Температура плавления олова, использование в промышленности

Температура плавления олова

Температура плавления олова, использование в промышленности

Олово – один из первых металлов, известных человечеству с древних времен. С этим металлом с момента открытия его связано развитие человеческого общества.

Олово наряду с серебром, медью, золотом, ртутью, свинцом и железом получило известность уже в доисторические времена.

Археологические раскопки и другие исторические находки говорят о том, что люди научились получать олово несколько тысячелетий назад.

Из него уже в те времена изготавливали украшения и посуду, но металл был достаточно дорог. Упоминание о нем находят даже в первых экземплярах Ветхого Завета.

В наше время олово известно в чистом виде как серебристо-белый металл. Чаще всего оно встречается в виде окисного соединения (оловянного камня).

Температура плавления олова среди металлов считается самой низкой, благодаря этому материал легко выплавляют из оловосодержащих руд. Олово — пластичный мягкий металл, хорошо обрабатывается (ковка, прокат, механическая обработка и пр.

), имеет достаточно большой удельный вес и плотность. Он обладает низкой тепло- и электропроводностью, слабо подвержен атмосферному воздействию.

При низкой температуре металл не только меняет цвет, но и подвержен явлению «оловянной чумы». При этом происходит разрушение оловянных изделий. Так, в 1812 г. под воздействием русских морозов у французских солдат разрушились оловянные пуговицы. Учитывая, что температура плавления олова достаточно низкая, печи для выплавки его обычно просты по своей конструкции.

Олово – довольно редкий металл. Выплавляли его раньше из руды, которая находилась непосредственно в верхних слоях земной коры. В сегодняшних условиях таких ископаемых практически нет, поэтому технология получения олова довольно сложная и трудоемкая.

Все оловосодержащие россыпи и руды проходят процесс обогащения, затем концентрат направляют в обжиговые печи и только потом — в плавильное отделение. При нагревании металл начинает плавиться. Температура плавления олова находится в пределах 232 градусов. В ходе плавки, используя флюсы, шлаки и различные присадки, получают нужного сорта и качества материал.

Диапазон применения олова достаточно широкий, этот элемент широко используется в различных отраслях. По своей важности и полезности он стал стратегическим металлом, ведь он дает возможность образования сплавов с различными материалами, к тому же предельно легко обрабатывается. И, конечно, важную роль играет и низкая температура плавления олова.

Олово является нетоксичным, устойчивым против коррозии материалом. Иизобретенный в прошлом столетии способ изготовления белой жести (покрытие листового металла слоем олова) позволил изготавливать безопасную тару для консервации продуктов питания. Использование луженого железа сделало переворот в пищевой промышленности.

Способность к смачиванию других металлов и низкая температура плавления свинца и олова дала возможность изготавливать легкоплавкие сплавы (припои). Использование таких сплавов позволяет соединять разные конструктивные узлы и детали, иметь герметичный шов.

Способность олова исполнять роль защитного слоя используется в атомной промышленности. Кроме того, в современной стекольной промышленности его используют для полировки стекла.

С этой целью из печи выливается жидкая масса стекла в емкость с расплавом олова. Температура затвердевания олова при медленном остывании начинается после перехода ее ниже точки плавления.

Полученная смесь в виде ленты поступает вначале в обжиговую печь, а затем на участок раскроя.

Большим спросом во все времена пользуется сплав олова и меди — бронза.В старину до появления железа именно из нее изготавливали различные изделия вплоть до оружия. Когда люди узнали о прочностных и износостойких качествах бронзы, ее стали использовать для изготовления подшипников, работающих в сложных условиях с большой нагрузкой.

Сегодня трудно найти сферу деятельности человека, где бы ни применялось олово в чистом виде или в сплавах.

Источник: http://sunjulia.ru/article/21321/temperatura-plavleniya-olova

Физические свойства олова

Физические свойства олова

Олово – химический элемент подгруппы германия IV группы 5 периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева.

Природное олово состоит из десяти изотопов с массовыми числами: 112 (0,95 %), 114 (0,65 %), 115 (0,34 %), 116 (14,24 %), 117 (7,57 %), 118 (24,01 %), 119 (8,58 %), 120 (32,97 %), 122 (4,71 %), 124 (5,98 %). Последний изотоп слаборадиоактивен (период полураспада 1,5·1017 лет).

Олово – мягкий металл, обладает высокой пластичностью, ковкостью и легкоплавкостью. Оно может быть прокатано до толщины слоя 0,005 мм.

Известны две аллотропные формы олова: –обычное белое олово, устойчивое выше 13,2 °С, и –серое олово, устойчивое ниже 13,2 °С. Выше 161 °С олово становится хрупким и может быть легко измельчено в порошок (лучше всего при температуре ∼200 °С).

Некоторые основные физические и механические свойства олова приведены в таблице 1.

ПоказательДанные показателя
Атомная масса 118,69
Кристаллическая структура α (кубическая) и β (тетрагональная)
Плотность, кг/м3 7300
Температура плавления, °С 231,9
Температура кипения, °С 2270
Температура превращения белого олова в серое, °С 13,2
Скрытая теплота плавления, кал/г 14,4
Скрытая теплота превращения, кал/г 4,46
Объемные изменения при переходе серого олова в белое, % 27
Удельная теплоемкость при 0-100 °С, кал/(г·°С) 0,054
Теплопроводность, кал/(см·с·°С) 0,157
Температурный коэффициент теплопроводности при 20-100 °С·103 -0,7
Коэффициент линейного расширения 22,4·10-6 (твердое)
Термическое расширение в жидком состоянии 100·10-6
Удельная электропроводность, м/Oм·мм2 8,95
Удельное электросопротивление, Oм·мм2/м 0,124
Температурный коэффициент электросопротивления 0,0044
Электросопротивление в жидком состоянии (300 °С), Ом/см3 49·10-3
Поверхностное натяжение при 300 °С, дин/см 526
Поверхностное натяжение при 500 °С, дин/см 510
Стандартный электродный потенциал, В -0,136
Электрохимический эквивалент (двухвалентный), г/А·ч 2,21
Модуль упругости (при -180 °С), кгс/мм2 6500
Модуль упругости (при 0 °С), кгс/мм2 5500
Модуль упругости (при 100 °С), кгс/мм2 4800
Модуль упругости (при 200 °С), кгс/мм2 3600
Модуль сдвига, кгс/мм2 1680-1810
Предел упругости, кгс/мм2 0,15
Предел текучести (литого), кгс/мм2 1,2
Предел прочности при растяжении (литого), кгс/мм2 1,9-2,1
Предел прочности при растяжении (отоженного), кгс/мм2 1,7
Предел прочности при растяжении (тянутого), кгс/мм2 2,5
Сопротивление срезу (литого), кгс/мм2 2,0
Относительное удлинение (литого), % 45-60
Относительное удлинение (отоженного), % 80-90
Относительное сужение, % 75
Линейная усадка, % 2,7
Твердость HB (литого), кгс/мм2 4,9-5,2
Твердость HB (нагартованного), кгс/мм2 40
Вязкость пуаз (при 301 °С) 0,0168
Вязкость пуаз (при 750 °С) 0,0095
Удельная магнитная восприимчивость +0,025·10-6
Температура, °С 1492 1703 1968 2169
Давление паров, мм рт. ст. 1 10 100 400
Температура, °С 300 350 400 500
Поверхностное натяжение, дин/см 526 522 518 510
Температура, °С 235 250 280 330
Вязкость η × 100, П 1,95 1,86 1,73 1,60
Температура, °С 250 1100
Теплоемкость, кал/(г·°С) 0,058 0,0758
Температура, °С 231,9 400 600 1000
Электросопротивление, мкОм·см 47,6 51,4 56,8 63,6
Температура, °С 240 292 417 498
Теплопроводность, (см·с·°С) 0,08 0,081 0,079 0,078
Температура, °С 409 523 574 704
Плотность, кг/м3 6834 6761 6729 6640

Зависимость олова от степени деформации и температуры отжига показана на рис. 1-4.

Рис.1. Диаграмма рекристаллизации олова
Рис.2. Механические свойства чистого олова при пониженных температурах
Рис.3. Изменение механических свойств олова при высоких температурах. Исходный материал – полосы деформированные и отожженные при 50 °С
Рис.4. Ползучесть монокристалла чистого олова (начальный период) при температуре 20 °С и различных нагрузках P (гс/мм2)
  • ГОСТ 860-75 Олово. Технические условия
  • Аналитическая химия олова / В.Б. Спиваковский. М.: Наука. 1975. – 250 с.
  • Справочник металлурга по цветным металлам. Т.1 / Под ред. Н.Н. Мурача. М.: Металлургиздат. 1953. – 1154 с.
  • Промышленные цветные металлы и сплавы / А.П. Смирягин, Н.А. Смирягина, А.В. Белова, М., Металлургия, 1974, 488 с.

Источник: http://weldworld.ru/theory/materialovedenie/olovo/fizicheskie-svoystva-olova.html

Олово и его основные сплавы (стр. 1 из 3)

Содержание

Введение

Олово

Состав и свойства некоторых сплавов олова

Список литературы

Важнейшим этапом развития стало использование железа и его сплавов. В середине XIX века осваивается конвертерный метод производства стали, а к концу века — мартеновский.

Сплавы на основе железа и в настоящее время являются основным конструкционным материалом.

Бурный рост промышленности требует появления материалов с самыми различными свойствами.

Середина XX века ознаменована появлением полимеров — новых материал лов, свойства которых резко отличаются от свойств металлов.

Полимеры широко применяют также в различных областях техники: машиностроении, химической и пищевой промышленности и ряде других областей.

Развитие техники требует материалов с новыми уникальными свойствами. Для атомной энергетики и космической техники необходимы материалы, которые могут работать при весьма высоких температурах.

Компьютерные технологии стали возможными только при использовании материалов с особыми электрическими свойствами.

Таким образом, материаловедение — одна из важнейших, приоритетных наук, определяющих технический прогресс.

Олово — один из немногих металлов, известных человеку еще с доисторических времен. Олово и медь были открыты раньше железа, а сплав их, бронза, — это, по-видимому, самый первый «искусственный» материал, первый материал, приготовленный человеком.

Читайте также:  Освещение в ванной комнате: фото, особенности распределения освещения по зонам, подключение светильников

Результаты археологических раскопок позволяют считать, что еще за пять тысячелетий до нашей эры люди умели выплавлять и само олово. Известно, что древние египтяне олово для производства бронзы возили из Персии.

Под названием «трапу» этот металл описан в древнеиндийской литературе. Латинское название олова stannum происходит от санскритского «ста», что означает «твердый».

Свойства олова:

Атомный номер ё50

Атомная масса 118,710

Изотопы

Стабильные 112, 114-120, 122, 124

Нестабильные 108-111, 113, 121, 123, 125-127

Температура плавления, ° С 231,9

Температура кипения, ° С 262,5

Плотность, г/см3 7,29

Твердость (по Бринеллю) 3,9

Содержание в земной коре, % (масс) 0,0004

Производство олова из руд и россыпей всегда начинается с обогащения. Методы обогащения оловянных руд довольно разнообразны.

Применяют, в частности, гравитационный метод, основанный на различии плотности основного и сопутствующих минералов. При этом нельзя забывать, что сопутствующие далеко не всегда бывают пустой породой.

Часто они содержат ценные металлы, например вольфрам, титан, лантаноиды. В таких случаях из оловянной руды пытаются извлечь все ценные компоненты.

Состав полученного оловянного концентрата зависит от сырья, и еще от того, каким способом этот концентрат получали. Содержание олова в нем колеблется от 40 до 70%. Концентрат направляют в печи для обжига (при 600…700°C), где из него удаляются относительно летучие примеси мышьяка и серы.

А большую часть железа, сурьмы, висмута и некоторых других металлов уже после обжига выщелачивают соляной кислотой. После того как это сделано, остается отделить олово от кислорода и кремния. Поэтому последняя стадия производства чернового олова — плавка с углем и флюсами в отражательных или электрических печах.

С физико-химической точки зрения этот процесс аналогичен доменному: углерод «отнимает» у олова кислород, а флюсы превращают двуокись кремния в легкий по сравнению с металлом шлак.

В черновом олове примесей еще довольно много: 5…8%. Чтобы получить металл сортовых марок (96,5…99,9% Sn), используют огневое или реже электролитическое рафинирование. А нужное полупроводниковой промышленности олово чистотой почти шесть девяток — 99,99985% Sn — получают преимущественно методом зонной плавки.

Олово получают также регенерацией отходов белой жести. Для того чтобы получить килограмм олова, не обязательно перерабатывать центнер руды, можно поступить иначе: «ободрать» 2000 старых консервных банок.

Всего лишь полграмма олова приходится на каждую банку. Но помноженные на масштабы производства эти полуграммы превращаются в десятки тонн… Доля «вторичного» олова в промышленности капиталистических стран составляет примерно треть общего производства. В нашей стране работают около ста промышленных установок по регенерации олова.

Снять олово с белой жести механическими способами почти невозможно, поэтому используют различие в химических свойствах железа и олова. Чаще всего жесть обрабатывают газообразным хлором. Железо в отсутствие влаги с ним не реагирует. Олово же соединяется с хлором очень легко.

Образуется дымящаяся жидкость — хлорное олово SnCl4, которое применяют в химической и текстильной промышленности или отправляют в электролизер, чтобы получить там из него металлическое олово. И опять начнется «круговерть»: этим оловом покроют стальные листы, получат белую жесть. Из нее сделают банки, банки заполнят едой и запечатают.

Потом их вскроют, консервы съедят, банки выбросят. А потом они (не все, к сожалению) вновь попадут на заводы «вторичного» олова.

Другие элементы совершают круговорот в природе с участием растений, микроорганизмов и т.д. Круговорот олова — дело рук человеческих.

Сплавы. Одна треть олова идет на изготовление припоев. Припои — это сплавы олова в основном со свинцом в разных пропорциях в зависимости от назначения. Сплав, содержащий 62% Sn и 38% Pb, называется эвтектическим и имеет самую низкую температуру плавления среди сплавов системы Sn — Pb.

Он входит в составы, используемые в электронике и электротехнике. Другие свинцово-оловянные сплавы, например 30% Sn + 70% Pb, имеющие широкую область затвердевания, используются для пайки трубопроводов и как присадочный материал. Применяются и оловянные припои без свинца.

Сплавы олова с сурьмой и медью используются как антифрикционные сплавы (баббиты, бронзы) в технологии подшипников для различных механизмов.

* Припои, содержащие менее 50% Sn, относятся к сплавам свинца

Многие сплавы олова — истинные химические соединения элемента №50 с другими металлами. Сплавляясь, олово взаимодействует с кальцием, магнием, цирконием, титаном, многими редкоземельными элементами. Образующиеся при этом соединения отличаются довольно большой тугоплавкостью.

Так, станнид циркония Zr3Sn2 плавится лишь при 1985°C. И «виновата» здесь не только тугоплавкость циркония, но и характер сплава, химическая связь между образующими его веществами. Или другой пример.

Магний к числу тугоплавких металлов не отнесешь, 651°C — далеко не рекордная температура плавления. Олово плавится при еще более низкой температуре — 232°C. А их сплав — соединение Mg2Sn — имеет температуру плавления 778°C.

Современные оловянно-свинцовые сплавы содержат 90-97% Sn и небольшие добавки меди и сурьмы для увеличения твердости и прочности.

Соединения. Олово образует различные химические соединения, многие из которых находят важное промышленное применение. Кроме многочисленных неорганических соединений, атом олова способен к образованию химической связи с углеродом, что позволяет получать металлоорганические соединения, известные как оловоорганические.

Водные растворы хлоридов, сульфатов и фтороборатов олова служат электролитами для осаждения олова и его сплавов. Оксид олова применяют в составе глазури для керамики; он придает глазури непрозрачность и служит красящим пигментом.

Оксид олова можно также осаждать из растворов в виде тонкой пленки на различных изделиях, что придает прочность стеклянным изделиям (или уменьшает вес сосудов, сохраняя их прочность).

Введение станната цинка и других производных олова в пластические и синтетические материалы уменьшает их возгораемость и препятствует образованию токсичного дыма, и эта область применения становится важнейшей для соединений олова.

Огромное количество оловоорганических соединений расходуется в качестве стабилизаторов поливинилхлорида — вещества, используемого для изготовления тары, трубопроводов, прозрачного кровельного материала, оконных рам, водостоков и др. Другие оловоорганические соединения используются как сельскохозяйственные химикаты, для изготовления красок и консервации древесины.

Важнейшие соединения:

Диоксид олова SnO2 не растворим в воде. В природе — минерал касситерит (оловянный камень). Получают окислением олова кислородом. Применение: для получения олова, белый пигмент для эмалей, стекол, глазурей.

Оксид олова SnO, черные кристаллы. На воздухе выше 400°С окисляется, не растворим в воде. Применение: черный пигмент в производстве рубинового стекла, для получения солей олова.

Гидрид олова SnH2 получается в незначительных количествах как примесь к водороду при разложении кислотами сплавов олова с магнием (т.е. при действии водорода в момент выделения). При хранении постепенно разлагается на свободное олово и водород.

Тетрахлорид олова SnCl4 дымящая на воздухе жидкость, растворимо в воде. Применение: протрава при крашении тканей, катализатор полимеризации.

Дихлорид олова SnCl2 растворим в воде. Образует дигидрат. Применение: восстановитель в органическом синтезе, протрава при крашении тканей, для обесцвечивания нефтяных масел.

Дисульфид олова SnS2 , золотисто-желтые кристаллы, нерастворим. «Сусальное золото» — для отделки под золото дерева, гипса.

Источник: http://MirZnanii.com/a/189744/olovo-i-ego-osnovnye-splavy

Что такое олово и для чего оно нужно? — Сайт для Всезнаек и Почемучек

Мягкий белый металл – олово – был одним из первых металлов, которые научился обрабатывать человек. Ученые считают, что добывать олово стали гораздо раньше, чем было впервые найдено железо.

Некоторые археологические находки подтверждают, что оловянные шахты на территории нынешнего Ирака работали уже четыре тысячи лет назад. Оловом торговали: купцы выменивали его на золото и драгоценные камни.

В природе олово содержится в оксидной оловянной руде касситерите – минерале, залежи которого встречаются в Юго-Восточной Азии, Южной Америке, Австралии, Китае.

Из истории

По данным историков и археологов, впервые обнаружили олово, вероятнее всего, случайно, в наносных отложениях касситерита. Древние горны с отработанным шлаком удалось найти на юго-западе Великобритании. Среди обнаруженных предметов эпохи Древнего Рима и Греции оловянные изделия встречаются очень редко, что подтверждает предположение, что металл этот был дорогим.

Об олове упоминается в произведениях арабской литературы VIII-IX веков, а также в средневековых произведениях, описывающих путешествия и великие открытия.

В Богемии и Саксонии олово стали добывать в XII веке.

Интересно, что задолго до того, как люди стали добывать чистое олово, изобрели бронзу – сплав олова с медью.

По некоторым данным, бронза была известна человеку уже в 2500 году до нашей эры.

Дело в том, что олово существует в составе руд вместе с медью, поэтому при плавке получали не чистую медь, а ее сплав с оловом, то есть бронзу. Олово как случайную примесь можно обнаружить в медной посуде египетских фараонов, изготовленной в 2000 году до нашей эры.

Олово инертно по отношению к воде и кислороду при комнатной температуре. Металл также имеет свойство покрываться тонкой оксидной пленкой на открытом воздухе.

Читайте также:  Лазер из dvd-привода: как сделать своими руками, список инструментов, инструкция по разбору дисковода

Именно химическая инертность олова в обычных условиях послужила популярности металла у изготовителей жестяной тары.

Серная и соляная кислота в разбавленном состоянии воздействуют на олово крайне медленно, а в концентрированном виде при нагревании растворяют его. При соединении с соляной кислотой получают хлорид олова, при реакции с серной – сульфат олова.

При вступлении в реакцию с разбавленной азотной кислотой получают нитрат олова, с концентрированной азотной кислотой – нерастворимую оловянную кислоту. Соединения олова имеют важное промышленное значение: их используют при производстве гальванических покрытий.

Применение олова

Этот серебристо-белый мягкий металл можно раскатать до состояния тонкой фольги. Олово не ржавеет, поэтому его широко используют в разных сферах. Чаще всего из этого металла изготавливают тару. Если олово нанести тонким слоем на другой металл, оно придаст поверхности особый блеск и гладкость.

Это свойство олова используют при изготовлении консервных банок. Олово часто используют в качестве антикоррозионного покрытия. Более третьей части всего олова, которое сегодня добывают в мире, используется при производстве пищевых емкостей для продуктов и напитков.

Жестяные банки, хорошо всем знакомые, сделаны из стали, покрытой слоем олова толщиной не более 0,4 мкм.

Еще треть добываемого олова идет на изготовление припоев – сплавов со свинцом в разных пропорциях. Припои используются в электротехнике, для пайки трубопроводов.

Такие сплавы могут содержать до 97% олова, медь и сурьму, увеличивающие твердость и прочность сплава.

Из олова, смешанного с сурьмой, делают посуду (в первую очередь фраже). В промышленности олово используют в различных химических соединениях.

Источник: http://www.vseznaika.org/chemiks/chto-takoe-olovo-i-dlya-chego-ono-nuzhno/

Сфера и области применения олова и его сплавов

Сфера и области применения олова и его сплавов

Олово – один из первых металлов, который стал известен человеку. И вот уже не первое тысячелетие олово и его сплавы, благодаря своим свойствам, активно применяются в разных сферах жизнедеятельности человека.

Олово и его сплавы

В периодической системе Менделеева, легкий металл – олово, обозначается символом — Sn. Это вещество серебристо – белого цвета, легкоплавкое из-за невысокой температуры плавления. Его легко можно раскатать в тонкий слой фольги из-за тягучести и пластичности. Данное вещество стойкое к воде и некоторым кислотам. Эти свойства позволяют использовать олово для производства многих изделий.

Данный металл не окисляется при нормальных температурах, это позволяет применять его для разных защитных покрытий. Но как самостоятельный металл – олово, применяется не так часто, как его сплавы.

Это обуславливается тем, что последние могут иметь свойства на порядок лучше, чем чистые металлы, которые образовывают этот сплав.  Соединение олова и меди называется бронзой.

Это один из самых часто применяемых сплавов олова.

Чаще всего олово используется как защитное покрытие. Более 40 % всего олова идет на производство тары из белой жести, а точнее для ее лужения. Это процесс нанесение данного металла на поверхность металлического изделия для защиты от коррозии.

Антикоррозийные свойства олова также позволили применять его для изготовления труб. Лёгкий металл применяют и в стоматологии, для производства зубных пломб. Оловянной посудой пользовались даже в древние времена, так как уже тогда знали о ее нержавеющих свойствах.

Но так как этот металл был дорогим, такая посуда так и не стала популярной в быту.

Области применения сплавов олова

Как было сказано ранее, сплавы более популярны, чем само олово. Их существует более десяти тысяч. Ежегодно промышленность потребляет огромные запасы сплавов. Но для чего? Дополнительные, полезные при производстве изделий, свойства позволяют использовать сплавы во многих областях.

Области применения сплавов олова:

  1. Производство припоев.  Ни одна промышленность не может обойтись без припоев. Для производства припоев используют славы олова с кадмием, свинцом и висмутом. Их применяют для припаивания разных деталей и заготовок, так как такие сплавы прочные и легкоплавкие.
  2. Типография. Если в сплав свинца и олова добавить сурьму – получим материал, который применяется для создания шрифтов для типографии.
  3. Автомобильная промышленность, самолетостроение. Из сплава олова, меди, свинца и сурьми (баббита) изготавливают подшипники различных размеров и разные детали для авто и самолетов. Сплав — баббит характеризируется хорошей износостойкостью.
  4. Декоративно – прикладное искусство. Сплав олова и меди – бронзу применяют для создания разных скульптур и памятников. Бронза не подвергается влиянию факторов внешней среды, и поэтому считается долговечным материалом, который отлично подходит для таких целей.
  5. Судостроение, приборостроение. Сплавы олова из-за своих антикоррозийных свойств и механической стойкости отлично подходят для производства деталей, которые не должны быстро изнашиваться и терять способность выполнять свои функции.

Несомненно, олово и его многочисленные сплавы имеют весьма обширные области и сферы применения. Использование в медицине, автомобильной промышленности, судостроении, приборостроении, авиации, декоративно – прикладном искусстве делают олово и оловянные сплавы одними из самых важных элементов в деятельности человека.

Источник: https://naruservice.com/articles/sfera-primeneniya-olova

Олово. Производство и применение

Олово. Производство и применение

Олово является химическим элементом, его атомный номер в периодической системе Менделеева – 50. Оно представляет собой блестящий белый металл, который в то же время тяжелый, пластичный и мягкий.

Этим металлом человек научился пользоваться достаточно давно, он широко применим в промышленности. Свою популярность не утратил сплав олова с медью и бронзой.

Данный металл относительно мягкий, применяется как нетоксичное, безопасное коррозийное покрытие в сплавах с другими металлами или в чистом виде.

В промышленности он применим в белой жести, которая используется для изготовления тары. Также данный металл применим в припоях для электроники в трубопроводах, его часто используют в качестве покрытия. Благодаря олову можно получить разнообразные соединения, в промышленном производстве многие из них применимы.

Производство

Металл добывают в рудах, он там находится не в чистом виде, его сопровождают часто ценные металлы. Руду обжигают и удаляют, таким образом, серу, обрабатывают хлором и другими растворами для того, чтобы получить более чистый металл. Металл выплавляют в шахтных печах.

Шахтные оловоплавительные печи используются с древних времен, в них сжигается древесный уголь, который служит особым восстановителем, он загружается слоями.

Также применяют каменный уголь, но он применим только в отражательных печах, где  руда смешивается с известняком и антрацитом. В результате чего образуются шлаки богатые оловом, их подвергают переплавке, температура плавления еще более высока.

После чего получается металл с большим содержанием железа. Если необходимо чистое олово, то его очищают от железа.

Применение олова

В металлургии данный металл часто используют, он пользуется большим спросом. Около половины олова расходуется на лужение консервной жести, а остальное идет на производство типографических и подшипниковых сплавов и припоев. Во время изготовления жаростойких глазурей и эмалей данный металл также часто применим.

Сплавы олова чаще всего встречаются со свинцом, который добавляется в разных пропорциях, все зависит от назначения. Например, существует эвтектический сплав, его температура плавления достаточно низкая. Такой сплав используют в электротехнике и электронике, применяют для пайки трубопроводов, используют как особый присадочный материал.

Сплавы олова с медью и сурьмой являются антифрикционными сплавами, применяемы для разнообразных механизмов в технологии подшипников. Оловянно-свинцовые сплавы достаточно надежны и прочны. Практически со многими металлами данный материал образует сплавы.

К тому же известно, что оловянные покрытия с основой обладают отличным сцеплением, образуют хорошую коррозийную защиту. Оловянно-свинцовые и оловянные покрытия наносят, погружая необходимое изделие в специальную ванну с расплавом.

Но большое количество сплавов олова с медью, свинцом, цинком, никелем и кобальтом осаждают электролитически из водных растворов.

Благодаря наличию широкого диапазона составов с применением олова можно решить различные задачи декоративного и промышленного характера.

Также можно получить различные металлоорганические соединения, с углеродом даже один атом олова способен к образованию химической связи.

Оксид олова часто осаждают из растворов на разнообразных изделиях, благодаря чему они приобретают надежность и прочность (например, стеклянные изделия уменьшаются в весе, при этом сохраняется устойчивость и прочность).

Оловоорганические соединения расходуются как стабилизаторы поливинилхлорида, применяются для изготовления тары, оконных рам, водостоков и других сооружений.

Источник: http://specural.com/articles/5/olovo-proizvodstvo-i-primenenie.html

Характеристики и свойства олова, его преимущества и недостатки как строительного материала

Олово – один из семи древнейших металлов, то есть, известных человеческой цивилизации. Олово входит в состав бронзы – сплава, имеющего в прошлом настолько большое значение, что соответствующий период времени называют «бронзовым веком».

Сейчас столь большое значение олово утратило, однако продолжает использоваться. Поэтому сегодня нами будут рассмотрены понятие, особенности, формула олова, его техническое значение и области применения, цена за а 1 кг лома металла и подобные нюансы.

Читайте также:  Нагревательные тены: устройство тэна для воды, преимущества и недостатки, правила выбора

Что такое олово

Часто возникают споры о том, олово — это металл или неметалл. Химический элемент олово – Sn, помещается в 14 группе таблицы элементов Д. И. Менделеева в 5 периоде вместе с углеродом, кремнием и германием. Такое расположение указывает на амфотерность вещества: оно проявляет и кислотные, и основные свойства.

Молекулярный вес – 50, то есть, вещество относится к категории легких.

Об олове как уникальном элементе расскажет данный видеоролик:

Олово – легкий, ковкий, пластичный металл белого цвета с мягким серебристым блеском. Со временем блеск на изделиях тускнеет, что, как правило, недостатком не считается. Металл относится к редким рассеянным элементам, что затрудняет его добычу.

Применение олова напрямую связано с его свойствами:

  • температура плавления олова – +231,9 С;
  • температура кипения – 2600 С;
  • температура литья – 260–300 С, что и обуславливает превосходную ковкость, как самого металла, так и сплавов из него;
  • теплопроводность при нормальной температуре – 65,8 Вт/(м•К);
  • удельная электропроводность – 8,69 МСм/м;
  • сопротивление разрыву – до 20 МПа.

Все свойства металлов оцениваются при нормальной температуре, то есть, при 20 С. Соответственно, данные применимы для той модификации вещества, которая устойчива при этой температуре.

Олово совершенно нетоксично, не воздействует на человеческий организм, а потому применяется в пищевой промышленности. Использование оловянной посуды или трубопровода для водоснабжения тоже вреда не причинят.

В человеческом организме элемент встречается в основном в костях, где способствует процессу нормального обновления костной ткани.

Олово относится к макроэлементам: для нормального функционирования человеку необходимо от 2 до 10 мг в сутки.

На деле металл попадает в организм с пищей в куда большем количестве, но, так как кишечник в состоянии усвоить не более 3–5% поступлений, то отравление невозможно.

Недостаток макроэлемента в первую очередь замедляет рост, а также обуславливает потерю слуха, облысение, изменение состава костной ткани. А вот поглощение паров олова или пыли, содержащей его соединения, к отравлению привести могут.

Свойства металла

Олово – металл непрочный. Куда больший интерес для современного народного хозяйства представляет его высокая коррозийная стойкость. Оловянное покрытие издавна применяется для защиты металлических предметов, в частности, консервных банок.

Еще одно интересное свойство – способность соединять собой разные металлы, образуя прочную, устойчивую к внешним воздействиям связь. Используют для этого как само олово – в частности, для лужения посуды и предметов быта, так и припои – сплавы металла со свинцом. Сплав относят к категории мягких припоев и активно применяют в электро- и радиотехнике.

По своим качествам и внешнему виду вещество ближе всего к алюминию. На деле сходство это весьма относительное. Оба металла относятся к легким, оба нечувствительны к коррозии и действию погодных факторов. Однако алюминий нестоек к действию кислот и щелочей, даже слабых – уксусной кислоты, например, в то время как олово реагирует только с концентрированными сильными кислотами.

Далее мы расскажем об интересных преимуществах и недостатках олова, его физических и химических свойствах, о производстве и использовании материала.

Плюсы и минусы

В строительстве металл используется весьма ограниченно, поскольку не обладает механической прочностью, стойкостью к разрыву и так далее. Гораздо чаще применение находят сплавы.

Преимущества:

  • ковкость – имеет значение при изготовлении предметов быта. И посуда, и светильники, и подставки, и декоративные предметы могут выглядеть необыкновенно красиво. При этом температура ковки невелика, а, значит, незначительно удорожает изделие;
  • инертность делает металл применимым в пищевой промышленности, поскольку он никак не взаимодействует с органическими кислотами или основаниями;
  • низкая температура плавления облегчает процесс нанесения металла на поверхность и снижает энергопотери;
  • олово и его сплав со свинцом – самый известный, распространенный и доступный мягкий припой;
  • металл и его сплавы являются антифрикционными. Если вращающиеся и соприкасающиеся детали изготовить из самого вещества нельзя, то оловянное покрытие такой части машины значительно снижает трение, а, значит, защищает от преждевременного износа.

Недостатки:

  • К условным недостаткам металла относят его непрочность. Олово совершено не годится для производства любых деталей и частей, от которых требуется стойкость к нагрузкам;
  • это элемент редкий, добыча и выплавка его довольно дороги, так что и само вещество оказывается дорогостоящим.

Сказать точно, сколько стоит 1 кг олова достаточно трудно, так как стоимость металлов постоянно меняется.

О том, что делать, если не липнет олово, расскажет специалист в видео ниже:

Металлы однородны по структуре, однако при разных температурах могут существовать разные структуры. Причем фазы заметно отличаются друг от друга по свойствам.

  • Наиболее известна β-модификация металла, поскольку именно она наличествует при температуре в 20 С. Устойчивой она становится при 13,2 С, и именно ее свойства – теплопроводность, температура кипения, и приводятся в качестве свойств металла.
  • Однако при температуре ниже 13,2 С вещество переходит в α-модификацию, так называемое серое олово. У α-модификации другая кристаллическая решетка, вещество обладает меньшей плотностью, не пластично и ковкостью не отличается.

Переход из β -модификации в α- сопровождается изменением в объеме – из-за разницы в плотности, а это приводит к разрушению оловянного изделия. Явление известно как «оловянная чума». Эта особенность очень ограничивает область применения металла.

  • В температурном диапазоне от 161 до 232 С существует γ-фаза. Однако ее свойства интересны только специалистам.

В природе олове встречается в горных породах, как рассеянный элемент, но может иметь и минеральные формы. Самая известная из последних – касситерит, оксид металла, а также станин, оловянный колчедан – его соединение с серой. Разрабатываются и другие минералы.

Производство материала

Выгодным делом является разработка руды с долей олова 0,1%. На деле эксплуатируются месторождения, где руда еще более бедна – до 0,01%. Добыча минерала производится разными методами в зависимости от характера месторождения – россыпное или коренное.

Основу россыпного месторождения составляют пески. Суть добычи сводится к промывке песка и концентрирования рудного минерала. Разработка коренного сложнее, так как подразумевают сооружение и эксплуатацию шахт.

  • Концентрат оловянного минерала перевозится на завод по плавке цветного металла. Здесь концентрат еще раз обогащается, затем измельчается и промывается.
  • Полученный таким образом рудный шлих восстанавливают в специальных печах. Процесс повторяют не менее 2 раз, поскольку шлак после полного восстановления содержит чересчур много вещества.
  • На последнем этапе черновое олово рафинируют – очищают от примесей термическим или электролитическим методом.

Полученный материал используют по назначению.

Главным свойством, которое определяет область использования металла, является его коррозионная стойкость. Причем олово не только само нечувствительно к химически агрессивным веществам, но и сообщает эту особенность большинству сплавов.

  • Более 50% всего производимого в мире металла используется для получения белой жести, то есть, листа, а чаще, предмета из стали, покрытого тончайшим слоем олова. Эту технологию впервые использовали для защиты консервных банок и применяют до сих пор.
  • Олово можно раскатывать, поэтому из него производят тонкостенные трубы. Бытовое применение их, однако, весьма ограничено, поскольку такие изделия не переносят низких температур.
  • А вот сантехника, фурнитура и другие аксессуары весьма популярны и всем известны. Материал гигиеничен, обладает более низкой теплопроводностью, чем сталь, например, поэтому активно используется при изготовлении ванн и умывальников.
  • Из олова изготавливают посуду, мелкие предметы быта и декора, ювелирные украшения. Причиной этому – прекрасная ковкость и красивый неяркий цвет металла олова.
  • Очень большая доля вещества используется для получения сплавов. Первое место занимает, конечно, производство бронзы. Последняя идеально соединяет прочность и стойкость к коррозии, что делает ее очень востребованным декоративно-строительным материалом.
  • Не менее известны и популярны припои. Причем в этом случае олово может использоваться и самостоятельно – для посуды, например, и в составе сплава.
  • Олово – тонально-резонансный металл. И бронза, и сплав металла со свинцом применялись и применяются при изготовлении музыкальных инструментов. Бронзовые колокола известны с очень древних времен. Органные трубы получают из сплава со свинцом. Причем именно его количество в сплаве определяет тон изделия.

Олово – легкий и непрочный металл, но зато отличающийся прекрасной стойкостью к коррозии и ковкостью. Именно эти свойства и обуславливают применение олова.

Данное видео расскажет, как расплавить олово в домашних условиях:

? Поделитесь с друзьями в социальных сетях:

И подписывайтесь на обновления сайта в Контакте, Одноклассниках, , Google Plus или .

Источник: http://stroyres.net/metallicheskie/vidyi/tsvetnyie/olovo/harakteristiki-preimushhestva-i-nedostatki.html

__________________________________________
Ссылка на основную публикацию