锡(Stannum),元素符号为Sn,元素周期表第IV主族元素,相对原子质量为118.69,原子序数50。锡是一种略带蓝色具有白色光泽的低熔点过渡金属元素,在化合物内是二价或四价,不会被空气氧化,主要以二氧化物(锡石)和各种硫化物(例如硫锡石)的形式存在。在地壳中,锡的含量较低,平均含量只有0.004%。
锡被广泛应用于电子、信息、电器、化工、冶金、建材、机械、食品包装等行业。金属锡即使大量也是无毒的,简单的锡化合物和锡盐的毒性相当低,但一些有机锡化物的毒性非常高,尤其锡的三烃基化合物,这些化合物可以摧毁含硫的蛋白质,因此被用作船漆来杀死附在船身上的微生物和贝壳。
马口铁镀锡
马口铁是两面都镀上一层很薄的锡的钢板或钢带。制造马口铁所使用的钢材为低碳软钢,钢板厚度一般为0.1—0.49mm,每一级厚度之间的差别为0.01mm。其镀锡量通常为2.8—15g/m²(电镀法)或11—20g/m²(热浸镀法),镀层的质量只占成品总质量的0.6%左右。
马口铁的镀层与钢基材料结合紧密,在经受机械变形时不会脱落或产生裂纹,因此,马口铁同时具有钢的强度、可加工性、可焊性和锡的耐腐蚀性、无毒、可涂漆和美观装饰性。
锡箔生产
锡箔的加工方法是利用金属锡具有良好的展性而将其冷轧,逐渐将锡锭轧制成厚度可达0.004mm的锡箔。锡箔主要用于一些高级干式电容器中,锡箔之间则用纸质绝缘层隔开。由于无毒、无腐蚀性和无弹性,锡箔也用于包装巧克力和乳制品,但用量有限。
某些酒瓶盖顶衬有锡箔片,以防止酒与软木塞接触。在必须使用纯锡而不是锡铅合金的特殊焊接工艺中,锡箔用于制作预型件。掺有金刚石粉的锡箔可用作研磨剂或抛光剂。
玻璃工业
在玻璃制造新工艺中,熔融玻璃(温度1000C以上)直接倾注到锡熔池的光滑表面上,并用含有一定量氢的氮气保持熔池不受氧化。熔融玻璃浮在液体锡表面上,由于不接触任何固体支撑物,所以凝固生成的玻璃平板上下两平面平行而且非常平整,不需磨光即可使用。
熔融锡具有特殊的热性质,其良好的导热性能使玻璃表面沿宽度方向上的温度均匀。此外,玻璃熔体不会在光洁的锡表面无限延展,这就有可能通过控制工艺参数来生产一定厚度的玻璃平板。通常生产的玻璃板的厚度为3—15mm,可用于制作镜子、门窗玻璃和汽车的挡风玻璃等。
锡铅焊料
生产焊料所使用的锡占世界的消费量已超过30%,而锡焊料中有75%用于电子工业。锡铅二元合金是使用最普遍的焊料合金。大多数电气和电子元件的焊接和测试仪表器件的焊接使用接近锡铅共晶成分的高锡焊料,这种成分焊料的优点是熔点低而且具有最大浸润能力。
高锡焊料也用于罐头边缝的焊接。对精密度要求不高的焊接,如一般工程细管配件、汽车水箱和灯座等的焊接,可以采用含锡稍低的焊料。
锡是银白色金属,锡锭表面因氧化而生成一层珍珠色的氧化物薄膜。其表面光泽与杂质含量和浇铸温度有很大的关系,浇铸温度越低,则锡的表面颜色越暗。当铸造温度高于500℃时,锡的表面易被氧化成膜呈现珍珠色泽。锡中所含少量杂质,如铅、砷、锑等能使锡的表面结晶形状发生变化,并使其表面颜色发暗。
锡相对较软,具有良好的展性,仅次于金、银、铜,容易碾压成0.04mm厚的锡箔,但延性很差,不能拉成丝。锡条在被弯曲时,由于锡的晶粒间发生摩擦并被破坏从而发出断裂般响声,称为“锡鸣”。
固态锡的密度在20℃时为7.3g/cm³,液态锡的密度随着温度升高而降低。熔融状态下(320℃),锡的黏度很小,只有0.001593Pa·s。锡的熔点为231.96℃,沸点为2270℃。由于其熔点低,因此易于在精炼锅内进行火法精炼;而真空精炼法则是利用其较高沸点的性质来除去粗锡中所含易挥发的铅等杂质元素。