Site Loader
Posted on 07.08.1978

Содержание

Свинец свойства и применение

Свинец (Pb) — синевато- серый металл с сильным металлическим блеском в свежем срезе. Латинское название элемента «плумбум» происходит от «плумбум нигрум» — черное олово (в отличие от «плумбум- албум»»- белое олово). Впоследствии олово «плумбум» стали относить только к свинцу. Свинец является конечным продуктом распада радиоактивных элементов : урана, тория, радия. Обычный свинец является смесью свинца разного происхождения. В химиеских соединениях свинец чаще всего двухвалентен, но встречается и четырехвалентный свинец. Кристаллизуется свинец в кубической системе. Тепло-и электропроводность свинца примерно в 10 раз меньше, чем у меди. При низких температурах свинец обладает сверхпроводимостью. Основные свойства свинца можно найти в сети интернет. Свинец — мягкий, ковкий и очень пластичный металл. Он легко прокатывается в тонкие листы и ленты, продавливается на прессах в трубы, из него изготовляют проволоку. Часто свинец прокатывают в виде широких длинных сворачиваемых листов (роллей) В сухом воздухе  при нормальной температуре свинец практически не окисляется. Он хорошо сопротивляется воздействию серной кислоты (с концентрацией до 80%) и не растворяется в плавиковой, фосфорной и хромовой кислотах, в большинстве органических кислот и щелочах. Интенсивно растворяется свинец в азотной кислоте. Мягкая питьевая вода также способна растворять свинец. Слабо действует на свинец морская вода и рудничные воды. Газы: хлор, сероводород, сернистый газ, ангидрид серной кислоты почти не действует на свинец как в сухом, так и во влажном состоянии. В сухих парах брома при низких температурах свинец также устойчив. Под действием фтористого водорода свинец быстро корродирует. При соединении свинца с кислородом могут образоваться закись свинца, окись свинца, или глет. Окись свинца легко отдает свой кислород веществам, способным окисляться, и поэтому является сильным окислителем. Она является амфотерным соединением и способна вступать во взаимодействие как с кислотами, так и с основными окислами и почти не разлагается даже при весьма высоких температурах. В присутствии кислорода при нагревании до температуры 400-500 градусов. При более высоких температурах сурик разлагается на глет и кислород.  С серой свинец образует сульфид, который широко распространен в природе в виде минерала свинцового блеска. В расплавленном состоянии он очень жидкотекуч и легко проникает даже в поры огнеупорных материалов. При нагревании сульфид свинца испаряется. Он легко окисляется воздухом. Сульфид свинца при высоких температурах взаимодействует с железом, медью, алюминием и марганцем. С сульфидами других металлов он образует штейн. Пары свинца, а также многие его химическое соединения ядовиты. Рекристаллизация свинца происходит при температурах ниже комнатной. Поэтому получить свинец в наклепанном состоянии при комнатной температуре невозможно. Механические и физико-химические свойства свинца сильно изменяются под влиянием примесей. Висмут и цинк понижают кислотоупорность свинца. Натрий, кальций и магний резко повышают прочность и твердость свинца, но снижают его химическую стойкость. Медь увеличивает устойчивость свинца против действия серной кислоты. Сурьма повышает твердость и кислотоупорность свинца в отношении серной кислоты. Барий и литий повышают твердость, а кадмий, теллур и олово- твердость и сопротивление усталости свинца. Большое количество свинца расходуют в настоящее время на производство аккумуляторов и в кабельном производстве, хотя в последнем случае его все в большой мере заменяют синтетическими материалами. Свинец широко применяют для производства различных сплавов, в том числе антифрикционных сплавов (баббитов), свинцовых бронз, свинцовооловянных припоев, легкоплавких свинцовокадмиевооловянных сплавов, типографских сплавов, для производства фольги. Используют его также для сооружений, защищающих от радиоактивных излучений, и для многих других целей. Свинец чушковый. Свинец марок СО.С1,С2,С3 выпускают в виде чушек массой не более 40 кг и не менее 30 кг. Свинец сурьмянистый. Свинец выпускают в виде гладких чушек массой от 25 до 40 кг. Проволока свинцовая. Проволоку поставляют диаметром 1,25+-0,25 мм. Допускаемая стандартом разность между максимальным и минимальным значениями диаметра должна быть не более 0,14 мм. Свинцовая проволока можеть быть изготовлена из свинца любой марки.

 

  1. Мы предлагаем следующие виды цветных металлов: бронза, медь, титан, олово, баббит, магний, кадмий, латунь, сурьма, висмут.

 

Электропроводимость (электрическая проводимость) и электрическое сопротивление редкоземельных и прочих элементов и сплавов при 0°C.

  Материал

Проводимость

Сопротивление

(%IACS)*

(Сименс/м)

(Ом*м)

Cурьмянистый оловянный припой (Antimonial Tin Solder)

11.90

6.902*106

1.449*10-7
Сурьмьянистый свинец 1%, (Antimonial Lead 1%)

7.88

4.570*106

2.188*10-7
Сурьма (Sb), (Antimony)

4.40-4.66

2.552*106

3.700*10-7 — 3.918*10-7
Мышьяк (As), (arsenic)

6.63

  

2.600*10-7
Баббит на основе свинца, (Babbit Lead Base)

6.00

3.480*106

2.874*10-7
Барий при 0°C ,(Barium)

28.74

  

6.000*10-8
Бериллий (Be), (Beryllium)

38.9 — 43.1

2.50*107—2.256*107

4.00*10-8—4.43*10-8
Чистый висмут (Bi) при 0 °C (Pure Bismuth)

1.64

  

1.050*10-6
Кадмий (Cadmium)

25.00 — 25.20

1.462*107

6.842*10-8 -7.300*10-8
Кальций, (Calcium)

48.70-49.60

2.825*107

3.160*10-8 — 3.540*10-8
Латунь патронная отожженная(гильзы), (Cartridge Brass)

28.00

1.624*107

6.158*10-8
Церий бета-фаза, (Cerium beta phase)

2.08

  

8.280*10-7
Церий гамма-фаза, (Cerium gamma phase)

2.32

  

7.440*10-7
 

 

 

 
Металлокеркамика ( Cermets)      
Cr-Al 2 O 3

19.82

  

8.700*10-8
Карбид хрома тип А, (Cromium carbide type A (83Cr 3 C 2 -15Ni-2W) )

20.53

  

8.400*10-8
Карбид хрома тип В, (Cromium carbide type B (88Cr 3 C 2 -12Ni) )

24.63

  

7.000*10-8
TiB 2

112.69

  

1.530*10-8
ZrB 2

107.76

  

1.600*10-8
ZrB 2 -B

75-101

  

1.7*10-8—2.3*10-8
CrB

86.21

  

2.000*10-8
CrB-Ni

28-45

  

3.8*10-8—5.8*10-8
CrB-Cr-Mo

32-47

  

3.7*10-8—5.4*10-8
Mo 2 NiB 2

24-26

  

6.6*10-8—7.1*10-8
 

 

 

 
Цезий (Cesium)

8.62

4.500*106

2.000*10-7
Хром, (Chromium)

8.80

5.104*106

1.959*10-7
Хром при 20°C

13.00

  

1.300*10-7
Кобальт и его сплавы      
Кобальт. (Cobalt) примерно

27.60

1.601*107

6.247*10-8
Износостойкий сплав 1, USA wear-resistant alloy 1

1.83

  

9.400*10-7
Износостойкий сплав 6, USA wear-resistant alloy 6

2.05

  

8.400*10-7
Износостойкий сплав 12, USA wear-resistant alloy 12

1.96

  

8.800*10-7
Износостойкий сплав 6B, USA wear-resistant alloy 6B

1.89

  

9.100*10-7
 

 

 

 
Колумбий, (Columbium)

13.20

7.656*106

1.306*10-7
Константан, Constantan

3.52

2.042*106

4.898*10-7
Окисленный свинец, Corroded Lead

8.30

4.814*106

2.077*10-7
Диспрозий, ( Dysprosium)

1.86

  

9.260*10-7
Европий, (Europium)

1.92

  

9.000*10-7
Эрбий, (Erbium)

2.00

  

8.600*10-7
Гадолиний, (Gadolinium)

1.32

  

1.310*10-6
Галлий поликристаллический, (polycrystalline gallium)

11.46

  

1.505*10-7
Отожженная прлакировочная латунь, (Annealed Gilding Metal )

56.00

3.248*107

3.079*10-8
Ювелирное золото

73.40 — 83.69

4.257*107

2.060*10-8 — 2.349*10-8
Чистое золото, Pure Gold

70.00

4.060*107

2.463*10-8
Графит, (Graphite)

0.22

1.276*105

7.837*10-6
Гафний (Hafnium)

4.91

  

3.510*10-7
Индий, (Indium) и его сплавы      
Чистый индий, 100% In

24.00

  

7.184*10-8
290 (97In-3Ag)

23.00

  

7.496*10-8
90In-10Ag

22.10

  

7.801*10-8
300-302 (80In-15Pb-5Ag)

13.00

  

1.326*10-7
320-345 (70In-30Pb)

8.80

  

1.959*10-7
60In-40Pb

7.00

  

2.463*10-7
244 (52In-48Sn)

11.70

  

1.474*10-7
50In-50Sn

11.70

  

1.474*10-7
500In-50Pb

6.00

  

2.874*10-7
40In-60Pb

5.20

  

3.316*10-7
25In-75Pb

4.60

  

3.748*10-7
25In-37.5Pb-37.5Sn

7.80

  

2.210*10-7
136 (21In-18Pb-12Sn-49Bi)

2.43

  

7.095*10-7
19In-81Pb

4.50

  

3.831*10-7
307-323 (12In-18Pb-70Sn)

12.20

  

1.413*10-7
5In-95Pb

5.10

  

3.381*10-7
5In-90Pb-5Ag

5.60

  

3.079*10-7
5In-92.5Pb-2.5Ag

5.50

  

3.135*10-7
Иридий и его сплавы ( Iridium)      
Iridium

32.60 — 36.61

1.891*107

 5.289*10-8 — 4.710*10-8
Iridium — Platinum Alloys

9.10

5.278*106

1.895*10-7
Свинец, (Lead)

8.35- 8.40

4.872*106

2.064*10-7-2.053*10-7
Твердый свинец — закаленный и состаренный, ( Hard lead Quenched & Aged)

7.70

4.466*106

2.239*10-7
Литий, (Lithium)

18.44 -20.20

1.172*107

8.535*10-8 -9.350*10-8
Марганец альфа-фаза( Mn) , (alpha phaseManganese)

0.90

  

1.440*10-6
Ртуть, Mercury

1.80

1.044*106

9.579*10-7
Мишметалл, (Mischmetal)

2.16

  

8.000*10-7
Молибден, (Molybdenum)

33.00

1.914*107

5.225*10-8
Монель (Mone)l

3.60

2.088*106

4.789*10-7
Морская латунь=Минцметалл отожженная, (Annealed Muntz Metal )

28.00

1.624*107

6.158*10-8
Неодим, (Neodymium)

2.68

  

6.430*10-7
Ниобий, (Niobium)

13.20

  

1.600*10-7
Осмий, (Osmium)

18.20-21.23

1.056*107

9.473*10-8 -8.120*10-8
Палладий, (Palladium)

16.00 -17.36

9.280*106

9.930*10-8
Постоянные магниты,(Permanent Magnet Materials)      
3 1/2 % Cr steel

5.95

  

2.900*10-7
6% W steel

5.75

  

3.000*10-7
17% Co steel

6.16

  

2.800*10-7
36% CO steel

6.39

  

2.700*10-7
Cast Alnico 1 — литье

2.30

  

7.500*10-7
Cast Alnico 2 — литье

2.65

  

6.500*10-7
Cast Alnico 3 — литье

2.87

  

6.000*10-7
Cast Alnico 4 — литье

2.30

  

7.500*10-7
Cast Alnico 5 — литье

3.67

  

4.700*10-7
Cast Alnico 5DG — литье

3.67

  

4.700*10-7
Cast Alnico 5-7 — литье

3.67

  

4.700*10-7
Cast Alnico 6 — литье

3.45

  

5.000*10-7
Cast Alnico 7 — литье

2.97

  

5.800*10-7
Cast Alnico 8 — литье

3.45

  

5.000*10-7
Cast Alnico 12 — литье

2.78

  

6.200*10-7
Sintered Alnico 2 — спеченный из порошка

2.54

  

6.800*10-7
Sintered Alnico 4 — спеченный из порошка

2.54

  

6.800*10-7
Sintered Alnico 5 — спеченный из порошка

3.45

  

5.000*10-7
Sintered Alnico 6 — спеченный из порошка

3.25

  

5.300*10-7
Наборный феррит А, (Bonded ferrite A)

—

  

1.000*105
Спеченный феррит 1, (Sintered ferrite 1)

—

  

1.000*105
Sintered NdFeB — спеченный из порошка

1.08

  

1.600*10-6
Hot-pressed NdFeB — горячештампованный

1.08

  

1.600*10-6
Куниф=кунайф, (cunife)

9.58

  

1.800*10-7
Платино-кобальтовый сплав=, (Platinum cobalt )

6.16

  

2.800*10-7
 

 

 

 
Платина и платиновые сплавы, (Platinum )      
Платина чистая, (Pure Platinum)

16.28 -17.50

9.442*106

9.850*10-8 -1.059*10-7
Техническая платина, (Commercial Platinum)

11.60

6.728*106

1.486*10-7
Платино-ирридиевые сплавы, Platinum — Iridium Alloys

9.10

5.278*106

1.895*10-7
Платино-никелевые сплавы, Platinum — Nickel Alloys

7.40 -13.60

4.292*106 -7.888*106

1.268*10-7 -2.330*10-7
Чистый рутений , Pure Ruthenium

22.70

1.317*107

7.595*10-8
Рутений контактный, (Contact Grade Ruthenium)

4.00

2.320*106

4.310*10-7
Рутений ювелирный, (Jewelry GradeRuthenium)

5.50

3.190*106

3.135*10-7
Калий, (Potassium)

23.95

  

7.200*10-8
Празеодим, (Praseodymium)

2.46

  

7.000*10-7
Прометий, ( Promethium)

2.30

  

7.500*10-7
Рений, (Rhenium)

9.30

  

1.854*10-7
Скандий, (Scandium)

3.07

  

5.620*10-7
Селен, (Selenium)

14.40

8.352*106

1.197*10-7
 

 

 

 
Серебро, Silver      
Чистое серебро, Pure Silver

105.00 -108.40

6.090*107

1.591*10-8 -1.642*10-8
18% Nickel Alloy A

6.00

3.480*106

2.874*10-7
 

 

 

 
Натрий, (Sodium)

39.82

  

4.330*10-8
 

 

 

 
Припои      
Сурьмянистое олово, Antimonial Tin

11.90

6.902*106

1.449*10-7
Олово-серебро, (Tin Silver)

16.60

9.628*106

1.039*10-7
20-80 Soft

9.80

5.684*106

1.759*10-7
5-95 Soft

8.80

5.104*106

1.959*10-7
50-50 Soft

11.00

6.380*106

1.567*10-7
 

 

 

 
Тантал, (Tantalum)

13.90

8.062*106

1.240*10-7
Технеций, (Technetium )

9.32

  

1.850*10-7
Тербий, (Terbium )

1.50

  

1.150*10-6
Талий, Thallium

11.49

  

1.500*10-7
Торий, (Thorium)

11.00

  

1.570*10-7
Тулий, (Thulium)

2.55

  

6.760*10-7
 

 

 

 
Олово, ( Tin)      
Чистое олово, (Pure Tin)

15.00

8.700*106

1.149*10-7
Фольга оловянная, (Tin Foil)

4.20

2.436*106

4.105*10-7
 

 

 

 
Вольфрам, ( Tungsten)

31.40

1.821*107

5.491*10-8
Уран, (Uranium)

6.00

3.480*106

2.874*10-7
Ванадий, (Vanadium)

6.60

3.828*106

2.612*10-7
Медный штейн, (White Meta)l

11.10

6.438*106

1.553*10-7
Иттербий, (Ytterbium)

6.90

  

2.500*10-7
Иттрий, (Yttrium)

2.89

  

5.960*10-7
 

 

 

 
Цинк и цинковые сплавы, (Zinc)      
Цинк технический — прокат, (Commercial Rolled Zinc)

28.00

1.624*107

6.158*10-8
Цинковое литье, (Die Cast Zinc)

25.00 -27.00

1.450*107 -1.566*107

6.386*10-8 -6.897*10-8
AG40A

27.00

  

6.400*10-8
AC43A

27.00

  

6.386*10-8
ZA-8

27.70

  

6.224*10-8
ZA-12

28.30

  

6.100*10-8
ZA-27

29.70

  

5.800*10-8
ILZRO 16

20.53

  

8.400*10-8
Цинк технический — прокат,Commercial Rolled Zinc (Zn-0.08Pb)

28.40

  

6.200*10-8
Цинк технический — прокат,Commercial Rolled Zinc (Zn-0.3Pb-0.03Cd)

32.00

  

6.060*10-8
Цинк технический — прокат,Commercial Rolled Zinc (Zn-0.06Pb-0.06Cd)

32.00

  

6.060*10-8
Copper-Hardened Rolled Zinc (Zn-1.0Cu)

28.00

  

6.200*10-8
Rolled Zinc Alloy (Zn-1.0Cu-0.010Mg)

27.00

  

6.300*10-8
Zn-Cu-Ti Alloy (Zn-0.8Cu-0.15Ti)

27.00

  

6.240*10-8
Сверхпластичный цинк, Superplastic Zinc (Zn-22Al) (annealed)

32.00

  

6.000*10-8
       
Цирконий и его сплавы      
Цирконий, (Zirconium)

3.40 — 4.20

1.972*106 — 2.436*106

4.105*10-7 — 5.071*10-7
Реакторный сплав и сплав 702, USA Reactor grade and grade 702

4.34

  

3.970*10-7
Zr-2.5Nb, grade 705, and grade 706

3.13

  

5.500*10-7
Циркаллой-2, Zircaloy — 2

2.40

1.392*106

7.184*10-7
Циркаллой 2,4 и сплав 704. Zircaloy-2, Zircaloy-4, and grade704

2.33

  

7.400*10-7

ICMM • What are minerals and metals?

Считается, что существует более 4000 различных полезных ископаемых, многие из которых содержат металлы.

Руды представляют собой твердые, природные неорганические вещества, которые залегают в земной коре. Они образовались без вмешательства человека и имеют определенный химический состав и кристаллическую структуру.

Металлы представляют собой простые вещества (например, золото, серебро и медь), которые имеют кристаллическую структуру в твердом состоянии и содержатся в рудах. Для них часто характерны такие свойства, как хорошая электропроводность и теплопроводность, внешний блеск и ковкость. Металлы, которые мы видим в нашей повседневной жизни, производятся путем переработки металлических руд. Для этого, в большинстве случаев, требуются химические вещества и особые технологии.

Распространенные группы металлов

Металлы обычно делят на группы по свойствам или назначению. Названия этих групп не являются точными или научными, однако отражают общее назначение или свойства металлов:

Благородные металлы включают в себя золото, серебро и платину. Около 90 процентов всего золота добывается на золотых приисках. Остальные 10 процентов добываются как побочный продукт при добыче других металлов, таких как медь и никель. Благородные металлы обращаются на мировых рынках и имеют различное назначение — от ювелирных изделий и электронных компонентов до каталитических конвертеров в автомобилях.

Неблагородные металлы включают в себя менее дорогостоящие металлы, главным образом медь, свинец и цинк. В очищенном виде эти металлы обычно обращаются на мировых рынках в различных стандартных формах и размерах. Они представляют собой основные строительные материалы и используются повсюду в мире.

Черные металлы включают в себя металлы с высоким содержанием железа, которое входит во все виды стали. Железо на латыни имеет название ferrum, под которым этот металл известен нам из периодической таблицы Менделеева. К этой группе обычно относят такие металлы, как хром, кобальт, марганец и молибден, поскольку они преимущественно используются для улучшения свойств стали.

Цветные металлы включают в себя алюминий, медь, свинец, магний, никель, олово и цинк, и их основное назначение не связано с выплавкой стали. Обратите внимание, что некоторые из неблагородных металлов также относятся к этой группе, и поэтому выбор группы для классификации металлов зависит от контекста.

Редкоземельные металлы не настолько редко встречаются в земной коре, однако их добыча связана с определенными сложностями. К ним относятся скандий, иттрий, лантан и 14 элементов, следующих за лантаном в периодической таблице (лантанидов). Они повсеместно используются, хотя и в небольших объемах, в производстве стекла, керамики, глазури, магнитов, лазеров и телевизионных трубок, а также в переработке нефти.

Сплавы производятся путем смешивания двух или более металлов для получения нового уникального вещества, химические и физические свойства которого отличаются от свойств составляющих его компонентов. Свыше 90 процентов металлов на сегодняшний используются в сплавах.

Легирующие элементы обычно добавляются к чистым металлам для повышения их прочности или улучшения определенных свойств, таких как коррозионная стойкость, износостойкость и легкость в обработке. Растущие промышленные требования, такие как высокая тугоплавкость, повышенная прочность для использования в системах под давлением, усталостная прочность, легкий вес и упругость, а нередко их комбинации, лежат в основе разработки самых разнообразных сплавов.

Наиболее распространенные сплавы в широком смысле относятся к сталям, В эти изначально прочные сплавы железа и углерода добавляются другие вещества, которые дополнительно усиливают их долговечность и другие характеристики.  Например, в автомобиле встречается более 10 различных стальных сплавов: в кузове, зубчатых передачах, тягах, коленчатых валах и клапанах и так далее.

Эксперты прогнозируют, что спрос на более энергоэффективные системы, информационные технологии и космические исследования станет основным движущим фактором разработки новых сплавов в этом столетии.

Свойства свинца | khimie.ru

Свойства свинца. Свинец представляет собой синевато-белый металл, блестящий на поверхности свежего среза; однако на воздухе он быстро приобретает матовую сине-серую тусклую окраску. Рb самый мягкий среди обычных тяжелых металлов, значительно мягче, чем олово. Его можно резать ножом и даже царапать ногтем. Вследствие незначительной твердости и большой тягучести свинец легко удается прокатывать в листы, однако ввиду незначительной прочности из него нельзя вытянуть слишком тонкую проволоку. Удельный вес свинца 11,34, температура плавления 327,4 °С, температура кипения 1750 °С. В соответствии с данными Вартенберга пары свинца при 1870 °С одноатомны. Свинец кристаллизуется в кубической системе. Удельная теплоемкость его при 18 °С равна 0,0299, атомная теплоемкость 6,2, что находится в соответствии с правилом Дюлонга и Пти. Теплопроводность свинца относительно небольшая, она составляет лишь 8,5 % теплопроводности серебра. Удельная электропроводность при 18 ºС равна х =4,8∙10-4, что составляет 7,8 % удельной электропроводности серебра.

В отличие от своих более легких аналогов свинец кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке с а =. 4,91 Å.

Свинец легко образует сплавы с другими металлами. С рутью он образует амальгаму, которая при небольшом содержании свинца представляет собой жидкость. В амальгаме свинец также одноатомен.

В электрохимическом ряду напряжений свинец стоит непосредственно перед водородом. Нормальный потенциал свинца по отношению к нормальному водородному электроду составляет −0,130 В. Хотя свинец в соответствии с этим немного «менее благороден», чем водород, в разбавленных кислотах он в общем не растворяется. Это связано отчасти с тем, что на чистом свинце водород выделяется только при значительном перенапряжении. В некоторых случаях на свинце образуется нерастворимое покрытие, защищающее его от дальнейшего действия кислоты; так, при соприкосновении свинца с серной кислотой образуется сульфат свинца, с плавиковой кислотой − фторид свинца. Нерастворимость в умеренно концентрированной серной кислоте важна для применения свинца в аккумуляторах, а также в сернокислотной промышленности, где получающуюся в камерном процессе разбавленную кислоту упаривают на свинцовых сковородах. Правда, приготовленная таким путем кислота содержит примесь свинца. В соляной кислоте свинец также практически не растворяется. В азотной кислоте он легко растворим вследствие своей сильной способности к окислению.

По данным Гарре устойчивость свинца по отношению к серной кислоте можно повысить, сплавляя его с небольшим количеством АgСd4.

При доступе кислорода воздуха свинец медленно взаимодействует cо всеми кислотами, в том числе и с очень слабыми, и даже с водой:

Рb + 1/2O2 = РbО,

РbО + 2Н+ = Рb2+ + Н2O

Следует отметить сравнительно легкую растворимость свинца в содержащей воздух уксусной кислоте. Вероятно, растворимость здесь повышается благодаря комплексообразованию.

В то время как компактный свинец при обычной температуре подвергается действию кислорода воздуха лишь с поверхности, тонкоизмельченный свинец пирофорен. При плавлении свинец покрывается сначала серым окисным слоем, так называемой «свинцовой золой»; при более продолжительном нагревании он переходит сначала в желтый свинцовый глет РbО, а затем, если его не слишком нагревать при обильном доступе воздуха, − в красный сурик Рb3O4. При нагревании свинец непосредственно соединяется также с серой, селеном и теллуром, а также и с галогенами.

Соединения свинца крайне ядовиты. Даже следы свинца могут при длительном действии привести к тяжелым заболеваниям и смерти, так как свинец накапливается в организме. Поэтому сплавы с большим содержанием свинца нельзя применять для изготовления посуды. Опасности свинцового отровления особенно подвержены рабочие, которые заняты в свинцовом производстве. Поэтому там применяют особые меры предосторожности.

Симптомами свинцового отравления являются серая кайма на деснах («свинцовая кайма»), бледность лица и губ, запоры, потеря аппетита. В тяжелых случаях появляются сильные боли в области живота («свинцовые колики»), параличи или боли в суставах, наконец судороги, обмороки или другие симптомы мозгового заболевания. При своевременном применении необходимых мер излечение возможно.

При растворении в кислотах свинец переходит в двухвалентное состояние, образуя ионы Рb2+. Действием сильных окислителей, особенно при электролитическом окислении, он может быть переведен в четырехвалентное состояние. Нормальный потенциал, соответствующий перезаряжению Рb2+ → Рb4+, составляет по сравнению с нормальным водородным электродом 1,8 В. Следовательно, тенденция к переходу из четырех- в двухвалентное состояние у свинца гораздо больше, чем у олова. В соответствии с этим соли свинца (II) в противоположность солям олова (II) не являются восстановителями.

Ваш отзыв

Вы должны войти, чтобы оставлять комментарии.

Нормативная документация. ФС.2.2.0019.18 Вода для инъекций

ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ
Aqua pro injectionibus Взамен ФС.2.2.0019.15

Н2О          М.м. 18,02

Настоящая фармакопейная статья распространяется на нефасованную воду для инъекций, получаемую из воды питьевой методами дистилляции, ионного обмена, обратного осмоса, комбинацией этих методов или другим способом, или из воды, очищенной методом дистилляции, и предназначенную для производства или изготовления парентеральных и других лекарственных средств.
При использовании воды для инъекций в технологии парентеральных и других лекарственных средств, получаемых непосредственно перед применением, в условиях, исключающих последующую стерилизацию лекарственных препаратов, вода для инъекций должна быть стерильной.
Вода для инъекций должна быть апирогенной и не должна содержать антимикробных консервантов или других добавок. 

Описание. Бесцветная прозрачная жидкость без запаха. 

Кислотность или щелочность. К 20 мл воды для инъекций прибавляют 0,05 мл 0,1 % раствора фенолового красного. При появлении желтого окрашивания оно должно измениться на красное от прибавления не более 0,1 мл 0,01 М раствора натрия гидроксида. При появлении красного окрашивания оно должно измениться на желтое от прибавления не более 0,15 мл 0,01 М раствора хлористоводородной кислоты. 

Электропроводность. Определение проводят в соответствии с ОФС «Электропроводность» с   помощью   оборудования   –    кондуктометров, внесенных в Государственный реестр средств измерений. 
Оборудование 
Кондуктометрическая ячейка:
— электроды из подходящего материала, такого как нержавеющая сталь; 
— константа    ячейки    обычно    устанавливается       поставщиком      и впоследствии проверяется через соответствующие интервалы времени с использованием сертифицированного стандартного раствора с электропроводностью менее 1500 мкСм/см или путем сравнения с ячейкой, имеющей аттестованную константу ячейки. Константа ячейки считается подтвержденной, если найденное значение находится в пределах 2 % от значения, указанного в сертификате; в противном случае должна быть проведена повторная калибровка.
Кондуктометр.   Точность    измерения      должна    быть    не    менее 0,1 мкСм/см в низшем диапазоне.
Калибровка системы (ячейки электропроводности и кондуктометра). Калибровка должна проводиться с использованием одного или более соответствующих стандартных растворов (ОФС «Электропроводность»). Допустимое отклонение должно составлять не более 3 % от измеренного значения электропроводности. 
Калибровка кондуктометра. Калибровку кондуктометра проводят с использованием сопротивлений высокой точности или эквивалентным прибором после отсоединения ячейки электропроводности для всех интервалов, использующихся для измерения электропроводности и калибровки ячейки, с погрешностью не более 0,1 % от сертифицированной величины.
В случае невозможности отсоединения ячейки электропроводности, вмонтированной в производственную линию, калибровка может быть проведена относительно предварительно калиброванной ячейки электропроводности, помещенной в поток воды для инъекции рядом с калибруемой ячейкой.
Методика
Стадия 1
Измеряют электропроводность без температурной компенсации с одновременной регистрацией температуры. Измерение электропроводности с помощью кондуктометров с температурной компенсацией возможно только после соответствующей валидации.
Находят ближайшее значение температуры (табл. 1), меньше измеренного. Соответствующая величина электропроводности является предельно допустимой.
Вода для инъекций соответствует требованиям, если измеренное значение электропроводности не превышает найденного по табл. 1 предельно допустимого значения.

Таблица 1 – Предельно допустимые значения электропроводности воды для инъекций в зависимости от температуры
Температура,
°С		 Электропроводность,
мкСм/см		 Температура,
°С		 Электропроводность,
мкСм/см
0 0,6 55 2,1
5 0,8 60 2,2
10 0,9 65 2,4
15 1,0 70 2,5
20 1,1 75 2,7
25 1,3 80 2,7
30 1,4 85 2,7
35 1,5 90 2,7
40 1,7 95 2,9
45 1,8 100 3,1
50 1,9 - -

Для значений температур, не представленных в табл. 1, вычисляют максимально допустимое значение электропроводности путем интерполяции ближайших к полученному верхнему и нижнему значениям, приведенным в табл. 1. 
Если величина электропроводности превышает приведенное в табл. 1
значение, продолжают испытания в соответствии с требованиями стадии 2.
Стадия 2
Не менее 100 мл воды для инъекций помещают в сосуд. При постоянном перемешивании устанавливают температуру в пределах 25 ± 1 °С и измеряют электропроводность через каждые 5 мин до тех пор, пока изменение электропроводности за 5 мин не составит менее 0,1 мкСм/см. Фиксируют это значение электропроводности.
Вода для инъекций удовлетворяет требованиям, если полученное значение электропроводности составляет не более 2,1 мкСм/см.
Если значение электропроводности более 2,1 мкСм/см, проводят испытания в соответствии с требованиями стадии 3.
Стадия 3
Испытание выполняют в течение приблизительно 5 мин после проведения испытания по стадии 2, поддерживая температуру в пределах 25 ± 1 °С. Прибавляют свежеприготовленный насыщенный раствор калия хлорида к воде для инъекций (0,3 мл на 100 мл воды для инъекций) и определяют pH с точностью до 0,1.
Определяют предельное значение электропроводности (табл. 2) для данного рН.
Вода для инъекций удовлетворяет требованиям по электропроводности, если величина электропроводности, полученная на стадии 2, не превышает значения, приведенного в табл. 2. Если полученная на стадии 2 величина электропроводности превышает значение, приведенное в табл. 2, или значение рН находится за пределами диапазона 5,0 – 7,0, то вода   для   инъекций   не   соответствует   требованиям   по   показателю
«Электропроводность».

Таблица 2 – Предельно допустимые значения электропроводности воды для инъекций в зависимости от рН

рН Электропроводность,
мкСм/см		 рН Электропроводность,
мкСм/см
5,0 4,7 6,1 2,4
5,1 4,1 6,2 2,5
5,2 3,6 6,3 2,4
5,3 3,3 6,4 2,3
5,4 3,0 6,5 2,2
5,5 2,8 6,6 2,1
5,6 2,6 6,7 2,6
5,7 2,5 6,8 3,1
5,8 2,4 6,9 3,8
5,9 2,4 7,0 4,6
6,0 2,4 - -


Сухой остаток. Не более 0,001 %. 100 мл воды для инъекций выпаривают досуха и сушат при температуре от 100 до 105 °С до постоянной массы.

Восстанавливающие вещества. 100 мл воды для инъекций доводят до кипения, прибавляют 0,1 мл 0,02 М раствора калия перманганата и 2 мл серной кислоты разведенной 16 %, кипятят в течение 10 мин; розовое окрашивание должно сохраниться.

Углерода диоксид. При взбалтывании воды для инъекций с равным объемом раствора кальция гидроксида (известковой воды) в наполненном доверху и хорошо закрытом сосуде не должно быть помутнения в течение 1 ч.

Нитраты и нитриты. Не более 0,00002 % (0,2 ppm). 5 мл испытуемой воды для инъекций помещают в пробирку, погруженную в ледяную воду, прибавляют 0,4 мл 10 % раствора калия хлорида, 0,1 мл 0,1 % раствора дифениламина и по каплям при перемешивании 5 мл серной кислоты, свободной от азота. Пробирку помещают на водяную баню при температуре 50 °С. Через 15 мин синяя окраска раствора по интенсивности не должна превышать окраску стандартного раствора, приготовленного одновременно таким же образом с использованием смеси 4,5 мл воды, свободной от нитратов и 0,5 мл стандартного раствора нитрата (2 ppm нитрат-иона).
Примечание. Приготовление стандартного раствора нитрата (2 ppm нитрат-иона). 0,815 г калия нитрата помещают в мерную колбу вместимостью 500 мл, растворяют в воде и доводят объем раствора водой до метки. 1,0 мл полученного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 500 мл и доводят объем раствора водой, свободной от нитратов, до метки. 

Аммоний. Не более 0,00002 % (0,2 ppm). 20 мл испытуемой воды для инъекций помещают в пробирку, прибавляют 1,0 мл щелочного раствора калия тетрайодмеркурата. Через 5 мин просматривают вдоль вертикальной оси пробирки вниз; окраска раствора по интенсивности не должна превышать окраску стандартного раствора, приготовленного одновременно таким же образом путем прибавления 1,0 мл щелочного раствора калия тетрайодомеркурата к смеси 4 мл стандартного раствора аммония (1 ppm аммоний-иона) и 16 мл воды, свободной от аммиака.
Примечание. Приготовление стандартного раствора аммония (1 ppm аммоний-иона). 0,741 г аммония хлорида помещают в мерную колбу вместимостью 1000 мл, растворяют в воде и доводят объем раствора водой до метки. 1,0 мл полученного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 250 мл и доводят объем раствора водой, свободной от аммиака, до метки.

Хлориды. К 10 мл воды для инъекций прибавляют 0,5 мл азотной кислоты, 0,5 мл 2 % раствора серебра нитрата, перемешивают и выдерживают в течение 5 мин. Не должно быть опалесценции.   

Сульфаты. К 10 мл воды для инъекций прибавляют 0,1 мл хлористоводородной кислоты разведенной 7,3 % и 0,1 мл 6,1 % раствора бария хлорида. В течение не менее 1 ч не должно наблюдаться помутнение.  

Кальций и магний. К 100 мл воды для инъекций прибавляют 2 мл аммония хлорида буферного раствора рН 10,0, 50 мг индикаторной смеси эриохрома черного Т и 0,5 мл 0,01 М раствора натрия эдетата; должно наблюдаться чисто синее окрашивание раствора (без фиолетового оттенка). 

Алюминий. Не более 0,000001 % (0,01 ppm) (ОФС «Алюминий», метод 1). Испытание проводят для воды для инъекций, предназначенной для использования в производстве растворов для диализа.
Испытуемый раствор. К 400 мл испытуемой воды для инъекций прибавляют 10 мл ацетатного буферного раствора рН 6,0 и 100 мл воды дистиллированной.
Эталонный раствор. К 2 мл стандартного раствора алюминий-иона (2 мкг/мл) прибавляют 10 мл ацетатного буферного раствора рН 6,0 и 98 мл воды дистиллированной.
Контрольный раствор. К 10 мл ацетатного буферного раствора рН 6,0
прибавляют 100 мл воды дистиллированной

Тяжелые металлы. Не более 0,00001 % (0,1 ppm). 
Определение проводят одним из приведенных методов. 
Метод 1. В пробирку диаметром около 1,5 см помещают 10 мл испытуемой воды для инъекций, прибавляют 1 мл уксусной кислоты разведенной 30 % и 2 капли 2 % раствора натрия сульфида. Через 1 мин производят наблюдение окраски раствора вдоль вертикальной оси пробирки, помещенной на белую поверхность. Не должно быть окрашивания.
Метод 2. 120 мл испытуемой воды для инъекций упаривают до объема 20 мл. Оставшаяся после упаривания вода в объеме 10 мл должна выдерживать испытание на тяжелые металлы (ОФС «Тяжелые металлы») с использованием эталонного раствора, содержащего 1 мл стандартного раствора свинец-иона (5 мкг/мл) и 9 мл испытуемой воды для инъекций.
Примечание. Стандартный раствор свинец-иона (5 мкг/мл) готовят разведением стандартного раствора свинец-иона (100 мкг/мл) испытуемой водой для инъекций.
Контрольный раствор. 10 мл испытуемой воды для инъекций.

Микробиологическая чистота. Общее число аэробных микроорганизмов (бактерий и грибов) не более 10 КОЕ в 100 мл. Не допускается наличие Еscherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa в 100 мл. Для определения микробиологической чистоты воды для инъекций используют образец объемом не менее 1000 мл.
Исследование проводят методом мембранной фильтрации в асептических    условиях    в    соответствии    с    требованиями    ОФС «Микробиологическая чистота».

Бактериальные    эндотоксины.    Не     более     0,25 ЕЭ/мл    (ОФС «Бактериальные эндотоксины»).
 
Хранение и распределение. Воду для инъекций хранят и распределяют в условиях, предотвращающих рост микроорганизмов и исключающих возможность любой другой контаминации

Почему свинцовая клемма лучше лучше медной

Каждый автомобилист наверняка задавался вопросом: почему клеммы аккумуляторов изготовлены именно из свинца? Как известно, свинец не имеет должную электрическую проводимость, что заметно сказывается на том, что теряется мощность. Если сравнивать свинец с иными материалами, он гораздо мягче по своей структуре. Если взять пассатижи и попробовать его согнуть, то совсем быстро будет деформирована некоторая область. А по тяжести – он далеко не один из самых легких. 

На самом деле, тут никакого секрета нет. Вся причина состоит в том, что у свинца есть свойства, которые отлично подходят для применения его в автомобильном аккумуляторе.

Компоненты / Тесты

Свинец не может повредиться от кислоты, которая в аккумуляторе содержится в большом количестве. Иные же металлы сразу начинают вступать в химическую реакцию с кислотой, после чего появляется коррозия, и они моментально портятся.

Это и есть главная причина того, почему не применяют, к примеру, медь: она имеет в несколько раз большую электропроводность.

Более того, по своей стоимости свинец гораздо дешевле той же меди. 

Но самая важная особенность в клеммах, изготовленных из свинцового материала, состоит в его низкой температуре плавления, которая составляет 300 градусов по Цельсию. 

Может показаться, что это недостаток, а не достоинство. Однако в некоторых случаях, при коротких замыканиях, клемма из свинцового материала быстрее всех примет расплавленное состояние и разорвет всю электрическую цепь. Другими словами, свинцовые клеммы выполняют работу не только крепления проводов и в некотором роде «проводника», но также и предохранителя.

Что будет, когда короткое замыкание будет длиться весьма долгое время? Кислота, находящаяся внутри автомобильного аккумулятора начнет закипать, а это может привести к неблагоприятным последствиям. В некоторых случаях это может закончиться даже взрывом. 

Изготавливают аккумуляторные клеммы не только из свинца, но также из иных материалов. Однако самыми популярными и надежными являются именно те, которые выполнены из свинца. Если вам предлагают на рынке клемму, которая выполнена не из свинца, обязательно стоит уточнить, может ли такая клемма сравниться со свинцовой по характеристикам и свойствам.

Внимание стоит обращать не только на стоимость изделия. Высокая цена далеко не всегда гарантирует отличное качество. Также стоит заострить свое внимание на прочности материала и температуре его плавления.

Припой оловянно свинцовый пос | ООО Урал-Олово

Припой ПОС (оловянно-свинцовый)

ГОСТ 21930-76 чушка

ГОСТ 21931-76 изделия

Изготовление оловянно-свинцовых припоев в виде чушки и изделиях является одним из основных направлений производственной деятельности ООО “Урал-Олово”.

Форма выпуска:

— чушка 20-35 кг

— проволока от 2 мм до 7 мм, бухты от 10 кг до 25 кг

— пруток от 8 мм до 15 мм, стандартная длина 400 мм, упаковка пачки по 10 кг

Применение:

Припой оловянно-свинцовый это сплав, основные компоненты которого олово и свинец.

Припой используется для пайки. Пайкой называют метод сращивания деталей с помощью припоя. При этом температура плавления деталей выше, чем температура плавления сплава, используемого в качестве припоя.

Пайку осуществляют с целью создания механически прочного, иногда герметичного шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке мест соединения припой нагревают свыше температуры его плавления. Так как припой имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления соединяемого металла, из которых изготовлены соединяемые детали, то он плавится, в то время как металл деталей остаётся твёрдым. Припой смачивает металл на границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.

Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов, например, по температуре плавления, требуемой механической прочности спая или его коррозионной устойчивости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.

Припои принято делить на две группы:

— мягкие

— твёрдые

К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — свыше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16 — 100 МПа, а твёрдые 100-500 МПа.

К мягким припоям относятся оловянно-свинцовые сплавы с содержанием олова от 10% (ПОС-10) до 90 % (ПОС-90), остальное — свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9—15 % электропроводности чистой меди. Плавление этих припоев начинается при температуре 183°C (температура плавления эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при температуре 308°C плавления ликвидуса, см. Область применения и температура плавления оловянно-свинцовых припоев:

Область применения и температура плавления оловянно-свинцовых припоев:

Марка припоя

Температура плавления

Область применения

солидус

ликвидус

ПОС 90

183

220

Лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры.

ПОС 63

183

190

Групповая пайка печатного монтажа, пайка на авто-линиях волной припоя, окунанием с протягиванием.

ПОС 61

183

190

Лужение и пайка электро- и радиоаппаратуры, схем, точных приборов, где недопустим перегрев.

ПОС 40

183

238

Лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами.

ПОС 30

183

238

Лужение и пайка деталей из меди и ее сплавов.

ПОС 10

268

299

Лужение и пайка электрических аппаратов, приборов, реле, контрольных пробок топок паровозов.

ПОС 61М

183

192

Лужение и пайка печатных проводников в кабельной, электро- и радиоэлектронной промышленности.

ПОСК 50-18

142

145

Пайка деталей, чувствительных к перегреву, порошковых материалов, пайка конденсаторов.

ПОСК 2-18

142

145

Лужение и пайка металлизированных и керамических деталей.

ПОССу 61-0,5

183

189

Лужение и пайка электроаппаратуры, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к темп.

ПОССу 50-0,5

183

216

Лужение и пайка авиационных радиаторов, для пайки пищевой посуды.

ПОССу 40-0,5

183

235

Лужение и пайка жести, обмоток электрических машин, радиаторных трубок, оцинкованных деталей.

ПОССу 35-0,5

183

245

Лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий.

ПОССу 30-0,5

183

255

Лужение и пайка листового цинка, радиаторов.

ПОССу 25-0,5

183

266

Лужение и пайка радиаторов.

ПОССу 18-0,5

183

277

Лужение и пайка трубок теплообменников, электроламп.

ПОСу 95-5

183

189

Пайка в электропромышленности, трубопроводов, работающих при повышенных температурах.

ПОССу 40-2

183

216

Лужение и пайка холодильных устройств, тонколистовой упаковки. Припой широкого назначения.

ПОССу 35-2

185

243

Пайка свинцовых труб, абразивная пайка.

ПОССу 30-2

183

235

Лужение и пайка в холодильном, электроламповом производстве, автомобилестроении.

ПОССу 25-2

183

266

Пайка в автомобилестроении.

ПОССу 18-2

186

277

Пайка в автомобилестроении.

ПОССу 15-2

186

277

Пайка в автомобилестроении.

ПОССу 10-2

183

189

Пайка в автомобилестроении.

ПОССу 8-3

240

290

Лужение и пайка в электроламповом производстве.

ПОССу 5-1

275

308

Лужение и пайка деталей, работающих при повышенных темпер-х, лужение трубчатых радиаторов.

ПОССу 4-6

244

270

Пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и клепанными швами из латуни и меди.

ПОССу 4-4

239

265

Лужение и пайка в автомобилестроении.

Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец.

Самым распространенным и универсальным низкотемпературным припоем считается припой ПОС-63 и ПОС-90, благодаря своей жидкотекучести им с легкость удается паять изделия сложной формы.

Также к мягким оловянным припоям относят:

  • Сурьмянистые и мало сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения.
  • Оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике.
  • Оловянно-цинковые (ПОЦ) для пайки алюминия.
  • Бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом индий, цинк, медь, серебро.

Почти все бессвинцовые припои имеют меньшую текучесть — смачиваемость, чем оловянно-свинцовые. Для улучшения текучести применяются специальные составы флюсов. Характеристики шва бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец. На данный момент, ни один из бессвинцовых припоев не считается полной заменой оловянно-свинцового, и ведутся дальнейшие исследования по разработке бессвинцового припоя для полноценной замены таковых.

Химический состав оловянно-свинцовых припоев по ГОСТ 21930-76:

Марка припоя

Массовая доля, %

Sn

Sb

Cd

Cu

Bi

As

Fe

Ni

S

Zn

Al

Pb

Бессурьмянистые (0%)

ПОС 90

89-91

0,1

-

0,05

0,1

0,01

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОС 63

62,5-63,5

0,05

-

0,05

0,1

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОС 61

59-61

0,1

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОС 40

39-41

0,1

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОС 30

29-31

0,1

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОС 10

9,0-10,0

0,1

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОС 61М

59-61

0,2

-

1,2-2,0

0,2

0,01

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОСК 50-18

49-51

0,2

17-19

0,08

0,2

0,03

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОСК 2-18

1.8-2,3

0,05

17,5-18,5

0,05

0,2

0,01

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

Малосурьмянистые (0,05-0,5%)

ПОССу 61-0,5

59-61

0,05-0,5

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОССу 50-0,5

49-51

0,05-0,5

-

0,05

0,1

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОССу 40-0,5

39-41

0,05-0,5

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОССу 35-0,5

34-36

0,05-0,5

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОССу 30-0,5

29-31

0,05-0,5

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОССу 25-0,5

24-26

0,05-0,5

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

ПОССу 18-0,5

17-18

0,05-0,5

-

0,05

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

Ост.

Сурьмянистые(от 0,5 до 6%)

ПОСу 95-5

Основа

4,0-5,0

-

0,05

0,1

0,04

0,02

0,02

0,02

0,002

0,002

0,07

ПОССу 40-2

39-41

1,5-2,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 35-2

34-36

1,5-2,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 30-2

29-31

1,5-2,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 25-2

24-26

1,5-2,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 18-2

17-18

1,5-2,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 15-2

14-15

1,5-2,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 10-2

9,0-10,0

1,5-2,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 8-3

7,0-8,0

2,0-3,0

-

0,1

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

ПОССу 5-1

4,0-5,0

0,5-1,0

-

0,08

0,2

0,02

0,02

0,08

0,02

0,02

0,02

Ост.

Помощь друга:

Без наличия спектральной лаборатории, рентгенофлуоресцентный анализатора металлов и сплавов, или возможности произвести химический анализ с целью определения химического состава и марки припоя будет туго, но можно:

Определить приблизительный химический состав припоя по следующим видимым признакам:

— пруток с содержанием олова выше 60% ярко блестит (возможно, это ПОС-90, ПОС-61).

— пруток, в котором много свинца — темного серого цвета, матовый.

— поверхность припоя чем темнее, чем больше в нем свинца.

— пруток со значительным содержанием свинца (до 60% свинца) пластичный, его легко деформировать и согнуть руками (возможно, это ПОС-30, ПОС-40).

— пруток, где много олова, прочный и жесткий. Он менее пластичный, и тяжелее гнется руками.

— пруток из чистого олова при сгибе или сжатии издает характерный хруст (возможно, это Олово, ПОС-90).

— если пруток или чушка долгое время находились при отрицательной температуре воздуха, и начинают ссыпаться при физическом воздействии, как порошок (возможно, это Олово, ПОС-90).

Урал Олово Свинцовый припой

и бессвинцовый припой: проводимость — Hentec Industries

В течение последних двух десятилетий отраслевой тенденцией был переход на бессвинцовые припои, поскольку большая часть мира переходит на эти припои по разным причинам. Некоторые ставят под сомнение эту тенденцию, возражая против изменения стандартных отраслевых практик.

Есть ряд веских причин для выбора бессвинцовых припоев. Одна из таких причин — сокращение загрязнения свинцом. Загрязнение почвы, воздуха и воды свинцом опасно не только для экосистемы, но и для людей.Концентрация свинца в воздухе со временем снизилась благодаря усилиям по сокращению свинца в лакокрасочной и других отраслях, например, в электронной промышленности. Кроме того, воздействие свинца может быть опасным — в достаточно высоких дозах — со смертельным исходом для сотрудников. Это не только физическая опасность, но и моральная опасность.

Однако есть ли преимущества у бессвинцовых припоев? Являются ли они более проводящими, чем свинцовые припои? Какой припой выбрать ?

Электропроводность свинцовых и бессвинцовых припоев

Электропроводность припоя определяется его составом, так как одни вещества имеют большее сопротивление, чем другие.Медь является наиболее проводящим из известных материалов, поэтому стандартным показателем проводимости является Международный стандарт отожженной меди, или IACS, выраженный в процентах от проводимости отожженной меди при 20 ° C.

В техническом паспорте с сайта Farnell.com показаны испытания различных припоев на различные характеристики, включая проводимость. Чем выше оценка, тем лучше, хотя припой лучше всего подходит для области применения, для которой он будет использоваться. Припой для электронных компонентов должен набрать не менее 7 процентов.

Показатели проводимости припоя

Чистое олово, по данным Multicore, имеет оценку IACS 13,9%, поэтому очевидно, что бессвинцовые припои могут обеспечить хорошую проводимость. Однако сплав свинец-олово 15/85 набрал 8,5%. Слегка доведение сплава до 20/80 привело лишь к постепенному улучшению, составив 8,7 процента. Однако припои с более высокими концентрациями свинца, такие как Sn62 и Sn63 компании Multicore, которые на 62 и 63 процента состоят из олова, 36 и 35 процентов свинца и 2 и 1 процент серебра, соответственно, получили оценку 11.9 процентов для Sn62 и 11,5 процентов для Sn63.

Таблица припоев Indium Corporation , которую можно найти в Интернете — , показывает, что многие бессвинцовые припои обладают аналогичной проводимостью.

Например, сплав золота и олова 80/20 (Indalloy # 182) показал результат 14,51%. Припой, состоящий из 88% золота и 12% германия, который представляет собой Indalloy # 183, получил оценку 14,67%, а припой, состоящий из 82% золота и 18% индия — Indalloy # 178 — получил 14 баллов.9 процентов.

Это всего лишь несколько примеров; Сегодня на рынке доступны сотни различных припоев. Более подробное исследование технических данных о бессвинцовых припоях доступно в Национальном институте стандартов и технологий в формате PDF.

Особый бессвинцовый припой идеально подходит для правильного применения

Изучение технических данных, сравнивающих бессвинцовый припой, свинец-олово и другие свинцовые сплавы, дает вам представление об определенных свойствах, но не дает полной картины.

Например, вышеупомянутые бессвинцовые припои от Indium являются эвтектическими, поэтому они имеют более специфические области применения, требующие лишь кратковременных изменений температуры. Это не делает их подходящими для плат, которые требуют более длительного времени пайки под действием тепла.

Чистое олово обладает высокой проводимостью, но при этом очень слабой. Компания Multicore обнаружила, что прочность на разрыв составляет около 60 процентов от прочности Sn63 и менее 50 процентов от прочности на разрыв Sn62. Ясно, что чистое олово можно использовать только в том случае, если оно не подвергается значительным механическим нагрузкам, если таковые имеются.

Напротив, припои из сплава свинца и индия из сплава Indalloy # 204 являются одними из лучших на рынке припоев общего назначения с оценками от 8 до 9 процентов по шкале IASC. Sn62 также известен как фантастический универсальный припой.

Итак, неужели бессвинцовый припой является лучшим проводником, чем припои из свинцового сплава? Правильный сплав может быть. Однако это не так важно, как соответствие припоя компонентам, с которыми вы будете их паять.

Припой

, как и машина для селективной пайки , — это всего лишь инструмент, который нужно использовать для той задачи, для которой он лучше всего подходит.

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Электропроводность — обзор

14.1 Введение

Электропроводность — одно из свойств почвы, которое связано с характером состава почвы (т.е.е., гранулометрический состав, минералогия), структура почвы (т.е. пористость, гранулометрический состав), содержание влаги и температура. Обычно это определяется с использованием закона Арчи (Archie, 1942), который, основываясь на лабораторных измерениях в осадочных породах, обеспечивает эмпирическую взаимосвязь между электропроводностью, пористостью и насыщенностью пород рассолом. Применение закона Арчи к глинистым почвам вызывает сомнения, поскольку на электрическую проводимость влияют другие параметры, такие как емкость катионного обмена, удельная поверхность, плотность электрического заряда и природа поровой жидкости.

Электропроводность зависит от распределения электрического тока в почвах, которое зависит от количества влаги и концентрации ионных частиц в порах почвы, природы ионных частиц, являющихся неорганическими или органическими, распределения пустот, геометрии пор, связности и т. Д. и пористость. Кроме того, поскольку температура может возбуждать и изменять вязкость жидкости, она влияет на электрическую проводимость.

Электропроводность обычно определяют в лаборатории и в полевых условиях (на месте) с использованием электрогеофизических методов, которые позволяют быстро измерять электрические свойства почвы, такие как удельное сопротивление и потенциал, непосредственно с поверхности почвы на любую глубину без нарушения почвы.Методы измерения электропроводности на месте (например, четырехэлектродный зонд и электромагнитная (ЭМ) индукция) обычно используются для оценки засоленности почвы в сельскохозяйственной промышленности (Nadler et al., 1984). Кроме того, некоторые электрогеофизические методы используются для составления карт уровня грунтовых вод, предпочтительных путей водотока и расположенных на возвышенностях водоемов, для определения местоположения свалок, а также для оценки содержания влаги в почве, температуры, текстуры почвы и структуры почв. Однако взаимосвязь между электрическими свойствами и химическими и физическими свойствами почвы очень сложна, поскольку свойства почвы влияют на электрические параметры, измеренные на месте.

Электропроводность | Encyclopedia.com

История

Материалы

Металлы

Полупроводники

Неомические проводники

Ресурсы

Проводимость — это способность материальной среды пропускать заряженные частицы или тепловую энергию. Теплопроводность — это способность материала передавать тепловую энергию, а электрическая проводимость — это его способность передавать ток (движение заряженных частиц, чаще всего электронов).Вместе это наиболее важные примеры более широкой классификации явлений, известных как процессы переноса. В металлах электропроводность и теплопроводность взаимосвязаны, поскольку оба связаны с движением электрона.

Первые исследования электропроводности металлов проводились в восемнадцатом и начале девятнадцатого веков. Бенджамин Франклин (1706–1790) в своих экспериментах с молнией (которые привели к его изобретению громоотвода) рассуждал, что заряд будет перемещаться по металлическому стержню.Алессандро Вольта (1745–1827) вывел концепцию электрического потенциала из своих исследований статического электричества, а затем открыл принцип работы батареи в своих экспериментах с разнородными металлами, находящимися в обычном контакте с влагой. Когда батареи стали доступны для контакта с металлами, были произведены и изучены электрические токи. Георг Симон Ом (1787–1854) обнаружил прямую зависимость между током и разностью потенциалов, которая стала мерой способности различных металлов проводить электричество.Обширные теоретические исследования токов были выполнены Андре Мари Ампер (1775–1836).

В честь этих ученых единицы международной системы (СИ) используют их имена. Единицей измерения разности потенциалов является вольт, а разность потенциалов чаще называют напряжением. Единицей измерения электрического сопротивления является ом, а единицей силы тока — ампер. Связь между этими функциями известна как закон Ома.

Франклина помнят за неудачную ошибку. Он предположил, что в явлениях, известных в его время, есть только один тип электричества, а не два, как думали другие.Он произвольно назвал одну форму статического электрического заряда положительной, а противоположный заряд объяснил отсутствием положительного. Все последующие исследования продолжали установленную им условность. В конце девятнадцатого века, когда достижения как в электрических, так и в вакуумных технологиях привели к открытию катодных лучей, потоков частиц, исходящих из отрицательного электрода в откачанной трубке, сэр Джозеф Джон Томсон (1856–1940) определил эти частицы как общие для все металлы используются в качестве катодов и заряжены отрицательно.Историческая концепция положительного тока, исходящего от анода, математически непротиворечива и не приводит к аналитическим ошибкам, поэтому условность сохраняется, но понимается как удобство.

Электропроводность может иметь место в различных веществах. Наиболее известные проводящие вещества — это металлы, во многих из которых внешние электроны атомов могут легко перемещаться в межатомных пространствах. К другим проводящим материалам относятся полупроводники, электролиты и ионизированные газы, которые обсуждаются далее в этой статье.

Металлы — это в первую очередь элементы, характеризующиеся атомами, у которых на внешней орбитальной оболочке мало электронов. Самая высокая проводимость наблюдается в металлах, где только один электрон занимает состояние во внешней оболочке. Серебро, медь и золото являются примерами металлов с высокой проводимостью. Металлы находятся в основном в левой части периодической таблицы элементов и в переходных столбцах. Электроны, вносящие вклад в их проводимость, также являются электронами, которые определяют их химическую валентность при образовании соединений.Некоторые металлические проводники представляют собой сплавы двух или более металлических элементов, таких как сталь, латунь, бронза и олово.

Кусок металла — это блок металлических атомов. В отдельных атомах валентные электроны слабо связаны со своими ядрами. В блоке при комнатной температуре эти электроны обладают достаточной кинетической энергией, чтобы позволить им уйти от своего первоначального местоположения. Однако этой энергии недостаточно для полного удаления их из блока из-за потенциальной энергии поверхности, самого внешнего слоя атомов.Таким образом, на своих участках атомы ионизируются, то есть остаются с чистым положительным зарядом, и их называют ионными остовами. В целом металл электрически нейтрален, поскольку заряды электронов и ионных ядер равны и противоположны. Электроны проводимости связаны с блоком в целом, а не с ядрами.

Эти электроны движутся облаком через пространства, разделяющие ионные ядра. Их движение является случайным, имеет некоторое сходство с молекулами газа, особенно с рассеянием, но природа рассеяния иная.Электроны не подчиняются классическим законам газа; их движение необходимо детально проанализировать квантово-механически. Однако большую часть информации о проводимости можно понять классически.

Конкретный образец металла может иметь удобную правильную форму, такую ​​как цилиндр (проволока) или призма (стержень). Когда батарея подключается к концам провода, электрохимическая энергия батареи передает разность потенциалов или напряжение между концами. Эта разность электрических потенциалов аналогична холму в гравитационной системе.Заряженные частицы будут двигаться в направлении, аналогичном спуску. В металле доступные электроны будут двигаться к положительному выводу или аноду батареи. Когда они достигают анода, батарея впрыскивает электроны в провод в равном количестве, тем самым сохраняя его электрически нейтральным. Эта циркуляция заряженных частиц называется током, а замкнутый путь называется цепью. Батарея действует как электрический аналог насоса. Если исходить из аналогии с гравитацией, в которой объекты могут падать и приземляться, транспортировка заряженных частиц требует замкнутой цепи.

Ток определяется в терминах переноса заряда:

I = q / t

, где I — ток, q — заряд, а t — время. Таким образом, q / t — это скорость переноса заряда по проводу. В металле, пока его температура остается постоянной, ток прямо пропорционален напряжению. Эта прямая пропорция в математических терминах называется линейной, потому что ее можно описать простым линейным алгебраическим уравнением:

I = GV

В этом уравнении V — это напряжение, а G — константа пропорциональности, известная как проводимость, которая не зависит от V и остается постоянным при постоянной температуре.Это уравнение является одной из форм закона Ома, принципа, применимого только к материалам с линейной электропроводностью. В свою очередь, такие материалы называют омиками.

Более знакомая форма закона Ома:

I = V / R

, где R равно 1 / G и называется сопротивлением.

Концептуально идея сопротивления прохождению тока предшествовала идее переноса заряда в историческом развитии.

Сравнение разности электрических потенциалов с холмом в гравитационных системах приводит к идее градиента или наклона.Скорость изменения напряжения по длине провода, измеренная относительно любого конца, называется электрическим полем:

E = — (V / L)

Поле E прямо пропорционально V и обратно пропорционально L в линейном или омическом проводнике. Это поле совпадает с электростатическим полем, определенным в статье об электростатике. Знак минус связан с необходимостью отрицательного градиента для обозначения «спуска». Электрическое поле в этом описании концептуально аналогично гравитационному полю у поверхности Земли.

Экспериментальные измерения тока и напряжения в металлических проводах разных размеров при постоянной температуре показывают, что сопротивление увеличивается прямо пропорционально длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Эти вариации позволяют рассматривать сам металл отдельно от размеров образца. Использование константы пропорциональности для свойства материала дает соотношение:

R = ρ (L / A)

, где ρ называется удельным сопротивлением металла. При обращении этого уравнения на первое место ставится проводимость, а не сопротивление:

G = ζ (A / L)

, где ζ — проводимость, обратная (1 / ρ) удельному сопротивлению.

Этот анализ может быть расширен заменой эквивалентных выражений:

G = I / V

ζ (A / L) = I / EL

ζ = I / AE

Введение в понятие плотности тока или тока на единицу площади поперечного сечения:

J = I / A

дает выражение, свободное от всех внешних измерений, необходимых для его фактического расчета:

ζ = J / E

Это уравнение называется полевой формой Ома. закон, и является первым из двух физических определений проводимости, а не математическим.

Природу проводимости металлов можно изучить более глубоко, рассматривая электроны в массивном металле. Этот подход называется микроскопическим, в отличие от макроскопических свойств металлического образца. Под действием внутреннего электрического поля в материале электронное облако будет дрейфовать к аноду батареи. Этот дрейф очень медленный по сравнению со случайными тепловыми движениями отдельных электронов. Облако можно охарактеризовать концентрацией электронов, определяемой как общее количество в единице объема:

n = N / U

, где n — концентрация, N — общее количество, а U — объем металла (здесь используется U для объема вместо V, которое как алгебраический символ зарезервировано для напряжения).Таким образом, общий дрейфующий заряд равен:

q = Ne = nUe

, где e — заряд каждого электрона.

N слишком велико для перечисления; однако, если в первом приближении рассматривать каждый атом как вкладывающий в облако один валентный электрон, количество атомов можно оценить по объему образца, плотности металла и атомной массе. Вычисленное таким образом значение n не совсем точно даже для одновалентного металла, но согласуется по порядку величины. (Поправки имеют квантово-механическую природу; металлы с более высокой валентностью и сплавы требуют более сложных квантовых поправок.) Средняя скорость дрейфа облака — это отношение длины проволоки к среднему времени, необходимому электрону для прохождения этой длины. Алгебраические замены, аналогичные показанным ранее, покажут, что плотность тока пропорциональна скорости дрейфа:

J = nev d

Скорость дрейфа накладывается на тепловое движение электронов. Эта комбинация движений, при которой электроны отскакивают от металла, приводит к микроскопическому описанию электрического сопротивления, которое включает в себя идею ограничения движения вперед.Предел выражается термином подвижность:

, так что подвижность, отношение скорости дрейфа к электрическому полю, является конечным и характерным для конкретного металла.

Объединение этих двух последних уравнений дает второе физическое определение проводимости:

ζ = J / E = nev d / E = neu

Движение электронов между колеблющимися ионными ядрами может быть проанализировано с помощью второго закона Ньютона. , который утверждает, что результирующая сила, действующая на массу, вызывает ускорение:

F = ma

Ускорение, в свою очередь, приводит к увеличению скорости.Если бы не было сопротивления движению электрона в пространстве между ионными сердечниками, подключение батареи через концы провода привело бы к увеличению тока со временем пропорционально такой увеличивающейся скорости. Эксперимент показывает, что ток постоянный, так что нет чистого ускорения.

Тем не менее, батарея создает электрическое поле в проводе, которое, в свою очередь, создает электрическую силу на каждый электрон:

F = eE

Таким образом, должна быть равная и противоположная сила, связанная с поведением ионных ядер.Аналогия здесь — действие молекул воздуха на объект, падающий в атмосферу, например каплю дождя. Это жидкостное трение создает силу, пропорциональную скорости, которая достигает предельного значения, когда сила трения становится равной весу. Это установившееся состояние, при котором результирующая сила равна нулю, соответствует дрейфовой скорости электронов в проводнике. Подобно тому, как капля дождя быстро достигает постоянной скорости падения, электроны в металле гораздо быстрее достигают постоянной скорости дрейфа, проявляющейся в постоянном токе.

До сих пор это обсуждение требовало, чтобы температура поддерживалась постоянной. Для металлов экспериментальные измерения показывают, что проводимость уменьшается с увеличением температуры. Исследование показывает, что для металла с фиксированными n и e именно уменьшение подвижности объясняет это снижение проводимости. Установлено, что для умеренного повышения температуры экспериментальная вариация соответствует линейной зависимости:

ρ = ρ 0 [1 + α (T — T 0 )]

Здесь нижний индекс «0» относится к начальным значениям а называется температурным коэффициентом удельного сопротивления.Установлено, что этот коэффициент изменяется при больших изменениях температуры.

Для изучения взаимосвязи между температурой и подвижностью электронов в металле необходимо учитывать поведение ионных остовов. Ионные остовы организованы в трехмерную кристаллическую решетку. В большинстве обычных металлов структура кубическая, и транспортные функции не сильно зависят от направления. Затем металл можно рассматривать как изотропный, то есть не зависящий от направления, и все вышеприведенные уравнения применимы так, как написано.Для анизотропных материалов ориентационная зависимость переноса в кристаллах приводит к семействам уравнений с наборами коэффициентов направленности, заменяющими используемые здесь простые константы.

Температура связана с колебательной кинетической энергией ионных остовов, движущихся относительно их положений равновесия. Их можно сравнить с массами, соединенными пружинами в трех измерениях, причем их связи действуют как пружины. Электроны, пытающиеся перемещаться между ними, будут случайным образом отклоняться или рассеиваться этими колебаниями решетки, которые квантуются.Колебательные кванты называются фононами по аналогии с фотонами. Расширенная теория проводимости основана на анализе рассеяния электронов на фононах.

С увеличением энергии колебаний при повышении температуры увеличивается рассеяние, так что дрейфовое движение подвергается большему срыву. Таким образом, поддержание заданного тока потребует более сильного поля при более высокой температуре.

Если бы ионные остова определенного металла были идентичны и неподвижны в точках своего точного равновесия в узлах решетки, электронное облако могло бы дрейфовать между ними без сопротивления, то есть без сопротивления.Таким образом, можно выделить три фактора сопротивления: (а) колебания решетки, (б) смещение ионного остова из узлов решетки и (в) химические примеси, которые являются неправильными ионными остовами. Коэффициенты (a) и (b) зависят от температуры, и посторонние атомы вносят свой вклад в их тепловые движения, а также в их неправильность. Кроме того, места, где отсутствуют ионы, или вакансии также являются неправильными и вносят свой вклад в рассеяние. Смещения, вакансии и примеси классифицируются как дефекты решетки.

Прямое распространение теплового поведения вниз к абсолютному нулю температуры предполагает, что сопротивление должно монотонно падать до нуля.Этого не происходит, потому что дефекты решетки остаются неправильными и колебательная энергия не падает до нулевой квантовой механики, которая составляет остаточную нулевую энергию. Однако во многих металлах и многих других веществах при температурах, приближающихся к нулю, наблюдается совершенно новое явление — внезапное падение сопротивления до нуля. Это называется сверхпроводимостью.

Полупроводники — это материалы, в которых проводимость намного ниже, чем у металлов, и в широких пределах варьируется за счет управления их составом.Эти вещества теперь известны как плохие изоляторы, а не плохие проводники, с точки зрения их атомной структуры. Хотя некоторые полупроводниковые вещества были идентифицированы и изучены ко второй половине девятнадцатого века, их свойства нельзя было объяснить на основе классической физики. Только в середине двадцатого века, когда современные принципы квантовой механики были применены к анализу как металлов, так и полупроводников, теоретические расчеты значений проводимости согласились с результатами экспериментальных измерений.

В хорошем изоляторе электроны не могут двигаться, потому что почти все разрешенные орбитальные состояния заняты. Затем необходимо подать энергию, чтобы переместить электрон из наиболее удаленного связанного положения в более высокое разрешенное состояние. При этом остается вакансия, в которую другой связанный электрон может запрыгнуть под действием электрического поля. Таким образом, как возбужденный электрон, так и его вакансия становятся подвижными. Вакансия действует как положительный заряд, называемый дыркой, и дрейфует в направлении, противоположном электронам.Электроны и дырки обычно называют носителями заряда.

В хороших изоляторах энергия активации носителей заряда высока, и для их доступности требуется соответственно высокая температура. В плохих изоляторах, то есть в полупроводниках, активация происходит при температурах умеренно выше 80,6 ° F (27 ° C). Каждое вещество имеет характерное значение.

Составов гораздо больше, чем элементов, которые можно отнести к полупроводникам. Некоторые элементы из столбца IV периодической таблицы имеют ковалентные связи: углерод (C), германий (Ge) и кремний (Si).Что касается углерода, только графитовая форма является полупроводниковой; алмаз — отличный изолятор. Следующий элемент в этой колонке, олово (Sn), претерпевает переход из полупроводника в металл при 59 ° F (15 ° C), ниже комнатной температуры, что указывает на неприемлемо низкую энергию активации. Другие элементы, которые демонстрируют полупроводниковые свойства, находятся в нижней части столбца VI, в частности селен (Se) и теллур (Te).

Существует две основные группы соединений с полупроводниковыми свойствами, названные в честь столбцов периодической таблицы их составляющих: III-V, включая, среди прочего, арсенид галлия (GaAs) и антимонид индия (InSb); и II-VI, включая сульфид цинка (ZnS), селениды, теллуриды и некоторые оксиды.Во многих отношениях эти соединения имитируют поведение элементов IV столбца. Их химические связи бывают смешанными ковалентными и ионными. Также существуют органические полупроводниковые соединения, но их анализ выходит за рамки данной статьи.

Полупроводник называется внутренним, если его проводимость является результатом равного вклада его собственных электронов и дырок. Затем уравнение необходимо расширить:

σ = n e e μ e + n h e μ h

В собственном полупроводнике n e = n h , а e имеет одинаковое числовое значение для электрона (-) и оставшейся дырки (+).Подвижности обычно разные. Эти термины складываются, потому что противоположные заряды движутся в противоположных направлениях, что приводит к появлению пары одинаковых знаков в каждом продукте.

Для применения в устройствах полупроводники редко используются в чистом или собственном составе. В тщательно контролируемых условиях вводятся примеси, которые вносят либо избыток, либо недостаток электронов. Избыточные электроны нейтрализуют дырки, так что для проводимости доступны только электроны. Полученный материал называется n-типом, n — отрицательный носитель.Примером материала n-типа является Si с Sb, элементом IV столбца с примесью столбца V, известной как донор. В материале n-типа донорные атомы остаются фиксированными и положительно ионизированными. Когда примесь столбца III вводится в элемент столбца IV, электроны связываются и становятся доступными дырки. Этот материал называется p-типом, p для положительного носителя. Примеси колонки III известны как акцепторы; в материале акцепторные атомы остаются фиксированными и отрицательно ионизированными. Примером материала p-типа является Si с Ga.Полупроводники n-типа и p-типа называются внешними.

Тепловая кинетическая энергия — не единственный механизм высвобождения носителей заряда в полупроводниках. Фотоны с энергией, равной энергии активации, могут быть поглощены связанным электроном, который в собственном полупроводнике добавляет себя и дырку в качестве мобильных носителей. Эти фотоны могут находиться в видимом диапазоне или в ближнем инфракрасном диапазоне, в зависимости от E G . В обычных полупроводниках фотоны с гораздо более низкими энергиями могут вносить вклад в пул преобладающего типа носителей, при условии, что материал охлаждается до криогенных температур, чтобы уменьшить популяцию термически активированных носителей.Такое поведение известно как фотопроводимость.

Каждый отдельный вид полупроводника является омическим, с постоянной проводимостью при постоянной температуре. Однако с повышением температуры проводимость увеличивается очень быстро. Концентрация доступных носителей изменяется в соответствии с экспоненциальной функцией:

n α exp [- (E G / kT)]

где E G — щель или энергия активации, k — постоянная Больцмана (1,38 ← × 10 23 джоулей / кельвин), T — абсолютная (в градусах Кельвина) температура, а произведение kT — тепловая энергия, соответствующая температуре T.Увеличение количества доступных носителей заряда перекрывает любое снижение подвижности, и это приводит к отрицательному значению a. Действительно, уменьшение сопротивления с повышением температуры является надежным признаком того, что вещество является полупроводником, а не металлом. Графит является примером проводника, который во многих отношениях кажется металлическим, за исключением отрицательного α. Обратное, положительное значение α, не является отличным признаком металлической проводимости.

Уровень Ферми, E F , может отображаться по-разному для собственных полупроводников, полупроводников n-типа и p-типа.Однако для физически связанных материалов E F должен быть таким же для теплового равновесия. Это следствие законов термодинамики и сохранения энергии. Таким образом, поведение различных переходов, в которых внутренние уровни энергии сдвигаются, чтобы приспособиться к выравниванию уровня Ферми, чрезвычайно важно для полупроводниковых устройств.

Неомическая проводимость отмечается нелинейными графиками зависимости тока от напряжения. Это происходит в полупроводниковых переходах, растворах электролитов, некоторых ионных твердых веществах, не находящихся в растворе, ионизированных газах и электронных лампах.Соответствующие примеры включают полупроводниковые p-n-диоды, растворы аккумуляторной кислоты или щелочи, кристаллы галогенидов щелочных металлов, ионизированные пары ртути в люминесцентной лампе и электронно-лучевые трубки.

Ионная проводимость намного ниже электронной, потому что масса и диаметр ионов делают их гораздо менее подвижными. Хотя ионы могут медленно дрейфовать в газе или жидкости, их движение через промежутки твердой решетки гораздо более ограничено. Тем не менее, с их тепловой кинетической энергией ионы будут диффундировать через решетку и в присутствии электрического поля будут блуждать по направлению к соответствующему электроду.В большинстве случаев будет иметь место как ионная, так и электронная проводимость, в зависимости от примесей. Таким образом, для исследования ионной проводимости материал должен быть очень чистым твердым телом.

В газах атомы газа должны ионизироваться электрическим полем, достаточным для обеспечения энергии ионизации газа в трубке. Для стабильных токов отношение поля к давлению газа, E / P, является основным параметром. Электроны, возвращающиеся в связанные состояния, создают характерный спектр газа, качественно связанный с цветом, т.е.g., красный для неона, желто-оранжевый для паров натрия или сине-белый для паров ртути.

Основное определение плазмы в физике включает все материальные проводники, омические и неомические. Плазма — это среда, в которой присутствует примерно равное количество противоположных зарядов, так что среда является нейтральной или почти нейтральной. В металле отрицательные электроны отделены от равного количества ядер положительных ионов. В полупроводнике могут быть дырки и электроны (собственные), дырки и ионизированные акцепторы (p-тип) или электроны и ионизированные доноры (n-тип).В растворе электролита и в твердом ионном веществе есть положительные и отрицательные ионы. Ионизированный газ содержит электроны и положительные ионы. Небольшое различие между ними может быть сделано относительно того, имеет ли среда одну или две мобильных несущих.

В современном использовании термин плазма обычно относится к чрезвычайно горячим газам, таким как те, которые используются в Токамаке для экспериментов по ядерному синтезу. Плазма высоких энергий обсуждается в статье о термоядерном синтезе как средстве выработки электроэнергии.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Решетка — Структура атомов в твердом теле.В проводящем материале ионные остовы составляют решетку.

Разность потенциалов — В проводнике, по которому проходит электрический ток, это разность потенциальной энергии на единицу заряда.

Остающаяся категория неомической проводимости — это вакуумная трубка, в которой пучок электронов испускается либо из нагретого катода (термоэлектронный), либо из подходящего освещенного катода (фотоэлектрический) и движется через вакуумированное пространство к аноду. Луч на своем пути подвергается контролю в электростатических или магнитных полях.Вакуумированное пространство нельзя классифицировать ни как материал с определяемой проводимостью, ни как плазму, поскольку в нем присутствуют только электроны. Однако необходимо проанализировать взаимосвязь тока и напряжения. Эти графики обычно нелинейны или линейны в ограниченном диапазоне. Но вакуумные лампы не называют омическими даже в их линейных диапазонах, потому что нет материала, подверженного поведению решетки, ранее описанному как основание для омического сопротивления.

Электропроводность в организме человека и других животных организмах в основном ионная, поскольку жидкости организма содержат жизненно важные электролиты, которые подвергаются электрохимическому воздействию в органах.Дополнительная информация доступна в других статьях, особенно о сердце, мозге и нейронах.

См. Также Химическая связка; Электролит; Неметалл.

КНИГИ

Элс, Марк и Крис Ханивилл. Электричество и теплофизика . Cheltenham, UK: Nelson Thornes, 2004.

Halliday, David, et al. Основы физики . Нью-Йорк: Wiley, 2004.

Фрида А. Шталь

Основное руководство по электропроводности и удельному сопротивлению — Nova Science Publishers

Содержание

Содержание

Предисловие

Глава 1.Электропроводность расплавленных смесей хлорида свинца и оксида свинца, содержащих хлориды калия и цезия
(Архипов Павел Анатольевич, Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия)

Глава 2. Суперконденсаторные электроды из активированного угля из природных источников
(Md. Shahnewaz Sabit Faisal и Ramazan Asmatulu, факультет машиностроения, Государственный университет Уичито, Уичито, США)

Глава 3.Области применения метода электросопротивления в науках о Земле и окружающей среде: обзор
(Edite Martinho, CERENA, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Лиссабон, Португалия)

Индекс

Обзоры

«Делирий, несомненно, является одним из наиболее серьезных психических заболеваний у тех, кто страдает общим заболеванием, поскольку он часто приводит к значительному увеличению риска заболеваемости и смертности, если не предотвратить или не лечить на ранней стадии и эффективно.Делирий также уникален тем, что он является одновременно «психиатрическим» и общим соматическим заболеванием, которое требует бдительности и регулярного партнерства с другими партнерами по лечению для оптимального лечения. Буржуа и его коллеги проделали мастерскую работу по определению и представлению практического и сбалансированного подхода к профилактике и лечению делирия. Также полезно ознакомиться с их подробными планами лечения, основанными на фактических данных, для наиболее частых причин делирия (например, связанных с алкоголем, вызванных лекарствами).Я призываю всех психиатров и других медицинских работников прочитать этот текст и использовать его как ценный клинический ресурс. Кроме того, этот текст следует обязательно прочитать студентам-медикам; ординаторы психиатрии; товарищи-психосоматики; резиденты-терапевты; резиденты семейной медицины; студенты-фельдшеры; студенты практикующих медсестер; ординаторы скорой медицинской помощи и неврологи. Я ценю это важное клинически значимое дополнение к медицинской литературе и настоятельно рекомендую его поставщикам медицинских услуг.”
— Роберт Маккаррон, DO, заместитель председателя психиатрии Калифорнийского университета, Ирвин

«Этот текст актуален, важен и очень нужен клиницистам, исследователям и даже администраторам системы здравоохранения. Заболеваемость, распространенность, заболеваемость, смертность, последствия сохранения / рецидива и стоимость делирия недооцениваются и всегда захватывают дух. Есть несколько ресурсов, посвященных оценке и ведению делирия, которые собраны в одном источнике.ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ… — Джеймс Р. Ранделл, Мэриленд

Влияние давления на электропроводность расплавов дихлоридов, бромидов и иодидов кадмия, олова и свинца

Влияние давления на электропроводность расплавов дихлоридов, бромидов и иодидов кадмия, олова и свинца

Электропроводность расплавленных дихлоридов, бромидов и иодидов кадмия, олова и свинца была измерена в зависимости от давления при ряде температур на 170 К выше соответствующих точек плавления.Для галогенидов кадмия проводимость увеличивается с увеличением давления при всех температурах, тогда как проводимость галогенидов олова и свинца уменьшается с увеличением давления. Увеличение, наблюдаемое для галогенидов кадмия, объясняется увеличением концентрации ионов металлов и галогенид-ионов, вызванным диссоциацией комплексных ионов или молекул, присутствующих в расплавах при низком давлении. Для галогенидов олова и свинца уменьшение подвижности ионов с давлением доминирует над общим влиянием давления на проводимость; диссоциация комплексных ионов также может иметь место в случае иодида свинца, но считается, что она играет относительно незначительную роль для остальных соединений.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент … Что-то пошло не так.Попробуйте снова?

Что такое электропроводность? — Matmatch

Электропроводность — это показатель того, насколько легко материал позволяет электрическому току проходить через него. И наоборот, удельное электрическое сопротивление измеряет, насколько сильно материал сопротивляется прохождению электрического тока. Эти два свойства полностью противоположны друг другу.Электропроводность обозначается греческой буквой σ , а удельное электрическое сопротивление обозначается греческой буквой ρ .

Материалы часто выбираются или отбрасываются для применения из-за их электропроводности, когда прохождение электрического тока имеет решающее значение для функциональности их применения. Металлы обычно являются лучшими проводниками электричества, а полимеры — наименее проводниками электричества. Серебро — лучший проводник электричества, но оно редко используется для этой функции из-за его редкости и, как следствие, непомерно высокой стоимости.

Из этой статьи вы узнаете о:

  • Какая электрическая проводимость равна
  • Прибор для измерения электропроводности
  • Применения электропроводности
  • Будущие материалы и применение

Сечение подземного электрического кабеля.

Что такое электропроводность?

Хорошие проводники электричества также часто являются хорошими проводниками тепла, что проявляется в большинстве металлов.Температура материала может не так просто повлиять на его проводимость. Для материалов, известных как проводники, повышение температуры обычно снижает их проводимость и наоборот. Но для изоляторов все обстоит наоборот: повышение температуры на фактически увеличивает на их проводимость. Это соотношение между температурой и электропроводностью полезно при создании сверхпроводников. Сверхпроводник — это материал, который почти идеально проводит электричество, практически не имея никакого сопротивления.Пока что всем известным сверхпроводникам требуются чрезвычайно низкие температуры (до -234 o ° C), чтобы проявлять это свойство.

Электропроводность материала определяется по формуле

`\ sigma = \ frac {1} {\ rho}`

Где ρ — удельное сопротивление материала.

Удельное сопротивление измеряется в Ом · метрах (Ом · м), а удельное сопротивление измеряется в Сименсах на метр (См / м) , что является обратной величиной единицы удельного сопротивления. Электропроводность или удельное сопротивление материала — это неизменное свойство, которое не меняется в зависимости от размера или формы материала.

Электропроводность материала зависит от температуры, но она также может меняться в зависимости от приложенного магнитного поля. До сих пор мы предполагали, что все материалы однородны и изотропны; гомогенный означает, что свойства материала одинаковы независимо от того, откуда взят образец, а изотропный означает, что эти свойства имеют одинаковое значение независимо от того, в каком направлении они измеряются. Однако это не всегда так, особенно для полупроводников, которые представляют собой особые материалы, демонстрирующие разную проводимость в разных направлениях.Кроме того, проводимость и сопротивление не следует принимать за проводимость или удельное сопротивление соответственно. Хотя они связаны, они не одно и то же и не взаимозаменяемы. Электропроводность и сопротивление изменяются в зависимости от размера рассматриваемого материала, а проводимость и удельное сопротивление — нет. .

Таблица 1. Удельное сопротивление и проводимость обычных материалов при 20 ° C [1]

Материал

Удельное сопротивление ρ (Ом.м) при 20 ° C

Электропроводность σ (См / м) при 20 ° C

Серебро

1,59 × 10 −8

6,30 × 10 7

Медь

1,68 × 10 −8

5,96 × 10 7

Золото

2,44 × 10 −8

4.10 × 10 7

Алюминий

2,82 × 10 −8

3,5 × 10 7

Кальций

3,36 × 10 −8

2,98 × 10 7

Вольфрам

5,60 × 10 −8

1,79 × 10 7

цинк

5.90 × 10 −8

1,69 × 10 7

Никель

6,99 × 10 −8

1,43 × 10 7

Литий

9,28 × 10 −8

1,08 × 10 7

Утюг

1,0 × 10 −7

1.00 × 10 7

Платина

1,06 × 10 −7

9,43 × 10 6

Олово

1,09 × 10 −7

9,17 × 10 6

Углеродистая сталь

-1010

1,43 × 10 −7

Свинец

2.2 × 10 −7

4,55 × 10 6

Титан

4,20 × 10 −7

2,38 × 10 6

Константан

4,9 × 10 −7

2,04 × 10 6

Нержавеющая сталь

6,9 × 10 −7

1.45 × 10 6

Меркурий

9,8 × 10 −7

1,02 × 10 6

Углерод (аморфный)

5 × 10 −4 — 8 × 10 −4

1,25 — 2 × 10 3

Карбон (алмаз)

1 × 10 12

~ 10 −13

Кремний

6.40 × 10 2

1,56 × 10 −3

Стекло

10 × 10 10 — 10 × 10 14

10 −11 -10 −15

Твердая резина

1 × 10 13

10 −14

тефлон

10 × 10 22 — 10 × 10 24

10 −25 -10 −23

Измерение электропроводности

Двухточечный и четырехточечный методы — два наиболее распространенных метода измерения электропроводности [2].

Двухточечная техника

Этот метод включает пропускание тока (через источник напряжения) через образец (прямоугольный стержень) материала. Этот ток подается через два медных узла, которые прикреплены к обоим концам шины (отсюда и название двухточечной техники). Измеряется сила тока, протекающего через стержень, и, поскольку напряжение уже известно, сопротивление рассчитывается по формуле ниже

.

`R = \ frac {V} {I}`

Где R = сопротивление в Ом, В = напряжение в вольтах и ​​ I = ток в амперах.

Электропроводность стержня можно рассчитать как

`\ sigma = \ frac {l} {Rwh}`

Где σ — проводимость в См / м, R — измеренное сопротивление в Ом, а w , h и l — ширина, высота и длина стержня образца соответственно.

Четырехточечная техника

Двухточечный метод изначально подвержен ошибкам, поскольку измерительное оборудование эффективно обладает свойствами, которые также измеряются одновременно с тестовым образцом.Это означает, что измеренная проводимость материала обычно ниже, чем она есть на самом деле. Четырехточечный метод уменьшает большинство этих ошибок за счет использования вольтметра, подключенного на определенной длине образца отдельно от амперметра, подключенного с двух концов. {1}} {Vwh}`

Где σ — проводимость, измеренная в См / м, I — ток, измеренный амперметром в амперах, В — напряжение, измеренное вольтметром в вольтах, l 1 — длина между две точки, в которых измеряется напряжение, w и h — это ширина и высота полосы образца, соответственно.

Приложения и материалы

Электропроводность находит применение в различных отраслях промышленности, от передачи энергии до электроники. Вот несколько примеров общих приложений принципа проводимости [3].

  • Воздушные линии электропередачи, которые используются для передачи электроэнергии, обычно изготавливаются из алюминия, потому что это очень хороший проводник электричества. Точно так же большинство изоляторов сделано из полимера с очень низкой проводимостью, чтобы защитить людей от поражения электрическим током.
  • Чтобы избежать электростатического разряда (ESD), электропроводящие пластмассы и композиты спроектированы так, чтобы рассеивать статическое электричество. Это важно в электронике, где пластмассы используются для изготовления корпусов и других применений, где электростатический разряд может вызвать воспламенение горючего газа или жидкости.
  • Электропроводность может использоваться датчиком для определения границы раздела двух жидкостей, если они имеют значительную разницу в проводимости. Это может быть полезно при химической переработке и производстве продуктов питания и напитков.
  • При опреснении морской воды используется электропроводность, чтобы контролировать, насколько хорошо растворенные ионные твердые частицы были удалены из воды, и, таким образом, дает представление о полноте процесса очистки.

Будущие материалы и приложения

Редкость определенных материалов, стоимость их производства и другие факторы означают, что не всегда всегда выбирается лучший материал для определенного применения с точки зрения электропроводности.Серебро, известное как лучший металлический проводник, идеально подошло бы для применения в интегральных схемах, поскольку оно инертно. Золото, хотя и менее проводящее, будет лучше, чем серебро, когда важна защита от излучения. Алмаз, наименее проводящий материал, о котором мы говорили до сих пор, может быть единственным вариантом при высоком давлении. Наконец, сверхпроводники — почти идеальные материалы, но для их функционирования требуется температура, близкая к абсолютному нулю. Квантовые суперкомпьютеры проектируются таким образом, что потребуются сверхпроводники, поскольку их расчеты основываются на точном количестве разряда электронов, чтобы работать с их скоростью и точностью [4].

Линии электропередачи требуют комбинации материалов, обладающих свойствами как электропроводности, так и удельного электрического сопротивления.

[1] А. Хельменстин, «Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости», [онлайн] Доступно по адресу: https://sciencenotes.org/table-of-electrical-resistivity-and-conductivity/, 2019.

[2] Хини, Майкл Б. «Электропроводность и удельное сопротивление».

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *