Ron博士在他的博客里寫道：有時(shí)連他自己都懷疑焊料合金密度計(jì)算器是不是在20年前寫就的。因?yàn)樗诰W(wǎng)上被問到最多的問題就是合金密度的計(jì)算。圖1就是Ron博士的合金密度計(jì)算公式，可能比想象中要復(fù)雜些，下面我們來聽聽Ron博士的解讀。

圖 1. 合金密度的公式

公式中的pa為合金密度，px為金屬x 密度，py為金屬y密度，x為金屬x的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，y為金屬y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。有人對另一項(xiàng)計(jì)算也比較感興趣：即計(jì)算合金中金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。如下圖2金屬x的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式，注意該計(jì)算僅適用于含兩種金屬的合金。

圖2. 質(zhì)量分?jǐn)?shù) x 的公式

圖2中的方程需要知道合金的密度，確定密度的一個(gè)簡單方法是采用濕法分析。Ron博士好朋友Phil Zarrow為此還專門制作了一段視頻。Ron博士也在過去的一篇文章中解釋過了這種分析的原理 。首先，需要對待測合金樣品進(jìn)行稱重，假設(shè)樣品重30克。然后，將樣品浸沒在水中稱重（這就是“濕法”的由來）。假設(shè)水中稱得重量是27克。毫無疑問，樣品在水中的重量會(huì)減輕，因?yàn)樗畬ζ洚a(chǎn)生的浮力等于水體積的重量。將干重和濕重的差值除以水的密度（水的密度為1，所以很容易計(jì)算），就得到了合金的體積?，F(xiàn)在已經(jīng)知道合金的重量（質(zhì)量）和體積，因此可以計(jì)算出合金的密度。在上面的例子中，密度為 30/(30-27)=10g/cc，這種方法需要一種用來測量合金重量的吊稱。我們姑且稱之為 “濕法分析I”。見圖 3。

圖3. 濕法分析I示意圖

另一種分析方法（濕法分析 II）使用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常見的電子稱，通常用于實(shí)地測量金硅酸鹽礦石中金的百分比。首先，仍是先稱得30克合金樣品，再將一燒杯水放在天平上歸零。然后我們用繩子將樣品浸沒在水中。

我們在稱上讀數(shù)為3克。這也是排出的水的體積，與樣品的體積相同。由于水的密度為1g/cc，則水的體積為3.0g/1g/cc=3.0cc。因此，我們樣品的密度為30g/3.0cc=10.0g/cc。

Ron博士還做了一個(gè)Excel表格用于計(jì)算二元合金中金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。假設(shè)在家里找一枚金/銅合金的舊戒指，想要計(jì)算里面金的含量，如圖4所示。

圖4. 金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算器

這個(gè)電子表格是基于上述濕法分析I設(shè)置的。在單元格D3中，輸入“Yes”，在E3中輸入“30”，在F3中輸入“27”。因?yàn)橐阎饘?是金，因此在單元格E6中輸入“19.32”，在F6中輸入銅的密度“8.92”，就可以在單元格G6中讀取金的重量分?jǐn)?shù)為0.2006，在H6中讀取銅的重量分?jǐn)?shù)為0.7994。如果使用濕法分析II，先在單元格D3中輸入“No”，然后直接在 E9 中輸入測得的密度，同樣可以得到對應(yīng)的重量分?jǐn)?shù)。

如果您對博士的金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算器感興趣，歡迎您發(fā)送電子郵件至rlasky@indium.com，或在后臺(tái)與我們留言。

Ronald Lasky

Ronald Lasky，銦泰公司高級(jí)技術(shù)專家。

他在IBM、Universal Instruments和Cookson Electronics的電子和光電封裝領(lǐng)域擁有30多年的經(jīng)驗(yàn)。他是工程認(rèn)證考試的聯(lián)合創(chuàng)始人，并參與多項(xiàng)全球電子組裝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的訂立。