Свинец в производстве солнечных модулей

По данным Международной ассоциации производителей свинца (International Lead Association), в мире ежегодно добывается около 5 миллионов тонн свинцовых руд, а мировой рынок свинца оценивается примерно в 15 миллиардов долларов. Свинец содержится в различных минералах в земной коре и широко применяется в промышленности. Основная часть спроса на этот материал приходится на автомобильную промышленность, где он используется в свинцово-кислотных аккумуляторах.

Токсичность свинца для людей и животных давно известна. По данным Агентства по охране окружающей среды США, свинец может быть причиной ряда дефектов роста у детей и развивающихся плодов, а также высокого кровяного давления, повреждения почек и репродуктивных проблем у взрослых. Попав в окружающую среду, он очень медленно распадается.

Сегодня использование свинца строго ограничено и запрещено для определенных применений во многих юрисдикциях, включая Соединенные Штаты, Европейский Союз и Японию.

В соответствии с европейской Директивой об ограничении использования опасных веществ (The Restriction of Hazardous Substances Directive 2002/95/EC), использование паст, содержащих свинец, ограничено, за исключением случаев, когда замена невозможна с технической / научной точки зрения. В документе отмечается, что закон «не должен препятствовать развитию технологий использования возобновляемых источников энергии, которые не оказывают негативного воздействия на здоровье и окружающую среду и которые являются экологически устойчивыми и экономически жизнеспособными». Для фотоэлектрических систем сделана конкретная оговорка, речь идёт о солнечных панелях, «предназначенных для использования в системе, которая разработана, собрана и установлена ​​профессионалами для постоянного использования в определенном месте для производства энергии из солнечного света для общественных, коммерческих, промышленных и жилых применений».

Типичный 60-элементный солнечный модуль из кристаллического кремния, производимый сегодня, содержит до 12 граммов свинца.

Этот свинец в основном содержится в покрытии лент и паяльной пасте, используемых для соединения ячеек. «В настоящее время большинство производителей фотоэлектрических систем используют ленту, содержащую свинец», — говорит Дон Ху из отдела технического обслуживания китайского производителя LONGi Solar. «Большая часть ленты сделана из меди, а на нее нанесено 67% олова и 37% свинца. При пайке для соединения ячеек слой покрытия плавится и плотно соприкасается с серебряной шиной». Свинец является идеальным материалом для этого процесса из-за низкой температуры плавления.

Учитывая относительно небольшое количество свинца, используемого в фотоэлектрической промышленности, и тот факт, что свинец полностью «запакован» в материалы модуля, маловероятно, что сами по себе солнечные продукты станут причиной серьезного загрязнения свинцом, даже в худшем случае – если больший процент панелей будет заканчивать свою жизнь на свалке.

В связи с этим неудивительно, что устранение свинца из производства не является приоритетной задачей для большинства производителей модулей. «Пока свинец разрешен к использованию в модулях в соответствии с экологическими стандартами, никто не видит причин отказаться от него», — говорит Михаэль Эссич, представитель немецкого производителя Teamtechnik. «Стоимость свинцовой ленты ниже, чем у любой бессвинцовой версии. При использовании свинца у вас более низкая температура плавления и меньшее число поломок, а также, в первую очередь, более низкие затраты».

«Бессвинцовые ленты значительно увеличат производственные затраты и приведут к гораздо более низкому выходу продукции и эффективности модулей», — говорит Андреа Виаро, руководитель отдела технического обслуживания в Европе JinkoSolar.

Хотя отказ от свинца не является первоочередной задачей отрасли, довольно активно развиваются бессвинцовые альтернативы. На картинке выше, взятой из доклада ITRPV, показано, что доля бессвинцовых паст на рынке уже сегодня превышает 30%, а к 2026 году превысит 80%.

В том же докладе отмечается, что доля свинцового припоя в отрасли снизится с нынешних 90% до тридцати с небольшим процентов к 2029 году:

Некоторые инновационные типы солнечных панелей, такие как HJT и IBC вообще не предусматривают использование свинца. В них для соединения ячеек используются электропроводящие клеи (ECA) или другие устройства.

Например, ячейки в модулях SunPower Maxeon, основанных на технологии IBC, соединяются с помощью небольших контактных площадок по краям ячейки и резервной платы межсоединений. Для такого типа контактов свинец не нужен.

Гетероструктурные модули (HJT) российской компании «Хевел» также не содержат свинца (а также мышьяка, кадмия, шестивалентного хрома, ртути и пр.). Именно поэтому они отнесены к низшему, пятому классу опасности по российской классификации, к которому также относятся скорлупа от куриных яиц, отходы щепы, опилки и стружка натуральной чистой древесины, отходы бумаги и картона от резки и штамповки, пищевые отходы кухонь и организаций общественного питания и др. Можно сказать, что все модули, произведенные компанией «Хевел» не опаснее картона или яичной скорлупы.

Да, такие изделия относятся к премиальному классу и несколько дороже обычных модулей, но они также отличаются высокой эффективностью.

Таким образом, хотя содержание свинца в солнечных панелях не является большой проблемой, и на фотоэлектрическую промышленность приходится лишь крохотная доля мирового потребления этого металла, в отрасли уже существуют достойные бессвинцовые альтернативы, и к концу следующего десятилетия, вероятно, свинец будет в значительной степени вытеснен из производства солнечных модулей.

При подготовке статьи использованы материалы

PV—magazine, International Lead Association и ITRPV.

Читайте также: Утилизация солнечных модулей (панелей). Проблемы, регулирование, практика.

Припои оловянно-свинцовые ПОС

Припои оловянно-свинцовые в изделиях, ГОСТ 21931-76 Припои — присадочные металлы (сплавы), способные в расплавленном состоянии заполнить зазор между спаиваемыми изделиями и в результате затвердевания образовывать неразборное прочное соединение. Поставляются в виде круглой проволоки, ленты, трехгранных, круглых прутков, круглых трубок, заполненных флюсом, и порошка Некоторые виды припоев: ПОС — 90 — для лужения и пайки внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры; ПОССу 4-4 — для лужения и пайки в автомобилестроении.    Припои оловянно-свинцовые в чушках, ГОСТ 21930-79 Настоящий стандарт распространяется на припои оловянно-свинцовые (ПОС) в чушках и в изделиях, применяемые в основном для лужения и пайки деталей. Показатели данного стандарта соответствуют высшей категории качества.   Марка Содержание, % Область применения Sn Pb Другие основные компоненты ПОС 90 89-91 Остальное — Пищевая посуда, медицинская аппаратура ПОС 61 59-61 Остальное — Радиоэлектронная аппаратура, печатные плиты, точные приборы ПОС 40 39-41 Остальное — Электроаппаратура, детали из оцинкованного железа ПОС 30 29-31 Остальное — Изделия машиностроения ПОС 10 9-10 Остальное — Контактные поверхности электрических аппаратов, приборов, реле Малосурьмянистые Марка Содержание, % Область применения Sn Sb Pb ПОССу 61-0,5 59-61 0,05-0,5 Остальное Пайка деталей, чувствительных к перегревам ПОССу 50-0,5 49-51 0,05-0,5 Остальное Авиационные радиаторы ПОССу 40-0,5 39-41 0,05-0,5 Остальное Оцинкованные детали холодильников, радиаторные трубки, обмотки электрических машин ПОССу 35-0,5 34-36 0,05-0,5 Остальное Кабельные оболочки электротехнических изделий, тонколистовая упаковка ПОССу 30-0,5 29-31 0,05-0,5 Остальное Радиаторы ПОССу 25-0,5 24-26 0,05-0,5 Остальное Радиаторы ПОССу 18-0,5 17-18 0,05-0,5 Остальное Трубки теплообменников, электролампы Сурьмянистые Марка Содержание, % Область применения Sn Sb Pb ПОССу 95-5 Остальное 4. 0-5.0 Не более Трубопроводы, работающие при повышенных температурах, изделия электропромышленности ПОССу 40-2 39-41 1.5-2.0 Остальное Холодильные устройства, тонколистовая упаковка ПОССу 30-2 29-31 1.5-2.0 Остальное Холодильники, электроламповое производство, абразивная упаковка ПОССу 25-2 24-26 1.5-2.0 Остальное Изделия автомобилестроения ПОССу 18-2 17-18 1.5-2.0 Остальное ПОССу 15-2 14-15 1.5-2.0 Остальное ПОССу 10-2 9-10 1.5-2.0 Остальное ПОССу 8-3 7-8 2-3 Остальное Электроламповое производство ПОССу 5-1 4-5 0.5-1.0 Остальное Трубчатые радиаторы, детали, работающие при повышенных температурах ПОССу 4-6 3-4 5-6 Остальное Шпатлевка кузовов автомобилей, пайка белой жести ПОССу 4-4 3-4 3-4 Остальное Изделия автомобилестроения       Одним из основных элементов электромонтажных и радиомонтажных работ является пайка. Качество монтажа во многом определяется правильным выбором необходимых припоев и флюсов, применяемых при пайке проводов, сопротивлений, конденсаторов и т. п. Для облегчения этого выбора ниже приводятся краткие сведения о твердых и легких припоях и флюсах, пользовании ими и их изготовлении. Пайка представляет собой соединение твердых ме- таллов при помощи расплавленного припоя, имеющего температуру плавления меньшую, чем температура плавления основного металла. Припой должен хорошо растворять основной металл, легко растекаться по его поверхности, хорошо смачивать всю поверхность пайки, что обеспечивается лишь при полной чистоте смачиваемой поверхности основного металла. Для удаления окислов и загрязнений с поверхности спаиваемого металла, защиты его от окисления и лучшего смачивания припоем служат химические вещества, называемые флюсами. Температура плавления флюсов ниже, чем температура плавления припоя. Различают две группы флюсов: 1) химически активные, растворяющие пленки окиси, а часто и сам металл (соляная кислота, бура, хлористый аммоний, хлористый цинк) и 2) химически пассивные, защищающие лишь спаиваемые поверхности от окисления (канифоль, воск, стеарин и т. п.). . В зависимости от химического состава и температуры плавления припоев различают пайку твердыми и мягкими припоями. К твердым относятся припои с температурой плавления выше 400°С, к легким — припои с температурой плавления до 400°С. Основные материалы, применяемые для пайки. Олово — мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Удельный вес при температуре 20°С — 7,31. Температура плавления 231,9°С. Хорошо растворяется в концентрированной соляной или серной кислоте. Сероводород на него почти не влияет. Ценным свойством олова является его устойчивость во многих органических кислотах. При комнатной температуре мало поддается окислению, но при воздействии температуры ниже 18°С способен переходить в серую модификацию («оловянная чума»). В местах появления частиц серого олова происходит разрушение металла. Переход белого олова в серое резко ускоряется при понижении температуры до -50°С. Для пайки может применяться как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами. Свинец — синевато-серый металл, мягкий, легко поддается обработке, режется ножом. Удельный вес при температуре 20°С 11,34. Температура плавления 327qC. На воздухе окисляется только с поверхности. В щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко. Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений. Применяется для изготовления припоев. Кадмий — серебристо-белый металл, мягкий, пластичный, механически непрочный. Удельный вес 8,6. Температура плавления 321°С. Применяется как для антикоррозийных покрытий, так и в сплавах со свинцом, оловом, висмутом для легкоплавких припоев. Сурьма — хрупкий серебристо-белый металл. Удельный вес 6,68. Температура плавления 630,5°С. На воздухе не окисляется. Применяется в сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких припоев. Висмут — хрупкий серебристо-серый металл. Удельный вес 9,82. Температура плавления 271°С. Растворяется в азотной и горячей серной кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения легкоплавких припоев. Цинк — синевато-серый металл. В холодном состоянии хрупок. Удельный вес 7,1. Температура плавления 419°С. В сухом воздухе окисляется, во влажном воздухе покрывается пленкой окиси, которая предохраняет его от разрушения. В соединении с медью дает ряд прочных сплавов.. Легко растворяется в слабых кислотах. Применяется для изготовления твердых припоев и кислотных флюсов. Медь — красноватый металл, тягучий и мягкий. Удельный вес 8,6 — 8,9. Температура плавления 1083 С. Растворяется в серной и азотной кислотах и в аммиаке. В сухом воздухе почти не поддается окислению, в сыром воздухе покрывается окисью зеленого цвета. Применяется для изготовления тугоплавких припоев и сплавов. Канифоль -продукт переработки смолы хвойных деревьев Более светлые сорта канифоли (более тщательно очищенные) считаются лучшими. Температура размягчения канифоли от 55 до 83°С. Применяется как флюс для пайки мягкими припоями. Припой оловянно-свинцовый в изделиях и чушках ГОСТ 21930-76 настоящий стандарт распространяется на оловянно-свинцовые припои, применяемые для лужения и пайки деталей. В зависимости от химического состава оловянно-свинцовые припои изготавливаются следующих марок: Бессурьмянистые — ПОС-90, ПОС-63, ПОС-61, ПОС-50, ПОС-40, ПОС-30, ПОС-10; Малосурьмянистые — ПОССу 61-05, ПОССу 50-05, ПОССу 40-05, ПОССу 35-05, ПОССу 30-05, ПОССу 25-05, ПОССу 18-05; Сурьмянистые — ПОССу 40-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2. Припои оловянно-свинцовые изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции, утвержденной в установленном порядке. Химический состав припоев должен соответствовать требованиям таблицы 1, массовая доля примесей указана в таблице 2. Химический состав оловянно-свинцовых припоев ГОСТ 21931-76 таблица 1 химический состав, % область применения марка припоя основные компоненты олово сурьма кадмий медь свинец бессурьмянистые ПОС-90 89-91 — — — остальное пищевая посуда, медицинская аппаратура ПОС-63 62.5-63.5 — — — остальное радиоэлектронная аппаратура, печатные плиты, точные приборы ПОС-61 59-61 — — — остальное ПОС-50 49-51 — — — остальное ПОС-40 39-41 — — — остальное электроаппаратура, детали из оцинкованного железа ПОС-30 29-31 — — — остальное изделия машиностроения ПОС-10 9-10 — — — остальное контактные поверхности электрических аппаратов, приборов, реле малосурьмянистые ПОССу 61-05 0. 05-0.5 — — — остальное пайка деталей, чувствительных к перегревам ПОССу 50-05 0.05-0.5 — — — остальное авиационные радиаторы ПОССу 40-05 0.05-0.5 — — — остальное оцинкованные детали холодильников, радиаторные трубки, обмотки электрических машин ПОССу 35-05 0.05-0.5 — — — остальное кабельные оболочки электротехнических изделий, тонколистовая упаковка ПОССу 30-05 0.05-0.5 — — — остальное радиаторы ПОССу 25-05 0.05-0.5 — — — остальное ПОССу 18-05 0.05-0.5 — — — остальное трубки теплообменников, электролампы сурьмянистые ПОССу 40-2 1. 5-2.0 — — — остальное холодильные устройства, тонколистовая упаковка ПОССу 30-2 1.5-2.0 — — — остальное холодильники, электроламповое производство, абразивная упаковка ПОССу 25-2 1.5-2.0 — — — остальное изделия автомобилестроения ПОССу 18-2 1.5-2.0 — — — остальное Примесный состав оловянно-свинцовых припоев ГОСТ 21931-76 таблица 2 массовая доля, % марка припоя примесей, не более сурьма медь висмут мышьяк железо никель сера цинк алюминий свинец бессурьмянистые ПОС-90 0.10 0.05 0. 1 0.01 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОС-63 0.05 0.05 0.1 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОС-61 0.10 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОС-40 0.10 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОС-30 0.10 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОС-10 0.10 0. 05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное малосурьмянистые ПОССу 61-05 — 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОССу 50-05 — 0.05 0.1 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОССу 40-05 — 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОССу 35-05 — 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОССу 30-05 — 0. 05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОССу 25-05 — 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное ПОССу 18-05 — 0.05 0.2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.002 0.002 остальное сурьмянистые ПОССу 40-2 — 0.08 0.2 0.02 0.02 0.08 0.08 0.002 0.002 остальное ПОССу 30-2 — 0.08 0.2 0.02 0.02 0.08 0.08 0.002 0.002 остальное ПОССу 25-2 — 0. 08 0.2 0.02 0.02 0.08 0.08 0.002 0.002 остальное ПОССу 18-2 — 0.08 0.2 0.02 0.02 0.08 0.08 0.002 0.002 остальное     Мягкие припои. Пайка мягкими припоями получила широкое распространение, особенно при производстве монтажных работ. Наиболее часто применяемые мягкие припои содержат значительное количество олова. В табл. 1 приведены составы некоторых свинцово-оловянных припоев. Таблица 1 Марка Химический состав в % Температура оC олово свинец сурьма примесей не более медь висмут мышьяк начало конец ПОС-90 90 9,62 0,15 0,08 0.1 0,05 183 222 ПОС-40 40 57,75 2,0 0,1 0,1 0,05 183 230 ПОС-30 30 67,7 2,0 0,15 0,1 0,05 183 250 ПОС-18 18 79,2 2,5 0,15 0,1 0,05 183 270 При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру плавления. Наибольшее применение находит припой марки ПОС-40. Он применяется при пайке соединительных проводов, сопротивлений, конденсаторов. Припой ПОС-30 используют для пайки экранирующих покрытий, латунных пластинок и других деталей. Наряду с примеиением стандартных марок находит применение и припой ПОС-60 (60% олова и 40% свинца). Мягкие припои изготовляются в виде прутков, болванок, проволоки (диаметром до 3 мм) и трубок, наполненных флюсом. Технология указанных припоев без специальных примесей несложна и вполне осуществима в условиях мастерской: свинец расплавляют в графитовом или металлическом тигле и в него небольшими частями добавляют олово, содержание которого определяют в зависимости от марки припоя. Жидкий сплав перемешивают, снимают нагар с поверхности и расплавленный припой выливают в деревянные или стальные формочки. Добавление висмута, кадмия и других присадок не обязательно. Для пайки различных деталей, не допускающих значительного перегрева, применяются особо легкоплавкие припои, которые получают добавлением в свинцово-оловянные припои висмута и кадмия или одного из этих металлов. В табл. 2 приведены составы некоторых легкоплавких припоев. Таблица 2 Химический состав в % Температура плавления в °С олово свинец висмут кадмий 45 45 10 _ 1fi0 43 43 14 __ 155 40 40 21) __ 145 33 33 34 __ 124 15 32 53 __ 96 13 27 50 10 70 12,5 25 50 12,5 66 При использовании висмутовых и кадмиевых припоев следует учитывать, что они обладают большой хрупкостью и создают менее прочный спай, чем свинцово-оловянные. Твердые припои. Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро-и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои. В табл. 3 приведены составы некоторых медно-цинковых припоев. Таблица 3 Марка Химический состав в % Температура плавления в оС медь цинк примесей не более сурьма свинец олово железо ПМЦ-42 40-45 остальное 0,1 0,5 1,6 0,5 830 Г1МЦ-47 45-49 0,1 0,5 1,5 0,5 850 ПМЦ-53 49-53 0,1 0,5 1,5 0,5 870 В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни с содержанием 60-68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной меди. Расплавленный припой разливается в формочки. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припаиваемого металла. Кроме указанных медно-цинковых припоев, находят применение и серебряные припои. Составы последних приведены в табл. 4. Таблица 4 Марка Химический состав в % Температура плавления в оС серебро медь цинк примеси не более свинец всего ПСР-10 9,7-10,3 52-54 Ос т а л ь н о е 0,5 1,0 830 ПСР-12 11,7-12,3 35-37 0,5 1,0 785 ПСР-25 24,7-25,3 39-41 0,5 1,0 765 ПСР-45 44,5-45,5 20,5 —30,5 0,3 0,5 720 ПСР-65 64,5-65,5 19,5 —20,5 0,3 0,5 740 ПСР-70 69,5-70,5 25,5- 26,5 0,3 0,5 780 Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 — для пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием серебра — для пайки волноводов, объемных контуров и т. п. Кроме стандартных серебряных припоев, используются и другие, составы которых приведены в табл. 5. Таблица 5 Химический состав в % Температура плавления в оC серебро медь цинк кадмий фосфор 20 45 30 5   780 72 18 __ __ __ 780 15 80 __ __ 5 640 50 15,5 16,5 18 — 630 Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля, второй, обладающий высокой проводимостью,- для пайки проводов; третий может применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки меди, ее сплавов, никеля, стали. В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с температурой плавления 1083°С. Припои для пайки алюминия. Пайка алюминия вызывает большие затруднения вследствие его способности легко окисляться на воздухе. В последнее время находит применение пайка алюминия с помощью ультразвуковых паяльников. В табл. 6 приведены составы некоторых припоев для пайки алюминия. Таблица 6 Химический состав в % Примечание олово цинк кадмий алюминий кремний медь 55 25 20 — — — Мягкие припои 40 25 20 15 — — 63 36 — 1 — — 45 50 — 5 — — 78-69 20-25 2-6   — —       69,8-64,5 5,2-6,5 25-29 Твердые припои с температурой плавления 525оС При пайке алюминия в качестве флюсов применяют органические вещества: канифоль, стеарин и т. п. Последний припой (твердый) применяется со сложным флюсом, в состав которого входит: хлористый литий (25-30%), фтористый калий (8-12%), хлористый цинк (8-15%), хлористый калий (59-43%). Температура плавления флюса около 450°С. Флюсы. От качества флюса во многом зависит хорошее смачивание припоем мест спайки и образование прочных швов. При температуре паяния флюс должен плавиться и растекаться равномерным слоем, в момент же пайки он должен всплывать на внешнюю поверхность припоя. Температура плавления флюса должна быть несколько «иже температуры плавления применяемого припоя. Химически активные флюсы (кислотные)- это флюсы, имеющие в большинстве случаев в своем составе свободную соляную кислоту. Существенным недостатком кислотных флюсов является интенсивное образование коррозии паяных швов. К химически активным флюсам прежде всего относится соляная кислота, которая употребляется для пайки стальных деталей мягкими припоями. Кислота, оставшаяся после пайки на поверхности металла, растворяет его и вызывает, появление коррозии. После пайки изделия необходимо промыть горячей проточной водой. Применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры запрещается, так как во время эксплуатации возможно нарушение электрических контактов в местах пайки. Следует учитывать, что соляная кислота при попадании на тело вызывает ожоги. Хлористый цинк (травленая кислота) в зависимости от условий пайки применяется в виде порошка или раствора. Используется для пайки латуни, меди и стали. Для приготовления флюса необходимо в свинцовой или стеклянной посуде растворить одну весовую часть цинка в пяти весовых частях 50-процентной соляной кислоты. Признаком образования хлористого цинка служит прекращение выделения пузырьков водорода. Из-за того, что в растворе всегда имеется небольшое количество свободной кислоты, в местах пайки возникает коррозия, поэтому после пайки место спая должно тщательно промываться в проточной горячей воде. Пайку с хлористым цинком в помещении, где находится радиоаппаратура, производить нельзя. Применять хлористый цинк для пайки электро и радиоаппаратуры также нельзя. Хранить хлористый цинк необходимо в стеклянной посуде с плотно закрытой стеклянной пробкой. Бура (водная натриевая соль пироборной кислоты) применяется как флюс при пайке латунными и серебряными припоями. Легко растворяется в воде. При нагревании превращается в стекловидную массу. Температура плавления 741°С. Соли, образующиеся при пайке бурой, необходимо удалять механической зачисткой. Порошок буры следует хранить в герметически закрытых стеклянных банках. Нашатырь (хлористый аммоний) применяется в виде порошка для очистки рабочей поверхности паяльника перед лужением. Химически пассивные флюсы (бескислотные). К бескислотным флюсам относятся различные органические вещества: канифоль, жиры, масла и глицерин. Наиболее широко в электро- и радиомонтажных работах применяется канифоль (в сухом виде или раствор ее в спирте). Самое ценное свойство канифоли, как флюса, заключается в том, что ее остатки после пайки не вызывают коррозии металлов. Канифоль не обладает ни восстанавливающими, ни растворяющими свойствами. Она служит исключительно для предохранения места пайки от окисления. Для приготовления спирто-во-канифольного флюса берется одна весовая часть толченой канифоли, которая растворяется в шести весовых частях спирта. После полного растворения канифоли флюс считается готовым. При применении канифоли места пайки должны быть тщательно очищены от окислов. Часто для пайки с канифолью детали следует предварительно облуживать. Стеарин не вызывает коррозии. Используется для пайки с особо мягкими припоями свинцовых оболочек кабелей, муфт и др. Температура плавления около 50°С. В последнее время широкое применение получила группа флюсов ЛТИ, применяемых для пайки металлов мягкими припоями. По своим антикоррозийным свойствам флюсы ЛТИ не уступают бескислотным, но в то же время с ними можно паять металлы, которые раньше не поддавались пайке, например детали с гальваническими покрытиями. Флюсы ЛТИ могут применяться также для пайки железа и его сплавов (включая нержавеющую сталь), меди и ее сплавов и металлов с высоким удельным сопротивлением (см. табл. 7). Таблица 7 Наименование В весовых пропорциях ЛТИ-1 ЛТИ-115 ЛТИ-120 Спирт-сырец или ректификат 67-73 63-74 63-74 Канифоль 20-25 20-25 20-25 Солянокислый анилин 3-7 — — Метафенилендиамин — 3-5 — Диэтиламин солянокислый — — 3-5 Триэтаноламин 1-2 1-2 1-2 При пайке с флюсом ЛТИ достаточно произвести очистку мест пайки только от масел, ржавчины и других загрязнений. При пайке оцинкованных деталей удалять цинк с места пайки не следует. Перед пайкой деталей с окалиной последняя должна быть удалена травлением в кислотах. Предварительное травление латуни не требуется. Флюс наносится на место спая с помощью кисточки, что можно сделать заблаговременно. Хранить флюс следует в стеклянной или керамической посуде. При пайке деталей сложного профиля можно применять паяльную пасту с добавлением флюса ЛТИ-120. Она состоит из 70-80 г вазелина, 20-25 г канифоли и 50-70 млг флюса ЛТИ-120. Но флюсы ЛТИ-1 и ЛТИ-115 имеют один большой недостаток: после пайки остаются темные пятна, а также при работе с ними необходима интенсивная вентиляция. Флюс ЛТИ-120 не оставляет темных пятен после пайки и не требует интенсивной вентиляции, поэтому применение его значительно шире. Обычно остатки флюса после пайки можно не удалять. Но если изделие будет эксплуатироваться в тяжелых коррозийных условиях, то после пайки остатки флюса удаляются при помощи концов, смоченных спиртом или ацетоном. Изготовление флюса технологически несложно: в чистую деревянную или стеклянную посуду заливается спирт, насыпается измельченная канифоль до получения однородного раствора, затем вводится триэтаноламин, а затем активные добавки. После загрузки всех компонентов смесь перемешивается в течение 20-25 минут. Изготовленный флюс необходимо проверить на нейтральную реакцию с лакмусом или метилоранжем. Срок хранения флюса не более 6 месяцев. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИПОЕВ   Марка припоя   Температура плавления, оС   Плотность, г/см3 Удельное электросопротивление Ом*мм2/м Теплопроводность, ккал/см*с*град Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2   Относительное удлинение, % Ударная вязкость, кгс/см2 Твердость по Бринеллю, НВ   Соли-дус   Ликви- дус ПОС 90 183 220 7,6 0,120 0,130 4,9 40 4,2 15,4 ПОС 61 183 190 8,5 0,139 0,120 4,3 46 3,9 14,0 ПОС 40 183 238 9,3 0,159 0,100 3,8 52 4,0 12,5 ПОС 10 268 299 10,8 0,200 0,084 3,2 44 3,2 12,5 ПОС 61М 183 192 8,5 0,143 0,117 4,5 40 1,1 14,9 ПОСК 50-18 142 145 8,8 0,133 0,130 4,0 40 4,9 14,0 ПОССу 61-0,5 183 189 8,5 0,140 0,120 4,5 35 3,7 13,5 ПОССу 50-0,5 183 216 8,9 0,149 0,112 3,8 62 4,4 13,2 ПОССу 40-0,5 183 235 9,3 0,169 0,100 4,0 50 4,0 13,0 ПОССу 35-0,5 183 245 9,5 0,172 0,100 3,8 47 3,9 13,3 ПОССу 30-0,5 183 255 8,7 0,179 0,090 3,6 45 3,9 13,2 ПОССу 25-0,5 183 266 10,0 0,182 0,090 3,6 45 3,9 13,6 ПОССу 18-0,5 183 277 10,2 0,198 0,084 3,6 50 3,6 — ПОСу 95-5 234 240 7,3 0,145 0,110 4,0 46 5,5 18,0 ПОССу 40-2 185 229 9,2 0,172 0,100 4,3 48 2,8 14,2 ПОССу 35-2 185 243 9,4 0,179 0,090 4,0 40 2,6 — ПОССу 30-2 185 250 9,6 0,182 0,090 4,0 40 2,5 — ПОССу 25-2 185 260 9,8 0,185 0,090 3,8 35 2,4 — ПОССу 18-2 186 270 10,1 0,206 0,081 3,6 35 1,9 11,7 ПОССу 15-2 184 275 10,3 0,208 0,080 3,6 35 1,9 12,0 ПОССу 10-2 268 285 10,7 0,208 0,080 3,5 30 1,9 10,8 ПОССу 8-3 240 290 10,5 0,207 0,081 4,0 43 1,7 12,8 ПОССу 5-1 275 308 11,2 0,200 0,084 3,3 40 2,8 10,7 ПОССу 4-6 244 270 10,7 0,208 0,080 6,5 15 0,8 17,3   ЛЕГКОПЛАВКИЕ ПРИПОИ Припой ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ Темп. пл., C Прочность на разрыв, кгс/мм2 Относительное удлиннение при растяжении, % Твердость по Бринелю, кгс/мм2 Sn Bi Pb Cd прочие Сплав Гутри 21,1 50 20,5 14,3 — 45 — — — — 8,3 44,7 22,6 5,3 индий 19,1 47 3,8 1,5 12 — 12 49 18 — индий 21 58 4,5 50 14 Сплав Вуда1 12,5 50 25 12,5 — 68 4,5 7 10,5 — 20 35,5 35 9,5 — 67. ..90 4 15 18 Сплав Липовитца1 12,9 49,4 27,7 10 — 70 4,3 50 9 — 11 42,5 37,7 85 — 70…90 3,6 31 10 Сплав Д’Арсенваля1 9,6 45,3 45,1 — — 79 — — — Сплав Розе1 25 50 25 — — 93,7 — — — Сплав Ньютона 18,75 50 31,25 — — 96 4,9 — 8,6 ПОСВ-32-15-531 32 53 15 — — 96 — — — — 22 50 28 — — 100 4,5 6 13,6 —2 50 — — — индий 50 117 1,2 83 5 — 33,3 20 33,3 13,4 — 120 5 3,8 12,5 ПОСВ-333 33,4 33,3 33,3 — — 130 — — — — 42 58 — — — 139 5,6 200 22 ПОСК-50 49,8 — 32 18,2 — 145 6,7 — 15,3 — 70 — 18 — индий 12 150. ..174 3,7 135 12 —4 34 — 63 — цинк 3 170…256 — — — ПОС-605,6 59…61 — остальное — сурьма 0…0,8 182…185 — — — — 42 58 — — — 139 5,6 200 22 — 49,5…50 0,25 остальное — сурьма 0,2…0,5 182…216 4,4 3,8 14 ПОС-506 49…50 — остальное — сурьма 0…0,8 183.. .209 — — — ПОС-907 88…90 — остальное — медь 0…0,8 никель 0…0,8 183…222 — — — ПОС-406,8 39…40 — остальное — сурьма 1,5…2 183…235 — — — ПОС-309 29…30 — остальное — сурьма 1,5…2 183…256 — — — ПОС-1810 7…18 — остальное — сурьма 2…2,5 183…277 — — — —11 50 — 47 — сурьма 3 185. ..204 5,9 29 16 — 91,1 — — 8,9 — 199 7,5 — 14 Авиа-14 55 — — 20 цинк 25 200 — — — —12 — — 50 — индий 50 215 3,3 55 2,6 —4 34 — 63 — цинк 3 170…256 — — — ПСр-213 30 — 63 5 серебро 2 225…235 — — — —14 — — — — индий 90 серебро 10 231 1,1 61 2,7 ПС-780л-15 Су-7 15 — 78 — сурьма 7 231 — — — —15 94 — — — сурьма 4. ..6 232…240 4 38 13 ПС-99Ц1 — — 98,9 — натрий 0,1 цинк 1 234 — — — ПК600-4004 40 — — 60 — 235 — — — ПКЦ-40-6016 — — — 40 цинк 60 240 — — — ПС-830л-7Су-10 7 — 83 — сурьма 10 242 — — — Пол-70Ц304 70 — — — цинк 30 243 — — — — — — остальное — сурьма 11. ..13 247…248 5 — 30 Авиа-24 40 — — 20 алюминий 15 цинк 25 250 — — — ПСр-1,513 15 — 83,5 — серебро 1,5 265…270 — — — ПОССр-1,517 15 0,75 83 — серебро 1,25 276 — — — ПСр-2,513 5,5 — 92 — серебро 2,5 235…305 — — — — 0,75…1,25 0,25 остальное — сурьма 0…0,4 серебро 1,3. ..1,7 309 3,1 23 9,5 ПК60Ц-4017 — — — 60 цинк 40 310 — — — — — — 95 — индий 5 315 3,5 52 6 Б — — — — алюминий 12 медь 8 цинк 80 400 — — — 1 Для пайки металлов с температурой плавления 200АC и выше 2 Для припайки к стеклу 3 Пайка плавких сигнальных предохранителей 4 Для пайки алюминия и его сплавов 5 Для пайки монтажных проводов с ПВХ изоляцией, обмоточных проводов, герметичных швов, изделий из закаленной стали 6 Для пайки токоведущих деталей из латуни, серебра, луженого никеля 7 Для пайки деталей и узлов под гальванические покрытия, серебряные, золоченые (припой с высокой коррозионной устойчивостью) 8 Для лужения и пайки кабельных изделий 9 Для лужения и пайки токоведущих деталей из меди, цинка и их сплавов, для пайки деталей приборов и радиоаппаратуры, для лужения перед пайкой более легкоплавкими припоями 10 Дешевый припой для различных работ 11 Припой с повышенной устойчивостью к ползучести 12 Припой с высокой стойкостью к щелочной коррозии 13 Для пайки молибдена и вольфрама 14 Для пайки серебра, стекла и керамики 15 Для пайки пищевой посуды, тары для медикаментов и воды (для этих целей пригоден припой ПОС-90) 16 Для пайки магния и его сплавов 17 Для пайки деталей из оцинкованной стали, цинка, медных сплавов, для пайки наружных деталей приборов

Летающая колония в атмосфере Венеры — реальность?

• Адам Беккер
• BBC Future

15 декабря 2016

Автор фото, NASA

Ученые уделяют пристальное внимание изучению возможности колонизации Марса. Но могли бы люди заселить венерианскую атмосферу? Корреспондент BBC Future попытался найти ответ на этот вопрос.

Здесь так жарко, что плавится свинец, а кислотные дожди разъедают любую органику. И все же самой подходящей планетой для будущих космических поселений может стать именно Венера, а не Марс.

Марсианская атмосфера непригодна для дыхания, слишком тонка для обеспечения приемлемого давления на поверхности планеты и практически не обеспечивает защиты от смертельно опасной солнечной радиации.

Правда, у Венеры есть свои недостатки: в ее агрессивной среде невозможна жизнь в нашем понимании.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Высокая температура и кислотность атмосферы на поверхности Венеры непригодна для органических форм

На первый взгляд Венера похожа на Землю — притяжение здесь составляет около 90% земного, а расстояние от Солнца примерно на 30% меньше.

Но имеется одно важное обстоятельство. Если на Марсе атмосферы очень мало, на Венере ее слишком много.

Венерианский атмосферный слой в 90 раз толще земного; в основном атмосфера планеты состоит из двуокиси углерода (углекислого газа). Кроме того, Венера окутана облаками из капель соляной кислоты.

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Прохождение Венеры по диску Солнца 5 июня 2012 года (маленькая черная точка — диск Венеры).

Из-за создаваемого атмосферой парникового эффекта Венера поглощает большое количество солнечного тепла. В результате поверхность планеты очень сильно нагрета — это самое жаркое место в Солнечной системе, не считая самого Солнца.

Температура на поверхности Венеры превышает 450°C — этого достаточно для того, чтобы расплавить цинк, свинец и большинство органических материалов.

А атмосферное давление, сравнимое с давлением на километровой глубине земного океана, способно раздавить даже корпус атомной подводной лодки.

Атмосферное давление настолько велико, что у поверхности планеты углекислый газ существует в виде «сверхкритической жидкости» — в этом состоянии вещество не является ни газом, ни жидкостью, но проявляет свойства обоих.

На Земле сверхкритический углекислый газ — очень опасная субстанция, которую используют в качестве промышленного растворителя. А поверхность Венеры буквально покрыта океаном этого вещества.

Неудивительно, что большинству советских автоматических зондов, отправленных к Венере в 1960-1980-х гг., не удалось достичь даже поверхности планеты, а несколько других разбились при посадке.

Самая успешная станция, «Венера-13», проработала на венерианской поверхности чуть более двух часов, а затем вышла из строя под действием давления и высокой температуры. На полученных от «Венеры-13» изображениях запечатлен каменистый, иссушенный и чрезвычайно враждебный мир.

Так как же человеку выжить в таких условиях?

Самое главное — держаться подальше от поверхности планеты.

«Проблема заключается в том, что атмосферное давление на венерианской поверхности значительно выше земного, — говорит Джеффри Лэндис, писатель-фантаст и по совместительству ученый из исследовательского центра НАСА, одним из первых предложивший оригинальный способ колонизировать Венеру. — С другой стороны, венерианская атмосфера — наиболее сходная с земной среда обитания во всей Солнечной системе».

На высоте примерно в 50 км от поверхности атмосфера Венеры представляется вполне пригодной для обитания.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

В 1970-х гг. советские спускаемые аппараты передали на Землю первые фотографии венерианской поверхности

Прежде всего, атмосферное давление здесь примерно соответствует давлению на поверхности Земли. Кроме того, на этой высоте атмосферный слой достаточно толст, чтобы обеспечить уровень радиационной защиты, сравнимый с земным.

Температура на такой высоте составляет около 60°C — довольно жарко, но существующие технологии неплохо справятся с этой проблемой.

А еще на несколько километров выше температура венерианской атмосферы опускается до приемлемых 30°C, при этом давление и уровень радиационной защиты все еще находятся в пределах разумного.

Поскольку притяжение Венеры примерно равно земному, поселенцам, которые будут жить там годами, не грозят связанные с низкой гравитацией проблемы, такие как ломкость костей и ослабление мышечного тонуса.

Остается главный вопрос: как добиться того, чтобы колония постоянно плавала в удушающей атмосфере, лавируя между ядовитыми облаками, состав которых больше всего напоминает промышленное средство для прочистки труб? По счастью, смелое решение подсказала физика.

На Земле углекислый газ тяжелее воздуха — а значит, шар, наполненный смесью азота и кислорода (то есть воздухом, которым мы дышим), окажется легче венерианской атмосферы. Он взмоет в небо подобно земному воздушному шарику, наполненному гелием.

Иными словами, венерианские поселенцы могли бы жить внутри шара, заполненного привычным им воздухом.

Шар достаточно больших размеров будет способен висеть над поверхностью Венеры вместе с поселенцами и необходимыми для жизни запасами. А в гигантском шаре можно создать настоящее поселение.

«Сфера диаметром в один километр может поднять 700 тысяч тонн груза [на Венере] — это масса двух небоскребов Empire State Building, — говорит Лэндис. — А двухкилометровый шар поднимет 6 млн тонн. Фактически можно создать замкнутую среду размером с земной город».

Но что если оболочка шара порвется?

«Он не лопнет подобно воздушному шарику», — уверяет Лэндис. Поскольку давление внутри сферы будет равно наружному, прорыв оболочки приведет не к мгновенному взрыву, а к медленной утечке воздуха.

«Представьте себе, что вы открыли окно: воздух из комнаты будет постепенно выходить наружу, а наружный воздух — проникать в помещение. Чем крупнее шар, тем медленнее будет идти этот процесс», — объясняет ученый.

А защитить шар от облаков серной кислоты, оказывается, еще проще. Решение этой проблемы, в свое время успешно опробованное советскими учеными, сегодня можно найти на любой кухне.

В 1985 году рядом с Венерой пролетала советская автоматическая станция «Вега», направлявшаяся к комете Галлея.

«С «Веги» в венерианскую атмосферу были запущены два шара, которые провели два дня, паря над поверхностью планеты как раз на интересующих нас высотах, — говорит Лэндис. — Внешняя поверхность их оболочки была покрыта тефлоном. Этот материал стоек к воздействию серной кислоты».

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Люди могли бы жить в венерианской атмосфере, а необходимые им ресурсы добывать с поверхности планеты при помощи роботов

Впрочем, есть вопросы, которые пришлось бы решать жителям любой космической колонии — например, поиски сырья и поддержания очень сложной биосферы, необходимой для продолжительного существования вдали от Земли.

Но в атмосфере Венеры имеется многое из того, что понадобится колонистам на первоначальном этапе. Углекислый газ можно разложить на кислород и углерод, а серную кислоту — на воду, кислород и серу.

И хотя поверхность Венеры останется недоступной для людей, для поиска и разработки полезных ископаемых можно использовать роботов.

Жители колонии управляли бы роботами в реальном масштабе времени. Делать это с Земли невозможно: чтобы преодолеть миллионы километров между планетами и вернуться назад, радиосигналу требуется около 20 минут.

Но не спешите паковать чемоданы: наших знаний о Венере пока недостаточно для того, чтобы с уверенностью утверждать, что идею атмосферной колонии можно реализовать на практике.

«Прежде всего необходимо отправить к Венере несколько автоматических станций, чтобы узнать о планете больше, — говорит Лэндис. — Венера остается одной из малоизученных планет Солнечной системы».

Наши знания о Венере недостаточны из-за того, что исследования этой планеты по большей части пришлись на ранний этап развития космонавтики. По мере усовершенствования технологий ученые обратили взор к другим планетам, в особенности к Марсу.

«Сейчас нам известно очень многое о Марсе — о его истории, атмосфере и климате, — говорит исследователь НАСА Лори Глэйз, специализирующаяся на Красной планете. — А вот в том, что касается знаний о Венере, мы несколько отстаем».

Глэйз собирается исправить эту ситуацию. Она работает над проектом DaVinci — планируемой межпланетной экспедицией, в рамках которой НАСА собирается отправить автоматический зонд вглубь венерианской атмосферы, чтобы лучше изучить планету.

«DaVinci призван ответить на наши главные вопросы о Венере, — говорит она. — Эта экспедиция поможет нам изучить состав и динамику венерианской атмосферы, с тем чтобы понять, каким образом можно обеспечить долговременное нахождение в ее верхних слоях».

«Венера — захватывающая планета, она сулит нам разгадку множества тайн, — отмечает Глэйз. По моему убеждению, нам необходимо больше узнать о ней. Пора вернуться на Венеру!»

Свинец плавится при температуре 327 градусов

Расплавить свинец нетрудно. Это можно сделать даже в домашних условиях, используя подходящую тонкостенную стальную или даже алюминиевую емкость. Температура плавления свинца невысокая. Чтобы ее достичь, достаточно пламени конфорки бытовой газовой или электрической плиты.

Свинец: характеристика

Распространение в общей массе земной коры – 0,0016 %. Это вроде бы и мало, но если сравнивать данный показатель с ближайшими соседями по таблице химических элементов – ртутью, золотом, висмутом, то свинец занимает гораздо более высокое место. Основной источник сырья для его получения – это полиметаллические сульфидные руды.

Материал имеет характерный грязно-серый цвет. На срезе свинец блестит с синеватым отливом, однако вскоре тускнеет. Это происходит окисление при воздействии воздуха. На поверхности среза образуется тонкий слой оксида. Металл тяжелый, его плотность – 11,34 г/см³. Это в полтора раза больше, чем у железа, и вчетверо в сравнении с алюминием.

Кроме того, что температура плавления свинца невысока, он еще является одним из самых мягких металлов. Его можно поцарапать ногтем, порезать ножом. Он достаточно гибкий, плющится молотком. Материал хорошо подходит для плавления и литья даже в домашних условиях.

Технологические свойства: какая температура плавления свинца?

Он плавится при 327,46 °C (600,61 K). Сохраняет высокие технологические литьевые свойства в диапазоне от 400 до 450 °С. Температура кипения свинца равна 1751 °С (2022 K). Пленка оксида, необходимая для защиты от коррозии, плавится только при 850 °С. Такая высокая температура, существенно превышающая режим плавления, усложняет процесс сваривания свинца в сплавах с другими металлами. К тому же при 700 °C летучесть свинца заметно возрастает.

В холодном виде материал хорошо поддается обработке. Его можно прокатать в тонкую фольгу. При давлении от 2 т/см² дробленый свинец спрессовывается с образованием монолитной массы. Проволоку из него получают не методом литья, а при продавливании твердого материала через фильеру. Малая разрывная прочность не дает возможности использовать для этих целей обычное волочение.

При какой температуре плавится свинец в составе с другими металлами? Это будет зависеть от состава сплава и соотношения металлов в нем. С одним материалом температура может повыситься, в то же время с другими – быть значительно ниже. К примеру, припой, в основе которого олово (64 %) и свинец (36 %), плавится при 180-200 °С.

Плавление в домашних условиях: подготовка

Необходимо подобрать подходящую емкость, желательно, чтобы ее ручка была из жаростойкого материала. Хорошо для этих целей подойдет старый чайник, кофейник или другая вышедшая из употребления кухонная утварь с удобной рукоятью. Можно расплавить материал и в старой чугунной посуде, а для заливки использовать глубокую ложку с длинной ручкой.

В крайнем случае подойдет и жестяная консервная банка. Но тут не обойтись без плоскогубцев. Ими можно снять с огня разогретую посуду и залить расплавленный свинец в подготовленную форму. Но это следует делать очень осторожно. Для удобства на ободке жестянки лучше сделать желобок. Тогда расплавленный металл выльется тонкой струйкой без подтеков и точно в нужное место. Место для захвата плоскогубцами также следует заранее оборудовать, чтобы не производить лишних манипуляций с посудой и разогретым металлом.

Подготовленный и максимально очищенный от посторонних примесей свинец по возможности измельчают на мелкие кусочки. Так он быстрее будет плавиться. Емкость надежно устанавливается над горелкой и прогревается. Это делается для выгорания с ее поверхности влаги и нежелательных посторонних примесей.

Процесс плавления и заливка

Не стоит загружать в посуду сразу весь объем подготовленного материала. Контактировать с разогретой поверхностью будет только нижний слой свинцового лома, а все, что сверху, будет только забирать на себя тепло и этим замедлять прогрев. Лучше сначала расплавить несколько кусочков, чтобы образовалась лужа, а затем в нее постепенно добавлять новые порции металла. В таком случае увеличивается площадь разогревающей поверхности.

После расплавления всего объема материала металлической лопаткой или ложкой с длинной ручкой с поверхности расплава необходимо снять слой шлака, примесей и мусора. Заливку следует производить в разогретую форму. Сравнительно низкая температура плавления свинца предполагает его быстрое застывание. Особенно заметно это в холодной форме. Материал теряет текучесть, заметно густеет, расплав не заполняет форму, качество отливки ухудшается.

Техника безопасности

Температура кипения свинца очень высока (1751 °C), и достичь ее в домашних условиях нереально. Тем не менее летучесть его уже при 700 °C становится довольно высокой. При существенном превышении температуры плавления находящиеся поблизости люди могут подвергаться негативному воздействию его испарений. Если нет существенной технологической необходимости перегревать расплав, не следует его доводить до красноватого оттенка. Именно это свидетельствует о том, что температура плавления свинца была превышена.

Расплавленный свинец при попадании на кожу может вызвать серьезные ожоги. Его капли прожигают одежду, при попадании на быстровоспламеняющиеся материалы могут вызвать возгорание и, как следствие, пожар, поэтому работать следует осторожно. Недопустимо попадание воды в расплавленный свинец. Это вызывает фонтан серебристых брызг, которые при попадании в глаза могут вызвать крайне нежелательные последствия.

Работать следует в хорошо проветриваемом помещении или на улице. Не стоит пренебрегать средствами индивидуальной защиты. Респиратор или даже ватно-марлевая повязка защитят дыхательные пути от свинцовой пыли. Малые дозы свинца в организме, возможно, сразу и не вызовут последствий. Однако этот материал имеет склонность накапливаться на протяжении жизни и вызывать отравление при превышении допустимых доз.

Свинец расплавить не очень сложно. Сделать это можно и самостоятельно, воспользовавшись ёмкостью из алюминия или тонкостенной стали.

Этот металл плавится при невысокой температуре, достичь которую можно посредством обыкновенной газовой конфорки или электрической плиты.

Характеристики свинца

На нашей планете содержится 0,0016% этого металла от совокупной массы земной коры. Этот показатель хоть и небольшой, однако, если его сравнивать с иными химическими элементами — висмутом, золотом, ртутью, то свинец находится на гораздо более высокой позиции.

Преимущественный источник сырьевого материала — сульфидные полиметаллические руды. Металл имеет следующие качества:

• мягкость;
• невысокая температура плавления;
• обрабатывать этот металл можно и самостоятельно.

Этот материал характеризуется грязно-сероватым оттенком. На участке среза металл имеет синеватый отлив, который постепенно становится тусклым. Это связано с окислительным процессом, который происходит благодаря влиянию кислорода. На срезе при этом формируется оксидный слой.

Это тяжёлый металл, его плотность составляет 11,34 г/см³. Этот показатель примерно в полтора раза выше, нежели у обыкновенного железа. Помимо всего прочего, свинец также относится к наиболее мягким металлам.

Его поверхность с лёгкостью царапается даже обыкновенным ножиком или ногтём. Свинец является крайне гибким, расплющить этот металл можно обыкновенной киянкой или молотком. А ещё он нередко используется для литья или плавления своими руками.

Температура плавления

Температурные показатели, при которых свинец начинает закипать — 1751 градус.

Этот металл начинает плавиться при температуре 327,46 градуса по шкале Цельсия. Его литьевые качества полностью сохраняются в пределах от четырёхсот до четырёхсот пятидесяти градусов.

А оксидная плёнка, защищающая материал от воздействия коррозии, начинает плавиться лишь при температуре в 850 градусов Цельсия, что затрудняет сваривание этой разновидности металла с другими. Кроме того, уровень летучести свинца существенно увеличивается при температуре в 700 градусов.

Материал отлично обрабатывается и в охлаждённом виде. Из него можно сделать тонкий слой фольги. Если на этот металл воздействует давление в 2 тонны на квадратный сантиметр, то он приобретает вид монолита.

Проволоку же из него делают посредством продавливания в фильере. Низкая степень прочности на разрыв не позволяет пользоваться обыкновенным волочением для этой цели.

Подготовка к плавлению свинца

Для начала нужно найти ёмкость. Будет отлично, если ручка сосуда будет сделана из какого-нибудь жароустойчивого материала. Для этой цели можно воспользоваться старым кофейником или чайником.

Материал можно плавить и в устаревшей посуде, сделанной из чугуна, пользуясь глубокой и длинной ложкой для заливки.

Если поблизости нет подходящей ёмкости, то можно применить и обыкновенную консервную «жестянку». Однако, здесь следует пользоваться пассатижами, которые будут использоваться для снятия раскалённой посуды с пламени и заливки материала в форму.

Не забывайте, что во время работы нужно быть предельно осторожным. Чтобы упростить процедуру, на одной стороне банки можно сделать небольшой желобок. В таком случае раскалённый металл будет выливаться тоненькой струйкой чётко в необходимое место.

Очищенный от примесей материал можно помельчить, чтобы он расплавился как можно скорее. Ёмкость нужно надёжным образом поставить над горелкой и как следует прогреть. Это нужно сделать для того чтобы избавить поверхность от лишних примесей и влаги.

Процедура плавки

Не нужно пытаться расплавить сразу весь подготовленный свинец, ведь взаимодействовать с раскалённой поверхностью ёмкости будет лишь самый нижний слой.

Сначала расплавьте два-три куска, чтобы сформировалась лужица, после чего постепенно накидывайте новый материал. Так у вас появится возможность сделать рабочую площадь более объёмной.

После плавления с поверхности металла нужно убрать слой мусора, примесей и шлака. Заливка должна осуществляться в нагретую форму. А также свинец характеризуется оперативным застыванием. Материал быстро утрачивает текучесть, становится более густым, в связи с чем не может полностью наполнить собой форму.

Меры безопасности

Дома нереально добиться закипания свинца, так как температура при этом должна быть крайне высокой. Так или иначе, но летучесть этого металла заметно увеличивается уже при 700 градусов.

При повышении температурных показателей, люди, находящиеся рядом, могут пострадать от неблагоприятного воздействия испарений материала.

В том случае, если нет необходимости, не нужно доводить свинец до «красноты». Расплавленный свинец может навредить следующим образом:

1. При попадании на поверхность кожного покрова, он может стать причиной сильных ожогов, так как температура плавления свинца довольно высокая.
2. Капли металла быстро прожигают предметы одежды.
3. Если раскалённый металл попадёт на легковоспламеняющиеся предметы и материалы, то это запросто может стать причиной пожара.

А также следует избегать попадания жидкости в раскалённый металл. В противном случае может появиться фонтан из раскалённых брызг, которые могут доставить много проблем.

Плавить свинец нужно на свежем воздухе или в помещении с хорошей вентиляцией. Нежелательно избегать применения защитных средств. Респиратор или обыкновенная марля способны защитить лёгкие от металлической пыли.

Свинец является химическим элементом из 14 группы, таблицы Д. И. Менделеева. Свинец получил 82 номер. Свинец является ковким и пластичным металлом серебристого оттенка, включая синеватый оттенок. Элемент повсеместнораспространен по поверхности Земли, легко добывается и поддается влиянию. Первые украшения и свинцовые предметы роскоши (Бусинды) с применением металлургической деятельности, дают право утверждения, что плавление металла как свинца, стала первой в истории человечества около 6400 г. до н. э. Самым старым изделием из свинцового сплава считается женская статуэтка в одежде из храма Осириса (3100 – 2900 гг. до н.э.). Древний Рим производил до 80 тыс. тонн свинца в год, в том числе для водопровода. На территории Руси металл нашел применение в обустройстве крыш, для печатей при создании грамот. Происхождения слов «свинец» до сих пор не ясно, на латинском языке название произошло от слова plumber (водопроводчик).

Алхимики связывали элемент с Сатурном. К 1840 г. промышленная революция спровоцировала выработку свинца до уровня 100 тыс. тонн, а ко второй пол. XIX ст. производилось уже 250 тыс. тонн. До 1990 годов элемент активно применяли в типографии.

Свинец характеристика

Компонент редко обнаруживается в самородном виде. Существует более 80 минеральных пород с включением элемента, например: церуссит, галенит, англезит.

Технологические свойства и характеристики металла

Свинец получил типичные особенности и технологические свойства своей группы и характеризуется повышенной тяжестью, и плотностью с традиционным серым оттенком. При контакте с воздухом металл теряет блеск.

Несмотря на высокую плотность металл проявляет существенную мягкость, при комнатной температуре на нем можно оставить след ногтем.

Плотность свинца и его масса

Масса элемента равняется 82, что является причиной большого веса. Кристаллическая решетка получила кубическую форму. В углу модели молекулы и посредине всех граней находится атом.

Высокая масса относит вещество в состав списка тяжелых компонентов. При нагревании плотность материала падает.

Какая температура плавки свинца?

Свинец не является тугоплавким веществом, что выделяет его из прочих плотных элементов. Вещество легко можно деформировать и прокатать в фольгу.

Температура полного плавления свинца – 327,46 °С. Что бы узнать какая точная температура плавления свинца достаточно применить формулу F = 1,8 °C + 32. Таким образом плавление свинца происходит при температуре 620,6 F.

Температура кипения элемента наступает при – 1749 °С. Чтобы провести процедуру литья необходимо довести компонент до 400–450 °С.

Стоит отметить что при температуре -7,26 К, компонент получает сверхпроводимость. При плавлении компонент получает текучие свойства, увеличивается вязкость и изменяется поверхностное напряжение.

Механические свойства

Высокая пластичность стала причиной плохих прочностных качеств.

• Сопротивление разрыву – до 13 Мпа (у железа показатель – 250 МПа).
• Твердость по Бринеллю составляет – 3,2 – 8 НВ.
• Предел при сжатии – до 50 Мпа.
• Удлинение материала не более 50-70%.

Теплопроводность в два раза меньше, чем у Феррума, в 11 раз ниже показателя меди и составляет 33,5 вт/(м·К). При комнатной температуре значение теплоемкости – 0,12 кДж/(кг·К).

Электропроводность в нормальных условиях проявляет плохую электропроводность: удельное сопротивление равно 0,22 Ом-кв. мм/м. У меди такой показатель достигает 0,017.

Сопротивление коррозии

По своим инертным свойствам свинец приближается к категории благородных металлов. Высокий порог вступления в реакцию и наличие оксидной пленки, обеспечивают высокую сопротивляемость ржавчине. Серная кислота, а также угольный ангидрид, растр сероводорода не воздействует на элемент. В городской местности уровень коррозии может достигать -0,00068 мм/год.

Свинец стойкий к хромовой, концентрированной уксусной, фосфорной кислоте. Компонент быстро разрушается в азотной и разбавленной уксусной кислоте и концентрированной серной (90%).

Области применения свинцовых сплавов

Свинец активно применяется для источника тока полученного химическим путем. Около ¾ всей массы произведенного металла используется для создания свинцовых аккумуляторов. Несмотря на конкуренцию щелочных источников энергии, свинец вырабатывает электричество более высокого напряжения. Элемент применяется для обмоток сверхпроводящих трансформаторных систем. Компонент был одним из первых замеченных веществ со свойствами сверхпроводимости. Свинцовый сплав (баббит) нашел применение в создании подшипников, благодаря антифрикционным свойствам. Свинец широко применяется для создания электрических предохранительных систем благодаря возможности создания легкоплавких соединений с другими металлами (кадмием или оловом).

Подшипники из свинцового сплава

20% всего объема компонента идет на создание оболочки силового кабеля для подземных и подводных линий. Свинец начали применять в военном деле во времена Римского государства, в качестве снарядов для катапульты. Современная промышленность производит из свинца пули и другие комплектующие для спортивного инвентаря, боевого и охотничьего оружия. Свинец популярен в качестве универсального припоя, включая случаи, когда соединить метал другим вариантом затруднительно.

Металл активно применяется для защиты от радиоактивного излучения, благодаря своей массе. Благодаря дешевизне компонент устанавливается в рентген кабинетах, и на ядерных полигонах.

Также элемент используется, как часть звукоизоляционного покрытия и в кровельном деле. Также материал используют в сейсмостойких фундаментах строений, и уплотнений между кладкой. Краска со свинцом используется на технических сооружениях (мосты, каркасные строения).

Домашние и промышленные способы

Для выделения и плавления чистого свинца, чаще всего используют галенит, как основу плавки. Способом флотации обогащают концентрат до 40-70%. Далее применяют несколько методов плавления:

• Электротермическое плавление.
• Способ термического плавления Ванюкова (расплавление в жидкой ванне).
• Плавление в шахтной (ватержакетной) печи.

После химической обработки удаляют примеси других элементов, в результате чистота свинца достигает более 99%.

Главными производителями являются: страны ЕС (плавление 2200 килотонн), США (1400), КНР (1200), РФ (1100). Также широкое производство плавления компонента находится в Южной Корейской республике, Украине и Казахстане.

Приготовление расплава

Для начала плавления в домашних условиях подбирается емкость с жаростойкой ручкой, которая выдержит высокую температуру. Для такой функции подходит старый кухонный чайник или подобная бытовая утварь. В домашних условиях можно применять чугунную посуду, при отсутствии других вариантов используют консервные емкости, с использование плоскогубцев в виду высокой температуры операции. Заранее следует предусмотреть будущее место захвата банки инструментом. Для удобства, в жестяной банке можно проделать отверстие в районе ободка. Это даст возможность точно выливать металл с высокой температурой, в нужном месте, без потеков расплавленной массы снаружи емкости.

Обрабатываемый материал размельчают и избавляют массу от лишних включений любыми доступными способами. Чем лучше будет размельчен металл, тем быстрее он расплавится. Емкость необходимо надежно установить над источником огня и прогреть для ликвидации влаги и сторонних примесей.

Кипение свинца достигается при температуре более 1700 °C. В домашних условиях такую температуру создать невозможно, однако при температуре 700 °C элемент проявляет высокую летучесть. Таким образов при отсутствии специального оборудования и практической необходимости, не стоит доводить свинец до температуры с красным оттенком, в виду вредности испарений для окружающих лиц.

Процесс плавления и заливка

В подогреваемую емкость не стоит сразу погружать весь лом. Контактировать с нагретым дном будет только тонкий слой, а остальная приобретенная температура будет рассеиваться в массе свинца. Для эффективной плавки лучше бросить небольшое количество в уже разогретую ванну постепенно помещая остальные части. Это увеличит площадь разогретой массы с высокой температурой.

После разогрева всей массы лома. На поверхности образуется шлаковый слой, который нужно убрать ложкой с длинной ручкой или подобным средством. Если масса получила единую разогретую консистенцию ее стоит переместить в предварительно разогретую форму. Низкая температура плавления провоцирует быстрое застывание в кристаллический вид. Если форма не разогрета, свинец начнет неровно ложится прямо во время заливки, и изделие получится неоднородным с присутствием дефектов.

Рыболовные лаки

Свинцовые изделия, статуэтки или рыболовные снасти можно покрывать лаком, используемым рыбаками. У любителей рыбной ловли есть несколько функций для этого ингредиента. Однако с предотвращением оксидного слоя на поверхности, раствор также эффективно справляется. Производят жидкость для придания старым наживкам и грузилом былого блеска.

Методы избавления от оксида

Во время взаимодействия с воздухом между атомами металла и окружающей средой образуется ионная связь. Кислород отдает два электрона. На поверхности быстро возникает окислительный слой. Такая оксидная пленка способна предотвратить дальнейшее воздействие враждебной среды. Пленка, также становится барьером во время передачи электричества.

Оксидная пленка на продукте, изготовленном из свинца появляется через малый промежуток времени. Механическая очистка – довольно трудоемкое и бесполезное занятие. Сразу после успешного снятия слоя, образуя поле, и оголенные атомы вступают в связь с новыми атомами воздуха. Создать защиту для предмета можно при использовании масла подсолнуха. Также актуален вариант с графитовой смазкой и лаком.

Для домашнего обихода отлично подходит масло подсолнуха. Масло наливают в миску, после чего в жидкость помещают требуемое изделие из свинца. При правильной выдержки (около 5 минут), необходимо вытянуть изделие из масла и дать ему просохнуть на подготовленных салфетках.

В условиях производства для уменьшения распространения оксидных включений на поверхности деталей применяют графитовую смазку. Смазка не является редкой или дорогостоящей, однако в бытовых условиях она редко оказывается в наличии. Такое средство продается в автомагазинах и хозяйственных торговых точках. При должном отношении свинцовая поверхность будет длительное время демонстрировать блеск.

Графитовая смазка для свинца

Если оксидная пленка уже успешно покрыла поверхность, существуют способы ее удаления. Для этого, применяется концентрированный раствор кислоты. Для таких действий необходима специальная подготовка, включая наличие химического стеклянного инвентаря. Обычные столовые банки или миски не подойдут. Реактивные ингредиенты могут нанести вред человеку, оставить ожоги на теле.

Приветствуется использование защитных очков и маски.

Обрабатываемое изделие погружается в кислотный раствор. Необходимо подождать пока пленка оксида будет разрушена. После успешного подъема из раствора обрабатывается поверхность для защиты маслом или лаком.

Техника безопасности

Расплавленный свинец способен произвести значимые увечья и ожоги. Капля мгновенно пропалит одежду и попадет на открытую поверхность кожи. Жидкая форма свинца может при вытекании попасть на легко возгораемые предметы и спровоцировать пожар в помещении. Если в жидкий расплав проникает вода происходит резкая вспышка с распространением мелких брызг металла по всей площади. Такие включения могут попасть на кожу и глаза, что болезненно и опасно для органов человека. Таким образом, обязательно во время работы необходимо использование одежды, которая покроет все тело включая рукава, надевайте головной убор. Ткань должна быть с высокой огнеупорностью и термостойкостью. На лицо необходимо надеть маску и защитные очки.

Помещение, в котором проводят плавку, необходимо хорошо проветривать, ввиду токсичности испарения свинца. Если маски нет в наличии используйте ватно-марлевую повязку. При попадании в организм свинец может спровоцировать и усугубить ряд болезненных процессов, накапливаясь в органах, элемент вызывает острое отравление.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Свинец

Свинец Pb (Plumbum) 

Свинец — один из самых первых металлов, освоенных человеком. Во многом это связано с его распространенностью и простой обработки. Со временем открылись более ценные качества свинца, и сегодня этот металл занимает важное место в жизни человечества.

История открытия свинца

Самыми древними артефактами, изготовленными человеком из свинца, считаются древнеегипетские статуэтки возрастом около 5 тысяч лет, хотя археологи находили более древние простые изделия из этого металла. Первый бум использования свинца случился во времена Римской Империи, когда из него стали изготавливать водопроводные трубы и даже использовали в гастрономических целях. Уже в те годы были подозрения, что это может быть вредным для здоровья. После падения Рима потребление свинца значительно снизилось, но применение токсичного материала в организации водоснабжения продержалось практически до 20-го века во многих странах.

Податливый металл активно использовали как соединительный материал в оконных рамах и покрытиях крыш. С промышленной революцией викторианской эпохи потребность в свинце многократно возросла, с каждым годом открывались новые возможности и сферы применения свинцовых соединений. Довольно быстро этот металл стал одним из важнейших элементов, необходимых для технического прогресса, и остается таким до сих пор.

Свойства свинца

Свинец обладает прекрасной пластичностью и ковкостью, но низкой устойчивостью к нагрузке на разрыв. Металл плотный и тяжелый при сравнительной мягкости. Плавится уже при температуре 327 0C, что делает работу с металлом предельно легкой. Сдерживает радиоактивное излучение — например, свинцовый лист толщиной всего 5 миллиметров будет непроходим для рентгеновских лучей.

В металлургии и промышленности ценится способность свинца вступать в сплавы с металлами, которые между собой без свинца соединяться не могут. Устойчивость к кислотам (сравнимая с золотом) находит применение в различных производственных отраслях — из свинца изготавливают трубы и емкости для транспортировки кислот. В сочетании с низкой стоимостью, перечисленные качества предопределили сферы использования этого уникального металла. Картину портит лишь один существенный минус — токсичность для человека и окружающей среды.

Нахождение в природе

В виде самородков практически не встречается, зато присутствует в множестве полиметаллических пород. Металл всегда содержится в урановых рудах. Забайкальские и северно-сибирские месторождения часто представляют собой свинцово-цинковую руду. В соединениях с другими металлами свинец присутствует в составе более 80 минералов. Наиболее богатые свинцом залежи находятся в США, России, Австралии и Казахстане.

Основные свинцовые руды

Галенит — главный источник свинца, упоминавшийся еще в трудах античных авторов. Характерен кубической структурой кристаллизации и классическим «свинцовым» цветом. Имеет металлический блеск, но на воздухе активно вступает в реакцию с кислородом и становится тускло-матовым. Среди примесей отмечается кадмий — ценный для промышленности металл.

Церуссит — образуется от выветривания галенита, также ценный источник свинца. Отличается высокой прозрачностью, из-за чего можно легко спутать с более ценными породами. Еще пару столетий назад растертый в порошок церуссит использовался как косметическое средство, а кристаллы предавали огранке и торговали ими под видом драгоценных.

Андорит — стоит особняком среди многочисленных руд, содержащих свинец, благодаря равнозначному содержанию серебра, добывается для получения и того, и другого металла. Распространен в Средней Азии и гористых районах Южной Америки.

Крокоит — один из немногих минералов свинца, который не имеет промышленного значения и применения, но используется в качестве декоративного или коллекционного экспоната. «Красная свинцовая руда» обладает уникальным внешним видом и структурой, напоминающей прессованный шафран (от французского названия которого и получил свое название). Хотя открыт минерал был в России, на Урале, и изначально назывался «сибирский красный свинец».

Главные страны-производители свинца

Львиная доля мирового объема производства свинца приходится на Евросоюз, но стоит отметить, что 60% металла они получают от вторичной переработки, а не прямой добычей — такая тенденция набирает популярность и в других странах. Следующие 3 места делят между собой США, Россия и Китай, с небольшими отрывами друг от друга. На постсоветском пространстве высокие показатели производства свинца традиционно демонстрируют Украина и Казахстан. Последний также обладает одними из крупнейших в мире разведанных запасов этого металла.

Промышленное получение

Из руды, содержащей свинец (чаще всего это галенит — минерал сульфидного класса), на первом этапе получают концентрат 50-70%. Для этого сырье измельчают и перемешивают с маслом и водой. Сульфидные соединения обволакиваются маслом и удерживаются на поверхности раствора, в то время как побочная порода выпадает в осадок. Этот метод называется флотация.

Далее из получившегося концентрата необходимо получить веркблей (название чернового свинца в металлургии, содержание целевого металла составляет примерно 90%). Сначала производится термическое окускование концентрата, при этом масса существенно обогащается кислородом. После этого в ватержакетной шахте из оксида восстанавливается свинец.

На последнем этапе получают чистый свинец. Для удаления из сплава конкретного металла и прочих примесей необходима отдельная процедура:

• Пользуясь разницей в температуре плавления, отделяют металлы, более тугоплавкие чем свинец (например, медь). Процесс называется зейгерованием.
• Мышьяк и сурьма удаляются с помощью рафинирования щелочами.
• Цинковая пена позволяет выделить некоторые драгоценные металлы.
• Реакции соединений кальция помогают удалить висмут из состава.

Конечный набор необходимых процессов зависит от степени загрязнения породы. В результате получают свинец с содержанием примесей около 0,1% и менее.

Важнейшие соединения свинца и их применение

Свинец, будучи легкоплавким тяжелым металлом, издревле и по сей день применяется для изготовления боеприпасов, в том числе и гражданского назначения. Другая особенность свинца — способность поглощать радиацию, обусловила его широкое использование в атомной энергетике и медицинской технике. Но гораздо более обширные возможности открывают различные соединения свинца с другими веществами и сплавы металлов. Без них сложно представить какую-либо отрасль жизнедеятельности человека. Химическая промышленность и сельское хозяйство, военное дело и аккумуляторы, машиностроение и литография, геология и многое другое — во всех этих сферах задействованы соединения свинца.

Свинцовые баббиты

Это сплавы свинца с целью придать ему лучшую износостойкость и снизить коэффициент трения. В качестве легирующих добавок может быть использован целый ряд металлов – медь, никель, кальций и другие. Баббиты на основе свинца хорошо зарекомендовали себя при производстве подшипников различного назначения:

• вагоны и электровозы;
• крутящиеся части дизелей;
• тяжелая промышленность;
• сложная техника и автомобилестроение.

С 1847 года свинцовые баббиты — неотъемлемая часть российской промышленности. Из недостатков отмечают довольно быстрое разрушение от тяжелых нагрузок, поэтому долговечность агрегатов с применением подобных сплавов сильно зависит от качества металла корпуса подшипникового устройства. Чем он толще и прочнее — тем более объемным можно сделать баббитовый слой, а значит и увеличить срок службы изделия.

Плюмбаты

Ортоплюмбат кальция — кристаллическое вещество слабо-оранжевого цвета. На протяжении всего 20-го столетия использовался в химии и медицине как источник для простого получения чистого кислорода, который выделяется при нагревании. Способствовала этому и простота синтеза самого вещества — оно получается при прокаливании оксида свинца и карбоната кальция. Дальнейшему успеху мешала лишь токсичность процесса.

Следующая группа плюмбатов применяется в химическом получении сложных свинцовых соединений:

• метаплюмбат натрия;
• гексахлороплюмбат аммония;
• гексахлорсвинцовая кислота;
• триодоплюмбат калия.

Все они легко разлагаются, растворяются в воде и вступают в реакцию с другими соединениями. Это делает их незаменимым сырьем и катализатором для многих процессов, а также базовым компонентом при получении некоторых сложных веществ.

Оксиды свинца

Оксид свинца (PbO) – представляет собой слаборастворимые в воде кристаллы, желтоватого или алого цвета. Применяется в изготовлении стеклянных изделий, хрусталя, глянцевых эмалей и лаков. Распространенный компонент кислотно-свинцовых аккумуляторов. Сырье для других соединений.

Диоксид свинца — ядовитый бурый порошок с характерным запахом. Важный катализатор множества химических реакций и процессов, ни одна исследовательская лаборатория не обходится без этого вещества. При добавлении в состав красок ускоряет процесс их высыхания, чем активно пользуются производители лако-красочной продукции.

Тетраоксид свинца, он же сурик — нерастворимый порошок оранжево-красного цвета. Редко, но встречается в природном виде. Широкое применение получил в качестве пигмента для антикоррозийных покрытий при строительстве зданий, мостов, кораблей и других крупных объектов. Когда некоторые детали недостроенного судна кажутся «ржавыми» — это эффект от свинцового сурика в составе защитных эмульсий.

Отдельно стоит упомянуть ЦТС — оксид соединения цирконатов и титанатов свинца. Ценнейшее вещество, способное при деформирующем воздействии индуцировать заряд, или же выдавать обратную реакцию — под влиянием тока деформироваться. Без него было бы невозможным создание многих видов электроакустических устройств и конденсаторов.

Соли свинца

Нитрат свинца — получают растворением свинцовых пластин в азотной кислоте. Известен более 400 лет, но коммерческое производство начато лишь в 19-м веке. В спокойном состоянии представляет собой бесцветный порошок, хорошо растворимый в воде. Применяется в качестве подавителя реакций в нейлоновых полимерах и улучшителя при цианировании золота. Некоторое время использовался в качестве пестицида и окислителя в органической химии, но из-за сильной токсичности применение фактически сошло на нет. В настоящее время служит сырьем для получения более сложных соединений свинца и других веществ.

Азид свинца — соль азотистоводородной кислоты, чрезвычайно ядовита. Распространенное взрывчатое вещество, используемое в качестве инициатора (в детонаторах). Будучи очень чувствительным к физическому и температурному воздействию, требует особых мер осторожности при обращении.

Хлорид свинца — получается при реакции с соляной кислотой. Изредка встречается в природе (коттунит) с относительно малым количеством примесей. При этом имеет умеренную радиоактивность, некоторых ученых это наводит на мысли о метеоритном происхождении минерала. Широко используется в аккумуляторах, как катод.

Сульфат свинца — он же свинцовый купорос. Ядовит, опасен для здоровья людей. Часто встречается в природе (англезит). Синтезируется как побочное вещество при реакциях в аккумуляторах и является одним из главных загрязняющих факторов. В промышленности нашел применение в качестве пигментирующего материала.

Воздействие свинца на человека

Самым частым виновником отравления тяжелыми металлами является именно свинец. Долгое время свинцовые присадки использовались для этилирования бензина, что приводило к тяжелейшим загрязнениям воздуха в крупных городах. Сегодня использование свинца для повышения октанового числа топлива запрещено почти по всему миру (в Российской Федерации — с 2002 года). Другие возможные источники отравления:

• промышленные выбросы;
• загрязненная тяжелыми металлами аграрная продукция;
• предметы обихода с содержанием свинца;
• работа на вредных производствах.

Попадая в организм, свинец оказывает сильное токсическое действие. Особенно опасным является отравление металлом в детском возрасте. Интоксикация ребенка свинцом приводит к отставанию в физическом и умственном развитии, а когнитивные нарушения могут проявляться в течение всей последующей жизни. У взрослых постоянный контакт со свинцом или регулярное вдыхание его паров вызывает хроническое отравление, нарушает функцию мозга и в разы увеличивает вероятность тяжелых заболеваний, в том числе онкологических.

NASA собирается отправить людей на Венеру — Космос

ВАШИНГТОН, 19 октября. /Корр. ТАСС Владислав Павлов/. Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) разработало проект пилотируемого полета на Венеру. Он предполагает изучение планеты с помощью дирижабля, на котором участники экспедиции смогут провести целый месяц, прежде чем вернуться обратно на Землю. Описание проекта было размещено на сайте NASA.

Несмотря на то, что внимание как общественности, так и научного сообщество в последнее время приковано к Марсу, специалисты NASA уверены, что списывать Венеру со счетов в качестве следующего пункта назначения для космических экспедиций не стоит. «Подобная миссия потребует меньше времени для ее осуществления, чем пилотируемый полет на Марс», — убеждены они.

Страна багровых туч

Высаживаться на поверхность «планеты бурь» не предполагается. Несмотря на то, что Венера по своему геологическому строению очень похожа на Землю, особенности ее атмосферы приводят к тому, что поверхность этого небесного тела раскалена до такой степени, что там может плавиться свинец. Она покрыта кратерами, вулканами и лавовыми полями, и температуры здесь — одни из самых высоких в Солнечной системе, выше даже, чем на Меркурии — ближайшей к Солнцу планете. Все это — следствие того самого парникового эффекта, которого так опасаются ученые-экологи на Земле.

Спецпроект на тему

Так что условия как на самой поверхности, так и в нижних слоях атмосферы Венеры абсолютно не подходят для комфортного пребывания людей. Зато в верхних слоях атмосферы, где-то на высоте 50 км давление, плотность и уровень радиации вполне напоминают земные. Именно здесь, по замыслу специалистов NASA, и должны провести целый месяц двое астронавтов — экипаж дирижабля, который будет спущен с орбиты на парашюте.

Все это время они смогут проводить исследования и изучать планету с «воздуха». Затем, когда припасы и кислород начнут подходить к концу, прямо с дирижабля будет сброшена ракета, в которой экипаж вернется обратно на орбиту, где их будет ждать космический корабль, на котором они уже отправятся на Землю.

«Основные технические сложности этой миссии будут включать в себя орбитальные маневры на Венере и на Земле, спуск и наполнение дирижабля газом, а также защита солнечных панелей и всего корпуса в целом от воздействия серной кислоты в атмосфере», — отмечается в описании проекта. Специалисты NASA уверены, что все эти трудности можно будет решить в самом ближайшем будущем с дальнейшим развитием технологий.

Клеммы для аккумулятора: как выбрать и установить

Любая автомобильная деталь требует корректного ухода. Отдельного внимания заслуживают клеммы для аккумулятора, которые играют важную роль в функционировании батареи. Они необходимы для качественного соединения кабеля с аккумулятором. Не все знают, какие из них лучше.

Какие клеммы лучше

Со временем эти детали окисляются или разрушаются. В такой ситуации их надо менять на одну из тех, что присутствуют на рынке. Там продаются свинцовые, медные и латунные.

Свинцовые

Именно их предпочитают многие автовладельцы. Материал обладает отличной токопроводностью, он более мягкий, чем другие металлы, а также отличается устойчивостью к влиянию электролита и коррозии. Свинцовые клеммы дешевле прочих. Свинец легко поддается обработке простым напильником, подогнать его под требуемые габариты нетрудно. Начинают плавиться аккумуляторные клеммы из свинца при температуре в 300 градусов.

Латунные

Латунные клеммы несколько тяжелее остальных, зато прочнее. Быстро снимаются, обладают отличной электропроводимостью и высокой температурой плавления – до 950 градусов. Легко деформируются с помощью плоскогубцев.

Медные

Такие детали тоже прекрасно себя показывают. Электропроводимость – лучшая из всех, окисляются медленно, плавятся при самых высоких температурах, более 1050 градусов.

Автомобилисты сходятся во мнении, что именно свинцовые модели можно считать универсальными.

Как поменять клеммы аккумулятора

1. Если зажигание было включено, отключаем его. Ставим на ручник.
2. Открываем капот, откручиваем контакты – сначала отрицательный, потом положительный.
3. Убираем старые клеммы.
4. Зачищаем кабель.
5. Теперь просовываем его в купленную клемму, предварительно открутив прижимные болты.
6. Устанавливаем все на место и тщательно фиксируем.

Можно ли помешать окислению

В любом случае – необходимо грамотное и своевременное обслуживание. Окисление приведет к появлению на поверхности изделия налета, который требуется своевременно удалять. Если будете внимательно относиться к клеммам – двигатель будет проще запускать в мороз, медленнее станут нагреваться контакты.

Для очистки достаточно отсоединить клеммы, затем смочить их спиртосодержащей жидкостью, а потом протереть чистой и сухой тряпкой. После этого можно дополнительно обработать специальными средствами, улучшающими контакт. Выбирайте проверенную продукцию – надежные клеммы в ассортименте можно приобрести на https://klemma.ru/.

Лучший свинцовый расплавленный флюс? — Проволочные приманки

Подскажите, правильно ли я понял … добавить парафин прямо в мой плавильный котел? Я наливаю довольно много больших пушечных ядер для ловли палтуса и линга (16-40 унций), а также меньшего для осетровых и лосося (1-6 унций). Поможет ли это добиться более плавной заливки и высвобождения?

Спасибо,

Чад

Да, именно так. Просто бросьте кусок воска размером с мрамор на поверхность расплава. Будьте готовы тщательно перемешать ложкой или черпаком с длинной ручкой.Также будьте готовы к тому, что воск загорится и загорится в течение нескольких секунд. Продолжайте помешивать, пока не увидите пучок порошкообразной черной грязи, плавающей на поверхности серебристого блестящего металла. Снимите черную грязь и начните разливать. Когда вы добавляете больше свинца или слитков, вы должны снова флюсировать. Это займет всего минуту или меньше, но позволит избежать многих разочарований в дальнейшем.

Основное практическое правило, которого придерживаются практически все высококвалифицированные разливщики свинца:

Устранение проблем перед начинаешь заливать. Fluxing — неотъемлемая часть этой стратегии.

После флюсования вы должны увидеть, что расплав имеет гладкую зеркальную поверхность. Это, безусловно, должно способствовать более плавному наливанию, если вы делаете все остальное правильно. Раньше я наливал много шариков из лосося размером 1,5, 2 и 2,5 фунта. Удаляя оксиды свинца с поверхности и снижая вероятность образования оксидов в расплаве, флюсование поможет сделать металл максимально жидким, что облегчит разливку.

Но, пожалуйста, прочтите перед тем, как это делать.Здесь есть много информации, если вы быстро выполните поиск по запросу «flux».

Что же касается помощи свинцовым формам в выпуске свинцовых отливок, то это уже другая проблема. Во-первых, осмотрите охлажденное грузило для пушечного ядра от вашей «липкой» формы, и вы, вероятно, увидите некоторые потертости или царапины вдоль линий деталей формы. На краю формы есть заусенец, который вызывает эти следы, и это ваш виноват. Найдите эту область на форме и подпилите, соскоблите острием ножа или зашлифуйте заусенцы.Их может быть несколько, и они могут быть небольшими, поэтому ищите внимательно. Эта проблема очень распространена на больших формах для пушечных ядер, поскольку они часто подвергаются тяжелому использованию и злоупотреблениям, но хорошая новость заключается в том, что ее довольно легко исправить.

Также , обязательно тщательно выкурите полости формы копченным пламенем (опять же, часть правила «предотвращение проблем до того, как они начнутся»). Это поможет как с заполнением, так и с отделением формы. Эти несколько изменений в вашей практике заливки должны иметь большое значение для вас.Сообщите нам, как это происходит.

Надеюсь, это поможет, удачи!

Домашний свинцовый плавильный трос — национальное предупреждение, поскольку производители соблюдают закон Калифорнии

(16 декабря 1996 г. — Окленд) Любители, которые делают свои собственные свинцовые грузила, игрушечных солдатиков или пули в домашних условиях, будут предупреждены о ранее не осознаваемом риске для себя и своих детей, после судебных исков Фонда защиты окружающей среды (EDF) в соответствии с новаторским предложением 65 Калифорнии. EDF также определила металл-заменитель плавления, который позволяет избежать риска.

«В опасности не только человек у плавильного котла», — сказал Дэвид Роу, старший поверенный EDF. «Это также его дети или внуки, которых нет даже в доме, пока обрабатывают расплавленный свинец».

Исследования EDF показали, что плавление свинца в хобби-оборудовании не только сразу приводит к выбросу свинца в воздух, но и отлагает невидимую свинцовую пыль вокруг дома, где дети и взрослые могут подвергаться воздействию на долгое время. «Проблема не прекращается, когда вы убираете свой комплект для литья свинца», — сказал Роу.«Если вы не знаете, как проводить специализированную уборку, вы создали опасность, такую ​​как свинцовая краска, которая остается в доме на неопределенный срок». Обычная уборка пылесосом и чистка только размешивают свинцовую пыль и создают больше уязвимости.

«Лучший ответ — либо не забрасывать дома, либо использовать безопасный заменитель свинца», — сказал Роу. Один из ответчиков иска, Hilts Molds, продает сплав-заменитель, специально предназначенный для плавки, что позволяет избежать опасности.

Компании, производящие и продающие оборудование для домашнего свинцового литья (формы, плавильные печи и т. Д.)) согласились как предупредить своих клиентов о риске, так и — для тех, кто решает не прекращать практику, — рассказать им, как лучше всего снизить подверженность риску. Предупреждение подчеркивает опасность для детей и беременных женщин. Он рекомендует сильную вентиляцию во время использования и объясняет, как можно успешно удалить свинцовую пыль с поверхностей и полов, где она оседает.

Требуемое предупреждение является первым в соответствии с Предложением 65, которое включает графическое изображение, усиливающее «как» послание производителям продукта своим клиентам.

Все основные производители и продавцы по каталогам литейного оборудования юридически обязались давать новые предупреждения. Компании, подписывающие соглашения с EDF, включают Blount, Inc .; Гандер Маунтин, Инк .; Lee Precision, Inc .; C. Palmer Manufacturing Co .; Cabela’s; Lyman Products Corp; Midsouth Shooters Supply Co .; Мидуэй; Do-It Corp; и Hilts Molds. Юридическая фирма Chapman, Popik & White из Сан-Франциско представляла EDF в судебных исках против компаний.

Быстрый ответ: можно ли расплавить свинец пропановой горелкой?

Почему прекращено производство MAPP Gas?

Первоначальная добыча газа на МАПП была прекращена в 2008 году, так как единственное предприятие, на котором оно было остановлено, прекратило производство.

Установлено, что кислородное пламя газовых баллонов MAPP не совсем подходит для сварки стали из-за высокой концентрации водорода в пламени.

Можно ли расплавить пенни с помощью паяльной лампы?

Метод паяльной лампы. Вы также можете использовать паяльную лампу, чтобы расплавить медный лом. … Однако вы сможете расплавить только небольшое количество медного лома за раз, и вам придется заплатить за топливо для паяльной лампы.

Обратимо ли отравление свинцом?

Свинец более вреден для детей, потому что их мозг и нервная система все еще развиваются.Отравление свинцом можно вылечить, но нанесенный ущерб нельзя обратить.

Можно ли перегреть свинец?

ДА, свинец может перегреться, и он будет выделять пары свинца, ОЧЕНЬ плохо дышится и даже находиться рядом. Это примерно 1100 градусов.

Могу ли я проверить себя на отравление свинцом?

Простой анализ крови может обнаружить отравление свинцом. Небольшой образец крови берется из укола пальца или из вены. Уровни свинца в крови измеряются в микрограммах на децилитр (мкг / дл).

Каковы признаки отравления свинцом у взрослых?

Признаки и симптомы острого отравления Боль. Слабость в мышцах. Параестезия (ощущение «булавок» и «иголок») Боль в животе. Тошнота. Рвота. Диарея, запор. Другие элементы… •

Следует ли носить маску, когда плавильный свинец?

Даже если вы плавите и отливаете свинец на открытом воздухе, вам все равно нужно защищаться с помощью респиратора. … Если запах не плохой, простой фильтр 3M 2091 не даст свинцовой пыли попасть в легкие.

Можно ли расплавить свинец на газовой плите?

Да, это нормально, но обязательно используйте термометр, чтобы не перегреть свинец. Лучше всего подойдет фритюрница для рыбы / индейки, если она у вас есть. Установите чугунную кастрюлю (одну только для свинца! НИКОГДА не используйте для приготовления пищи снова) на пропановую горелку, и вы готовы к работе.

Что выводит свинец из организма?

Причины повреждения, вызванные свинцом, нельзя устранить, но существуют медицинские методы лечения, позволяющие снизить количество свинца в организме.Самым распространенным является процесс, называемый хелатированием, когда пациент проглатывает химическое вещество, которое связывается со свинцом, что позволяет ему выводиться из организма.

Что произойдет, если у моего ребенка положительный результат на свинец?

Вашему ребенку срочно требуется лечение. Ваш врач или местный отдел здравоохранения позвонят вам, как только получат результат теста. Вашему ребенку, возможно, придется остаться в больнице, особенно если в вашем доме есть свинец. Ваш местный отдел здравоохранения посетит ваш дом, чтобы помочь вам найти источники свинца.

Какая температура приведет к плавлению?

327,5 ° C Свинец / точка плавления

Сколько времени нужно, чтобы проявилось отравление свинцом?

Сколько времени нужно ребенку, чтобы усвоить токсичные уровни свинца, зависит от концентрации свинца в пыли. Розен говорит, что в типичном жилом доме, загрязненном свинцом, требуется от одного до шести месяцев, чтобы уровень свинца в крови маленького ребенка поднялся до опасного уровня.

Можно ли отравиться свинцом в результате плавления свинца?

Керамика при использовании свинцовых глазурей.… Изготовление рыболовных грузил в домашних условиях не рекомендуется, так как это частая причина отравлений свинцом. Опасность возникает, когда свинец расплавляют и разливают в формы. Именно на этой стадии образуются токсичные пары свинца, которые можно вдыхать и абсорбировать.

Сколько Btus нужно для плавления свинца?

На 1000 Вт приходится 3413 БТЕ, поэтому ваша горелка имеет мощность около 9000 Вт (9 кВт). Я думаю, что мой четырехфунтовый расплавитель имеет мощность 500 Вт. 9000/500 = 18. 18 × 4 = 72.

Плавит ли пропан свинец?

Пропан очень быстро расплавит МНОГО свинца ………….. при использовании в горелке с ВЫСОКОЙ мощностью, такой как печь или фритюрница, а не в горелке кухонной плиты!

Достаточно ли горячего пропана, чтобы гнуть сталь?

Пропан должен быть в порядке, если у вас достаточно большая горелка. Многие кузнецы используют пропановые кузницы, и они не борются за тепло. Вам не нужно много тепла (высокая температура), но вам понадобится много БТЕ (количество тепла) для нагрева 5/8 ″ бара.

Какие продукты можно есть, чтобы вывести свинец из организма?

Соблюдайте здоровую диету, чтобы снизить абсорбцию свинца Молоко и молочные продукты, такие как йогурт и сыр.Зеленые листовые овощи, включая капусту и репу, горчицу и зелень капусты. Продукты, обогащенные кальцием, такие как апельсиновый сок, соевое молоко и тофу. Консервированный лосось и сардины.

Плавление ЛАТУНИ АЛЮМИНИЯ И СВИНЦА с помощью ручного отливки металла в пропановом баке.

Сколько времени займет пребывание в вашем теле?

Свинец остается в организме в течение разных периодов времени в зависимости от того, где он находится. Половина свинца из крови выводится за 25 дней (это называется «период полураспада»).В мягких тканях для вывода половины свинца из организма требуется 40 дней. В костях и зубах это занимает гораздо больше времени, до 10 лет и более.

Защищает ли N95 свинцовую пыль?

Пылезащитные маски не помешают вдыхать свинцовую пыль. Используйте сертифицированный респиратор NIOSH с фильтром HEPA или маской N95. Фильтры HEPA всегда фиолетовые.

Сравнение температур плавления припоя, олова и свинца | Эксперимент

Электрический припой представляет собой сплав олова с одним или несколькими другими металлами.Припои на основе олова и свинца были широко доступны, но теперь в производстве используются припои, не содержащие свинца, и становится все труднее получить припои на основе свинца.

В этом эксперименте учащиеся нагревают образцы олова, свинца и припоя олово-свинец, чтобы сравнить их точки плавления, наблюдая, что металлический сплав имеет гораздо более низкую точку плавления, чем любой из чистых металлов. Это показывает, насколько с таким сплавом удобнее и безопаснее работать при пайке.

Эксперимент удобно проводить группами по два человека и займет около 30 минут.

Оборудование

Аппарат

• Защита глаз
• Горелка Бунзена
• Штатив
• Термостойкий мат
• Треугольник Пипекле
• Крышка тигля

Химическая промышленность

• Олово мелкое
• Свинец (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ), мелкий кусок
• Припой без флюса, мелкий кусок

Примечания по технике безопасности, охране труда и технике безопасности

• Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
• Всегда используйте защитные очки. Будьте очень осторожны, чтобы избежать контакта с расплавленными каплями металла. Обеспечьте хорошую вентиляцию. Студентам-астматикам может быть рекомендовано работать в вытяжном шкафу.
• Олово, Sn (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC102A.
• Свинец, Pb (s), (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC056.
• Припой без флюса — важно, чтобы припой не содержал флюса. Пары, образующиеся при использовании припоя, содержащего флюс на канифольной основе, могут раздражать дыхательную систему и в некоторых случаях вызывать сенсибилизацию.

Процедура

Показать в полноэкранном режиме

1. Поместите небольшой кусок олова, свинца и припоя на перевернутую крышку тигля. Убедитесь, что вы знаете, какая шишка какая!
2. Поместите крышку тигля на глиняный треугольник из трубы на штатив. Поместите зажженную конфорку Бунзена на термостойкий коврик и осторожно нагрейте крышку.
3. Посмотрите на три куска, чтобы увидеть порядок их плавления.
4. Когда все три расплавятся, выключите горелку Бунзена и дайте всему остыть.
5. Обратите внимание на порядок, в котором комки снова затвердевают.

Учебные заметки

Напомните учащимся об опасностях контакта с горячим расплавленным металлом.

Хорошая вентиляция лаборатории важна, особенно если проводится большое количество экспериментов. Астматикам следует предложить проводить свои эксперименты с использованием вытяжного шкафа.

Общая проблема этого эксперимента заключается в том, что ученики забывают, какая шишка какая.

Точки плавления олова и свинца составляют 232 ° C и 328 ° C соответственно, в то время как припой плавится при более низкой температуре, чем любой из них. (Бессвинцовый припой имеет тенденцию плавиться при температуре около 220 ° C.) Таким образом, порядок плавления следующий: припой, олово и свинец, а порядок затвердевания — противоположный.

Металлические сплавы классифицируются как твердые растворы и обычно получают путем смешивания расплавленных металлов в соответствующем соотношении.

Если это соответствует уровню способностей, учащихся следует попросить сравнить обычный твердожидкостный раствор с раствором сплава.

Дополнительная информация

Это ресурс из проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Этот сборник из более чем 200 практических занятий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое упражнение содержит исчерпывающую информацию для учителей и технических специалистов, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции. Практическая химия сопровождает практическую физику и практическую биологию.

© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество

Проверено на здоровье и безопасность, 2016

Свинец Сплавы для литья

Использование правильного сплава имеет значение

Есть два основных типа свинцовых сплавов: «мягкий свинец» (в основном чистый свинец) и «твердый свинец» (сплав свинца и более твердого металла). Чистый свинец плавится при температуре 621 градус. F. и имеет отличные характеристики текучести при 700-800 градусах. Твердый свинцовый сплав может затвердеть слишком быстро, и для формования хороших деталей потребуется больше усилий.

МЯГКИЙ поводок
Мягкий поводок обычно можно определить, надавив на него ногтем большого пальца или поцарапав его. Если он легко царапается, вероятно, это мягкий свинец. Если вы не можете поцарапать его совсем или только надавливанием, это не мягкий свинец. Поскольку мягкий свинец имеет относительно низкую рабочую температуру (700-800 градусов для большинства применений), им легко пользоваться. Маленькие джиговые и грузила, а также блесны намного легче забрасывать при использовании мягкого свинца. Мягкий свинец необходим для использования с грузилами гибкого типа, такими как погружные грузила или грузила с защелкой.

ЖЕСТКИЙ СВИНЦ (Вес шин и т. Д.)
Из-за трудностей формования использование твердого свинца в формах Do-it не рекомендуется. Твердый свинец относится к свинцовому сплаву, в который добавлен один или несколько других металлов, чтобы сделать металл более твердым, чем чистый свинец. Другие металлы могут вызывать затвердевание или «замерзание» сплава при заливке в форму при температурах, при которых чистый или мягкий свинец остается жидким. Следовательно, для получения цельных отливок из твердого свинца может потребоваться больше нагрева или более высокая скорость разливки.Основная привлекательность твердого свинцового сплава для изготовления грузил и приманок заключается в том, что его часто можно купить по более низкой цене, чем мягкий свинец. Это преимущество может быть нивелировано сложностью формования металла. Самый распространенный источник твердого свинца — это груз от колес или шин. Поскольку основная функция колесных грузов — вес, они часто содержат много посторонних элементов. Весовой состав колес сильно различается. Если вы приобретете твердый свинец, помните, что для заливки целых отливок, вероятно, потребуется больше экспериментов и усилий, чем для мягкого свинца.Он может хорошо работать с некоторыми средними и большими грузилами и приманками, но избегайте его использования в более сложных при формовании небольших джигов и спиннеров. Не используйте твердый грифель для изготовления грузил типа дробленой дроби или прищипывания. Для правильной работы эти грузила должны легко сгибаться. Твердый свинцовый сплав сделает эти грузила слишком жесткими, чтобы их можно было сгибать.

Наилучшие результаты литья будут получены при использовании мягкого свинца или свинцового сплава, содержащего не менее 98% свинца. Ниже приводится список различных типов свинца и их приблизительное процентное содержание олова или сурьмы.

Свинец товарный свинец — 99,6% свинца; Оболочка кабеля — свинец 98,5%; Свинец батареи — 90% свинца и 10% сурьмы; Припой сантехников — 67% свинца и 33% олова; Вес колес — (варьируется) может содержать что угодно, от алюминия до цинка, в дополнение к сурьме и свинцу; Тип металла — 82% свинца, 15% сурьмы и 3% олова.

Влияние других элементов на свинцовый сплав:

Сурьма: Повышает прочность и твердость. Может вызвать преждевременное затвердевание, появление морщин или других дефектов формования.Избегайте металлов, содержащих сурьму.

Цинк: Делает свинцовый сплав вялым, ограничивает его текучесть и требует более высокой температуры литья. Это может вызвать шероховатость, пористость, пустоты, зернистость или матовый вид на отливках. Избегайте металлов, содержащих цинк.

Алюминий и железо: Воздействует на литье так же, как цинк. Избегать!

Олово: Повышает пластичность и укрепляет свинец. Олово плавится при низкой температуре, 449 градусов по Фаренгейту, и обычно улучшает качество свинцового сплава.Поэкспериментировав, из чистого олова можно делать приманки и грузила. Олово — дорогой металл, но он не представляет опасности для окружающей среды или здоровья. Оловянный предмет будет весить только 2/3 того же самого предмета из свинца. Пример: 3/8 унции. свинцовый джиг будет весить всего 1/4 унции. если из чистого олова. Олово могло бы стать привлекательным заменителем свинца, если бы его не было так дорого и трудно достать.

Свинец для глубоководных погружных погрузчиков — The Hull Truth

1. Расплавьте свинец в хорошо проветриваемом помещении и удалите выхлопные газы наружу.Движение воздуха, достаточное для уноса струй дыма от перегоревшей спички, обычно считается достаточной вентиляцией. Свинец плавится при 621 градусе (F). Когда свинец расплавлен, он выделяет незначительное количество паров с постепенной скоростью по мере повышения температуры. Считается, что опасные уровни испарения свинца возникают при повышенных температурах выше 1800 градусов (F). Обычно для литья свинцовых деталей хобби требуются только более низкие температуры в диапазоне 700-800 градусов.Большинство плавильного оборудования, продаваемого любителям, не поднимают температуру намного выше 900 градусов. Минимизируйте испарение, эксплуатируя расплавители при самой низкой температуре, которая дает хорошие результаты.

Метод определения физических свойств труб из ПВХ
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Классификация ячеек 12454 ASTM D1784
Максимальная рабочая температура 140F
Цвет белый, темно-серый
% Увеличения водопоглощения за 24 часа при 25 ° C.05 ASTM D570
Твердость по Роквеллу 110-120 ASTM D785
Коэффициент Пуассона @ 73F. 410
Фактор Хейзена-Вильямса C = 150
МЕХАНИЧЕСКИЙ
Удельный вес (г / куб. См) 1,40 0,02 ASTM D792
Предел прочности при растяжении, фунт / кв. Дюйм при 73F 7450 ASTM D638
Модуль упругости, psi @ 73F (модуль упругости) 420,000 ASTM D638
Прочность на изгиб, фунт / кв. Дюйм при 73F 14450 ASTM D790
Прочность на сжатие, psi @ 73F 9600 ASTM D695
Удар по Изоду, фут-фунт./в. @ 73F .75 ASTM D256
ТЕРМИЧЕСКИЙ
Коэффициент линейного расширения (дюйм / дюйм / фут) 2,9 x 10 (до -5) ASTM D696
Коэффициент теплопроводности (БТЕ / дюйм / час / фут / фут) 3,5 ASTM C177
Температура теплового искажения, F @ 264 фунт / кв. Дюйм 170 ASTM D648
Удельная теплоемкость, кал / Кл / г 0,25 ASTM D2766
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
Диэлектрическая прочность, В / мил 1413 ASTM D149
Диэлектрическая проницаемость, 60 Гц, 30F 3,7 ASTM D150
Объемное сопротивление, Ом / см при 95 ° C, Ом / см 1.2 x 10 (до 12) ASTM D257
ПВХ труба Harvel неэлектролитическая
ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬ
Рейтинг воспламеняемости V-0 UL 94
Индекс распространения пламени
Распространение пламени 0-25 10-25 ULC ASTM E84
Температура вспышки 730F
Среднее время горения (сек)
Средняя степень горения (мм)
Скорость горения (дюйм / мин) Самозатухание
Смягчение начинается, (прибл.) 250F
Материал становится вязким 350F
Материал карбонизируется 425F
Дымообразование 80-225 600-1000 ULC ASTM E84

.

Обработка свинца | Британника

Обработка свинца , подготовка руды для использования в различных продуктах.

Свинец (Pb) — один из древнейших известных металлов, один из семи металлов, используемых в древнем мире (другие — золото, серебро, медь, железо, олово и ртуть). Его низкая температура плавления 327 ° C (621 ° F) в сочетании с легкостью литья, мягкостью и пластичностью делают свинец и свинцовые сплавы особенно подходящими для широкого спектра литых изделий, в том числе аккумуляторных решеток и клемм, противовесов, компонентов водопровода и т. Д. и введите металл.При удельном весе около 11,35 грамма на кубический сантиметр свинец является самым плотным из обычных металлов, за исключением золота; это делает его хорошей защитой от рентгеновских лучей и гамма-излучения. Сочетание плотности и мягкости делает его отличным барьером для звука. По сравнению с другими металлами, свинец плохо проводит тепло и электричество, хотя он обладает превосходной коррозионной стойкостью, когда может образовывать нерастворимое защитное покрытие на своей поверхности. Металл имеет гранецентрированную кубическую структуру кристаллической решетки.

Примерно 30 процентов всего потребляемого свинца находится в форме соединений свинца, таких как оксиды, тетраэтил и тетраметилсвинец, хроматы, сульфаты, силикаты и карбонаты свинца, а также органические соединения. Эти соединения свинца использовались в смесях паст в аккумуляторных батареях, в цементах, стеклах и керамике, в качестве пигментов в красках и в качестве антидетонационных агентов в бензине.

История

Свинец добывают и выплавляют не менее 8000 лет. Это подтверждают артефакты в различных музеях, а также древние исторические и другие сочинения, включая библейскую Книгу Исход.Свинцовые бусы, найденные на территории современной Турции, датируются примерно 6500 годом до нашей эры, а египтяне, как сообщается, использовали свинец вместе с золотом, серебром и медью еще в 5000 году до нашей эры. В Египте фараонов свинец использовали для глазурования керамики и изготовления припоя, а также для литья в декоративные предметы. В Британском музее хранится ведущая фигура, найденная в храме Осириса в древнем городе Абидос в западной Анатолии, датируемом 3500 годом до нашей эры.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Одним из наиболее важных применений свинца в истории были римские водопроводные трубы. Свинцовые трубы были изготовлены длиной 3 метра (10 футов) и целых 15 стандартных диаметров. Многие из этих трубок, все еще в отличном состоянии, были обнаружены в современном Риме и Англии. Римское слово plumbum , обозначающее свинцовые водостоки и соединители, является источником английского слова plumbum и символа элемента Pb.

Марк Витрувий Поллио, римский архитектор и инженер I века до н.э., предупреждал об использовании свинцовых труб для подачи воды и рекомендовал использовать вместо них глиняные.Витрувий также упоминал в своих письмах о плохом цвете рабочих свинцовых заводов того времени, отмечая, что пары расплавленного свинца разрушают «силу крови». С другой стороны, многие считали, что свинец обладает благоприятными медицинскими качествами. Плиний, римский ученый I века нашей эры, писал, что свинец можно использовать для удаления шрамов, в качестве линимента или в качестве ингредиента пластырей от язв и глаз, а также для других медицинских целей.

Многие церкви и крупные здания, построенные в 15-м и 16-м веках, представляют собой примеры использования свинца в качестве кровельного материала и для транспортировки воды.Действительно, витражи многих соборов и замков этого периода стали возможны благодаря использованию свинцовых арматур, которые скрепляли стеклянные элементы вместе в великолепном единстве цветов и форм.

В 1859 году французский физик Гастон Планте обнаружил, что пары электродов из оксида свинца и металлического свинца при погружении в сернокислый электролит генерируют электрическую энергию и впоследствии могут перезаряжаться. Ряд дальнейших технических усовершенствований других исследователей привел к коммерческому производству свинцово-кислотных аккумуляторных батарей к 1889 году.Огромный рост рынков аккумуляторов в 20 веке (в конечном итоге потребляющих около 75 процентов мирового производства свинца) в значительной степени совпал с развитием автомобилей, в которых аккумуляторы нашли применение для запуска, освещения и зажигания. Еще одним известным свинцовым продуктом был тетраэтилсвинец, добавка к бензину, изобретенная в 1921 году в Соединенных Штатах для решения проблем «детонации», ставших обычным явлением с разработкой двигателей с высоким сжатием, работающих при высоких температурах. Вскоре после достижения своего пика, 50 лет спустя, использование этого свинцового соединения сократилось в Соединенных Штатах, поскольку установка каталитических нейтрализаторов стала обязательной в выхлопных системах всех американских легковых автомобилей.

К началу 21 века Китай лидировал в мире как по первичной, так и по вторичной переработке свинца. Другие ведущие переработчики свинца включают США, Великобританию, Германию и Индию.

Из более чем 60 известных свинецсодержащих минералов наиболее важной первичной рудой этого металла является сульфид свинца галенит (PbS). Галенит часто содержит серебро, цинк, медь, кадмий, висмут, мышьяк и сурьму; Фактически, ценность содержания серебра часто превышает ценность свинца, и в этом случае она считается серебряной рудой.Другими коммерчески значимыми свинецсодержащими минералами являются церуссит (карбонат свинца) и англезит (сульфат свинца).