Geschichte des Zinns. Physikalische und mechanische Eigenschaften.

Allgemeine Eigenschaften

Zinn ist ein Element der 4. Gruppe der Hauptuntergruppe der V-Periode der Tabelle von D. Mendelejew. Seine Ordnungszahl ist 50. Es existiert in zwei Modifikationen. 1) β-Zinn mit kristallinem tetragonalem Gitter und Halbleitereigenschaften. Dieses so genannte graue Zinn bildet sich bei Temperaturen unter -13,2°C. 2) Weißes α-Zinn ist bei höheren Temperaturen stabil und besitzt ein kubisches Gitter, das dem von Diamant ähnelt. Alpha-Zinn ist ein sehr gut verarbeitbares, weiches, schmelzbares und korrosionsbeständiges Metall. Es ist biologisch inert gegenüber dem menschlichen Körper.

Geschichte

Zinn ist eines der ältesten Metalle, die der Mensch zu nutzen und zu verwerten gelernt hat. Dies wird durch die folgenden Belege belegt:

  • Die ersten metallurgischen Experimente mit reinem Zinn fanden vor mehr als 4.000 Jahren v. Chr. statt: Zinn wurde von den Stämmen der Chalibs geschmolzen, die in den Gebieten des heutigen Armeniens und Nordiran lebten;
  • Zinn ist jedoch ein eher seltenes Metall - in Bezug auf seine Verbreitung in der Erdkruste rangiert es nur an 47;
  • Die größten Zinnvorkommen finden sich in den Tiefen Chinas, wo es auch Vorkommen von Kassiterit gibt, einem Mineral mit einem Zinngehalt von über 76...78 %;
  • In der Vergangenheit wurde Zinn häufig zur Herstellung von Metallgeschirr verwendet, aber mit der Zeit stellte sich heraus, dass sich "weißes Zinn" bei niedrigen Temperaturen in "graues Zinn" verwandelte, das sehr spröde war. Dadurch wurde das Geschirr unbrauchbar;
  • Es wird vermutet, dass die Zinnteile der Uniformen der napoleonischen Armee einer der Gründe für ihre Niederlage im Russlandfeldzug von 1812 waren, da die Kleidung, einige Haushaltsgegenstände und Waffenteile durch starken Frost irreparabel beschädigt wurden.

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Die wichtigsten mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Zinn.

Der Index Daten
Kristallstruktur (kubisch) α und (tetragonal) β
Atomare Masse 118,69
Dichte, kg/m3 7300
Siedepunkt von Zinn, ° C 2270
Schmelzpunkt von Zinn, ° C 231,9
Umwandlungstemperatur von weißem in graues Zinn, °C 13,2
Latente Umwandlungswärme, kal/g 4,46
Latente Schmelzwärme, kal/g 14,4
Volumetrische Änderungen bei der Umwandlung von grauem in weißes Zinn, %. 27
Wärmeleitfähigkeit, kal/(cm-s-°C) 0,157
Spezifische Wärmekapazität bei Temperaturen bis zu 100°C, kal/(g-°C) 0,054
Temperaturkoeffizient der Wärmeleitfähigkeit bei der Temperatur 20-100 °С-103 -0,7
Wärmeausdehnung im flüssigen Zustand 100-10-6
Koeffizient der linearen Ausdehnung 22,4-10-6 (fest)
Spezifische Leitfähigkeit, m/ Ohm-mm2 8,95
Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstands 0,0044
Spezifischer Widerstand, Ohm-mm2/m 0,124
Elektrischer Widerstand im flüssigen Zustand (300°C), Ohm/cm3 49-10-3
Oberflächenspannung bei Temperatur. 500 °C, dyn/cm 510
Oberflächenspannung bei 300 °C, dyn/cm 526
Standard-Elektrodenpotential, V -0,136
Elastizitätsmodul (bei -180°C), kgf/mm2 6500
Elektrochemisches (zweiwertiges) Äquivalent, g/Ah 2,21
Elastizitätsmodul (bei 0°C), kgf/mm2 5500
Schermodul, kgf/mm2 1680-1810
Elastizitätsmodul (bei Temp. 200°C), kgf/mm2 3600
Elastizitätsmodul (bei Temp. 100°C), kgf/mm2 4800
Elastizitätsmodul, kgf/mm2 0,15
Zugfestigkeit (Zinnguss), kgf/mm2 1,9-2,1
Streckgrenze (Zinnguss), kgf/mm2 1,2
Zugfestigkeit (geglühtes Zinn), kgf/mm2 1,7
Scherfestigkeit (gegossenes Zinn), kgf/mm2 2,0
Zugfestigkeit (gegossenes Zinn), kgf/mm2 2,5
Dehnung (Zinnguss), %. 45-60
Relative Verengung, % 75
Relative Dehnung (geglühtes Zinn), %. 80-90
Lineare Schrumpfung, % 2,7
HB-Härte (geglühtes Zinn), kgf/mm2 40
HB-Härte (gegossenes Zinn), kgf/mm2 4,9-5,2
Poise-Viskosität (bei Temp. 750°C) 0,0095
Poise-Viskosität (bei 301°C) 0,0168
Spezifische magnetische Suszeptibilität +0,025-10-6