сплав на основе висмута

Формула изобретения

СПЛАВ НА ОСНОВЕ ВИСМУТА, содержащий свинец, кадмий и олово, отличающийся тем, что он дополнительно содержит германий и теллур при следующем соотношении, мас.

Свинец 24,0 25,0

Кадмий 12,0 13,0

Олово 12,3 12,5

Германий 0,5 2,0

Теллур 0,006 0,06

Висмут Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе висмута, содержащих свинец, олово и кадмий, может применяться в металловедении и приборостроении.

Известен сплав, содержащий, мас. свинец 27,3; кадмий 10,1; олово 13,1; висмут остальное.

Недостатки сплава связаны с низкими механическими характеристиками, в том числе прочностью при повышенных температурах из-за низкой температуры плавления.

Целью изобретения является создание сплава, содержащего в качестве основы висмут, свинец, а также кадмий и олово, легированного полупроводниковым материалом, с улучшенными механическими характеристиками при повышенных температурах, в том числе с увеличенной прочностью.

Для достижения указанной цели в известный легкоплавкий сплав, в состав которого входят висмут, свинец, кадмий, олово, согласно изобретению дополнительно вводят германий и теллур, при этом содержание всех указанных ингредиентов должно быть в следующих пределах, мас. свинец 24,0-25; кадмий 12,0-13,0; олово 12,3-12,5; германий 0,5-2,0; теллур 0,006-0,06% висмут остальное до 100%

Улучшенные условия для приготовления сплава должны быть получены в вакуумной печи, быстрый нагрев материала в которой обеспечивает лучшие условия по сравнению, например, с плавкой в среде нейтрального газа. В созданной для термообработки и легирования различных материалов и сплавов, в том числе модельных систем на основе свинца, легированных полупроводником, в частности селеном, специализированной печи при вакууме 10^-6 мм рт.ст. легко достигались необходимые для приготовления сплавов, в том числе на основе висмута и свинца, условия температура 1000^oC в тигле достигалась в течение 20 с. Испытания показали, что легирование системы на основе свинца, например селеном или германием, с концентрациями до 20% увеличивают прочность. Легирование легкоплавкого сплава германием увеличивает температуру плавления, и, следовательно, прочность систем при повышенных температурах. Нижние указанные пределы концентраций легирующих элементов сплавов на основе висмута, свинца, олова и кадмия обеспечивают необходимое увеличение температуры плавления сплава до 75^oC. С увеличением содержания германия и теллура в указанных пределах в сплавах температура плавления увеличивается монотонно. Верхние пределы концентраций германия и теллура в сплавах на основе висмута определяются исключением перегрева выше 110^oC, например, микрокристаллов при монтаже, в том числе в системах для испытаний или схемах.

Увеличение температуры плавления в указанных сплавах, легированных теллуром и германием, должно монотонно увеличивать прочность модифицированных сплавов в отмеченном диапазоне концентраций всех компонентов при повышенных температурах. Дополнительные данные для механических характеристик сплавов, соответствующих граничным и средним концентрациям компонентов, приведены в таблице (сплав 1 известный, сплавы 2-6 предлагаемые).

Увеличение температуры плавления отмеченных легированных сплавов однозначно доказывает, даже без приведенных в таблице данных, положительный эффект изобретения и увеличение прочности при повышенных температурах для сплавов на основе висмута с указанными пределами концентраций компонентов. Уменьшение относительно удлинения обеспечивает преимущества монтажа с использованием изобретения, например нитевидных кристаллов в системах для испытаний на растяжение и измерения деформаций микрокристаллов при повышенных температурах и определении параметров криппа с одновременным контролем изменений электропроводности при испытаниях металлических микрокристаллов или нитевидных кристаллов полупроводников.

Новый сплав может применяться в системах теплового контроля и в инструментальном деле. Изобретение не ограничивается рассмотренными модификациями сплава, объем изобретения определяется формулой. Преимущества изобретения связаны с расширяющимися возможностями применения сплава при испытании сверхпрочных поликристаллических микропроволочек. Сплав может применяться в соответствующих специализированных системах инструментов с увеличенной термостойкостью.