Mọi người ơi,
tôi có thỉnh thoảng được viết về tính toán mật độ hợp kim hàn, vì có nhiều sự quan tâm đáng ngạc nhiên hơn tôi nghĩ về chủ đề này. Gần đây, tôi nhận ra rằng có thể có lợi khi so sánh mật độ tính toán với mật độ thực tế của một số hợp kim để xem công thức chính xác chính xác đến mức nào (để biết cách suy ra công thức chính xác, hãy xem bên dưới). Công thức này giả định "sự pha trộn hoàn hảo" (tức là không có tương tác giữa các thành phần hợp kim). Các hợp kim chúng tôi nghiên cứu là thiếc-bitmut-bạc, thiếc-bạc, thiếc và thiếc-bitmut.
Để đo mật độ, tôi đã lấy một vài hợp kim từ Indium Corporation . Học trò của tôi, Evan Zeitchik, xác định rằng một kỹ thuật tốt để đo mật độ là gia công hợp kim thành một khối hộp chữ nhật (xem ảnh), cân nó và tính thể tích của nó từ các kích thước của nó. Kết quả phù hợp với công thức chính xác khoảng 1 đến 2%. Một số người sẽ hỏi tại sao lại có sự khác biệt. Lý do là tất cả các hợp kim tạo thành các pha khác nhau và một số tạo thành liên kim loại. Các pha và liên kim loại này thường có mật độ khác với mật độ được tính toán cho hợp kim. Tôi sẽ có thêm thông tin chi tiết về công trình này trong một bài đăng trong tương lai.
Sau đây là công thức tính mật độ chính xác:
Nhiều người cho rằng sai lầm khi cho rằng nếu bạn có hợp kim gồm x% thiếc và y% bạc, thì mật độ của hợp kim này sẽ là 0,x*Mật độ thiếc +0,y*Mật độ bạc. Tuy nhiên, công thức tuyến tính trực quan này không đúng, vì mật độ có hai đơn vị (khối lượng và thể tích). Một cách dễ hiểu để hiểu được cách suy ra công thức đúng (do kỹ sư Bob Jarrett của Indium Corporation đề xuất) là xem xét ví dụ về thiếc 96%, bạc 4%.
Giả sử tôi có 1 g hợp kim này, trong đó 0,96 g là thiếc và 0,04 g là bạc.
Thể tích của hộp là 0,96 g/7,31g/cc = 0,131327cc
Thể tích của bạc là 0,04g/10,5g/cc = 0,00381cc
Vậy 1 g hợp kim có thể tích là 0,131327 + 0,00381 cc = 0,135137 cc
Do đó, khối lượng riêng của nó là 1g/0,135137cc = 7,39989g/cc
Do đó, công thức chung là:
1/Đa = x/D1 + y/D2 + z/D3
Da = khối lượng riêng của hợp kim cuối cùng
D1 = khối lượng riêng của kim loại 1, x = phần khối lượng của kim loại 1
tương tự với kim loại 2, 3
Công thức này áp dụng cho hơn 3 kim loại.
Tôi đã phát triển một bảng tính Excel tự động tính toán mật độ. Nếu ai muốn có bản sao, hãy gửi email cho tôi theo địa chỉ [email protected]
Chúc mừng,
Tiến sĩ Ron
PS: Suy nghĩ thú vị: Khoảng 165.000 tấn vàng đã được khai thác trong suốt lịch sử. Nếu tất cả số vàng này được gom lại thành một khối lập phương, mỗi cạnh của nó sẽ chỉ khoảng 21 mét. Với giá 1550 đô la/oz, giá trị của nó sẽ là 8,5 nghìn tỷ đô la, ít hơn khá nhiều so với khoản nợ gần 15 nghìn tỷ đô la của chính phủ Hoa Kỳ. Trời ạ!
