纯锡在13.2℃以下存在同素异构转变,由白锡（β-Sn）转变为灰锡（α-Sn）。β-Sn向α-Sn转变过程中伴随26%²7%的体积膨胀且成为粉末状,虽然这种转变很缓慢,但可在较低温度下加速。对于电子器件而言,一旦有某一焊点发生了β/α相变而断裂,整个电子产品就可能完全失效。新一代的锡基无铅钎料合金由于其他组元含量较少,成分上接近于纯锡,具备发生β/α相变的潜力和风险。如何检测锡及其合金中灰锡转变的发生以及转变,对于科学研究、实际工件安全检测至关重要。本文旨在研究纯锡及锡基无铅钎料合金的相变与检测。选择99.99wt%纯锡、99.9999wt%高纯锡及商用Sn37Pb、商用Sn0.7Cu、商用Sn3.5Ag、高纯Sn0.7Cu以及高纯Sn3.5Ag共晶钎料合金作为研究对象,在-20℃、-196℃进行了低温存储试验,研究了不同因素如温度、植核（α-Sn）、植核量、压缩变形、纯度对β/α相变的影响,通过XRD来鉴定β/α相变的发生。研究表明温度对相变速度有一定影响,在-196℃下短期内（到240天）不会发生相变;植核会促进相变的发生,植核量越多,促进效果越明显;压缩变形对相变有一定的促进作用,形变量越大,促进效果越明显;杂质元素含量会影响相变的发生和转化速度。设计了能够准确的检测到样品中β/α相变发生及灰锡转变比例的准原位体积检测装置。通过该装置测试了低温下固定质量锡、Sn0.7Cu及Sn3.5Ag试样的体积随时间的变化,得出转变比例曲线。系统的研究了温度、植核（InSb）、晶粒尺寸和压缩变形对纯锡相变动力学的影响。白锡在-48℃左右孕育期最短,转变速率最快。-20℃到-48℃之间,随着温度的降低,孕育期缩短;-48℃至-100℃之间,随着温度的降低,孕育期增大,稳定性提高。纯锡相变的Avrami指数n处于3⁴之间,受三维形核反应机理的控制。植核对相变有促进作用,植核样品的Avrami指数n近似为3,属于从小尺寸开始的各种形状的生长,最初成核后成核率即下降为0,主要为初始形核得到的晶核生长。晶粒尺寸对相变动力学有影响,空冷小晶粒纯锡比炉冷大晶粒纯锡的相变孕育期要短。压缩变形通过引入压缩应力和加工硬化来影响纯锡的相变,压缩后直接低温存储会促进相变的发生,压缩后室温下存放30天再进行低温存储会延缓相变的发生。在高纯锡中加入Cu或Ag可以抑制β→α的转变,在-20℃低温存储过程中,高纯锡样品相变转化速度最快。高纯Sn0.7Cu的相变孕育期时间比Sn3.5Ag的要长8天左右,Cu对纯锡相变的抑制效果要优于Ag的。铜、银原子分别以金属间化合物Cu₆Sn₅、Ag₃Sn形式均匀地分散在锡基体中,在共晶结构中均匀弥散的固定了晶界。推测是由于金属间化合物的弥散强化作用阻碍了相变的发生。Cu和Ag对α→β逆转变有影响,DSC表明纯锡中加入Cu或Ag元素后,α→β相转变的开始温度和最大速率温度均有所提高,转变开始温度分别由35℃提高至55、62℃;最大速率温度由45℃提高至60℃、68℃。