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錫合金

鎖定
為基加入其他合金元素組成的有色合金。主要合金元素有鉛、銻、銅等。錫合金熔點低,強度和硬度均低,它有較高的導熱性和較低的熱膨脹係數,耐大氣腐蝕,有優良的減摩性能,易於與鋼、銅、及其合金等材料焊合,是很好的焊料,也是很好的軸承材料。
中文名
錫合金
外文名
tin alloy
學    科
金屬材料
合成元素
等鉛、銻、銅
特    點
錫合金熔點低,強度和硬度均低
應    用
電子元件、焊料、保險絲等

錫合金介紹

錫能與元素週期表中第I族的鋰、鈉、鉀、銅、銀、金,與第Ⅱ族的鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋅、鎘、汞,與第Ⅲ族的鋁、鎵、銦、鉈、鐿、鑭、鈾,與第Ⅳ族的硅、鍺、鉛、鈦、鋯、鉿,與第V族的磷、砷、銻、鉍、釩、鈮,與第Ⅵ族的硒、碲、鉻,與第Ⅶ族的錳及第Ⅷ族的鐵、鈷、鎳、銠、鈀、鉑等形成二元和多元合金以及金屬間化合物
錫的二元合金主要有:Sn—PbSn—Sb,Sn—Bi,Sn—Fe,Sn—Cd,Sn—Al等。 [1] 

錫合金錫的特性

元素符號Sn,原子序數50,原子量118.69。金屬錫是一種低熔點的重有色金屬材料。錫的熔點低,強度、硬度低,塑性高,再結晶温度低,經冷加工後不產生明顯的加工硬化。錫主要壓力加工成板材和箔材,用於電器、儀表等工業部門製造零件。
錫在固態有β-Sn⇌α-Sn同素異晶轉變。高於13℃時,β錫穩定;低於13℃時,α錫穩定。β錫具有體心立方晶格,呈白色,又稱“白錫”;α錫具有鑽石型立方晶格,呈灰色,又稱“灰錫”。當β錫轉變為α錫時,比容約增大27%,整塊白錫會變成灰色粉末,這種現象稱為“錫疫”。白錫塊在室温與灰錫緊密接觸,亦將受到傳染,沿接觸部分逐漸向金屬內部自發破裂。為了防止“錫疫”,錫的儲存和運輸温度不應低於10℃。錫在大氣中極其穩定,在軟化淡水中不受腐蝕,在硬性自來水中的腐蝕速度很小,僅為0.001~0.0046g/(m·d)。
錫的主要物理和力學性能見下表。
錫的主要物理和力學性能
性 能
數 據
密度(20℃)/g·cm-3
熔點/℃
沸點/℃
7.3
231.9
2625
平均質量熱容(0~100℃)/J·(kg·
K)-1
226
熔化熱/kJ·mol-1
氣化熱/kJ·mol-1
熱導率(0~100℃)/W·(m·K)-1
電阻率(20℃)/μΩ·cm
抗拉強度/MPa
伸長率/%
布氏硬度(鑄態)/MPa
7.08
296.4
73.2
12.6
16.7
80~90
49~52

錫合金錫合金的用途

錫合金具有良好的抗蝕性能,作為塗層材料得到廣泛應用,Sn-Pb系(62%Sn),Cu-Sn合金系用於光亮抗蝕硬塗層,Sn-Ni系(65%Sn)用作裝飾性抗蝕塗層。Sn-Zn系合金(75%Sn)用於電子元件和電視機、收音機等。Sn-Cd系合金塗層具有抗海水腐蝕性能,用於造船工業。Sn-Pb合金是應用廣泛的焊料。錫與銻、銀、銦、鎵等金屬組成的合金焊料具有強度高、無毒、抗蝕的特點,有專門用途。錫與鉍、鉛、鎘、銦組成低熔點合金,除用作電氣設備、蒸汽設備和防火裝置的保險材料外,還大量用作中低温焊料。錫基軸承合金以Sn-Sb-Cu和Sn-Pb-Sb係為主,加入銅和銻可以提高合金的強度和硬度。

錫合金錫合金的分類

常用的錫合金按用途分為:
錫基軸承合金。與鉛基軸承合金統稱為巴氏合金。含銻3%~15%,銅3%~10%,有的合金品種還含有10%的鉛。銻、銅用以提高合金的強度和硬度。其摩擦係數小,有良好的韌性導熱性耐蝕性,主要用以製造滑動軸承
②錫焊料。以錫鉛合金為主,有的錫焊料還含少量的銻。含鉛38.1%的錫合金俗稱焊錫,熔點約183℃,用於電器儀表工業中元件的焊接,以及汽車散熱器熱交換器、食品和飲料容器的密封等。
③錫合金塗層。利用錫合金的抗蝕性能,將其塗敷於各種電氣元件表面,既具有保護性,又具有裝飾性。常用的有錫鉛系、錫鎳系塗層等。
④錫合金(包括鉛錫合金,無鉛錫合金)可以用來生產製作各種精美合金飾品、合金工藝品,如戒指、項鍊、手鐲、耳環、胸針、紐扣、領帶夾、帽飾、工藝擺飾、合金相框、宗教徽志、微型塑像、紀念品等。

錫合金發展前景

錫合金廣泛用於工業、農業、國防科技、醫學等各行各業,常用於電子產業,如電子元件、焊料、保險絲等。現在很多錫企業都在大力研究錫合金的組成、結構和性質,開展錫的深度加工,這樣不僅為研究新的錫合金材料、制定熱加工工藝方案、開闢錫合金新的應用領域提供科學依據,而且對錫冶金中的還原熔煉、粗錫火法精煉以及錫的某些金屬間化合物在半導體工業、超導材料製備等諸多方面具有重要意義。錫易與週期表中的許多金屬和非金屬元素形成化合物,由於其原子鍵和晶體結構的多樣性,使得這類化合物具有許多特殊的物理化學性質,為尋求錫的新材料和新用途展現了廣闊的前景。
參考資料
  • 1.    雷霆,楊志鴻,餘宇楠等編著,錫冶金,冶金工業出版社,2013.12,第15頁