Από μεταλλουργική άποψη, οι ιδιότητες οποιουδήποτε μετάλλου εξαρτώνται από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της θερμοκρασίας λειτουργίας του και του σημείου τήξης του. Γενικά, τα κράματα με την ίδια δομή πλέγματος έχουν παρόμοιες φυσικές ιδιότητες όταν αυτή η διαφορά θερμοκρασίας είναι σταθερή. Παρακάτω, αναλύουμε πώς αλλάζουν αυτές οι ιδιότητες σε μη-θερμοκρασία δωματίου.
Εφαρμογές χαμηλής-Θερμοκρασίας
Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η αντοχή διαρροής και η αντοχή εφελκυσμού τουκόλλα μετάλλωναυξάνονται, ενώ η επιμήκυνση και η μείωση της τομής μειώνονται απότομα. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα αυξάνεται ελαφρώς σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Η θερμοκρασία μετάβασης φάσης του κασσίτερου (σώμα-κυβικό πλέγμα στο κέντρο) και του κασσίτερου (πλέγμα διαμαντιού) είναι 13,2 μοίρες . Αυτή η μετάβαση φάσης (αλλοτροπικός μετασχηματισμός) στη στερεά κατάσταση, που προκαλείται από αλλαγές στην ατομική διάταξη, οδηγεί σε ευθραυστότητα στη συγκόλληση. Γνωρίζουμε ότι η πυκνότητα του κασσίτερου είναι 7,30 g/cm³ και η πυκνότητα του κασσίτερου είναι 4,77 g/cm³. Επομένως, κατά τη μετάβαση της φάσης κασσίτερου, ο όγκος αυξάνεται κατά 26%, και η αντοχή χάνεται σχεδόν τελείως ή ακόμη και εξαφανίζεται εντελώς. Επομένως, αυτός ο παράγοντας θα πρέπει να λαμβάνεται προσεκτικά υπόψη όταν ο εξοπλισμός χρησιμοποιείται σε περιβάλλον χαμηλής- θερμοκρασίας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η προσθήκη λίγο περισσότερο από 0,1% αντιμονίου στη συγκόλληση μολύβδου από κασσίτερο{12}}μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά αυτή τη μετάβαση φάσης και να αποφύγει περιττές απώλειες λόγω απροσδόκητων συμβάντων.
Εφαρμογές υψηλής-Θερμοκρασίας
Σε εφαρμογές υψηλών-θερμοκρασιών, η θερμοκρασία του κράματος συγκόλλησης πλησιάζει το σημείο τήξης του, μειώνοντας έτσι την αντοχή του αλλά αυξάνοντας την ολκιμότητα και την επιμήκυνσή του. Ο Howard H. Mwnko συνόψισε έναν εμπειρικό τύπο για τον υπολογισμό της μέγιστης θερμοκρασίας λειτουργίας ενός συγκεκριμένου κράματος συγκόλλησης για τη βιομηχανία ηλεκτρονικών:
Tmax - (Tso - Troom) / 1.5 + Troom
(2.1)
Οπου:
Tmax -- η μέγιστη συνιστώμενη θερμοκρασία λειτουργίας του κράματος.
Θάλαμος - θερμοκρασία δωματίου, συνήθως λαμβάνεται ως 20 βαθμούς.
Tso -- η θερμοκρασία του σημείου τήξης της ευτηκτικής σύνθεσης.
Για παράδειγμα, το T μιας συγκόλλησης μολύβδου από κασσίτερο-με ευτηκτική σύνθεση (Sn37Pb) είναι 183 μοίρες , επομένως το μέγιστο μπορεί να υπολογιστεί ως: Φόρος=(183 - 20) / 1.5 + 20=128.7 βαθμός
Είναι σαφές ότι η συγκόλληση από κασσίτερο-μόλυβδος δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δομικό συγκολλητικό υλικό σε υψηλή θερμοκρασία ή θερμοκρασία δωματίου.
Κολλήσεις με χαμηλό θερμοηλεκτρικό δυναμικό
Τα τελευταία χρόνια, πολλές εφαρμογές απαιτούν βελτιωμένη απόδοση και ακρίβεια του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, ιδιαίτερα για όργανα μέτρησης. Μία αιτία σφάλματος είναι το θερμοηλεκτρικό δυναμικό των κολλήσεων με βάση τον κασσίτερο-σε σχέση με τον χαλκό. Με κολλήσεις από κασσίτερο-μόλυβδο, το θερμοηλεκτρικό δυναμικό είναι περίπου -20 μm σε διάκενο 2 mm και με κολλήσεις καδμίου-σε κασσίτερο, είναι περίπου 3 μm σε διάκενο 4 mm. Τέτοια παρασιτικά θερμοηλεκτρικά δυναμικά δεν μπορούν να αγνοηθούν. Ως εκ τούτου, πρόσφατα υιοθετήθηκαν κολλήσεις με προσθήκη ασημιού.
