İkili kurşunsuz lehim alaşımlarının ısı iletiminin ölçümü

Abstract

Sn?%10 ağ. [x] (x= Ag, In, Bi, Cu, Sb, Zn) ikili kurşunsuz lehim alaşımlarının ısıl iletkenliklerinin sıcaklığa bağlı değişimi lineer ısı akış sistemi kullanılarak ölçüldü. Her bir çubuk numune bir ucundan ısıtıcı sistem kullanılarak 20 K adımlarla malzemenin erime sıcaklığının 10 K altına kadar ısıtıldı ve diğer ucu ise lineer bir sıcaklık gradyenti elde etmek için soğutucu sistemle soğutuldu. Isıl iletkenliğin tespiti için; kesit alanı, çubuk boyunca en az iki noktanın sıcaklığı, bu iki sıcaklığın ölçüldüğü noktalar arası uzaklık ve numune üzerindeki ısı akış miktarı ölçüldü. Bu deneysel çalışmada; sistemde numune varken ve numune yokken verilen güç girişleri, ayrı ayrı ısıtıcı üzerindeki potansiyel düşmesi ve akım ölçülerek bulundu. Her bir kararlı hal durumu için numune üzerindeki ısı akış hızının bu iki güç girişi arasındaki fark olduğu kabul edildi. Her bir kurşunsuz lehim alaşımı için erime sıcaklığındaki ısıl iletkenlik, ısıl iletkenliğin sıcaklığa bağlı grafiğinden elde edildi. Alaşımların elektriksel iletkenliğinin sıcaklıkla değişimi de ölçülen ısıl iletkenlik değerleri kullanılarak Wiedemann?Franz (W?F) bağıntısından bulundu. Isıl ve elektriksel iletkenlik sıcaklık katsayıları da ilgili iletkenlik-sıcaklık grafiklerinden sırasıyla elde edildi.

The variations of thermal conductivity with temperature for binary lead?free solder alloys, Sn?10 wt.% [x] (x= Ag, In, Bi, Cu, Sb, Zn) were measured by using a linear heat flow apparatus. Each rod specimen was heated from one side by using a hot stage in steps of 20 K up to 10 K below the melting temperature of the material and the other side was kept cool by using a cold stage to get a linear temperature gradient. To determine the thermal conductivity; the cross?sectional area, the temperatures of at least two points along the rod, the distance between points of temperature measurements and the rate of heat flow into the rod were measured. In this experimental work, the input powers given to the system with and without the specimen were separately determined by measuring the voltage drop and current passing through heater. Heat flow rate into the rod specimen for each steady state condition was assumed to be the difference between these input powers. The thermal conductivity of each lead-free solder alloy at its melting temperature was obtained from graphs of thermal conductivity variations with temperature. Variation of the electrical conductivity with temperature for the alloys was also determined from the Wiedemann?Franz (W?F) equation by using the measured values of thermal conductivity. The thermal and electrical temperature coefficients were also determined from the corresponding conductivity versus temperature graphs respectively.