Загрузка...Олово и свинец отличия
Олово и свинец отличия
В разделе Техника на вопрос Как внешне отличить олово от свинца. заданный автором философствовать лучший ответ это по весу и цвету. Свинец тяжелее, олово – светлее. Если НАСТОЛЬКО плохо разбираетесь, то вооружитесь справочником, мерным стаканом с водой, весами и формулой "плотность = масса / объем". Массу вычислите с помощью весов, объем – с помощью мерного стакана с водой опусканием, потом сравните полученный результат с таблицей плотностей – олово = 7,29 г/см3, свинец 11,34 г/см3. Погрешности отнесите на наличие примесей в металле и разницу в температуре измерения (табличные результаты даны для 20 градусов по Цельсию)
Олово – блестящий, легкий металл светло-серого или серебристого цвета. В периодической системе значится под номером 50, имеет символ Sn (лат. Stannum). Олово по внешнему виду похоже на свинец, алюминий и даже на серебро, но между ними, безусловно, есть различия. Олово гораздо легче и прочнее свинца. Чтобы отличить олово от алюминия (а также от сплава со свинцом), следует послушать звук при сгибании металла: чистое олово всегда хрустит. В отличие от серебра, олово плавится гораздо быстрее, а также темнеет при реакции с йодом.
Проверять оловянное изделие на «чистоту» следует потому, что сплав олова со свинцом – ядовит, и носить такие украшения или есть из такой посуды будет опасно для жизни.
Наряду с медью, олово – один из первых металлов, освоенный человеком. Олово и медь вообще образуют дружный «тандем», который с бронзового века и по сей день активно участвует в промышленности. В природе в чистом виде олова нет, но его легко извлечь из оловянной руды. Олово нетоксично, обладает высокой пластичностью и ковкостью; плавится уже при 232 градусах. Устойчиво к коррозии. Однако при температуре ниже 30 градусов чистому олову свойственно превращаться в порошок. Это явление получило название «оловянная чума».
Сегодня в хозяйстве олово и его безопасные сплавы широко используются для изготовления посуды и тары, а также антикоррозионных покрытий. Посуда из чистого олова легко поддается механическому воздействию, поэтому чаще используется особый сплав с оловом – пьютер. Из олова также получают припой, белую жесть.
При работе с древесиной олово является главным средством защиты деревянных изделий от гниения и вредных насекомых.
Какие бывают припои, и какие у них свойства?
В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.
Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: "Было бы, чем паять…"
Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.
Особенно такой метод "добычи" актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.
Припой, собранный с печатных плат
Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.
Какие бывают припои?
Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450 0 C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.
Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).
Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.
Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:
Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265 0 C.
Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).
И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.
Припои, в которых много свинца очень пластичны.
Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.
ПОС-40 (пруток)
Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).
ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.
ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.
ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.
И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.
ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183 0 C, а полное расплавление достигается при температуре в 190 0 C.
Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190 0 C.
ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265 0 C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.
Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.
Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10
100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 ("Сплав 60/40" – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).
Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.
Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.
| Припой | Начальная t 0 плавления (Солидус) | Полное расплавление (Ликвидус), t 0 |
| ПОССу-61-0,5 | 183 | 189 |
| ПОССу-40-2 | 185 | 229 |
| ПОССу-40-0,5 | 183 | 235 |
| ПОССу-30-2 | 185 | 250 |
| ПОССу-30-0,5 | 183 | 255 |
Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 189 0 C.
Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240 0 С.
Низкотемпературные припои.
Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым "высокотемпературным" среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–145 0 C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.
Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 – 94 0 C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе "Состав" на упаковке.
Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.
Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.
Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 72 0 C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.
Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.
Паяльная паста.
В конце и без того длинного повествования хотелось бы немного рассказать о паяльной пасте. Используется она в основном для пайки поверхностно монтируемых компонентов (SMD’шек) и безвыводных микросхем в корпусах BGA.
На вид представляет собой серого цвета кашицу и состоит из о-о-очень мелких шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (состав: 62% олова, 36% свинца и 2% серебра), а также безотмывочного флюса. На упаковке указывается, что флюс безотмывочный двумя буквами в названии – NC (No Clean – без очистки). Флюс, в котором содержаться шарики припоя на воздухе высыхает, поэтому пасту хранят в закрытой упаковке.
Паяльная паста Solder Plus
Применяется паяльная паста при сложном ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем в корпусе BGA. Для её использования требуется дополнительное оборудование для ремонта сотовых телефонов, например, специальные трафареты. Стоимость такой пасты довольно высока. Да и не удивительно, ведь в её составе есть серебро.
В настоящее время в производстве электроники стали массово применяться бессвинцовые припои.
Олово
Оловянный прокат представляет собой изделия из олова, полученные методом прокатки на валковых станах или литьевым способом. Характеризуется коррозионной стойкостью, экологичностью и безопасностью для здоровья человека.
Олово является белым блестящим материалом, отличающимся пластичностью, мягкостью. Это тяжелый металл, который в чистом виде применяется в качестве нетоксичного, безопасного, стойкого к коррозии покрытия, а также используется в виде сплавов с иными металлами. Область применения:
- Белая жесть;
- Тара для пищевой промышленности;
- Припои для электроники;
- Подшипниковые сплавы;
- Домовые трубопроводы.
Самым востребованным оловянным прокатом являются:
- Пруток. Производится кованным или тянутым, катаным или прессованным. Сечение бывает разным – округлым, треугольным, круглым, овальным, прямоугольным. Отличительные свойства:
- стойкость к коррозии,
- нетоксичность,
- безопасность,
- пластичность.
Область применения широка, в том числе, пищевая промышленность, электроника.
- Анод. По способу производства бывает:
- литым;
- холоднокатаным.
Сфера применения – модификация растворов электролитов, создание гальванопокрытий, электролиз. В зависимости от формы, бывает в виде пластин, полусфер и сфер. Легко поддается пайке, если имеет в подслойке никель и медь, используется в изготовлении стойких оловянных покрытий. Для обеспечения устойчивости покрытия к коррозии, его покрывают глицерином. Воздействию соляной, азотной и серной кислоты поддается лишь при нагреве.
Оловянный анод обеспечивает поверхностями привлекательный внешний вид, может использоваться в подшипниковых сплавах. Отличительная особенность металла – экологичность, медные примеси в его составе не выделяются в атмосферу.
Производят аноды по ГОСТ 860-75 в виде горячекатаного листа, из марки О1. Его химический состав не может отличаться от состава чушкового олова.
- Чушка. Используется в производстве жести, ленты, прутков, в электротехнической отрасли, для изготовления припоев, сплавов, оловянного порошка и баббитов.
- Баббиты. Применяются для производства подшипников дизелей, турбин, работающих на высоких скоростях, опорных подшипников гребных валов. Баббиты из олова используются в случаях, когда необходимо обеспечить минимальное трение, высокую вязкость. В отличие от баббита из свинца, оловянный имеет высокие показатели теплопроводности, износоустойчивости, отличается повышенной стойкостью к коррозии.
Применение
Изделия из олова используются для производства антифрикционных деталей. Олово используется для покрытия пищевой железной тары, подшипников, в медицине для покрытия протезов.
ОЛОВО-СВИНЕЦ НА МЕДИ
Оловянно-свинцовые сплавы имеют светло серый цвет, легко паяются и сохраняют способность к пайке длительное время (в отличие от чистого олова), хорошо обеспечивают спекание деталей. Покрытия оловянно-свинцовыми сплавами применяют для защиты изделий от коррозии, в т.ч. в морской воде, стабилизации переходного электрического сопротивления, защиты меди от прямого контакта с алюминием, улучшения паяемости, облегчения свинчиваемости с одновременной герметизацией резьбовых соединений. Сплав может быть осажден в весьма широких диапазонах по составу. Наибольшей химической стойкостью обладает сплав с содержанием свинца и олова по 50%. Оловянно-свинцовые сплавы с содержанием олова от 5 до 17% применяют как антифрикционные, особенно в сочетании с маслами. Покрытия такого состава также выполняют роль смазки при штамповке деталей из листовой стали. Обычно применяется состав оловянно-свинцового сплава 60% Sn и 40% Pb по массе (аналог Гор.ПОС 60). Стандартные потенциалы олова и свинца близки (-0,136 и -0,126 В соответственно), поэтому они осаждаются гальванически из растворов простых солей. Свинец и олово не образуют ни твердых растворов, ни химических соединений. Может легко крацеваться для улучшения внешнего вида.
Основные характеристики олово-свинцового сплава приведены в таблице:
Обозначение (примеры)
О-С6, О-С9, О-С12, О-С15, О-С18, О-С21, О-С24, О-С27;
О-С.6, О-С.9, О-С.12, О-С.15, О-С.18, О-С.21, О-С.24, О-С.27;
О-С(60)6, О-С(60)9, О-С(60)12, О-С(60)15, О-С(60)18 и т.д.
9-100мкм (возможна и большая толщина)
Микротвердость
Удельное электрическое сопротивление при 18 о C
Допустимая рабочая температура
Содержание свинца в сплаве О-С
Заказать покрытие меди и ее сплавов олово-свинцом по ГОСТ 9.305-84 вы можете по телефонам и электронной почте, указанным в разделе «КОНТАКТЫ». Для ускорения расчетов просим воспользоваться специальной формой для on-line заказа.
Достоинства оловянирования:
- Сплав олово-свинец в атмосферных условиях является анодным по отношению к меди и ее сплавам, поэтому защита О-С позволяет значительно увеличить коррозионную стойкость покрытых изделий, особенно в морской среде;
- Значительно повышает паяемость меди. Легирование покрытия свинцом позволяет сохранить способность к пайке дольше одного года;
- Устойчиво к воздействию серосодержащих соединений и может применяться на деталях, контактирующих со всеми видами пластмасс и резин;
- Исключительно пластично, эластичнее только чистый свинец;
- Обладает одними из лучших антифрикционных свойств;
- Легирование свинцом позволяет предотвратить «иглообразование», а также позволяет избежать разрушения покрытия при эксплуатации ниже -30°С;
- Может заменять покрытие Гор.ПОС в тех случаях, когда нужно получить тонкий слой, особенно на резьбах и при наличии отверстий.
Недостатки оловянирования:
- Низкая износостойкость;
- Наличие в составе свинца не позволяет использовать покрытие в пищевых целях;
- Покрытие нестойко в щелочной среде, в первую очередь, за счет вытравливания свинца, который химически не соединен с оловом;
- Без крацевания неоднородный матовый серый цвет и высокая шероховатость:
Заказывая у нас, Вы получите:
Срочность. Надежность. Отсутствие посредников
• Один поставщик услуг = 50 видов покрытий;
• 6000 выполненных заказов. Свыше 1500 фотографий наших работ выложены на сайте;
• Покрытие от 1 смены. Производство 24/7;
• Индивидуальная упаковка и поштучный складской учет;
• 40% сотрудников с высшим химическим образованием.
• Оценка уровня наших услуг без риска и затрат;
• Открытость для внешних аудитов.• Забор и доставка продукции по Екатеринбургу за наш счет;
• Скидки в зачет транспортных расходов по межгороду;
• Выезд инженеров к заказчику;
• Прием и доставка заказов по всей России и за рубеж! География наших поставок.
Химическое осаждение сплава олово-свинец.
Вопрос химического осаждения сплава олово-свинец наиболее актуален для покрытия выводов при изготовлении печатных плат, когда нет возможности осуществить контакт для гальванического осаждения покрытия сплавом олово-свинец.
Возможность осаждения химического олова (см. статьи блога «Химическое олово. Часть 1» и «Химическое олово.Часть 2») не в полной мере решает вопрос коррозионной надежности покрытия и его способности к оплавлению.
Покрытия сплавом олово-свинец имеют светло-серый цвет, значительно повышают эксплуатационные характеристики (например, защиту изделий от коррозии в морской воде и ряде других агрессивных сред), легко паяются и сохраняют способность к пайке длительное время без использования активных флюсов.
Потенциалы свинца и олова различаются между собой лишь на 14 мВ, поэтому разряд их ионов протекает при незначительной поляризации, что создает хорошие условия для совместного осаждения из растворов сплава олово-свинец не только под воздействием тока, но и путем химического восстановления.
Плата с покрытием сплавом олово-свинец.
Предлагаемый раствор осаждения сплава олово-свинец разработан в Уральском политехническом институте.
Состав раствора осаждения сплава олово-свинец, г/л:
Двухлористое олово 3 – 4
Уксуснокислый свинец 3 – 4
Станнат натрия 4 – 6
Гидроксид калия 80 – 85
Цитрат натрия 15 – 20
Трилон Б 50 – 60
Фосторноватистокислый натрий 5 – 10
(гипофосфит)Поверхностно – активное вещество ПАВ-2К 1 – 1,5
Моющее средство «Прогресс», мл 1 – 4
Процесс осаждения олова происходит за счет реакции диспропорционирования (самовосстановления) двухвалентного олова, которое в свою очередь восстанавливает свинец до металлического состояния. Гипофосфит натрия поддерживает в растворе равновесие между двухвалентным и четырехвалентным оловом, а цитрат натрия и трилон Б необходимы для образования растворимых в щелочной среде комплексов свинца и олова.
Станнат натрия вводится для предотвращения растравливания подложек, гидроксид калия – в качестве регулятора pH.
Поверхностно-активное вещество ПАВ-2К и моющее средство «Прогресс» улучшают коагуляцию осадка, повышая качество покрытия.
Процесс осуществляют при температуре 50ºС в течение 30 – 60 минут. Толщина наносимого покрытия 1 – 2,5 мкм.
Влияние каждого фактора может быть учтено, но чрезвычайно трудно
предвидеть эффект от одновременного изменения двух или более параметров.Раствор позволяет наносить покрытие сплава олово-свинец на любую металлическую поверхность (например, никелевый подслой) или диэлектрическую подложку, которую предварительно следует обезжирить, протравить и провести операцию сенсактивации. См. «Особенности процесса металлизации пластмасс. Часть 1 и Часть 2».
Покрытие сплавом олово-свинец, в отличие от чистого олова, не подвергается образованию самопроизвольно растущих нитевидных кристаллов («вискеров» или «усов»), недопустимых при изготовлении радиоэлектронных приборов, особенно печатных плат.
