相同温度

相同温度は、物質の熱力学的温度をその融点の熱力学的温度の割合として表します(つまり、ケルビンスケールを使用します)。

THTK)TmpK){\displaystyle T_{H}={\frac {T({\text{K}})}{T_{mp}({\text{K}})}}}

たとえば、室温 (25 °C) での鉛の相同温度は約 0.50 (T H = T/T mp = 298 K/601 K = 0.50) です。

相同温度の重要性

物質の相同温度は、定常クリープ(拡散依存変形)の速度を決定するのに役立ちます。相同温度が高いほど、拡散依存変形の速度は指数関数的に増加します。[ 1 ]

さらに、ある一定の相同温度において、融点の異なる2つの材料は、拡散依存性の変形挙動が類似すると考えられます。例えば、115℃ではんだ(T mp = 456 K)は、881℃では銅(T mp = 1358 K)と同等の機械的特性を示します。これは、絶対温度が異なるにもかかわらず、両者とも0.85T mpであるためです。

電子機器用途では、回路は通常-55℃~+125℃の範囲で動作し、共晶錫鉛(Sn63)はんだは0.48T mp~0.87T mpで動作します。上限温度は融点に比べて高いため、はんだは(バルク材料として)機械的強度が限られており、応力下では大きなクリープが生じると推測できます。これは、引張強度、せん断強度、弾性率が比較的低いことから裏付けられます。一方、銅は融点がはるかに高いため、箔は0.16T mp~0.29T mpで動作し、その特性は温度の影響をほとんど受けません。

参考文献

  1. ^ 「DoITPoMS - TLPライブラリ 金属のクリープ変形 - 応力と温度の影響」 www.doitpoms.ac.uk 2019年6月7日時点のオリジナルからアーカイブ。2018年11月12日閲覧