что такое свинец и олово
Технические параметры олова и свинца и их сплавов
Сплав олова и свинца обладает особыми параметрами, позволяющими применять его в различных отраслях промышленного производства. Технические характеристики и физические свойства каждого металла определяют их использование для длительного хранения продуктов, пайки и обработки поверхности деталей с целью увеличения срока эксплуатации.
Физические свойства свинца
Археологические артефакты свидетельствуют о том, что этот химический элемент был известен человеку более 6000 лет назад. Его открытие связано с присутствием металла в рудах, содержащих серебро. При их выплавке материал выбрасывался в отходы, но со временем из него начали делать различные изделия: фигурки, водопроводные трубы. В настоящее время свинец применяется:
Главным потребителем свинца является автомобильная промышленность, где широко применяются баббиты. Производство свинцовых стартерных аккумуляторов постоянно растет, в разработки вносятся усовершенствования.
В химической промышленности материал используют для покрытия стальных изделий: аппаратов, резервуаров, трубопроводов. Так как железо и свинец между собой не соединяются, то на изделия предварительно наносят тонкий слой расплавленного олова. Такой процесс обработки называется лужением.
В производстве применяется не только чистый свинец, но и его соединения. Например, оксид свинца используется при изготовлении стекла. Незначительная добавка соединения в материал при плавке стекла позволяет придать хрустальным изделиям прозрачность естественного минерала — горного хрусталя.
Технические параметры олова
Данный химический элемент известен более 3500 лет и изначально предназначался для изготовления столовых предметов. Современное потребление олова связано с консервной промышленностью.
Патент на способ хранения продуктов в жестяных банках принадлежит повару из Франции. С 1810 года человечество получило возможность долговременного хранения пищевых продуктов.
Олово является основным компонентом припоев, применяемых для пайки и лужения теплообменных аппаратов, радиаторов автомобильных двигателей, лужения медицинской и пищевой аппаратуры.
Материал используется для производства оловянной бронзы, обладающей отличными механическими, литейными, антикоррозионными свойствами. Такие сплавы применяются в деталях, предназначенных для эксплуатации в особых условиях и и при особой нагрузке.
Сплавом, обладающим низким коэффициентом трения, является баббит. Он содержит 83% олова, сурьму и медь. Его применяют в производстве подшипников. Благодаря устойчивому соединению сурьмы и меди сплав имеет высокую твердость.
Механизм работы подшипника и компоненты состава исключают возникновение механических повреждений на поверхности детали.
Олово обладает специфическими физическими свойствами:
Истории известны случаи таких преобразований. Пуговицы, сделанные из чистого материала, на морозе теряли свою форму, а «оловянная чума» разрушала слитки металла.
Главные различия металлов и их сплавов
Еще в древности эти материалы различали только по цвету и называли белым и черным оловом. Между ними существуют различия, которые можно легко установить без дополнительных анализов.
Масса свинца выше в 1,5 раза, чем у олова. Зато олово имеет высшую твердость и трещит при деформации. Свинец легко окисляется с образованием пленки серого цвета.
Какие компоненты содержит сплав олова со свинцом, определить сложнее. Приблизительный показатель можно получить при фиксировании температуры и характера плавления соединения.
Подшипниковые материалы, содержащие олово и свинец, сплав металлов с никелем, теллуром, кальцием, обладают высокой устойчивостью к износу.
Припои на основе этих металлов различаются температурой плавления. Мягкие, с температурой плавления до +300 °C, содержат висмут и кадмий. Твердые (тугоплавкие) припои, переходящие в жидкое состояние при +500 °C, в своем составе имеют серебро, цинк, медь.
Для пайки сплавов с высоким содержанием олова, в которых отсутствует свинец, рекомендуется использование реактивов, разбавленной азотной кислоты. При травлении состава основа чернеет, а места с низким содержанием металла остаются светлыми, что позволяет улучшить качество пайки деталей.
Расплавленный чистый свинец не скользит по поверхности, не смачивая ее, но сплав с оловом позволяет получить качественное покрытие. Рабочая температура ванн устанавливается в зависимости от долевого содержания сплавляющего металла.
В случае необходимости уменьшения масляного зазора подшипников и улучшения условий работы деталей применяют поверхностное покрытие сплавами олова или свинца.
Для покрытия поверхности без содержания углеродов в качестве полуды применяют сплав, содержащий 90% свинца, 5% олова и 5% сурьмы. Состав сплава влияет на текучесть материала, которая варьируется в зависимости от соотношения компонентов.
Как отличить олово от свинца к чему приводит свинец
Олово и свинец: основные отличия
Олово – это уникальный цветной металл, который стоит достаточно дорого. Он часто смешивается с другими металлами в сплавах. В частности, его смешивают со свинцом и выдают такой сплав за чистое олово.
В прежние времена эти металлы различали по цвету и называли их белым и черным оловом. Сейчас вы тоже можете отличить их друг от друга, даже не обращаясь в химическую лабораторию.
Вот несколько основных отличий свинца и олова:
Но свинец часто путают не только с оловом, но и цинком. Эти 2 металла также имеют свои отличия, о которых нужно знать.
Где можно найти олово в домашних условиях?
Для начала перечислим несколько основных источников, где можно найти олово. Их три:
В пунктах приема также принимают различные отходы (шлак), обрезки луженой проволоки, белой жести и т.д.
Чем отличается свинец от цинка?
Свинец и цинк – это тяжелые металлы (плотность 7,13 и 11,34 г/см3, соответственно). Цинк активно используется для создания антикоррозийных покрытий, а также для создания сплавов с алюминием, медью, оловом и т.д. Этот металл применяется в автомобилестроении (на 1 автомобиль уходит порядка 40 кг цинка).
Отличить два этих металла можно при помощи медного купороса. Для этого нужно сделать насечку на изделии и брызнуть на нее медным купоросом. Если поверхность почернела, то это цинк.
Отличить можно и по внешнему виду: свинец немного темнее по цвету (он окисляется на воздухе). Кроме того, по звуку он более глухой при постукивании, чем цинк.
История открытия
Прежде чем говорить о производстве сплава нужно разобраться с тем, откуда появились его главные составляющие. По археологическим находкам историки установили, что впервые свинец появился 6 тыс. лет назад. Он содержался в серебряных рудах.
Благородный металл использовался для изготовления украшений, посуды, столовых приборов. Свинец считался отходом и поэтому не использовался. Однако постепенно люди заметили свойства этого материала. Сегодня он используется при производстве:
Этот материал применяют в автомобилестроении.
Олово появилось около 3500 лет назад. Изначально оно использовалось для изготовления столовых приборов. В современной промышленности этот материал используется для создания консервных банок. Началось это с 1810 года, когда люди научились хранить продукты с помощью металлических емкостей. Олово используется при изготовлении радиаторов для автомобилей, подшипников.
Олово часто применяется для изготовления деталей промышленного оборудования. Это связано с его повышенным показателем твердости, прочности. Соединения этого металла со свинцом используется при создании подшипников, так как смесь считается износоустойчивой.
Как отличить свинец и серебро?
Серебряные украшения популярны с давних времен, являясь более доступной альтернативой золоту. Поэтому многие пытаются выдать за серебро другие металлы, включая свинец. В большинстве случаев не возникает особых проблем, чтобы отличить их друг от друга, но у новичков в этом деле могут возникнуть сложности. Поэтому опишем несколько явных различий, которые вам нужно знать.
Серебро обладает серебристо-белым цветом, практически 100% коэффициентом отражения света. Со временем этот металл может потемнеть, что является естественной реакцией (серебро покрывается налетом сульфида). Если это настоящее серебро, то его можно очистить с помощью специального крема или зубной пасты – со свинцом, который тоже темнеет, у вас такого не получится.
Он внешне похож на серебро, но обладает синеватым оттенком. Другой простой способ проверки – с помощью кипятка. Нужно опустить серебряное и свинцовое изделие в кипяток на несколько секунд, а затем вынуть. Серебро будет достаточно сильно нагрето, а свинец нет, потому что он обладает низкой теплопроводностью.
Свинец сам по себе мягкий металл, поэтому его можно спокойно гнуть (серебро используется для изготовления ювелирных украшений, поэтому оно обладает большей плотностью). При этом серебро не оставляет темных следов на бумаге, в отличие от этого металла.
В нашей работают опытные сотрудники, которые без проблем отличат один цветной металл от другого. Если необходим дополнительный анализ, то лом отправляется в лабораторию. Поэтому если у вас скопилось определенное количество цветного металлолома, и вы не можете определить его тип, то обращайтесь в наши пункты приема, где вам помогут с этим вопросом. Мы всегда адекватно оцениваем количество примесей в ломе, поэтому предлагаем высокие цены при скупке.
Виды оловянного лома — характеристики и описание
В соответствии с Государственным стандартом 1639-2009 оловянный лом, как и отходы других цветных металлов, классифицируется по следующим 4 характеристикам:
Каждая из характеристик подразделяется еще на несколько категорий. В результате стандартная классификация лома цветных металлов определяет несколько десятков видов металлолома, разобраться в которых простому сдатчику довольно сложно.
Идя навстречу своим клиентам, наша компания упростила сортировку вторичного олова, предназначенного для сдачи на лом, и разделила его на 5 категорий по общей оценочной стоимости:
Такая классификация лома позволяет сдатчикам легко ориентироваться в категориях лома и самостоятельно сортировать имеющиеся в распоряжении отходы.
Технические параметры олова
Данный химический элемент известен более 3500 лет и изначально предназначался для изготовления столовых предметов. Современное потребление олова связано с консервной промышленностью.
Патент на способ хранения продуктов в жестяных банках принадлежит повару из Франции. С 1810 года человечество получило возможность долговременного хранения пищевых продуктов.
Олово является основным компонентом припоев, применяемых для пайки и лужения теплообменных аппаратов, радиаторов автомобильных двигателей, лужения медицинской и пищевой аппаратуры.
Материал используется для производства оловянной бронзы, обладающей отличными механическими, литейными, антикоррозионными свойствами. Такие сплавы применяются в деталях, предназначенных для эксплуатации в особых условиях и и при особой нагрузке.
Сплавом, обладающим низким коэффициентом трения, является баббит. Он содержит 83% олова, сурьму и медь. Его применяют в производстве подшипников. Благодаря устойчивому соединению сурьмы и меди сплав имеет высокую твердость.
Механизм работы подшипника и компоненты состава исключают возникновение механических повреждений на поверхности детали.
Олово обладает специфическими физическими свойствами:
Истории известны случаи таких преобразований. Пуговицы, сделанные из чистого материала, на морозе теряли свою форму, а «оловянная чума» разрушала слитки металла.
Какие бывают свинцово-оловянные припои?
Свинцово-оловянные припои широко используются в радиоэлектронике для спаивания различных микросхем. Достичь качественных результатов с их использованием становится возможным лишь тогда, когда мастер достаточно хорошо разбирается с процессом пайки и понимает основные правила работы и выбора припоев.
Начинающие же радиолюбители достаточно часто задаются вопросом: какой припой лучше выбрать в данном конкретном случае, и какими свойствами они обладают. Эта статья поможет разобраться с поставленной задачей.
Состав и структура
Соединения часто содержат не только два основных компонента, но и легирующие добавки. Основной из них является сурьма. Соединением может содержать до 15% этого вещества. Другими легирующими добавками является серебро, кадмий висмут. Серебро, сурьма действуют одинаково. Их добавляют, когда нужно увеличить температуру плавления материала. Если нужно сделать смесь менее тугоплавкой, она насыщается висмутом, кадмием.
Когда нужно создать износоустойчивый материал, который будет выдерживать постоянное трение, смесь дополняется медью. Благодаря множеству легирующих добавок, которые можно использовать при производстве сплавов олово и свинца, соединения используют в разных направлениях промышленности.
Плавление сплава
Физические свойства свинца
Археологические артефакты свидетельствуют о том, что этот химический элемент был известен человеку более 6000 лет назад. Его открытие связано с присутствием металла в рудах, содержащих серебро. При их выплавке материал выбрасывался в отходы, но со временем из него начали делать различные изделия: фигурки, водопроводные трубы. В настоящее время свинец применяется:
Особенности производства и обработки
Расходное сырьё получается из руды. Например, чтобы получить 1 килограмм чистого материала, необходимо переработать 100 кг руды. Плавятся оба материала при низких температурах. Для изготовления сплава нужно учитывать следующие особенности:
Если речь идёт о изготовлении припоя, то к соединению добавляют сурьму. Некоторые мастера добавляют серебро. Он обладает следующими особенностями:
Есть припои с добавлением цинка. Однако они редко используются. Цинк активно реагирует на воздействие факторов окружающей среды. Он начинает разрушаться, что приводит к нарушению целостности изделия. Лучше использовать смесь сурьмы, олова и свинца. Таким припоем паяют радиодетали, контакты, провода. Изменяя компоненты, мастера добиваются от расходника нужных характеристик. Нельзя забывать про использование флюса.
Сплав олова со свинцом обладает особыми характеристиками. Они изменяются после добавки легирующих компонентов. Применяются готовые соединения для изготовления припоев, износоустойчивых деталей, посуды, столовых принадлежностей, консервных банок.
Сферы применения
Оловянные сплавы раньше использовались для изготовления посуды, столовых приборов. Сейчас их гораздо чаще применяют для создания консервных банок. Из этого материла в соединении с другими компонентами изготавливают припои, которые бывают нескольких видов:
Припой оловянно свинцовый чем отличается ПОС сплав и почему делают на основе олова
Олово – мягкий и пластичный блестящий металл серебристо-белого цвета. Характеризуется хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, растворимо в разбавленных сильных кислотах и концентрированных щелочах. Олово применяют для нанесения покрытий (лужения), получения сплавов и припоев для пайки, а также в качестве легирующих присадок.
Сплавы олова представляют собой системы олово – сурьма – медь и олово сурьма – свинец, которые содержат от 3 до 90 % олова. Их применяют как антифрикционные сплавы – баббиты для заливки подшипников и как припои. Использование свинца сокращает стоимость припоя, а введение сурьмы повышает прочность шва.
Свинец
Свинец – мягкий ковкий пластичный металл светло-серого цвета с синеватым оттенком. Значительно мягче олова, режется ножом и царапается ногтем, легко прокатывается в тонкие листы. Свинец устойчив против коррозии и воздействия ряда химических веществ, особенно серной кислоты. Выплавка свинца была одним из первых металлургических процессов. Он широко применяется в химической промышленности для защиты аппаратуры от разъедания. Из свинца изготавливают оболочки для защиты электрических кабелей, дробь, краски и свинцовые аккумуляторы.
Сплавы свинца
Сплавы свинца имеют высокую плотность и низкую механическую прочность. Они легкоплавки и устойчивы против коррозии. Сплавы с преобладанием свинца значительно дешевле, чем на основе олова. Их используют как антифрикционные сплавы – баббиты, как типографские сплавы и припои. Свинец с добавками олова и сурьмы становится значительно тверже.
Какие бывают свинцово-оловянные припои?
Свинцово-оловянные припои широко используются в радиоэлектронике для спаивания различных микросхем. Достичь качественных результатов с их использованием становится возможным лишь тогда, когда мастер достаточно хорошо разбирается с процессом пайки и понимает основные правила работы и выбора припоев.
Начинающие же радиолюбители достаточно часто задаются вопросом: какой припой лучше выбрать в данном конкретном случае, и какими свойствами они обладают. Эта статья поможет разобраться с поставленной задачей.
Свинцово-оловянные припои
Свинцово-оловянные припои разделяют на мягкие и твердые. Первые являются легкоплавкими и широко применяются в работе с радиоаппаратурой. Их температура плавления находится в интервале 300–450 градусов.
Составы свинцово-оловянных припоев.
Данный тип сплава характеризуется меньшей твердостью по сравнению с тугоплавкими вариантами, однако в монтаже микросхем именно они используются наиболее часто.
Состав мягких вариантов представляет собой сочетание двух элементов: свинца и олова. Также могут добавляться и легирующие элементы. Содержание подобных примесей незначительно. Их вводят для придания соединению определенных свойств, таких как пластичность, прочность и так далее.
Почему их делают на основе олова? Дело в том, что станум – лучший материал для пайки. Он обладает рядом преимуществ. К ним относится высокая проводимость и отличное смачивание. Тем не менее есть и недостатки, например, оно подвержено явлению оловянной чумы, формированию интерметаллических поверхностей и т.д.
Избежать появления подобных проблем можно путем добавления плюмбума, меди, серебра, золота. Если в составе первый элемент отсутствует, то сплав называют бессвинцовым. Он отличается большей безопасностью для мастера. На практике чаще всего используются припои, содержащие свинец и обозначающиеся буквами «ПОС».
Олово, свинец и их сплавы
Олово – мягкий и пластичный блестящий металл серебристо-белого цвета. Характеризуется хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, растворимо в разбавленных сильных кислотах и концентрированных щелочах. Олово применяют для нанесения покрытий (лужения), получения сплавов и припоев для пайки, а также в качестве легирующих присадок.
Сплавы олова представляют собой системы олово – сурьма – медь и олово сурьма – свинец, которые содержат от 3 до 90 % олова. Их применяют как антифрикционные сплавы – баббиты для заливки подшипников и как припои. Использование свинца сокращает стоимость припоя, а введение сурьмы повышает прочность шва.
Свинец
Свинец – мягкий ковкий пластичный металл светло-серого цвета с синеватым оттенком. Значительно мягче олова, режется ножом и царапается ногтем, легко прокатывается в тонкие листы. Свинец устойчив против коррозии и воздействия ряда химических веществ, особенно серной кислоты. Выплавка свинца была одним из первых металлургических процессов. Он широко применяется в химической промышленности для защиты аппаратуры от разъедания. Из свинца изготавливают оболочки для защиты электрических кабелей, дробь, краски и свинцовые аккумуляторы.
Назначение
В зависимости от содержания того или иного материала сплавы имеют разные области применения.
Таблица видов припоев.
ПОС-90 используется в ремонте пищевой посуды и медицинских принадлежностей. В нем содержится незначительное количество плюмбума – токсичного для человека материала.
ПОС-40 наиболее часто применяют в работе с электрическими приборами и деталями из оцинкованного железа. Также служит основой ремонта латунных и медных трубопроводов. Данное соединение может заменить припой ПОС 18, используемый в тех же целях.
Сплавы с 30% содержанием станума отлично подходят для кабельной промышленности, лужения и пайки цинка.
Технические параметры олова
Данный химический элемент известен более 3500 лет и изначально предназначался для изготовления столовых предметов. Современное потребление олова связано с консервной промышленностью.
Патент на способ хранения продуктов в жестяных банках принадлежит повару из Франции. С 1810 года человечество получило возможность долговременного хранения пищевых продуктов.
Олово является основным компонентом припоев, применяемых для пайки и лужения теплообменных аппаратов, радиаторов автомобильных двигателей, лужения медицинской и пищевой аппаратуры.
Материал используется для производства оловянной бронзы, обладающей отличными механическими, литейными, антикоррозионными свойствами. Такие сплавы применяются в деталях, предназначенных для эксплуатации в особых условиях и и при особой нагрузке.
Сплавом, обладающим низким коэффициентом трения, является баббит. Он содержит 83% олова, сурьму и медь. Его применяют в производстве подшипников. Благодаря устойчивому соединению сурьмы и меди сплав имеет высокую твердость.
Механизм работы подшипника и компоненты состава исключают возникновение механических повреждений на поверхности детали.
Олово обладает специфическими физическими свойствами:
Истории известны случаи таких преобразований. Пуговицы, сделанные из чистого материала, на морозе теряли свою форму, а «оловянная чума» разрушала слитки металла.
Свойства
Как уже было отмечено ранее существует деление припоев на две категории в зависимости от температуры плавления. Мягкие или легкоплавкие – это сплавы плавящиеся при менее 450 °С. Стоит отметить, что они не обязательно изготавливаются из олова. Тут может использоваться галлий, висмут, кадмий, индий.
Тем не менее зачастую используется не один, а смесь нескольких элементов. Это нужно, чтобы придать сплаву необходимые характеристики и параметры. Наиболее распространёнными являются ПОСы.
Таблица припоев для пайки алюминия.
Таким образом, взяв в руки проволоку, попробовав погнуть ее и оценив вес, можно с определённой точность определить содержание в ней станума или плюмбума.
В зависимости от концентрации олова выделяют несколько десятков сплавов, производящихся в соответствии с государственным стандартом – ГОСТом.
Когда речь заходит про свойства, то они в основном определяются содержанием олова. Оно имеет две полиморфные модификации. Белое – с тетрагональной кристаллической решеткой, серое – с кубической. Переход от одной модификации к другой сопровождается выделением тепла, то есть реакция является экзотермической.
Данное превращение приводит также и к увеличению объема, сопровождающегося разрушением с образованием серого порошка. Такой процесс называется «оловянной чумой».
Химические свойства
Металлическое олово
При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной плёнки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:
При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:
Растворяется в разбавленных кислотах (HCl, H2SO4):
Sn + 2HCl → SnCl2 + H2↑
Олово реагирует c концентрированной соляной кислотой. При этом белое олово (α-Sn) образует раствор хлорида олова (II), а серое (β-Sn) хлорида олова (IV):
Sn + 3HCl → H[SnCl3 ] + H2↑ Sn + 4HCl → H2[SnCl6] + H2↑
Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте (60%) образуется оловянная кислота β-SnO2·n
H2O (иногда её формулу записывают как H2SnO3). При этом олово ведёт себя как неметалл:
Sn + 4HNO3 → SnO2 ⋅ H2O + 4NO2 + H2O
При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой (3-5%) образуется нитрат олова (II):
4Sn + 10HNO3 → 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Окисляется растворами щелочей до гидроксостанната (II), который в горячих расстворах склонен к диспропорцианированию:
Sn + NaOH + 3H2O → Na[Sn(OH)3] + H2↑ 2Na[Sn(OH)3] → Sn + Na2[Sn(OH)6] Sn + 2NaOH + 4H2O → Na2[Sn(OH)6] + 2H2↑
Олово (II)
Менее устойчивая степень окисления чем (IV). Вещества имеют высокую восстановительную активность и легко диспропорцианируют:
На воздухе соединения быстро окисляются кислородом, как в твердом виде, так и в растворах:
2SnO + O2 → 2SnO2 2Sn2+ + O2 + 4H+ → 2Sn4+ + 2H2O
Сильным восстановителем является «оловянная соль» SnCl2 ⋅ 2H2O
Оксид можно получить действием аммиака на горячий раствор хлорида олова в атмосфере СO2:
SnCl2 + 2NH3 + H2O → SnO + 2NH4Cl
Также при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)2 в вакууме или осторожном нагревании некоторых солей:
Sn(OH)2 → SnO + H2O SnC2O4 → SnO + CO↑ + CO2↑
В растворах солей олова идёт сильный гидролиз:
[Sn(H2O)3]2+ + H2O → [Sn(H2O)2OH]+ + H3O+
При действии на раствор соли Sn(II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова (II):
Этот сульфид может быть легко окислен до сульфидного комплекса раствором полисульфида натрия, при подкислении превращающегося в осадок сульфида олова (IV):
SnS + Na2S2 → Na2SnS3 Na2SnS3 + 2HCl → SnS2 + 2NaCl + H2S↑
Олово (IV)
Оксид олова(IV) (SnO2) образуется прямым окислением кислородом. При сплавлении с щелочами образует станнаты, при обработке водой образующие гидроксостаннаты:
SnO2 + 2NaOH →to Na2SnO3 + H2O
При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая α-оловянная кислота:
SnCl4 + 4NH3 + 6H2O → H2[Sn(OH)6] + 4NH4Cl H2[Sn(OH)6] → SnO2 ⋅ nH2O + 3H2O
Свежеполученная α-оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:
SnO2 ⋅ nH2O + 2KOH → K2[Sn(OH)6] SnO2 ⋅ nH2O + 4HNO3 → Sn(NO3)4 + (n+2)H2O
Гидрид олова — станнан SnH4 — можно получить по реакции:
SnCl4 + Li[AlH4] → SnH4↑ + LiCl + AlCl3
Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0 °C.
Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и др.
История открытия
Прежде чем говорить о производстве сплава нужно разобраться с тем, откуда появились его главные составляющие. По археологическим находкам историки установили, что впервые свинец появился 6 тыс. лет назад. Он содержался в серебряных рудах.
Благородный металл использовался для изготовления украшений, посуды, столовых приборов. Свинец считался отходом и поэтому не использовался. Однако постепенно люди заметили свойства этого материала. Сегодня он используется при производстве:
Этот материал применяют в автомобилестроении.
Олово появилось около 3500 лет назад. Изначально оно использовалось для изготовления столовых приборов. В современной промышленности этот материал используется для создания консервных банок. Началось это с 1810 года, когда люди научились хранить продукты с помощью металлических емкостей. Олово используется при изготовлении радиаторов для автомобилей, подшипников.
Олово часто применяется для изготовления деталей промышленного оборудования. Это связано с его повышенным показателем твердости, прочности. Соединения этого металла со свинцом используется при создании подшипников, так как смесь считается износоустойчивой.
Физические свойства свинца
Археологические артефакты свидетельствуют о том, что этот химический элемент был известен человеку более 6000 лет назад. Его открытие связано с присутствием металла в рудах, содержащих серебро. При их выплавке материал выбрасывался в отходы, но со временем из него начали делать различные изделия: фигурки, водопроводные трубы. В настоящее время свинец применяется:
Главным потребителем свинца является автомобильная промышленность, где широко применяются баббиты. Производство свинцовых стартерных аккумуляторов постоянно растет, в разработки вносятся усовершенствования.
В химической промышленности материал используют для покрытия стальных изделий: аппаратов, резервуаров, трубопроводов. Так как железо и свинец между собой не соединяются, то на изделия предварительно наносят тонкий слой расплавленного олова. Такой процесс обработки называется лужением.
В производстве применяется не только чистый свинец, но и его соединения. Например, оксид свинца используется при изготовлении стекла. Незначительная добавка соединения в материал при плавке стекла позволяет придать хрустальным изделиям прозрачность естественного минерала — горного хрусталя.
Состав и структура
Соединения часто содержат не только два основных компонента, но и легирующие добавки. Основной из них является сурьма. Соединением может содержать до 15% этого вещества. Другими легирующими добавками является серебро, кадмий висмут. Серебро, сурьма действуют одинаково. Их добавляют, когда нужно увеличить температуру плавления материала. Если нужно сделать смесь менее тугоплавкой, она насыщается висмутом, кадмием.
Когда нужно создать износоустойчивый материал, который будет выдерживать постоянное трение, смесь дополняется медью. Благодаря множеству легирующих добавок, которые можно использовать при производстве сплавов олово и свинца, соединения используют в разных направлениях промышленности.
Все про припой ПОС
Приветствую дорогих сердцу читателей! В этом материале я постарался собрать все данные про припой ПОС. Этот Припой Оловянно-Свинцовый является самым популярным припоем для монтажа радиодеталей и чаще остальных применяется в радиотехнике. Постараюсь объяснить почему это так и расскажу про разновидности и технические характеристики припоев серии ПОС. А еще открою страшную тайну по поводу припоев ПОС-60 и ПОС-62. Поехали!
Виды припоев ПОС
Для начала вспомним, какие бывают припои из сплавов оловянно-свинцовой группы. Самые популярные — это бессурьмянистые припои ПОС-10, ПОС-40, ПОС-61 и ПОС-90. Припой ПОС с содержанием сурьмы называется ПОССУ. Сурьма в составе припоя добавляет ему несколько процентов по прочности.
Когда мы говорим про плавление смеси олова и свинца, нужно помнить про определения солидуса и ликвидуса. При нагревании любой смеси двух и более металлов происходит сначала расплавление (преобразование из твердой в жидкую фазу) самых легкоплавных частиц. Эта температурная отметка называется солидусом сплава.
При дальнейшем росте температуры начинают плавиться более тугоплавкие компоненты. Как только они расплавятся, наступает точка ликвидуса. Теперь припой ПОС полностью расплавлен. Подробнее этот процесс поясняет картинка, выдранная из презентации на тему сплавов.
Между этими двумя точками находится состояние повышенной пластичности припоя. В этом состоянии припой можно тянуть и деформировать без потери целостности.
Существуют эвтектические сплавы — припои, у которых точка солидуса и ликвидуса совпадает. Это очень удобно при пайке и говорит о высоком качестве припоя.
Про состав припоя
Название припоя оловянно-свинцовой группы говорит о содержании в нем олова. Например ПОС-40 содержит 40 % олова, а ПОС-61 — почти 61 % олова. Остальная часть состоит из свинца и дополнительных примесей. По внешнему виду можно на глаз прикинуть состав припоя. Если припой ПОС более матовый и темный, то он больше содержит свинца. Если более светлый и блестящий — то больше олова. Лучше всего это познается в сравнении. Как выглядит лист олова и лист свинца смотрите на фото.
Прочность припоя зависит не только от легирования сплава, но и от паяемого металла. Например, для пайки меди или цинка в припой ПОС добавляют несколько процентов меди или цинка соответственно. Это снижает химическую эрозию металла и увеличивает поверхностную прочность соединения.
Легирование припоя
Для улучшения эксплуатационных характеристик применяют легирование припоя следующими веществами:
Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу
Чтобы не расписывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, просто приведу таблицу параметров. По ней можно определить температуру плавления, плотность, удельное электросопротивление, теплопроводность, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твердость по Бринеллю припоев.
Анализ таблицы показывает, что самым легкоплавким среди списка является кадмиевый припой ПОСК 50-18 с характеристикой по температуре плавления 145 градусов Цельсия. Самым прочным является припой для пайки ПОССу 4-6 с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/кв. мм.
Технические характеристики припоя ПОС-10
Припой ПОС 10 имеет отличительный химический состав. Он содержит 9-10 % олова, около 89 % свинца, 0,2 % висмута, 0,1 % сурьмы и остальные примеси в незначительных количествах. Припой ПОС-10 применяется для пайки и лужения контактных поверхностей электроники. Например им паяют реле и заливают контрольные пробки в корпусах радиоэлектроники.
Температура пайки ПОС-10 составляет 299 градусов Цельсия. Точка солидуса равна 268 градусов.
Достоинства припоя ПОС-10:
Недостатки припоя ПОС-10:
Технические характеристики припоя ПОС-30
Припой для пайки марки ПОС 30 является промежуточным звеном между ПОС 10 и ПОС 40. Состав припоя ПОС 30 следующий: 30 % олова и 69,5 % свинца. Остальное — это примеси и легирование. Припой ПОС 30 может быть легко заменен на ПОС 40, о котором рассказано ниже. Температура плавления (ликвидус) равна 238 градусов, а температура пластичности (солидус) равна 183 градуса Цельсия. Согласно техническим характеристикам, припой ПОС 30 чаще применяется для пайки и лужения листового цинка и радиаторов.
Достоинства припоя ПОС-30:
Недостатки припоя марки ПОС 30:
Технические характеристики припоя ПОС-40
По химическому составу припой ПОС 40 состоит на 39-41 % из олова, на 59 % из свинца. Остальные примеси в таком же соотношении, как и у ПОС-10. Припой для пайки ПОС-40 часто применяется для пайки и лужения корпусов радиоаппаратуры из оцинкованного железа с оцинкованными швами.
Температура пайки припоя ПОС-40 равна 238 градусов Цельсия, а солидус — 183 градуса.
Достоинства припоя ПОС-40:
Свойства и маркировка
Готовые сплавы на основе олова и свинца обладают рядом свойств, которые делают соединение уникальным:
Существует два вида соединений свинца: баббиты и припои. Первые обозначаются буквой «Б». Далее указываются буквы легирующих добавок, процентное содержание основного вещества, количество дополнительных компонентов.
Месторождения оловянных руд
Д.И. Менделеев писал:
«Олово встречается в природе редко, в жилах древних пород, почти исключительно в виде окиси SnO2, называемой оловянным камнем».
Олово относится к редким рассеянным металлам. В природе среди элементов занимает 47-е место по распространенности.
Мировые запасы оловянных руд расположены в:
Значимые месторождения российских оловянных руд сосредоточены на Дальнем Востоке (в Приморском крае, в Якутии, в Хабаровском крае). Добыча металла большей частью происходит в подземных шахтах.
Основные руды:
Кристаллы касситерита
Печально: по подсчетам ученых, оловосодержащих минералов на Земле осталось лет на 30. Потом придется добывать его из лома, или искать замену…
Классификация
Особенно распространены сплавы олова и свинца, имеющие название баббиты. Их можно разделить на несколько групп:
Где взять олово в домашних условиях — Металлы, оборудование, инструкции
Несмотря на свое наименование – «стойкий», олово к прочным металлам не относится. Оно слишком легкое и ковкое, чтобы его можно было применять для производства любых несущих конструкций.
А вот ковкость при относительно низкой температуре и пластичность делают вещество весьма популярным в соответствующей области.
О том, как можно использовать олово, где купить его для пайки, какие припои с ним возможны — все это и даже больше вы узнаете из данной статьи.
В современном народном хозяйстве в абсолютном большинстве случаев используется не олово, а его разнообразные сплавы.
Современная бронза нередко включает не только медь и олово. Обычно в состав ее входит также кремний, свинец, алюминий и другие дополнительные компоненты.
Свойства припоя определяются его составом. Традиционно он используется в радио- и электротехнике. А вот сплав из 30% олова и 70% свинца отличается очень широким диапазоном затвердевания. Эту характеристику используют при пайке труб разного рода.
О сферах использования олова расскажет данное видео:
Олово применяют и в качестве подачи самостоятельного вещества – с долей до 97–99%.
Про теплоту, градус, удельную температура плавления олова для изготовления изделий и пайки микросхем, про особенности применения в промышленности белого, серого, хлорного, жидкого олова, его свойства расскажем ниже.
Применение металла в строительстве
Невысокая прочность и твердость значительно ограничивают применение олова в строительной сфере. Да и большинство сплавов с металлом предполагают совершенно другие характеристики.
Однако и в этой области веществу нашлось место.
Оловянные бронзы
Сплав олова с медью – наиболее известное применение металла, за исключением, возможно, получения белой жести. Оловянная бронза обладает превосходными антифрикционными свойствами, устойчива к коррозии, гигиенична и не боится мороза. Кроме того, материал необычайно привлекателен внешне и обладает доставочной ковкостью.
Эти свойства и определяют сферы применения оловянного сплава.
Сферы применения
Оловянные сплавы раньше использовались для изготовления посуды, столовых приборов. Сейчас их гораздо чаще применяют для создания консервных банок. Из этого материла в соединении с другими компонентами изготавливают припои, которые бывают нескольких видов:
Ещё одна сфера применения сплавов — производство деталей, устойчивых к трению.
Оловянно-свинцовый припой
Способы определения олова
Особенности производства и обработки
Расходное сырьё получается из руды. Например, чтобы получить 1 килограмм чистого материала, необходимо переработать 100 кг руды. Плавятся оба материала при низких температурах. Для изготовления сплава нужно учитывать следующие особенности:
Если речь идёт о изготовлении припоя, то к соединению добавляют сурьму. Некоторые мастера добавляют серебро. Он обладает следующими особенностями:
Есть припои с добавлением цинка. Однако они редко используются. Цинк активно реагирует на воздействие факторов окружающей среды. Он начинает разрушаться, что приводит к нарушению целостности изделия. Лучше использовать смесь сурьмы, олова и свинца. Таким припоем паяют радиодетали, контакты, провода. Изменяя компоненты, мастера добиваются от расходника нужных характеристик. Нельзя забывать про использование флюса.
Сплав олова со свинцом обладает особыми характеристиками. Они изменяются после добавки легирующих компонентов. Применяются готовые соединения для изготовления припоев, износоустойчивых деталей, посуды, столовых принадлежностей, консервных банок.
Как правильно паять в домашних условиях — Интернет-магазин электротоваров Electronoff
Все мы знаем, что метод спаивания элементов между собой — один из самых надежных и крепких. Этот метод обеспечивает надежное соединение медных деталей с деталями из других сплавов, в том числе алюминиевых. Это довольно простой способ и широко применимый.
Суть заключается в том, чтобы при нагревании определенной зоны заливать ее жидким припоем, который при застывании обеспечит надежное соединение.
Для проведения процесса спаивания понадобится тепло, обычно источником тепла является паяльник. Паяльники бывают разные по мощности, по типу и их выбор зависит также от вида работ, которые необходимо провести.
Обычный электрический паяльник прогревает соединяемые детали, разогревает припой до жидкого состояния, а также наносит его на элементы. Подключение осуществляется при помощи провода, который соединяет заднюю часть паяльника с вилкой. Паяльник оснащен рукояткой для удобства пользования.
Помимо главного агрегата, без которого не удастся ни одна пайка, нужны дополнительные составляющие, например, припой. Это сплав из олова и свинца, но допустимы и дополнительные добавки. Припой производится в виде катушки с намотанной проволокой, диаметр которой может быть различным. Также бывает трубчатый вид припоя, внутри которого находится канифоль, что придает удобство при работе.
Свинцовая добавка в сплаве позволяет сэкономить на нем, а количество может быть разным – от этого зависит марка. Например, один из самых распространенных припоев, ПОС-61: П — припой, ОС – оловянно-свинцовый, 61 – процент содержания олова. Чем больше эта цифра, тем меньше содержание свинца. Обычно используют сплавы с небольшим содержанием олова.
Припои бывают мягкими и твердыми: мягкие плавятся при температуре 450 градусов, остальные являются твердыми. Например, температура упомянутого ранее припоя ПОС-61 составляет 190 градусов. По причине проблем с разогревом припоев из твердой группы, ими не пользуются когда орудуют электрическими паяльниками.
Алюминиевые детали паяют припоями с добавлением алюминия или кадмия, но они токсичны, поэтому увлекаться ими особо не стоит.
Следующий нужный компонент – флюс.
Он улучшает растекание сплава тонким слоем по поверхности детали, обеспечивает более надежное сцепление между деталями и сплавом, а также растворяет имеющие тончайшие пленочки, находящиеся на поверхностях деталей.
Канифоль является наиболее используемым флюсом, но и составы с добавлением в нее глицерина, спирта или цинка также хороши. Температура размягчения канифоли составляет 50 градусов, температура кипения – 200 градусов. Сама по себе канифоль обладает таким свойством как гигроскопичность, насыщаясь водой, ее проводимость увеличивается. Флюс из канифоли может иметь вид раствора, порошка или твердого куска.
Небольшой лайфхак от мастеров: когда выполняется пайка проводов нагрев можно выполнить, используя таблетку простого аспирина, образовавшиеся пары будут выполнять функции флюса.
Для пайки в условиях стесненности лучше всего подойдет паяльная паста, которая представляет собой смесь из флюса и припоя. Ее нужно просто нанести на изделие и нагреть паяльником.
Для более удобной организации рабочего места, можно предусмотреть подставку, ее наличие не только облегчит работу, но и будет возможность использовать ее как подставку для всех сопутствующих материалов – припоя, канифоли, жал.
Подставку можно изготовить самостоятельно из куска деревяшки, там нет ничего сложного.
Основы пайки, или как научится паять
При производстве работ нужно помнить о правилах по технике безопасности, соблюдая которые можно предотвратить пожары, различные повреждения, такие как ожоги, а также защититься от негативного воздействия электрического тока.
Прежде всего нужно проверить провод на целостность, недопустимы никакие механические повреждения – порезов, оголения и пр. кроме того, нужно исключить спутанность, загибы, чтобы при дальнейшей работе раскаленное жало не прикасалось к нему. Паяльник можно брать только за держатель, ни в коем случае нельзя притрагиваться к его корпусу.
Обратите внимание на освещение рабочего места, если освещения недостаточно, то можно установить дополнительный источник света на месте работы – это создаст благоприятные и комфортные условия. Вентиляция также должна хорошо работать, ведь при пайке очень важно обеспечить кондиционирование воздуха в помещении от возникающих паров.
Прежде чем начать непосредственно работу, нужно избавиться от заводской смазки, находящейся на корпусе, поскольку она при нагревании может дымить. Поэтому зачастую паяльник подсоединяют к удлинителю и выводят ненадолго на улицу. Затем нужно при помощи наждачной шкурки или напильника с мелкой насечкой очистить выбранное жало от пленочки. Для этого можно использовать канифоль, просто погрузил жало туда. Затем на поверхность наносят слой олова, и приступают к соединению деталей.
Процесс пайки проводов:
Пайка алюминиевых и медных проводов практически не отличается.
Да и, собственно, пайка любых других деталей друг с другом, имеет почти такой же алгоритм: подготовительные работы, обработка флюсом, воздействие температуры, работа с припоем.
Когда припой остынет, нужно оценить качество соединения: если есть неровности, пористые места, кривизна, значит работа некачественная вследствие недостаточной температуры, если имеются обуглености, значит, наоборот, температура была слишком высокой, а если место пайки отличается характерным блеском, значит все сделано правильно.
Как правильно паять микросхемы
В каждой радиодетали и в любом электронном изделии есть микросхема – это сложнейший элемент, где внедрены десятки или даже сотни мелких простых компонентов. Благодаря микросхемам все устройства имеют малогабаритные размеры и небольшой вес, но не малую стоимость из-за деталей. Если деталь будет испорчена при монтаже, то стоимость может вырасти из-за необходимости ее замены. Запаять провода или крупные элементы друг с другом не сложно, с этим справится и новичок, а вот если дело касается ремонта микросхемы, то здесь нужно действовать по-иному.
Для этого понадобится помощь паяльного инструмента. Мощность паяльника в этом случае должна быть совсем небольшой и рассчитанной на напряжение около 12 Вольт, жало лучше выбрать острое конусное. Еще одним интересным прибором, который несомненно может пригодиться, является оловоотсос, который позволяет удалить припой с платы. Оловоотсос визуально похож на шприц, где поршень оснащен пружиной и находится наверху. Путем воздействия на кнопку и пружину поршень поднимается и собирает припой.
Более удобным признана термовоздушная станция, где пайка производится при помощи разогретого воздуха. В ней есть фен с возможностью регулировать температуру воздушного потока. Еще один интересный и нужный инструмент – термостол. Он греет плату снизу, а сверху производятся различные действия.