Оловянный вредитель - Википедия - Tin pest

Оловянная медаль, пораженная оловянной болезнью

Оловянный вредитель является автокаталитический, аллотропный преобразование элемента банка, что приводит к порче оловянных изделий при низких температурах. Вредителей олова еще называют оловянная болезнь, оловянный упадок или же оловянная проказа (lèpre d'étain).

Это наблюдалось в средневековый Европа, что трубы органы трубы пострадали в прохладном климате. Как только олово начало разлагаться, процесс ускорился.

С принятием Директива об ограничении использования опасных веществ (RoHS) в Европе и аналогичные правила в других странах, традиционный свинец / олово припаять сплавы в электронных устройствах были заменены почти чистым оловом, что привело к появлению вредителей олова и связанных с этим проблем, таких как оловянные усы.[1][2]

Аллотропическое преобразование

В 13,2 ° C (около 56 ° F ) и ниже, чистое олово превращается из серебристого пластичного металлического аллотроп β-формы белая жесть в хрупкую неметаллическую α-форму серая олово с алмаз кубический структура. Превращение начинается медленно из-за высокой энергии активации, но присутствия германий (или кристаллические структуры аналогичной формы и размера) или очень низкие температуры примерно -30 ° C способствуют инициированию. Также наблюдается большое увеличение объема примерно на 27%, связанное с фазовым переходом в неметаллический низкотемпературный аллотроп. Это часто заставляет оловянные предметы (например, кнопки) разлагаться в порошок во время преобразования, отсюда и название оловянный вредитель.[3]

Разложение будет катализировать сам по себе, поэтому реакция ускоряется, как только она начинается; простое присутствие оловянных вредителей приводит к более оловянный вредитель. Оловянные предметы при низких температурах просто распадутся.

Возможные исторические примеры

Экспедиция Скотта в Антарктиду

В 1910 году британский полярный исследователь Роберт Скотт надеялся быть первым, кто достигнет Южный полюс, но был избит норвежским исследователем Роальд Амундсен. Пешком экспедиция шла по замерзшим пустыням Антарктика, маршируют за тайниками с едой и отложенным по пути керосином. В начале 1912 года в первом тайнике не было керосина; банки, припаянные оловом, были пусты. Причина пустых банок могла быть связана с оловянными вредителями.[4] Некоторые наблюдатели винят в этом некачественную пайку, поскольку в зданиях Антарктики были обнаружены жестяные банки старше восьмидесяти лет с пайкой в ​​хорошем состоянии.[нужна цитата ]

Пуговицы наполеона

Историю часто рассказывают Наполеон мужчины замерзают в горьком Русская зима, их одежда разваливалась, когда оловянный вредитель ел пуговицы. Это похоже на городская легенда, поскольку нет никаких свидетельств того, что какие-либо кнопки вышли из строя, и, следовательно, они не могли быть фактором, способствовавшим отказу Вторжение.[5] Пуговицы на форменной одежде той эпохи обычно были костяными для рядовых и латунными для офицеров.[6] Критики теории отмечают, что любое олово, которое могло быть использовано, было бы совершенно нечистым и, следовательно, более устойчивым к низким температурам. Лабораторные тесты показывают, что время, необходимое нелегированному олову для развития значительных повреждений оловянными вредителями при пониженных температурах, составляет около 18 месяцев, что более чем в два раза превышает продолжительность инвазии.[4] Тем не менее, в некоторых полках кампании были оловянные пуговицы, и температура достигла достаточно низких значений (ниже -40 ° C или ° F).[5] В конце концов, ни в одной из историй выживших не упоминается о проблемах с кнопками, и было высказано предположение, что легенда представляет собой объединение случая распада русский оловянные пуговицы на армейском складе в 1860-е гг.[7] и отчаянное состояние армии Наполеона, превратившей солдат в оборванных нищих.[5][8]

Современные оловянные вредители с момента принятия RoHS

С принятием Директива об ограничении использования опасных веществ (RoHS) правила в Европе и Калифорнии, запрещающие большинство видов использования вести и аналогичные правила в других странах, проблема оловянных вредителей вернулась, поскольку некоторые производители, которые ранее использовали сплавы олово / свинец, теперь используют преимущественно сплавы на основе олова. Например, ведет некоторых электрических и электронных компонентов покрыты чистым оловом. В холодных условиях это может измениться на α-модификацию серая олово, который не электропроводящий, и отваливается от проводов. После повторного нагрева он снова становится β-модификацией. белая жесть, который является электропроводным и может вызвать электрические короткие замыкания и выход из строя оборудования. Такие проблемы могут быть временными, когда частицы порошка олова перемещаются. Избежать вредителей олова можно легирование с небольшим количеством электроположительный металлы или полуметаллы растворим в твердой фазе олова, например сурьма или же висмут, которые предотвращают разложение.

Смотрите также

  • Золото – алюминий интерметаллид - порождая Фиолетовая чума или же белая чума, еще один вид отказа электронных компонентов из-за образования кристаллического вещества.
  • Цинк-вредитель - распад цинка в результате несвязанного процесса межкристаллитной коррозии.

Рекомендации

  1. ^ Бернс, Нил Дуглас (октябрь 2009 г.), «Неудача с оловянными вредителями», Журнал анализа и предотвращения отказов, 9 (5): 461–465, Дои:10.1007 / s11668-009-9280-8, ISSN  1864-1245, S2CID  136953708 , (Распечатать) ISSN  1547-7029
  2. ^ Борьба с оловянными вредителями Национальная физическая лаборатория, www.npl.co.uk[мертвая ссылка ]
  3. ^ Джейни Леви Банка, Издательство The Rosen Publishing Group, 2009 г., ISBN  1-4358-5073-4, стр.20
  4. ^ а б Адамс, Сесил (2 мая 2008 г.). «Способствовала ли оловянная болезнь поражению Наполеона в России?». Прямой допинг. Получено 17 августа 2010.
  5. ^ а б c Эрстрём, Ларс (2013). Последний алхимик в Париже. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-966109-1.
  6. ^ Эмсли, Джон (1 октября 2011 г.) [2001]. Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я (Новое изд.). Нью-Йорк, США: Oxford University Press. п. 552. ISBN  978-0-19-960563-7. Металлические пуговицы были только у офицеров, причем из латуни.
  7. ^ Фриче, Карл (1869). "Ueber eigenthumlich modificirtes Zinn". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 2: 112–113. Дои:10.1002 / cber.18690020156.
  8. ^ Замойский, Адам (2004). Роковой марш Наполеона на Москву. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Харпер Многолетник.

внешняя ссылка

Внешнее видео
значок видео оловянный вредитель, превращение бета-олова в альфа-модификацию (серое олово) на YouTube
Замедленная съемка оловянного вредителя на слитке