Вы здесь

Физические свойства олова

 Физические свойства олова

Олово – химический элемент подгруппы германия IV группы 5 периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Природное олово состоит из десяти изотопов с массовыми числами: 112 (0,95 %), 114 (0,65 %), 115 (0,34 %), 116 (14,24 %), 117 (7,57 %), 118 (24,01 %), 119 (8,58 %), 120 (32,97 %), 122 (4,71 %), 124 (5,98 %). Последний изотоп слаборадиоактивен (период полураспада 1,5·1017 лет).

Олово – мягкий металл, обладает высокой пластичностью, ковкостью и легкоплавкостью. Оно может быть прокатано до толщины слоя 0,005 мм.

Известны две аллотропные формы олова: β–обычное белое олово, устойчивое выше 13,2 °С, и α–серое олово, устойчивое ниже 13,2 °С. Выше 161 °С олово становится хрупким и может быть легко измельчено в порошок (лучше всего при температуре ∼200 °С).

Некоторые основные физические и механические свойства олова приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Физические и механические свойства олова
Показатель Данные показателя
Атомная масса 118,69
Кристаллическая структура α (кубическая) и β (тетрагональная)
Плотность, кг/м3 7300
Температура плавления, °С 231,9
Температура кипения, °С 2270
Температура превращения белого олова в серое, °С 13,2
Скрытая теплота плавления, кал/г 14,4
Скрытая теплота превращения, кал/г 4,46
Объемные изменения при переходе серого олова в белое, % 27
Удельная теплоемкость при 0-100 °С, кал/(г·°С) 0,054
Теплопроводность, кал/(см·с·°С) 0,157
Температурный коэффициент теплопроводности при 20-100 °С·103 -0,7
Коэффициент линейного расширения 22,4·10-6 (твердое)
Термическое расширение в жидком состоянии 100·10-6
Удельная электропроводность, м/Oм·мм2 8,95
Удельное электросопротивление, Oм·мм2 0,124
Температурный коэффициент электросопротивления 0,0044
Электросопротивление в жидком состоянии (300 °С), Ом/см3 49·10-3
Поверхностное натяжение при 300 °С, дин/см 526
Поверхностное натяжение при 500 °С, дин/см 510
Стандартный электродный потенциал, В -0,136
Электрохимический эквивалент (двухвалентный), г/А·ч 2,21
Модуль упругости (при -180 °С), кгс/мм2 6500
Модуль упругости (при 0 °С), кгс/мм2 5500
Модуль упругости (при 100 °С), кгс/мм2 4800
Модуль упругости (при 200 °С), кгс/мм2 3600
Модуль сдвига, кгс/мм2 1680-1810
Предел упругости, кгс/мм2 0,15
Предел текучести (литого), кгс/мм2 1,2
Предел прочности при растяжении (литого), кгс/мм2 1,9-2,1
Предел прочности при растяжении (отоженного), кгс/мм2 1,7
Предел прочности при растяжении (тянутого), кгс/мм2 2,5
Сопротивление срезу (литого), кгс/мм2 2,0
Относительное удлинение (литого), % 45-60
Относительное удлинение (отоженного), % 80-90
Относительное сужение, % 75
Линейная усадка, % 2,7
Твердость HB (литого), кгс/мм2 4,9-5,2
Твердость HB (нагартованного), кгс/мм2 40
Вязкость пуаз (при 301 °С) 0,0168
Вязкость пуаз (при 750 °С) 0,0095
Удельная магнитная восприимчивость +0,025·10-6
Таблица 2 — Физические свойства олова при высоких температурах
Температура, °С 1492 1703 1968 2169
Давление паров, мм рт. ст. 1 10 100 400
Температура, °С 300 350 400 500
Поверхностное натяжение, дин/см 526 522 518 510
Температура, °С 235 250 280 330
Вязкость η × 100, П 1,95 1,86 1,73 1,60
Температура, °С 250 1100
Теплоемкость, кал/(г·°С) 0,058 0,0758
Температура, °С 231,9 400 600 1000
Электросопротивление, мкОм·см 47,6 51,4 56,8 63,6
Температура, °С 240 292 417 498
Теплопроводность, (см·с·°С) 0,08 0,081 0,079 0,078
Температура, °С 409 523 574 704
Плотность, кг/м3 6834 6761 6729 6640

Зависимость олова от степени деформации и температуры отжига показана на рис. 1-4.

Диаграмма рекристаллизации олова
Рис.1. Диаграмма рекристаллизации олова
Механические свойства чистого олова при пониженных температурах
Рис.2. Механические свойства чистого олова при пониженных температурах
Изменение механических свойств олова при высоких температурах
Рис.3. Изменение механических свойств олова при высоких температурах. Исходный материал – полосы деформированные и отожженные при 50 °С
Ползучесть монокристалла чистого олова
Рис.4. Ползучесть монокристалла чистого олова (начальный период) при температуре 20 °С и различных нагрузках P (гс/мм2)

 ЛИТЕРАТУРА

  • ГОСТ 860-75 Олово. Технические условия
  • Аналитическая химия олова / В.Б. Спиваковский. М.: Наука. 1975. – 250 с.
  • Справочник металлурга по цветным металлам. Т.1 / Под ред. Н.Н. Мурача. М.: Металлургиздат. 1953. – 1154 с.
  • Промышленные цветные металлы и сплавы / А.П. Смирягин, Н.А. Смирягина, А.В. Белова, М., Металлургия, 1974, 488 с.

Добавить комментарий