Температура плавления олова в градусах – от А до Я

Соединение пайкой — распространенные метод сборки электронных элементов на платах. Применение припоям находится в трубопроводных системах, бытовых и промышленных электрических сетях. За счет прочного соединения гарантируется идеальный контакт или герметичность стыков. В процессе задействован припой — один или несколько металлов с относительно низкой температурой плавления. Рассмотрим виды и технические характеристики данных металлов, в частности олово.

При какой температуре плавится олово

Олово входит в группу легких металлов по таблице Менделеева. Имеет хорошую ковкость, при размещении заготовки с подобным покрытием в условиях улицы на поверхности сформируется защитная оксидная пленка.

Температура плавления чистого олова для пайки составляет 231 градус Цельсия.

Чаще всего в промышленности и быту применяется не чистый металл, а сплав с другими, подобными ему по температуре плавки и свойствам.

Виды олова для пайки

Для группы припоев существует аббревиатура ПОС — припои оловянно свинцовые. Различие марок – в пропорциональном содержании металлов, наличии дополнительных элементов для повышения качества материала прутков.

По порогу плавления виды олова различают на низкотемпературные припои и высокотемпературные. В зависимости от температуры рабочей среды, применение находят обе группы материалов.

Изготовление припоев

В процессе производства припоев кроме Sn задействованы:

• медь;
• свинец;
• серебро;
• сурьма.

В зависимости от процентного соотношения металлов в готовых марках припоев, варьируется мягкость сплава. Также меняется:

• температура плавления;
• прочность соединения;
• практическая применяемость.

Низкотемпературные припои находят свое применение в радиотехнике и электронике. Это связано с технологической особенностью при сборке и ремонте плат. Некоторые элементы при значительном перегреве могут выйти из строя. Поэтому соединение платы и компонента обязательно производится низкотемпературным сплавом.

Несколько примеров:

1. ПОС 60 задействуют для лужения, его температура плавления – 270 градусов.
2. Температура плавления в 238 градусов обозначена для ПОС 40. Сплав находит применение в радиотехнике.

Разберем марки чистого металла и получаемых на его основе сплавов.

Марки

Промышленность выпускает следующие разновидности чистого металла:

1. О1, О1пч. Готовый продукт представлен проволокой, прутками различного диаметра и чешуей. Содержание примесей — менее 0.01%.
2. ОВЧ-000 выходит с конвейера в прутках. Олово высококачественное — до 99.99%.
3. О2 – в готовом металле наблюдается до 0.435% примесей.
4. В виде чушек сплав О3 после производства содержит 98.49% чистого Sn.
5. Наибольшее содержание примесей наблюдается в О4. Полезного металл здесь около 96.5%.

Из чистого продукта промышленность выпускает сплавы, отличие — физические характеристики, в том числе температура плавления, прочность, количество примесей.

На заметку. Температура плавления свинца достаточно низкая и за счет этого олово легко образует сплав с ним. Наиболее популярные и известные обывателю соединения свинца и олова: ПОС 30, ПОС 60 и подобные припои, производимые промышленностью.

Сплавы на основе олова

Включение в сплав того или иного металла напрямую зависит от сферы применения готового продукта. Выделяются две группы:

1. Низкотемпературные. Сюда входят комбинации олова со свинцом, кадмием, цинком, сурьмой. Температура плавления таких сплавов олова — до 300 градусов.

Это мягкий материал, который чаще задействуется в креплениях узлов без динамических нагрузок на отрыв и растяжение.

2. Высокотемпературные сплавы олова становятся подвижными после 300, до 600 градусов. Чаще всего это сплавы с долей серебра, меди, цинка. Тугоплавкий материал прочнее и требует более сложной технологии для качественного применения на практике.

На заметку. Для сравнения, чтобы паять мягкими сплавами в бытовых целях достаточно паяльника в 40-80 Вт. Для твердых сплавов потребуется горелка или фен с порогом нагрева 600-700 градусов.

Температура плавления припоев

Важный показатель — температура плавления олова и сплавов для пайки. Таблица поможет производить подбор прутков для проведения работ, требующих определенного порога нагрева. Например, микросхемы и платы майнингового оборудования прослужат значительно дольше, если в производстве применяется подходящий припой.

Температура плавления припоя указывается в диапазоне:

1. Солидус — плавятся легкосплавные составляющие;
2. Ликвидус — тугоплавкие добавки.

Свойства

Олово — элемент периодической системы с хорошо изученными свойствами. Для правильного применения важно знать все особенности металла.

Химические

Как представитель группы легких металлов, олово имеет:

• t кипения – 2630 градусов;
• плотность кубометра – 7300 кг.

Материал очень теплоемкий, что позволяет активно передавать тепловую энергию.

Металлическое олово

Нахождение в среде с комнатной температурой делает металл невосприимчивым к воздействию с водой или воздухом. Процессы окисления значительно активизируются при повышении температуры до 150 градусов и выше.

Металл не стойкий к кислотам, реагирует или растворяется, в зависимости от кислоты. Это важно помнить при использовании материала в контакте с агрессивными средами.

Олово II

Полезная статья: Холодная сварка для металла

При нахождении на воздухе активно происходят окислительные процессы. Оксид олова, благодаря хорошей восстановительной способности, задействуется как сырье или исходный продукт для получения иных соединений олова.

Олово IV

Вещество получается за счет процесса окисления в среде кислорода.

Олово с валентностью 4 является основателем большого сегмента оловоорганических производных. Одно из применений — пестициды.

Физические

Отличительные черты олова:

• наличие металлического блеска, непрозрачность;
• серо-белый оттенок;
• характерная ковкость;
• высокая проводимость электричества и теплопроводность.

Серое и белое олово

Две разновидности отличаются физическими свойствами: первое диамагнетик. второе парамагнетик.

Кристаллическая модификация, за счет которой и происходит деление на белое и серое олово, может меняться. При охлаждении белого происходит преобразование кристаллической решетки с изменение в серую форму металла.

Соприкосновение двух видов олова ускоряет изменение кристаллов — белое быстрее преобразуется в серое. Явление получило название “оловяной чумы”. Из-за активного изменения кристаллической структуры, происходит разрушение металла. Это является причиной разрушения предметов из данного материала, а так же ряда исторических событий.

В трудах историков можно найти упоминания об утраченных оловянных пуговицах на кителях военных в армии Наполеона. Суровая российская зима запустила “оловяную чуму” и оловянный элемент одежды превращался в пыль.

Изотопы

Олово имеет самое большое число стабильных изотопов. Отдельные изотопы применяются в спектроскопии, для гаммо-резонансного анализа.

Оптические

Олово умеренно анизотропично. Не является флуоресцентным веществом и не плеохроирует.

Полезная статья: Разряды сварщиков

Кристаллографические

Олову присущи:

• тетрагональная сингония;
• в пространственной группировке – I 41/amd
• в точечной – 4/mmm.

История и происхождение названия

Первые упоминания о данном металле датируются 4 тысячелетием до нашей эры. В переводе с латиницы станнум – прочный. Название за металлом закрепилось с 4 века н.э. в применении к сплаву металла со свинцом.

Нахождение в природе

В природе металл представлен в форме руды. В зависимости от месторождения, содержание материала может колебаться в большую и меньшую сторону.

Месторождения

Мировое значение имеют районы добычи олова в Китае и юго-восточной части Азии. Разведанные запасы имеются в Южной Америке, Австралии. Для РФ места залегания оловосодержащих руд — Хабаровский край, Чукотка, Приморье.

Распространенность в природе

Металл распространен в природе за счет своих химических свойств — кислотных и основных. Незначительное содержание наблюдается в незагрязненных водах, концентрация растет в подземных водоемах. Разница и увеличение массовой доли наблюдается в воде, находящейся рядом с месторождениями.

Полезная статья: Сварочная дуга

Формы нахождения

Несмотря на то, что в породе или минеральных соединениях олово имеет рассеянную форму, встречается минеральный формат промышленной концентрации. Данная форма нахождения перспективна для добычи и переработки.

Твердая фаза минералы

Один из наглядных примеров – в виде кристаллов касситерита.

Присутствие в минералах-концентраторах сопровождается сопутствием железа, магнетитов, турмалинов. Исследованиями доказана высокая процентная составляющая олова в гранатах — до 5.8% от общего объема минерала.

Собственно минеральные формы

Сюда относятся самородный формат и сплавы, соединения из нескольких металлов со схожими свойствами. При довольно низкой концентрации Sn, подобные образования весьма распространены. С оловом присутствуют: железо, медь, кадмий, титан и другие металлы, в том числе драгоценные.

Коллоидная форма

Данная форма является результатом естественного процесса выпадения в осадок олова при нахождении в гидротермальных растворах. Коллоидные соединения важны в геохимических процессах олова, но находятся в стадии активного изучения ведущими химиками планеты.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Область, которая пока еще в меньшей степени изучена. Научное сообщество разделило формы жидкого формата на классы соединений:

1. Ионных.
2. Комплексных.
3. Коллоидных.

Так как касситерит является основным “хранилищем” оловянного сырья на месторождениях, все изучения жидкой фазы металла связаны с нахождением форм данного минерала и различии их химических реакций.

Промышленные типы месторождений олова

Ученые поделили месторождения на формации:

• оловоносных и редкометальных гранитов;
• оловоносных пегматитов;
• полевошпат-кварц-касситеритовая;
• кварц-касситеритовая;
• касситерит-силикато-сульфидная;
• касситерит-сульфидная.

Принцип отнесения к формации — геохимические свойства и особенности металла.

Полезная статья: Осциллятор для инвертора

Промышленное получение

Активно применяемые технологии в производстве металла:

1. Восстановительная плавка. В технологическом процессе задействуются отражательные печи. Температура плавления относительно низкая, олово производится в специальном шахтном оборудовании по методу плавки.
2. Рафинирование. Делится на термический процесс (нагрев) и электролитический — связанный с химическим взаимодействием руды и реагентов.

Металл легко расплавить, что уменьшает энергетические затраты на производство.

Эффекты от воздействия соединений олова

Металл в чистом виде не токсичен и может быть использован в пищевой промышленности. Основную опасность представляют соединения с оловом в виде пара, пыли. Поэтому при работе с припоями и большом количестве паек следует позаботиться о защите органов дыхания.

На здоровье человека

При обычном питании ежесуточно в организм поступает до 3.5 мг металла. Тело также содержит небольшой объем Sn, с наибольшей локализацией материала в кишечнике.

Опасность паров или пыли металла заключается в формировании станноза — болезненное поражение легочной ткани. Соединение олова с водородом — сильное отравляющее вещество.

Доза, при которой человек будет испытывать отравление – 2 г единоразового попадания металла в организм.

На окружающую среду

Сопутствующие металлы и дополнительные вредные элементы при хранении и работе в пределах 600 градусов Цельсия не выделяются в атмосферу. ПДК не превышается и соответствует стандарту ГОСТ 12.1.005-76, для атмосферы величина составляет 0,05 мг на кубометр воздуха.

Полезная статья: Сварочный трансформатор

Сферы применения олова

Температура плавления разных соединений олова с иными металлами позволяет задействовать материал в следующих целях:

1. Антикоррозионное покрытие черного металла (лужение).
   
2. Пайка в радиотехнике, электронике, трубопроводах, элементах охлаждения и отопления.
   
3. Спектроскопия.
4. Совместно с титаном для производства сплавов.
5. Имитация позолоты в форме дисульфида.
6. Олово как фольга (станиоль) задействовано в производстве защитных покрытий.

На заметку: Металл является основой изготовления ответственных деталей, например в измерительных приборах.

За счет четкой реакции на температуру изготавливались плавящиеся предохранители, предотвращающие разрушение электрических и электронных систем.

Низкая температура плавления сделала олово востребованным металлом в различных направлениях промышленности. Благодаря различным сплавам с другими металлами были созданы качественные припои, активно применяемые во всех современных отраслях производства.

Задавайте свои вопросы в комментариях, мы поможем Вам найти верный ответ.