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金属锡的悲与喜

 小刀客的图书馆 2022-10-30 发布于内蒙古

在埃及的古墓中,人们也曾发现过 6000 年前的青铜祭器、3000年前的锡戒指和其它锡器。公元前9世纪的希腊诗人荷马,在《伊利亚特》这部史诗中,就谈到过锡的用场。考古学家在发掘英格兰的一座城堡遗址时,发现了公元前3世纪炼锡的窑坑和炉渣。秘鲁考古学家在发掘古代南美、印加人的遗址时,发现了纯锡。可见很早很早前人类已懂得用锡了,但是,一直到20世纪初,人类对锡的认识还不太清楚,因而发生过许多悲喜剧。

锡有一个怪病,它在低温下就像得了瘟疫一样会变成粉末,人们把这个现象叫做“锡疫”。原来锡这种金属在不同的温度条件下,有不同的结晶结构。在室温以上它是白锡,密度大塑性也好。当温度降低到 13 摄氏度以下时它就变成灰锡,密度由每立方厘米7.298克一下子减少到每立方厘米5.298 克,也就是变膨松了。由于体积的急剧膨胀,产生了很大的内应力,就使它变成了粉末。有没有防止“锡疫”的方法呢?科学家想出了一个好办法,就是在锡中加入一点点金属铋。铋这种金属,能提供多余的电子,跑到锡的结晶点阵里去,使锡在低温下也保持稳定。实验证明,锡中只要加进千分之五的铋,就能避免“锡疫”。

锡还有一个毛病,就是爱“哭”,当你把一根纯锡棒弄弯时,它就发出轻微的响声。人们管这种现象叫做“锡哭”,或者叫“锡鸣”。它是锡的晶体相互摩擦所产生的。锡哭的毛病也好治,只要在锡中加点合金元素,任你怎么弯曲,它也不会再哭出声来。

锡的熔点比较低,是232 摄氏度。可以和其它金属生成低熔点合金,用来作焊料和电工用的保险丝。在军事上,锡也有许多用场,被列为战略金属之一。兵器上用的黄铜和青铜都少不了锡。氯化锡和水发生反应产生的氯化锡烟雾,在军事上也有用武之地。在机械工业上,锡可以制造滑动轴承合金,叫巴比特合金,其中的主要成分就是锡。锡的化合物在陶瓷工业上可以制造珐琅。

锡还有一个特殊性能,就是超导性。当温度降低到零下260摄氏度时,锡就几乎失去电阻,因此锡是一种重要的超导材料。用锡和铌制造的铌三锡超导合金在能源、高能物理、激光、空间技术、计量、医疗等领域都有重要用场,因此锡也成为这些领域当中不可缺少的一员。

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