Κασσίτερος και κράμα μολύβδου: ιδιότητες και όνομα

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Είναι καλύτερο να ξεκινήσετε την περιγραφή αυτού του θέματος με κασσίτερο και μόλυβδο χωριστά. Ο μόλυβδος, ο κασσίτερος και τα κράματα αυτού του υλικού έχουν ορισμένες ιδιότητες που οφείλονται στην αρχική τους κατάσταση.

Γενική περιγραφή του κασσίτερου

Είναι σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι διακρίνονται δύο τύποι αυτής της πρώτης ύλης. Ο πρώτος τύπος ονομάζεται λευκός κασσίτερος και είναι η β-τροποποίηση αυτής της ουσίας. Ο δεύτερος τύπος είναι η τροποποίηση α, η οποία είναι πιο γνωστή ως tin gray. Κατά τη μετάβαση από τη μια τροποποίηση στην άλλη, δηλαδή από το λευκό σε γκρι, εμφανίζεται μια ισχυρή αλλαγή στον όγκο της ουσίας, καθώς συμβαίνει μια διαδικασία όπως η διασπορά του μετάλλου σε σκόνη. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται πανούκλα κασσίτερου. Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι μια από τις πιο αρνητικές ιδιότητες του κασσίτερου είναι η τάση του να παγώνει. Με άλλα λόγια, σε θερμοκρασίες από -20 έως +30 βαθμούς Κελσίου, μπορεί να ξεκινήσει μια αυθόρμητη μετάβαση από τη μια κατάσταση στην άλλη. Επιπλέον, η μετάβαση θα συνεχιστεί ακόμη και αν η θερμοκρασία είναι αυξημένη, αλλά αφού έχει ξεκινήσει η διαδικασία. Εξαιτίας αυτού, οι πρώτες ύλες πρέπει να αποθηκεύονται σε μέρη με μάλλον υψηλές θερμοκρασίες.

Ιδιότητες κασσίτερου και μολύβδου

Αξίζει να πούμε ότι ο κασσίτερος,Ο μόλυβδος και τα κράματα αυτών των υλικών έχουν πολύ λίγες κοινές ιδιότητες. Για παράδειγμα, όσο πιο καθαρός είναι ο κασσίτερος, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα να προσβληθεί από την πανώλη. Ο μόλυβδος, με τη σειρά του, δεν υφίσταται καθόλου αλλοτροπικούς μετασχηματισμούς.

Ωστόσο, αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι χρησιμοποιούνται πρόσθετες ουσίες για την επιβράδυνση αυτού του είδους μετασχηματισμού στον κασσίτερο. Το καλύτερο από όλα, υλικά όπως το βισμούθιο και το αντιμόνιο εμφανίστηκαν. Η προσθήκη αυτών των ουσιών σε όγκο 0,5% θα μειώσει τον ρυθμό αλλοτροπικού μετασχηματισμού σχεδόν στο 0, πράγμα που σημαίνει ότι ο λευκός κασσίτερος μπορεί να θεωρηθεί εντελώς σταθερός. Μπορεί επίσης να σημειωθεί εδώ ότι σε μικρότερο βαθμό, αλλά και πάλι, ένα κράμα κασσίτερου και μολύβδου χρησιμοποιείται για τον ίδιο σκοπό.

Αν μιλάμε για τις ιδιότητες του μολύβδου, τότε έχει υψηλότερο σημείο τήξης - 327 βαθμούς Κελσίου από τον κασσίτερο - 232 βαθμούς. Η πυκνότητα του μολύβδου σε θερμοκρασία δωματίου είναι 11,34 g/cm3.

Χαρακτηριστικά κασσίτερου και μολύβδου

Αξίζει να ξεκινήσετε με το γεγονός ότι η ανακρυστάλλωση του σκληρυμένου με εργασία κασσίτερου, του μολύβδου και των κραμάτων γίνεται σε θερμοκρασία που θεωρείται χαμηλότερη από τη θερμοκρασία δωματίου. Για το λόγο αυτό, η επεξεργασία τους είναι καυτή.

Ο γενικός δείκτης ήταν η αντοχή στη διάβρωση υπό ατμοσφαιρικές συνθήκες. Ωστόσο, μια μικρή διαφορά έγκειται στην αντοχή στη διάβρωση υπό την επίδραση ήσσονος σημασίας ουσιών. Για παράδειγμα, ο μόλυβδος εκδηλώνεται καλύτερα όταν αλληλεπιδρά με συμπυκνωμένες συνθέσεις ορισμένων οξέων - θειικό, φωσφορικό κ.λπ. Ο κασσίτερος, με τη σειρά του, αντέχει καλύτερα σε διαλύματα απόοξέα τροφίμων. Το πεδίο εφαρμογής αυτών των ουσιών χωριστά είναι επίσης διαφορετικό. Ο κασσίτερος χρησιμοποιείται ευρέως για την επικασσιτέρωση, ενώ ο μόλυβδος έχει βρει τον δρόμο του στην επένδυση εξοπλισμού θειικού οξέος.

Συστήματα κραμάτων

Εδώ είναι σημαντικό να ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι ένα κράμα κασσίτερου και μολύβδου είναι ένα ακόμη πιο εύτηκτο υλικό από ό,τι χωριστά. Τέτοια μείγματα χρησιμοποιούνται ευρύτερα ως συγκολλήσεις, για την κατασκευή τυπογραφικών γραμματοσειρών, για χύτευση ασφαλειών κ.λπ. Ένα τέτοιο σύστημα όπως "κασσίτερος - μόλυβδος" ανήκει στην ομάδα του ευτηκτικού τύπου. Μια σημαντική ιδιότητα όλων των υλικών που ανήκουν σε αυτή την κατηγορία είναι ότι η θερμοκρασία τήξης τους κυμαίνεται από 120 έως 190 βαθμούς Κελσίου. Επιπλέον, υπάρχουν ομάδες τριαδικών ευτηκών. Ένα παράδειγμα είναι το σύστημα κράματος κασσίτερου-μόλυβδου-ψευδάργυρου. Η θερμοκρασία τήξης τέτοιων υλικών πέφτει ακόμη χαμηλότερα και το όριο της είναι 92-96 βαθμοί Κελσίου. Εάν προσθέσετε ένα τέταρτο συστατικό στο κράμα, τότε η θερμοκρασία τήξης θα πέσει στους 70 βαθμούς. Εάν μιλάμε για τη χρήση ενός κράματος κασσίτερου με μόλυβδο ως συγκόλληση, τότε πιο συχνά έως και 2% μιας ουσίας όπως το αντιμόνιο εισάγεται στη σύνθεσή τους. Αυτό γίνεται για να βελτιωθεί η ροή της συγκόλλησης. Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι η θερμοκρασία τήξης μπορεί να ελεγχθεί από την αναλογία «κασσίτερος/μόλυβδος». Η πιο εύτηκτη πρώτη ύλη λιώνει στους 190 βαθμούς.

Babbits

Με το όνομα του κράματος κασσίτερου και μολύβδου, έχετε ήδη καταλάβει - είναι ευτηκτική. Αυτή η ομάδα ουσιών με τέτοια σύνθεση χρησιμοποιείται ευρύτερα στην παραγωγή κραμάτων που φέρουν, τα οποία ονομάζονται "babbits". Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται ως γέμισμα για κελύφη ρουλεμάν. Το πιο σημαντικό πράγμα εδώ είναι να επιλέξετε το σωστό υλικό ώστε να μπορεί να τρέξει εύκολα στον άξονα. Με την πρώτη ματιά, φαίνεται ότι η μάζα του κασσίτερου και των κραμάτων μολύβδου με διάφορες συγκολλήσεις είναι μια εξαιρετική διέξοδος. Ωστόσο, στην πραγματικότητα αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Τέτοια υλικά αποδείχθηκαν πολύ μαλακά και ο συντελεστής τριβής μεταξύ του άξονα και ενός τέτοιου ενθέματος ήταν υψηλός. Με άλλα λόγια, κατά τη λειτουργία, θερμάνθηκαν πάρα πολύ, εξαιτίας αυτού, τα μέταλλα χαμηλής τήξης άρχισαν να "κολλάνε" στον άξονα. Για να αποφευχθεί αυτό το μειονέκτημα, άρχισε να προστίθεται μια μικρή ποσότητα περισσότερων στερεών. Με αυτόν τον τρόπο, προέκυψε ένα υλικό που είναι μαλακό και σκληρό ταυτόχρονα.

Σύνθεση ύλης

Για να επιτευχθεί μια ουσία που έχει ακριβώς τα αντίθετα χαρακτηριστικά, χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθες ουσίες. Το πιο σημαντικό είναι ότι βρίσκονται αμέσως στη διφασική περιοχή α + β. Οι κρύσταλλοι της β-φάσης εμπλουτίζονται με συγκόλληση όπως αντιμόνιο. Δρουν ως στερεές εύθραυστες ουσίες. Οι κρύσταλλοι α-φάσης, με τη σειρά τους, είναι μια μαλακή και πλαστική βάση. Προκειμένου να αποφευχθούν τέτοιες ελλείψεις όπως η τήξη στερεών κρυστάλλων και η ανάβασή τους, προστίθεται ένα άλλο συστατικό στο μείγμα - χαλκός. ΈτσιΈτσι, από ένα κομμάτι κράματος μολύβδου και κασσίτερου με την προσθήκη κάποιων άλλων ουσιών, είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα υλικό που φέρει babbit που συνδυάζει δύο αντίθετες ιδιότητες - σκληρότητα και απαλότητα. Το Babbit B83 έγινε το κλασικό και πιο κοινό προϊόν αυτής της μάρκας. Η σύνθεση αυτού του κράματος έχει ως εξής: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

Εναλλακτική

Πρέπει να πούμε ότι από την άποψη της οικονομίας, τα babbits με βάση τον κασσίτερο είναι πολύ μειονεκτήματα, καθώς αυτό το υλικό κοστίζει αρκετά. Επιπλέον, ο ίδιος ο κασσίτερος θεωρείται μια σπάνια ουσία. Για αυτούς τους δύο λόγους, έχουν αναπτυχθεί εναλλακτικά ρουλεμάν με βάση τον μόλυβδο, το αντιμόνιο και τον χαλκό. Σε αυτή τη σύνθεση, οι κρύσταλλοι αντιμονίου λειτουργούν ως στερεά βάση. Η μαλακή βάση είναι ένα άμεσο κράμα μολύβδου και αντιμονίου. Ο χαλκός χρησιμοποιείται εδώ με τον ίδιο τρόπο όπως ο μόλυβδος στην προηγούμενη σύνθεση, δηλαδή για να αποτρέψει την αιώρηση των κρυστάλλων στερεάς βάσης.

Ωστόσο, εδώ αξίζει να αναφέρουμε τις ελλείψεις. Η ευτηκτική μολύβδου/αντιμόνιου δεν είναι τόσο όλκιμο όσο η φάση κασσίτερου. Επομένως, τα εξαρτήματα που κατασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο υποφέρουν από γρήγορη φθορά. Για να αντισταθμίσετε αυτό το μειονέκτημα, πρέπει ακόμα να προσθέσετε μια ορισμένη ποσότητα κασσίτερου. Η χρήση τριμερών ευτηκών ψευδαργύρου-κασσιτέρου-μόλυβδου δεν είναι πολύ συνηθισμένη.