Ces derniers temps, j'ai fait des recherches sur un grand nombre de sujets, l'un de mes thèmes préférés étant les alliages de soudure. Pendant longtemps, la plupart des soudures (presque toutes) étaient composées d'un alliage eutectique étain-plomb. Tout le monde était très à l'aise avec cet alliage jusqu'à ce que la directive RoHS et d'autres changements de réglementation commencent à faire pencher la balance en faveur des alliages sans plomb, ce qui a nécessité une nouvelle approche des matériaux et des procédés de brasage. Depuis lors, l'industrie a eu tendance à utiliser des alliages étain-argent-cuivre (SAC) de diverses compositions ; cependant, aucun n'a été à la hauteur de toutes les propriétés qu'offrait la soudure étain-plomb. En fait, l'une des caractéristiques les plus perturbantes des alliages SAC a été l'augmentation de la température requise pour la refusion, et donc l'augmentation de la température requise pour les composants et les cartes.
Pour obtenir des propriétés améliorées et combler les lacunes des SAC, des recherches sont menées sur l'ajout de dopants aux brasures SAC. C'est là que j'ai commencé à être intrigué par le bismuth. Plus je lisais, plus j'avais l'impression de rencontrer ce métal étrange dont je ne savais pas grand-chose (n'oubliez pas que je suis novice dans le domaine des soudures). J'ai donc effectué une petite recherche qui m'a permis de découvrir des faits fascinants :
- Le bismuth est un métal fragile, qui présente souvent une teinte rosée en raison de son oxyde de surface.
- Le bismuth a une température de fusion basse (271°C).
- Le bismuth se dilate lors de la solidification, un peu comme l'eau.
- Le bismuth est le métal naturel non radioactif (peut-être considéré comme légèrement radioactif) le plus lourd du tableau périodique.
- Le bismuth n'est généralement pas extrait seul, mais constitue plutôt un sous-produit du plomb, de l'étain, de l'argent et d'autres métaux.
- Le bismuth est le plus diamagnétique de tous les métaux.
- Le bismuth a la plus faible conductivité thermique de tous les métaux autres que le mercure.
- Les cristaux de bismuth présentent un arc-en-ciel de couleurs réfléchissantes en raison de l'épaisseur variable de l'oxyde à la surface.
- Le sous-salicylate de bismuth, qui est l'ingrédient actif du Pepto Bismolest interdit en France (en raison de préoccupations dépassées concernant les risques d'encéphalopathie).
L'attribut le plus intéressant du bismuth, du point de vue des matériaux électroniques, est que, lorsqu'il est allié à d'autres métaux, il crée une température de fusion basse. alliages. En particulier, lorsqu'il est allié à l'étain à la composition eutectique, l'alliage fond à 138°C et présente des propriétés comparables à l'eutectique étain-plomb. La fragilité du bismuth est la principale préoccupation lors de son utilisation pour le brasage ; toutefois, cet effet peut être atténué par l'ajout de métaux plus malléables à l'alliage, tels que l'étain et le plomb. argent. De nombreux alliages populaires contenant du bismuth ont un pourcentage élevé de bismuth, mais des travaux sont menés avec des concentrations plus faibles, ce qui permet d'obtenir des propriétés différentes. Bien que la température de fusion ne soit pas abaissée de manière aussi spectaculaire, le bismuth à des concentrations plus faibles a le potentiel d'améliorer les performances lors des tests de chute et des chocs thermiques.
Compte tenu des préoccupations croissantes concernant le coût des métaux, le bismuth pourrait devenir un concurrent de plus en plus important dans la recherche d'alliages de soudure alternatifs. J'en suis venu à considérer le bismuth comme mon nouvel ami, car je pense qu'il offre une autre voie d'exploration et qu'il semble prometteur pour améliorer les alliages à basse température.
