文丨藤原白绮@bigfun社区
炽合金
电子工业用特殊高熔点合金。可用于多种强化场合,也常作为制造站合成项目的原料。
由数种稀有泰拉金属熔炼成的合金材料。用于制造少数电子元件和电路板,是尖端电子工业中不可或缺的材料。
产量稀少的电子工业用特殊高熔点合金。可用于多种强化场合。
由炽合金进一步加工得到的合金材料。历经复杂的工业处理,保证了一定温度下固液混合态的稳定,在尖端电子工业的产品研发中有着无可替代的作用。
好家伙,直接说是泰拉稀有金属,也不知到是不是YJ自己又捏了个元素出来。不过话说回来,你这又要高熔点,又要固液混合态稳定……这究竟是用来当保险丝还是焊接……
不过光从外形上看倒是感觉和铅锡合金很像,用途上也差不多,除了诡异的高熔点不太符合。
先来讲讲锡, 锡是著名的五金(金、银、铜、铁、锡)之一。早在远古时代,人们便发现并使用锡了。不少出土的古代物品中就有各种锡制品的存在。锡在我国古代常被用来制作青铜,也就是铜锡合金,锡和铜的比例为3:7。与此同时我国锡矿资源十分丰富,占世界探明储量的1/4,是世界上锡矿探明储量最多的国家。[1]
而焊接电路板用到的,就是焊锡丝。
早期的焊锡丝,含铅60%,锡40%。而合金的熔点比纯金属更低,从而广泛应用于焊接当中。但是焊锡丝毕竟含铅,因此,降低或者替代掉焊锡丝中的铅含量,是现如今的主攻方向。如今已经有不少无铅锡焊丝,当然其中锡仍然是主体。
除了焊接,镀锡也是处理电路的一个重要手段。
其一是防止铜被氧化。
一般铜的接插件,接线端子,铜排等都在表面镀锡来抗氧化。
锡被氧化后产生一层二氧化锡,从而防止进一步的氧化,而铜却不能,它会一直被氧化下去,与此同时,被氧化的铜会降低锡可焊性,影响焊接。
其次是能提高温升极限(温升:电子电气设备中的各个部件高出环境的温度)
原理不是特别清楚,只好丢个国标在这就跑路[2]
至于所谓的固液混合态稳定,估计是指这个
ADBEC线为固相线,固相线以下锡铅合金表现为固态
ABC线为液相线,液相线以上锡铅合金表现为液态
ABD区及BCE区为半熔融区,即固液混合区
FGH线为最适合焊锡的温度线
B点为锡铅合金共晶点,锡铅合金比例约为63:37,熔点为183℃,在此点,锡铅合金焊料由固态直接熔化进入液体状态,而不需要经过固液共存的半区域
凝胶
一种高强度的可塑性材料。可用于多种强化场合,也常作为制造站合成项目的原料。
于实验室中意外诞生的人工材料。拥有优良的高低温度耐性,强度高,重量轻,易加工,广泛运用于高新项目。
一种具备极高强度的可塑性材料。可用于多种强化场合。
以凝胶为源材料,历经大量实验与反复测试诞生的人工材料。即使是在高压力环境中也能保持性质的稳定,在少数高新项目中有着重要地位。
说到凝胶,至少不会那么陌生。
溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接,形成空间网状结构,结构空隙中充满了作为分散介质的液体(在干凝胶中也可以是气体,干凝胶也称为气凝胶),这样一种特殊的分散体系称作凝胶。没有流动性。内部常含有大量液体。例如血凝胶、琼脂的含水量都可达99%以上。[3]常见的硅胶,食用明胶都是凝胶的一种。
由于他提到了高低温抗性,重量轻等等,那很自然的就会联想到现在的新星材料——气凝胶
气凝胶起源于Samuel Kistler教授与同事Charles Learned之间的赌局。Kistler 认为物体之所以呈凝胶状,并非由于它的液体属性而是结构所致:特指纳米微孔网络。要证明这一点其实很简单,即蒸发掉凝胶内部全部的液体,剩下类似海绵蛋糕的结构,最后让空气代替液体填满凝胶间隙。然而凝胶原有的结构并没有被破坏,这也是那次打赌的结果。经过数次实验的失败,Kistler 终于成功地用气体代替液体,创造了一种呈现凝胶结构且不含有任何液体的物质。并于1931年,首次公开他的发现。
气凝胶的制备始于醇凝胶——乙醇填充了其中孔隙,它属于硅系凝胶的一种。实验上通过超临界干燥法得到的气凝胶,这既能完全除去乙醇,还能保持凝胶的初始结构。空气占据气凝胶中50%~99%的体积,因此它才获得如此轻质灵活的特性。
硅系、碳系、金属氧化物系是目前三种最常见的气凝胶种类
其中,硅系气凝胶被广泛用于实验以及实际应用之中。当谈及气凝胶时,大多数情况是在讨论硅系气凝胶。硅系气凝胶外观呈现天蓝色,这是因为白光透过二氧化硅分子时发生了散射,使得硅系气凝胶呈现天蓝色。
和蓝烟状的硅系气凝胶不同,碳系气凝胶呈黑色,触感类似木炭,其在超级电容器、燃料电池以及海水淡化系统等领域有很高的应用价值。
倘若在气凝胶中嵌入铁磁性的四氧化三铁纳米粒子,那么,气凝胶便会带有铁磁性,只需要稍加磁场,气凝胶便可以自行地发生变形,实现了智能可控性和磁驱动性[3]。
先来讲讲气凝胶的导热性。
众所周知,热有三种传递方式:热对流,热辐射,热传导
硅系气凝胶的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播,其固态热导率比相应的玻璃态材料低2—3个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。
而硅系气凝胶的折射率接近1,能有效地透过太阳光,并阻止环境温度的红外热辐射,成为一种理想的透明隔热材料,在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。通过掺杂的手段,可进一步降低硅系气凝胶的辐射热传导,常温常压下掺碳气凝胶的热导率可低达0.013w/m·K,是热导率最低的固态材料。[4]
就连美国宇航局2013年已经确定,在2018年火星探险时,宇航员们将穿上用新型气凝胶制造的宇航服。该公司的资深科学家马克·克拉杰沃斯基说,只要在宇航服中加入一个18毫米厚的气凝胶层,那么它就能帮助宇航员扛住1300℃的高温和零下130℃的超低温。
图上喷射的是液氮
至于气凝胶的力学性能,一张图就很足够说明问题了[5]