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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)。
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高くなります。 [1]
さらに、一定の相同温度では、融点が異なる 2 つの材料は、拡散に依存する同様の変形挙動を示します。たとえば、115 °C のはんだ (T mp = 456 K) は、881 °C の銅 (T mp = 1358 K)と同等の機械的特性を持ちます。これは、絶対温度が異なるにもかかわらず、 両方とも 0.85T mpであるためです。
電子機器の用途では、回路は通常 -55 °C ~ +125 °C 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、応力を受けると大きく変形すると考えられます。これは、はんだの引張強度、せん断強度、弾性係数の値が比較的低いことからもわかります。一方、銅は融点がはるかに高いため、箔は 0.16T mp~ 0.29T mpでしか動作せず、その特性は温度による影響をほとんど受けません。
参考文献
- ^ 「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よりアーカイブ。2018 年 11 月 12 日閲覧。
