等同於Xb和Xc對於金屬B和C。
公式2成為:
1/D = Xa/da + Xb/db +Xc/dc 即是我們的解決方案。
這個原理適用於超過3種金屬組成的合金。
圖片來源: http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/602/616516/Media_Assets/Chapter10/Text_Images/FG10_23.JPG
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