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錫灰是如何形成的?

2020-01-06 03:57:57  1727 次瀏覽

金屬錫柔軟,易彎曲,熔點(diǎn)231.89℃,沸點(diǎn)2260℃。有三種同素異形體:

白錫為四方晶系,晶胞參數(shù):a=0.5832nm,c=0.3181nm,晶胞中含4個(gè)Sn原子,密度7.28克/立方厘米,硬度2,延展性好;

灰錫為金剛石形立方晶系,晶胞參數(shù):a=0.6489nm,晶胞中含8個(gè)Sn原子,密度5.75克/立方厘米;

脆錫為正交晶系,密度6.54克/立方厘米。

在空氣中錫的表面生成二氧化錫保護(hù)膜而穩(wěn)定,加熱下氧化反應(yīng)加快;錫與鹵素加熱下反應(yīng)生成四鹵化錫;也能與硫反應(yīng);錫對(duì)水穩(wěn)定,能緩慢溶于稀酸,較快溶于濃酸中;錫能溶于強(qiáng)堿性溶液;在氯化鐵、氯化鋅等鹽類的酸性溶液中會(huì)被腐蝕。

回收錫灰介紹錫灰的形成:

1、靜態(tài)熔融焊料的氧化

根據(jù)液態(tài)金屬氧化理論,熔融狀態(tài)的金屬表面會(huì)強(qiáng)烈的吸附氧,在高溫狀態(tài)下被吸附的氧分子將分解成氧原子,氧原子得到電子變成離子,然后再與金屬離子結(jié)合形成金屬氧化物。暴露在空氣中的熔融金屬液面瞬間即可完成整個(gè)氧化過(guò)程,當(dāng)形成一層單分子氧化膜后,進(jìn)一步的氧化反應(yīng)則需要電子運(yùn)動(dòng)或離子傳遞的方式穿過(guò)氧化膜進(jìn)行,靜態(tài)熔融焊料的氧化速度逐漸減小;熔融的SnCu0.7比Snpb37合金氧化的要快。

畢林-彼德沃爾斯(Pilling-Bedworth)〈1〉理論表明:金屬氧化膜是否致密完整是抗氧化的關(guān)鍵,而氧化膜是否致密完整主要取決于金屬氧化后氧化物的體積要大于金屬氧化前金屬的體積;熔融金屬的表面被致密而連續(xù)氧化膜覆蓋,阻止氧原子向內(nèi)或金屬離子向外擴(kuò)散,使氧化速度變慢。氧化膜的組成和結(jié)構(gòu)不同,其膜的生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)方式也有所不同;熔融SnCu0.7和Snpb37合金從260℃以同等條件冷卻凝固后,SnCu0.7的表面很粗糙,而Snpb37的表面較細(xì)膩。從這一角度反映了液態(tài)SnCu0.7合金氧化膜得致密完整度較Snpb37 要差。

哈佛大學(xué)的Alexei Grigoriev〈2〉 等人用99.9999%的純錫樣本放置在坩堝中,并在超低真空下加熱到240℃,然后向其中充純氧,通過(guò)X光線衍射、反射及散射觀察熔融Sn的氧化過(guò)程。他們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn),在沒(méi)到達(dá)氧化壓之前,熔融錫液具有抗氧化能力。壓力達(dá)到4×10﹣4Pa至8.3×10﹣4Pa范圍時(shí),氧化開起發(fā)生。在這個(gè)氧分壓界限上,觀察到了在熔融錫表面氧化物“小島”的生長(zhǎng)。這些小島的表面非常粗糙,并且從清潔錫表面的X射線鏡面反射信號(hào)一致減少,這種現(xiàn)象可以證明氧化碎片的存在。表面氧化物的X射線衍射圖案不與任何已知的Sn氧化物相相匹配,而且只有兩個(gè)Bragg峰出現(xiàn),它的散射相量是√3/2,并觀察到強(qiáng)度很明確的面心立方結(jié)構(gòu)。通過(guò)切向入射掃描(GID)測(cè)量了熔融液態(tài)錫表面結(jié)構(gòu),并與已知錫氧化物進(jìn)行比較??梢哉f(shuō)熔融液態(tài)錫在此溫度和壓力情況下,在純氧中的氧化物相結(jié)構(gòu)不同于SnO或SnO2。

另外,不同溫度下SnO2與PbO的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能不同,前者生成自由能低,更容易產(chǎn)生,這也在一定程度上解析了為什麼無(wú)鉛化以后氧化渣大量的增加。表一列出了氧化物的生成Gibbs自由能,可以看出SnO2比其他氧化物更易生成。通常靜態(tài)熔融焊錫的氧化膜為SnO2和SnO的混合物。

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