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锡的应用

2022-6-25 18:38| 发布者: isky| 查看: 196| 评论: 0

摘要: 2018年,生产的所有锡中有不到一半用于焊料。其余部分分为镀锡、锡化学品、黄铜和青铜合金以及利基用途。焊锡长期以来,锡一直被用于与铅作为焊料的合金中,含量为5%至70%w/w。锡与铅形成重量比为61.9%锡和38.1%铅( ...
2018年,生产的所有锡中有不到一半用于焊料。其余部分分为镀锡、锡化学品、黄铜和青铜合金以及利基用途。

焊锡

长期以来,锡一直被用于与铅作为焊料的合金中,含量为5%至70%w/w。锡与铅形成重量比为61.9%锡和38.1%铅(原子比例:73.9%锡和26.1%铅)的共晶混合物,熔化温度为183°C(361.4°F)。,种焊料主要用于连接管道或电路。自2006年7月1日欧盟废弃电气电子设备指令(WEEE指令)和限制有害物质指令生效以来,此类合金中的铅含量有所下降。虽然铅暴露与严重的健康问题有关,无铅焊料也不是没有挑战,包括更高的熔点,以及导致电气问题的锡晶须的形成。无铅焊料中可能会出现锡害,从而导致焊点脱落。正在寻找替代合金,但接头完整性问题仍然存在。

镀锡

锡很容易与铁结合,可用于铅、锌和钢的涂层以防止腐蚀。镀锡钢容器广泛用于食品保鲜,构成了金属锡市场的很大一部分。用于保存食物的马口铁罐于1812年在伦敦首次制造。说英国英语的人称它们为“罐头”,而说美国英语的人称它们为“罐头”或“锡罐”。,种用法的一种派生词是俚语“tinnie”或“tinny”,在澳大利亚意为“一罐啤酒”。锡哨之所以得名,是因为它首先是用镀锡钢大量生产的。平底锅和煎锅等铜制烹饪容器通常衬有一层薄薄的锡镀层,因为酸性食物与铜的组合可能有毒。

特种合金

锡与其他元素结合形成多种有用的合金。锡最常与铜形成合金。锡是85–99%的锡;轴承金属的锡含量也很高。青铜主要是含12%锡的铜,而添加磷产生磷青铜。钟形金属也是一种铜锡合金,含有22%的锡。锡有时被用于造币;它曾经占美国和加拿大的个位数百分比(通常为5%或更少)便士。由于铜通常是此类硬币中的主要金属,有时还包括锌,因此可将其称为青铜或黄铜合金。

铌-锡化合物Nb3Sn因其高临界温度(18K)和临界磁场(25T)而在商业上用于超导磁体线圈。一个只有两公斤重的超导磁体能够产生一个重达数吨的传统电磁体的磁场。一小部分锡被添加到用于核燃料包壳的锆合金中。

管风琴中的大多数金属管都是锡/铅合金,最常见的成分是50/50。管道中锡的比例决定了管道的音色,因为锡具有理想的音色共振。锡铅合金冷却时,铅相先凝固,达到共晶温度时,剩余液体形成层状锡铅共晶结构,有光泽;与前导相的对比会产生斑驳或斑点的效果。,种金属合金被称为斑点金属。将锡用于管道的主要优点包括其外观、可加工性和耐腐蚀性。

光电子

铟和锡的氧化物具有导电性和透明性,可用于制造透明导电薄膜,应用于液晶显示器等光电子器件。

其他应用

穿孔镀锡钢,也称为穿孔锡,是一种起源于中欧的工匠技术,用于制作功能性和装饰性家居用品。基于当地传统和工匠,装饰性穿孔设计种类繁多。冲压锡灯笼是,种工匠技术最常见的应用。穿过穿孔设计的蜡烛光在它所在的房间里创造了一个装饰性的灯光图案。灯笼和其他冲压锡制品是从最早的欧洲定居点在新大陆创造的。一个着名的例子是Revere灯笼,以PaulRevere命名。

在现代之前,在阿尔卑斯山的一些地区,山羊或绵羊的角会被磨尖,锡板会用字母和数字从一到九冲压出来。,种学习工具被恰当地称为“号角”。现代复制品装饰有心形和郁金香等图案。

在美国,馅饼保险箱和食品保险箱在冷藏之前的日子里一直在使用。,些是各种风格和尺寸的木制橱柜——落地式或悬挂式橱柜,旨在阻止害虫和昆虫,并防止易腐烂食品中的灰尘进入。,些橱柜在门上,有时在侧面都有马口铁插件,由房主、橱柜制造商或锡匠以不同的设计冲压出来,以允许空气流通,同时排除苍蝇。,些文章的现代复制品在北美仍然很受欢迎。

窗玻璃通常是通过将熔融玻璃漂浮在熔融锡(浮法玻璃)上制成的,从而形成平坦无瑕的表面。,也称为“皮尔金顿过程”。锡在先进的锂离子电池中用作负极。它的应用受到一些锡表面的限制催化锂离子电池中使用的碳酸盐基电解质的分解。

氟化锡(II)以氟化亚锡(SnF2)的形式添加到一些牙科护理产品中。氟化锡(II)可以与钙磨料混合,而更常见的氟化钠在钙化合物的存在下会逐渐失去生物活性。它也被证明在控制牙龈炎方面比氟化钠更有效。锡被用作产生激光诱导等离子体的靶材,作为极紫外光刻的光源。

有机锡化合物

有机锡化合物使用最频繁。全球工业产量可能超过50,000吨。

PVC稳定剂

有机锡化合物的主要商业应用是稳定PVC塑料。在没有,种稳定剂的情况下,PVC会在热、光和大气中的氧气下迅速降解,导致产品变色、变脆。锡清除不稳定的氯离子(Cl-),否则会从塑料材料中剥离HCl。典型的锡化合物是二氯化二丁基锡的羧酸衍生物,例如二月桂酸酯。

杀菌剂

一些有机锡化合物相对有毒,既有优点也有问题。它们用作杀菌剂、杀虫剂、除藻剂、木材防腐剂和防污剂等生物杀灭剂。三丁基氧化锡用作木材防腐剂。三丁基锡还用于各种工业用途,例如造纸厂的粘液控制和循环工业冷却水的消毒。三丁基锡被用作船舶涂料的添加剂,以防止污垢生物的生长在船上,有机锡化合物被认为是对某些海洋生物(例如狗海螺)具有高毒性的持久性有机污染物后,其使用量下降。

欧盟在2003年禁止使用有机锡化合物,同时担心,些化合物对海洋生物的毒性以及对某些海洋物种繁殖和生长的损害(一些报告描述了对海洋的生物效应1纳克每升的浓度)已导致国际海事组织在全球范围内禁止。许多国家现在将有机锡化合物的使用限制在长度超过25m(82ft)的容器中。三丁基锡在水生环境中的持久性取决于生态系统的性质。由于,种持久性及其作为船舶涂料添加剂的用途,在海军码头附近的海洋沉积物中发现了高浓度的三丁基锡。

三丁基锡已被用作新腹足类动物的生物标志物,至少有82个已知物种。由于航运活动,当地近海地区的TBT含量较高,对贝类产生了不利影响。Imposex是将男性性特征强加在女性标本上,使她们长出阴茎和输精管。高水平的TBT会损害哺乳动物的内分泌腺、生殖和中枢神经系统、骨骼结构和胃肠道。三丁基锡不仅会影响哺乳动物,还会影响海獭、鲸鱼、海豚和人类。

有机化学

一些锡试剂可用于有机化学。在最大的应用中,氯化亚锡是将硝基和肟基团转化为胺的常用还原剂。Stille反应将有机锡化合物与有机卤化物或拟卤化物偶联。

锂离子电池

锡与锂金属形成多种金属间相,使其成为电池应用中具有潜在吸引力的材料。锡与锂合金化后的大体积膨胀和低电化学电位下锡-有机电解质界面的不稳定性是商业电池应用的最大挑战。索尼部分解决了,个问题。索尼在2000年代后期发布的Nexelion电池中使用了含有钴和碳的锡金属间化合物。活性物质的组成约为Sn0.3Co0.4C0.3.研究表明,只有四方(β)Sn的一些晶面会导致不良的电化学活性。

注意事项

锡金属、其氧化物及其盐类中毒的案例几乎不为人知。另一方面,某些有机锡化合物的毒性几乎与氰化物一样。

在工作场所接触锡可通过吸入、皮肤接触和眼睛接触发生。美国职业安全与健康管理局(OSHA)将工作场所中锡暴露的允许暴露限值设定为8小时工作日内2mg/m3。美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)确定了8小时工作日内的推荐接触限值(REL)为2mg/m3。在100mg/m3的水平下,锡会立即危及生命和健康。
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