Современная физика
Рассмотрим различные факторы, влияющие на изменения объема затвердевшего припоя при его охлаждении до комнатной температуры, и зависимость этих изменений от времени. Прежде всего имеет место линейная функция уменьшения объема металла, свойственная всем материалам. Современная физика учит, что атомы внутри металла не находятся в покое, а совершают, в соответствии с количеством располагаемой ими свободной энергии (главным образом в виде тепловой энергии), колебания относительно некоторого положения в решетке, являющегося их равновесным положением. С увеличением температуры термическое возбуждение возрастает, и конечным результатом процесса является прирост межатомных расстояний в решетке и общий рост размеров материала.
Это термическое возбуждение, или, как его иногда называют, броуновское движение, уменьшается пропорционально понижению температуры. В результате материал при охлаждении сжимается.
Как уже было отмечено, такое сжатие является линейной функцией температуры и может считаться мгновенным. Известны девять материалов, у которых определенные изменения в кристаллографической структуре, происходящие во время затвердевания, приводят к большим изменениям внешних размеров изделия из этих материалов.
Эти изменения обычно являются функцией свойств самого материала, а также скорости и метода охлаждения. Изменения всегда происходят мгновенно, и если их приостановить каким-либо специальным процессом охлаждения, то при комнатной температуре они не могут иметь места.
Наконец, объемные изменения происходят и во время старения металла. Это изменение, зависящее от времени, является результатом перехода структуры решетки при низких температурах в форму, которую она приобрела бы при чрезвычайно медленном охлаждении.