Γιατί η μερική διαλυτότητα SN και PB;
1. Παρόμοια ατομική δομή:
* Τόσο το SN όσο και το PB είναι μετά τη μεταφορά μετάλλων στην ομάδα 14 του περιοδικού πίνακα.
* Έχουν παρόμοιες διαμορφώσεις ηλεκτρονίων, με τάση να χάσουν δύο ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν +2 ιόντα. Αυτή η ομοιότητα στην ηλεκτρονική δομή επιτρέπει κάποιο βαθμό μεταλλικής σύνδεσης μεταξύ ατόμων SN και PB.
2. Διαφορά μεγέθους:
* Τα άτομα SN και PB έχουν σημαντικά διαφορετικές ατομικές ακτίνες. Το SN είναι μικρότερο από το PB, οδηγώντας σε διαφορές στα μήκη των δεσμών και την αποτελεσματικότητα της συσκευασίας στην στερεά κατάσταση.
3. Διάγραμμα φάσης:
* Το διάγραμμα φάσης SN-PB παρουσιάζει περιορισμένη στερεή διαλυτότητα σε θερμοκρασία δωματίου.
* Η φάση στερεού διαλύματος (άλφα) υπάρχει μόνο μέχρι μια ορισμένη συγκέντρωση, πέρα από τις οποίες οι ξεχωριστές φάσεις της μορφής SN και PB.
4. Διαμεταλλικές ενώσεις:
* Ενώ τα SN και PB μπορούν να σχηματίσουν στερεά διαλύματα σε περιορισμένο βαθμό, σχηματίζουν επίσης διαμεταλλικές ενώσεις όπως SNPB και SN3PB.
* Αυτές οι ενώσεις έχουν διαφορετικές συνθέσεις και κρυσταλλικές δομές είτε από καθαρό SN ή PB, συμβάλλοντας στη μερική διαλυτότητα.
5. Θερμοδυναμικές εκτιμήσεις:
* Η ενθαλπία ανάμιξης του SN και του PB είναι θετική, υποδεικνύοντας ότι η διαδικασία ανάμειξης είναι ενδοθερμική και λιγότερο ενεργά ευνοϊκή.
* Αυτό σημαίνει ότι ο σχηματισμός ομοιογενούς στερεού διαλύματος είναι λιγότερο πιθανό, ευνοώντας το σχηματισμό ξεχωριστών φάσεων.
Συνέπειες της μερικής διαλυτότητας:
* κράματα συγκόλλησης: Η μερική διαλυτότητα χρησιμοποιείται σε κράματα συγκόλλησης. Το SN και το PB σχηματίζουν ένα ευτηκτικό μίγμα σε περίπου 63% SN, το οποίο λιώνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία από την καθαρή SN ή PB. Η μερική διαλυτότητα βοηθά στη δημιουργία κραμάτων με επιθυμητά σημεία τήξης και μηχανικές ιδιότητες.
* Περιορισμοί: Η μερική διαλυτότητα περιορίζει την ποσότητα ενός μετάλλου που μπορεί να διαλύεται σε άλλο, επηρεάζοντας τις ιδιότητες των κραμάτων. Για παράδειγμα, περιορίζει τη δύναμη και την ηλεκτρική αγωγιμότητα των κραμάτων SN-PB.
Συνοπτικά, η μερική διαλυτότητα των SN και PB προκύπτει από ένα συνδυασμό της παρόμοιας ατομικής δομής τους, των διαφορών μεγέθους, των περιορισμών του διαγράμματος φάσης, του σχηματισμού διαμεταλλικών ενώσεων και των θερμοδυναμικών εκτιμήσεων. Αυτό το φαινόμενο είναι τόσο πλεονεκτικό όσο και περιοριστικό, επηρεάζοντας τις ιδιότητες των κραμάτων SN-PB και άλλων υλικών.
