فلز قلع یکی از فلزات مهم و چند منظوره است که در بسیاری از صنایع و کاربردها استفاده میشود. قلع به خوبی در برابر خوردگی مقاومت نشان میدهد و ویژگی های مختلفی دارد که در این مطلب می خواهیم آن را مورد بررسی قرار دهیم. در ادامه این مطلب با استیل فروشی شهر استیل همراه باشید تا به طور کامل با فلز قلع و کاربردهای آن آشنا شویم.
قلع چیست؟
sn چه عنصری است؟ قلع عنصری شیمیایی با نماد Sn است که در جدول دوره ای در گروه فلزات قرار دارد زیرا اتم های آن حاوی هسته ای با تعداد پروتون های 20 هستند و شباهت زیادی با اتم های هلیوم و کربن دارند.
تغییرات در دما و فشار میتواند شکل آلوتروپی قلع را تغییر دهد و شکلهای مختلفی از این عنصر را ایجاد کند. با این حال این فلز سخت و نفیس دارای دو آلوتروپ اصلی یا شکل اصلی است:
قلع آلفا
قلع آلفا یک فاز فلزی است که در دماهای کمتر از 13.2 درجه سانتیگراد وجود دارد. این شکل از قلع دارای ساختاری بلوری شکل است که در آن اتمهای قلع به صورت مرکز هفتگوش خود چیده شدهاند. این ساختار کریستالی به عنوان فاز فریتیک معروف است.
قلع بتا
قلع بتا نیز فاز فلزی است که در دماهای بالاتر از 13.2 درجه سانتیگراد وجود دارد. ساختار بلوری قلع بتا، که به عنوان فاز فولادی شناخته میشود، وابسته به دما و تغییرات آن است و به صورت شکلهای مختلفی مانند ششضلعی مرکز مکعبی یا مکعبی ساده ظاهر می شود.
نکته قابل توجه :
در ترکیبات ورق استنلس استیل، قلع وجود ندارد. استنلس استیل یک آلیاژ فلزی از آهن، کروم، نیکل و مواد دیگر است که برای مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی استفاده میشود. قلع به عنوان یک فلز سنگین و نرم، در ترکیبات استنلس استیل معمولاً استفاده نمیشود. در واقع در اکثر گریدهای پرکاربرد استیل زنگنزن مانند سری ورق استیل بگیر و ورق استیل نگیر، هدف اصلی، حفظ مقاومت به خوردگی ذاتی فولاد از طریق کروم و نیکل و مولیبدن، است. قلع در این گریدهای استیل ناخالصی تلقی میشود. اغلب، قلع در استیل زنگنزن به عنوان یک ناخالصی در نظر گرفته میشود که عمدتاً از طریق استفاده از قراضههای فولادی بازیافتی وارد ترکیب میشود.
حضور مقادیر بیش از حد قلع حتی در غلظتهای پایین، میتواند اثرات نامطلوبی بر خواص مکانیکی و فرآیندی استیل بگذارد، به ویژه میتواند باعث کاهش چقرمگی و تردی در حین Hot Brittleness شود. بنابراین، تولیدکنندگان استیل تلاش میکنند میزان قلع را به حداقل ممکن برسانند.
تاریخچه فلز قلع چیست؟
فلز قلع یکی از قدیمیترین فلزات شناخته شده توسط انسان است و تاریخچه استفاده از آن به حدود ۴۵۰۰ تا ۳۵۰۰ سال پیش بازمیگردد. قلع به عنوان یک فلز نسبتاً نرم و شکل پذیر، به راحتی برای ساخت ابزار و وسایل در دوران باستان مورد استفاده قرار می گرفت. جالب است بدانید از قلع به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده هم در زمانهای باستان استفاده می شد.
بطور کلی قلع به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خود، از جمله مقاومت در برابر خوردگی، نقطه ذوب بالا و… فلزی محبوب برای ساخت ابزار و وسایل در طول تاریخ بوده است. قابلیت ذوب آسان و تشکیل فرآیندهای مختلف نظیر ريختگي از دیگر دلایل کاربرد فراوارن این فلز در گذشته به شمار می رود.
با پیدایش فولاد و سایر فلزات جدید، استفاده از قلع کاهش چشمگیری یافت؛ اما از این فلزهنوز هم در صنایع مختلف نظیر صحافیسازی، الکتروپلاست، صافکاري (برای پوشش دادن سطوح) و… استفاده میشود.
خواص شیمیایی و فیزیکی فلز قلع
قلع فلزی نرم است و به راحتی میتوان آن را با ابزارهای سادهای مانند چکش -شکل داد. در ادامه مطلب برخی از خواص شیمیایی این فلز را آورده ایم:
- قلع دارای درجه ذوب بسیار پایینی است که این ویژگی قلع را برای استفاده در فرآیندهای ذوب و ریختهگری به گزینه ای مناسب تبدیل کرده است.
- قلع به سادگی با هوا و اکسیداسیون واکنش داده و لایههای اکسید بر روی سطح خود تشکیل میدهد.
- قلع به خوردگی حساس است و در مقابل اسیدها، آب، هوا و رطوبت واکنش نشان می دهد.
- قلع چشمگیرترین خصوصیات هدایت الکتریسیته را دارد و برای ساخت ترکیبات هادی مانند لحیم استفاده میشود. این ویژگی باعث شده قلع در صنایع الکترونیک، لولهکشی و ساختارهای فلزی کاربرد گسترده ای داشته باشد.
خواص فیزیکی فلز قلع عبارتند از:
رنگ فلز قلع نقره ای سفید است؛ مقاومت حرارتی و رسانایی حرارتی خوبی دارد در حالی که مقاومت الکتریک آن بسیار پایین است. نقطه ذوب این فلز۳۲۱٫۰ درجه فارنهایت یا ۱۸۳٫۹ درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن ۷۵٠ درجه فارنهایت یا ۴۰۷ درجه سانتیگراد می باشد و چگالی قلع ۱۱٫۳ g/cm³ است.
آلیاژهای قلع کدامند؟
مهمترین آلیاژهای فلز قلع عبارتند از:
- آلیاژ قلع-تیتانیوم
- آلیاژ قلع-آهن
- آلیاژ قلع-کبالت
- آلیاژ قلع-نیکل
فرق قلع و سرب چیست؟
سرب چیست؟ سرب در جدول تناوبی با نماد Pb و عدد اتمی 82 قرار دارد. این عنصر شیمیایی خاکستری رنگ، سمی، سنگین و چکشخوار است. رنگ آن در زمان برش سفید مایل به آبی و در معرض هوا به خاکستری کدر تغییر رنگ می دهد. نقطه ذوب سرب برابر 46/327 درجه سانتیگراد است. قلع هم فلزی چکش خوار و انعطاف پذیر و دارای ساختاری بلورین به رنگ سفید نقره ای است.
خم شدن این فلز به دلیل شکست بلورها، با صدا همراه است. نقطه ذوب این فلز معادل 93/231 درجه سانتیگراد یعنی حدود 95 درجه کمتر از قلع است. رنگ سرب هم هنگام تراشیدن سطح رویی از رنگ قلع متفاوت است. درباره آلیاژ قلع و سرب نیز باید گفت که آلیاژ قلع معمولاً نرمتر و با نقطه ذوب پایینتر است در حالی که آلیاژ سرب سنگینتر، سمیتر و در برابر خوردگی مقاومتر است.
| ویژگی | قلع (Tin – Sn) | سرب (Lead – Pb) |
| نماد شیمیایی | Sn | Pb |
| عدد اتمی | 50 | 82 |
| چگالی | 7.28 g/cm3 (نسبتاً سبکتر) |
11.34 g/cm3 (بسیار سنگین)
|
| نقطه ذوب | 231.9∘C (بسیار پایین) | 327.5∘C (پایین) |
| سمّیت | غیرسمّی در غلظتهای پایین (بیشتر در ظروف غذا استفاده میشود) |
سمی (یک فلز سنگین سمی)
|
| کاربردهای اصلی | پوشش ظروف غذا (حلبی)، آلیاژهای لحیم، برنز |
باتریهای اسید سربی، محافظت در برابر اشعه ایکس و گاما
|
بطور کلی از لحاظ خواص فیزیکی، قلع یک فلز نرم و قابل انعطاف است، در حالی که سرب بعنوان فلزی سخت و شکننده شناخته شده است. از لحاظ خواص شیمیایی نیز، قلع به راحتی با اسیدها و بازها واکنش نشان میدهد، در حالی که سرب تحت تأثیر هوا و آب به لایهای از اکسیداسیون محافظت شده است.
علاوه بر آن این دو فلز کاربردهای صنعتی متفاوتی نیز با هم دارند. به دلیل خواص فیزیکی مختلف، قلع برای ساخت لولههای آب، باتريها، آبگیرهای لولهآب، ذخیره سرداب و… استفاده ميشود در حالي كه سرب بيشتر در صنعت الكتروپلاستيك، صمغ كاري، رنگسازي و… كاربرد دارد. همچنین باید توجه داشت که هر دو عنصر خطرات بهداشتی دارند و ممکن است اثرات منفی بر روی سلامتی انسان بگذارند.
خواص فیزیکی:
- نقطه ذوب: قلع نقطه ذوب پایین تری (231.9 درجه سانتیگراد) نسبت به سرب (327.5 درجه سانتیگراد) دارد.
- چگالی قلع: قلع چگالی کمتری (7.87 گرم بر سانتی متر مکعب) نسبت به سرب (11.34 گرم بر سانتی متر مکعب) دارد.
- رنگ: قلع به رنگ سفید مایل به خاکستری و سرب به رنگ خاکستری مایل به آبی است.
- قابلیت چکش خواری: هر دو فلز چکش خوار و نرم هستند، اما قلع چکش خواری بیشتری نسبت به سرب دارد.
خواص شیمیایی:
- واکنش پذیری: قلع واکنش پذیری کمتری نسبت به سرب دارد و در برابر خوردگی مقاوم تر است.
- سمیت: سرب سمی است و قرار گرفتن در معرض آن می تواند برای سلامتی مضر باشد. قلع در مقایسه با سرب سمیت کمتری دارد.
کاربردها:
- لحیم کاری: قلع به طور گسترده در لحیم کاری برای اتصال فلزات به یکدیگر استفاده می شود.
- پوشش دهی: قلع برای پوشش دهی فلزات دیگر مانند فولاد برای محافظت از آنها در برابر خوردگی استفاده می شود.
- آلیاژسازی: قلع در آلیاژهایی مانند برنز و آلیاژهای لحیم استفاده می شود.
- باتری: سرب در باتری های اسیدی استفاده می شود.
- محافظت از اشعه: سرب به دلیل خاصیت جذب اشعه ایکس، در کاربردهایی مانند محافظت در برابر اشعه در پزشکی و رادیوگرافی استفاده می شود.
همه چیز درباره ترکیب قلع و سرب
ترکیب قلع و سرب، یکی از قدیمیترین و پرکاربردترین آلیاژها در تاریخ بشر است که به عنوان لحیم شناخته میشود. این آلیاژ معمولاً بر اساس درصد وزنی قلع و سرب مشخص میشود؛ برای مثال، لحیم ۶۰/۴۰ (۶۰٪ قلع و ۴۰٪ سرب) یک ترکیب رایج است که نقطه ذوبی پایین و خاصیت “خمیری” دارد که برای اتصال قطعات الکترونیکی ایدئال است. قلع در آلیاژ، استحکام و قابلیت ترشدن سطوح را بهبود میبخشد، در حالی که سرب نقطه ذوب را کاهش داده و هزینه تولید را کم میکند. با این حال، به دلیل سمیت سرب، امروزه استفاده از آلیاژهای بدون سرب (Lead-Free) مانند ترکیب قلع-نقره-مس در بسیاری از کاربردهای الکترونیکی رایج شده است.
کاربرد قلع در صنایعی
قلع به عنوان یک فلز سنگین، در صنایع مختلف استفاده میشود. برخی از کاربردهای قلع عبارتند از:
- صنایع الکترونیکی به عنوان جزء اصلی در تولید قطعات الکترونیکی مانند ترانزیستورها، کابلهای الکتریکی و …
- صنایع خودروسازی برای تولید قطعات خودرو مانند باتریها، سوپاپها و آبگیرها و…
- در صنایع ساختمانی برای تولید پوششدهی ها و ضدآب کردن سطوح
- در صنایع نظامی به دلیل خواص فوق العاده حجم پذیر و نقطه ذوب بالا، از قلع در تولید موشکها، گلولهها و سلاحهای دیگر نظامی استفاده میشود.
در برخی از ترکیبات آلیاژ برنز از فلز قلع نیز استفاده میشود. برنز معمولاً از آلیاژ مس و قلع تشکیل شده است که به آن امکان میدهد که خواص فلزات مختلف را ترکیب کرده و خواص منحصر به فردی را به دست آورد.
منابع قلع در ایران و جهان
وضعیت دسترسی به قلع در ایران و جهان متناسب با نیازهای صنعتی و تولیدی کشورها است. در ایران، ذخایر قلع به دلیل استفاده گسترده از این فلز در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساخت مانسازی، الکترونیک و … بسیار مهم است. ذخایر قلع در ایران به صورت محدود وجود دارد و کشور برای تامین نیازهای خود به قلع از منابع خارجی و واردات استفاده می کند.
اما کشورهایی مانند چین، استرالیا، روسیه، کانادا و آمریکا دارای ذخایر بسیار بزرگ قلع هستند. این کشورها توانستهاند با بهرهبرداری از منابع غنی خود، نقش بزرگی در تأمین نیاز جهان به قلع داشته باشند. بنابراین وضعیت ذخایر قلع در ایران نسبت به جهان به صورت کلی محدود است و کشور برای تامین نیازهای خود در این زمینه به واردات وابسته می باشد.
Tin (Sn), a chemical element belonging to the carbon family, group 14 (IVa) of the periodic table. It is a soft, silver-white metal with a bluish color, which the ancients knew in bronze, an alloy with copper. Tin is widely used for plating steel cans used as food containers, in metals used for bearings, and in soldering
قلع (Sn)، یک عنصر شیمیایی متعلق به خانواده کربن، گروه 14 (IVa) جدول تناوبی. این فلز نرم و سفید نقره ای با رنگ مایل به آبی است که پیشینیان آن را در برنز، آلیاژی با مس می شناختند. قلع به طور گسترده ای برای آبکاری قوطی های فولادی مورد استفاده به عنوان ظروف غذا، در فلزات مورد استفاده برای یاتاقان ها و در لحیم کاری استفاده می شود.
قلع چگونه به دست می آید؟
استخراج فلز قلع یک فرآیند چند مرحله ای معمولاً شامل استخراج و پردازش مواد است که بطور کلی شامل مراحل زیر می باشد:
- اولین مرحله استخراج مواد از معادن است.
- پس از استخراج، مواد با روش های تجزیه گرم یا سرد به اسنک های کوچکتر تجزیه می شود.
- در مرحله بعد با فرآیند تخریب، مواد فلزی به مواد شیمیایی تجزیه می شود.
- سپس مراحل تمیزکاری انجام می شود تا هر گونه مواد غیر فلزی مانند خاک یا سنگ از بین برود.
- مواد فلزی به شکل مورد نظر به عنوان مثال سیم یا لینک های خردکننده تبدیل می شود.
- در نهایت، مواد فلزی توسط تجهیزات به قطعات مورد نیاز مصرف کنندگان تبدیل می گردد.
در ادامه این مطلب پیشنهاد میشود مقاله استیل از چی ساخته شده را نیز مطالعه نمایید.
اثرات زیست محیطی قلع
همانطور که خواندید فلز قلع به عنوان یک آلیاژ در بسیاری از کاربردها از جمله ساخت و ساز، صنایع خودروسازی، باتریها و اتصالات استفاده میشود. اما این فلز برای محیط زیست خطرناک است زیرا میتواند به سمیت آب، خاک و هوا منجر شود.
هنگامی که قلع بصورت محاقظت نشده به محیط زیست وارد میشود، ممکن است اثرات زیانبخشی بر روی انسان و موجودات دیگر داشته باشد.
برای مثال، مصرف آب آلوده به قلع باعث اختلال در عملکرد کلیه و سیستم عصبی می شود. در نتیجه، مدیریت صحیح و دقیق این فلز و بازیافت مواد حاوی قلع از اهمیت بسزایی برخوردار است تا به حفظ محیط زیست و سلامت انسانها کمک شود.
فروشگاه شهر استیل عرضه کننده انواع ورقهای استیل ضد زنگ صنعتی و دکوراتیو با بهترین قیمت بازار و ارائه ضمانت اصالت آلیاژ است. برای دریافت مشاوره رایگان خرید و استعلام قیمت استیل از طریق شماره 02168559 با کارشناسان شهر استیل تماس حاصل فرمایید.
پایان
همانطور که در این مطلب خواندید قلع یک فلز سنتی است که همچنان با گذشت قرن ها در صنایع کاربردهای مختلفی دارد. با این حال، به دليل خطراتي كه قلع بر روي سيستم عصبي ايجاد مي كند و همچنین اثرات زيست محيطي منفي آن، استفاده از قلع در بسياري از صنايع کمتر شده است و جایگزین های مناسب تر به کار گرفته شده اند. در پایان امیدواریم از این مطلب بهره کافی برده باشید.
چطوری برای ضد عفونی استفاده میشده!
با عرض سلام
ممنون از اینکه سایت مارو انتخاب کردین
قلع به دلیل خصوصیات ضد باکتریایی و ضد قارچی خود، برای ضد عفونی سطوح و ابزارها مورد استفاده قرار میگرفت. به عنوان مثال، در گذشته، قلع برای ضد عفونی و تمیز کردن آب و مواد غذایی مورد استفاده قرار میگرفت. همچنین، در برخی صنایع دیگر نیز از قلع برای ضد عفونی و تقویت محصولات استفاده میشد. اما به دلیل خطرات بهداشتی و زیانهای زیست محیطی که قلع به همراه دارد، استفاده از آن به شدت محدود شده و جایگزینهای ایمنتر برای ضد عفونی و تمیز کردن به کار گرفته شدهاند.