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 |
