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.
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.
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».
Состав
Как уже было отмечено выше, свинцовый припой обычно содержит Sn и Pb. Количество процентного содержания первого элемента обозначается цифрами, стоящими за буквами. Например, в ПОС-40 содержится сорок процентов станума, а в ПОС-60 – шестьдесят. Стоит отметить, что у ПОС-60 и 61 состав одинаковый, однако маркируются по-разному.
Многие зачастую не обращают должного внимания на состав сплава при занятии пайкой. Тем не менее данный момент очень важен, ведь он определяет характеристики монтажа и качество выполненной работы.
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.
Пайку плат радиоаппаратуры чаще всего осуществляют с помощью ПОС-61. Именно этот вариант служит основным в монтаже деталей радиоэлектроники. Паять микросхемы с этим сплавом можно с применением простого паяльника.
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.
Важно знать: отличить одну марку сплава от другого можно и без знания его точного состава, благодаря тому, что от содержания определенных элементов может меняться цвет проволоки, блеск, пластичность, твердость и т.д.
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».
Скорость превращения белой модификации в серую – мала. Данный процесс ограничивает применение чистого станума в пайке. В связи с этим добавляются различные химические элементы, препятствующие указанному переходу.
Известно также об увеличении и таких характеристик олова, как прочность и твердость, с помощью добавления никеля, меди, магния, цинка. А вот наличие висмута и цинка повысит смачиваемость и понизит температуру плавления.
ПОСы не поддаются упрочнению посредством наклепа. В отличии от чистого станума, сплавы со свинцом после деформирования обладают меньшей твердостью и прочностью, чем литые.
В результате, комбинируя различные варианты концентрации примесей, можно добиться желанных параметров сплава, которые наилучшим образом подойдут в каждой конкретной задаче.
Припои являются незаменимыми при осуществлении паяльных работ. Они широко применяются в различных областях человеческой деятельности: от крупных производств, до мелких мастерских.
Монтаж микросхем, ремонт трубопроводов, соединение медных и латунных деталей выполняют с использованием данного материала. Самыми распространенными являются припои на основе олова и свинца, и маркируются, как ПОС.
Особенности сплавов на основе олова и свинца
На протяжении многих лет человек добывал новые металлы, создавал с их помощью соединения, которые обладали новыми параметрами. Сплав олова со свинцом используется в разных направлениях промышленности.
Сплав олова со свинцом
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.
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
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.
Классификация
Особенно распространены сплавы олова и свинца, имеющие название баббиты. Их можно разделить на несколько групп:
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
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 отличить олово от свинца к чему приводит свинец
Зачастую более дорогой и уникальный металл мешают с дешевым свинцом. Существует несколько способов, помогающих разобраться, как определить олово. Детально изучив множество вариантов, можно прийти к выводу, что по-настоящему действенных насчитывается несколько.
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 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.
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.
Основные источники
Этот цветной металл окружает всех нас в быту. Мы перечислим основные источники, где можно достать свинец, поэтому вы можете выбрать тот, который подходит вам больше всего.
Из аккумулятора
Вышедшие из строя источники питания имеют большой запас цветного металла. Найти аккумуляторы можно на свалке, либо в гараже у знакомого автовладельца. Как правило, большинство людей будут рады избавиться от этого хлама.
Свинец в аккумуляторах содержится в виде свинцовых пластин. Чтобы достать их, нужно слить электролит в отдельную емкость, что предполагает полную разборку АКБ. Пластины находятся в кислоте, поэтому они должны обсохнуть в течение 24 часов. Помимо этого, сама разборка занимает достаточно много времени, при этом нужно соблюдать особую осторожность, потому что вам придется контактировать с опасными для здоровья жидкостями. Если вы не уверены в своих действиях, то аккумулятор можно сдать в пункт приема в неразборном виде. Специалисты сами проведут разборку, а также отправят потенциально опасные отходы на утилизацию.
Кабельный лом
Другим источником, где можно взять свинец, является кабельный лом. Как правило, металл содержится в защитной оболочке.
В пунктах приема кабельный лом ценится высоко, если он отвечает следующим требованиям:
Мягкий свинец достаточно легко снимается при помощи обычного ножа, но учитывайте, что сверху на него нанесен битум, который нужно предварительно удалить. Он хорошо плавится, поэтому избавиться от него можно, просто подержав какое-то время над огнем. Все эти усилия полностью себя окупают, потому что кабельный свинец намного чище того металла, который вы добудете из аккумулятора.
Рыбацкое грузило
Взять их можно у своих знакомых, увлекающихся рыбалкой. Есть и другой способ – купить их в специальном магазине для рыбалки, а потом переплавить, но это крайне сомнительный метод, который вряд ли принесет вам много прибыли.
Автомобильные колеса
В конструкции автомобильного колеса есть одна свинцовая деталь – груз для балансировки. Весит она всего 60 г, поэтому такой способ заработка больше подходит для специализированных автомастерских, а не обычных автовладельцев. Свинец также содержится в шрапнелях и подшипниках.
Другие источники металла
Есть места, где свинец содержится в достаточно больших количествах, но доступ к ним для рядового человека может быть затруднен. Первый источник – это счетчики. Данный способ подойдет тем, у кого есть знакомые, которые работают в энергетических службах и водоканале. Им часто приходится ставить или снимать пломбы со счетчиков. Они изготавливаются из свинца, поэтому их можно выгодно сдать, если их будет достаточно много.
Другой источник – это электролизные ванны, где есть этот металл в больших количествах. Они со временем приходят в негодность, поэтому это хорошее решение для предприятия избавиться от металлолома, получив при этом прибыль.
Стоимость оловянного лома
В наших пунктах приема больше всего ценится чистый металл – олово с маркировкой О1 и О2.
Чаще всего приносят различные виды припоя. Их стоимость зависит от содержания олова в них (ниже представлены виды припоя, в которых цифра – это процент содержания олова в составе):
Лом из консервных банок и жести считается наименее ценным. Этот цветной металла также содержится в бронзе, но бронзовый лом оценивается как отдельная категория.
принимает различные виды оловянного лома в строгом соответствии с действующим законодательством. Оплата возможна сразу же после взвешивания металлолома. Работаем официально, поэтому предоставляем все необходимые документы для государственных служб.
ТОП-3 способа, как определить техническое серебро, не выходя из дома
Техническим называют металл без добавок. Регламентируется максимальная доля примесей – 0,01%. Используется такой вид серебра для покрытия контактов, радиодеталей, во время пайки. Основная область применения – разные направления промышленности.
Техническое серебро пластины
Проверка серебряных монет
Особый подход необходим для оценки качества монеты. Чтобы проверить ее, подготавливают неодимовый магнит. Сувенир с дверцы холодильника не подойдет, т. к. требуется мощный источник магнитного поля. Его размер должен быть не менее 4х10 см. Устанавливают магнит под углом 45°, для чистоты эксперимента нужно обязательно проверить точность его расположения. Известно, что Ag не магнитится, однако наличие добавок можно определить. Для этого применяют мощный магнит. Когда прикладывают материалы разных видов, получают различные результаты:
Серебряные монеты
Проверка старых серебряных изделий
В прежние времена практически не использовали добавки или их количество было меньше, чем сегодня. Пробы начали ставить сравнительно недавно – несколько столетий назад, а история применения драгметаллов насчитывает тысячелетия. Учитывая такие особенности, проверить, является ли вещь серебряной, способен лишь ювелир с помощью метода гидростатического взвешивания. Владелец может использовать подручные средства, но наверняка вряд ли сможет определить качество драгметалла.
Как узнать, столовая ложка серебряная или нет
Нужно изучить внешние признаки предмета. На драгметаллах ставится проба, но и на столовых приборах, которые изготовлены из простых материалов, тоже обнаруживаются обозначения:
Также используют домашние методы. Они актуальны, если на изделии нет опознавательных признаков, но имеются подозрения, что вещь драгоценная. Когда выбирается способ, как понять, что ложка серебряная, к числу наиболее эффективных относят метод, основанный на применении льда. Чтобы проверить драгметалл, кусочек кладут на столовый прибор. Если он быстро тает, значит, вещь серебряная, ценная (Ag отличает наивысший показатель теплопроводности).
Столовые ложки серебряные
Олово и его сплавы
В то же время сам металл был достаточно мягким и легко деформировался, поэтому он редко использовался в чистом виде. При этом он плавится при достаточно низкой температуре, что существенно упрощает его обработку.
Есть несколько основных отраслей, где применяется олово. Оно используется при производстве бронзы, а также припоев, используемых для соединения элементов в электронных схемах. Оловянные сплавы также используются для производства баббитов – это антикоррозионные покрытия, которые уменьшают силу трения в движущихся частях механизмов.
Зачем нужно определять олово?
Каждый из вышеперечисленных способов имеет свои плюсы и минусы. Практика показывает, что ошибиться в выборе подлинного олова достаточно тяжело. Его можно спутать разве что с серебром. Да и то, только из-за схожего внешнего вида. Как упоминалось ранее, олово окрашено в светло-серебристый цвет, что роднит его с традиционным ценным металлом – серебром.
Как правило, люди хотят узнать, как определить олово и какой перед ними металл тогда, когда в своем гараже, среди хлама находят металлические прутья неизвестного происхождения. На специализированных форумах в Интернете часто обсуждают эту тему. Однозначного ответа на вопрос, какой из способов самый эффективный, пожалуй, не существует. Поэтому человек может перепробовать каждый из них и самостоятельно выбрать лучший.
Как олово с оловянного порошка добывают?
Как осветлить олово?
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:
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:
Состав
Как уже было отмечено выше, свинцовый припой обычно содержит Sn и Pb. Количество процентного содержания первого элемента обозначается цифрами, стоящими за буквами. Например, в ПОС-40 содержится сорок процентов станума, а в ПОС-60 – шестьдесят. Стоит отметить, что у ПОС-60 и 61 состав одинаковый, однако маркируются по-разному.
Многие зачастую не обращают должного внимания на состав сплава при занятии пайкой. Тем не менее данный момент очень важен, ведь он определяет характеристики монтажа и качество выполненной работы.