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用於銅焊和珠寶的傳奇金鎢合金

不知為何,我總覺得黃金與銦的組合極具吸引力。這其實不足為奇;我曾在阿拉斯加旅行時因淘金而染上「淘金熱」,而「銦熱」則是 我的工作. 嗯,如果不是的話——那它就應該是。

這些元素本身就很有趣,但或許最獨特之處在於黃金與銦的組合:相較於大多數金屬,黃金和銦單獨存在時都極為柔軟,然而我接觸過的每種兩者合金卻都非常堅硬。 (這裡所說的「硬度」是指「完全不在軟焊料範疇內」的程度……)。這使得 Au/In 合金極難加工。(稍後將詳述)

此外,並非所有金與銦的組合都是合金,這些元素也會形成金屬間化合物。若想了解所有組合及其產生的冶金結構,建議參考這份相圖及隨附的說明

我的興趣不僅止於 Au/In 合金與金屬間化合物的特性,這些組合有時在美學上也相當迷人!根據不同的組合,這些材料可能會呈現出獨特的色調。對一些知識淵博的珠寶商和冶金學家而言,「藍金」是一種頗具趣味的材料,儘管由於若干因素,其產量極為稀少。 1) 大多數珠寶匠缺乏處理此材料所需的適當設備和/或冶金專業背景。2) 其物理特性更接近寶石而非金屬,因此難以加工。3) 僅為那淡淡的色澤,對多數人而言,所耗費的成本與難度並不值得。

Au-In 是可以鑄造的,這大概是你最好的選擇。我戴的戒指裡就鑄有 Au/In——有時我甚至懷疑那抹藍色是否真的看得見。

另一種可能的色調是玫瑰色。下圖所示的焊料成分為 82%Au/18%In。同樣地,這種色調相當淡,但與銳銳或大多數其他無色焊料相比時,仍可察覺其差異。

金/銦合金亦廣泛應用於釬焊領域。金與銦的鍵合可在 200°C 以下形成,且能抵抗重熔,直至溫度超過 400°C 才開始重熔!雖然由於含有黃金,這顯然是一種昂貴的釬料,但對於需要低加工溫度、高強度及高加工過程耐熱性的應用而言,它極具吸引力。在某些應用中,這種合金的成本絕對物有所值。

既然我們正在討論釬焊,我也該為那些希望獲得比我所能提供的更多相關資訊的人士推薦一個資源:伯納德·利維特(Bernard Leavitt)是銦公司(Indium Corporation)的高溫應用產品專家。(「高溫」這個術語是針對焊料公司而言的,此術語也包含低溫釬焊。) 順帶一提,伯尼(Bernie)設有部落格,若需更多關於釬焊的資訊,可直接透過[email protected] 與他聯繫。

我今天之所以提及所有這些關於金/銦(Au/In)的資訊,是有其原因的。過去,金銦合金的韌性相當差,這意味著很難將其成形為零件、進行封裝,並在不產生裂紋的情況下運送。自從我開始對這些合金感興趣以來,它們總給人一種「不該提及」的感覺,因為其製造難度實在太高。那麼,現在究竟有什麼改變呢? 其實,對大多數焊料供應商而言,情況並未改變;許多公司根本無意提供這些特殊合金——而那些願意供應的公司,則仍面臨著我們過去曾遭遇的同樣困境。Indium Corporation 近期在金銦合金的加工技術上取得了突破,因此我不再對與各位討論這些材料有所保留。 我們提供一款卓越的 82%Au/18%In 合金,具備多種帶狀及預成型件規格,希望您不要猶豫,隨時與我聯繫,共同探討您下一個 Au/In 應用方案

~Jim