Κασσίτερος, το πρώτο κράμα στοιχείου

Το πρώτο στοιχείο κράματος

Το κασσίτερο (Sn) χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ως στοιχείο κράματος με χαλκό για να σχηματίσει χαλκό, το οποίο είναι πολύ πιο εύκαμπτο από τον χαλκό και επέτρεψε τη δημιουργία πιο πολύπλοκων προϊόντων χύτευσης. Είναι μαλακό μέταλλο με γυαλιστερό ασημί χρώμα και είναι ανθεκτικό στη διάβρωση σε αέρα και νερό. Η ανθεκτικότητα στη διάβρωση του κασσίτερου βοηθά να χρησιμεύει σε κράματα χαλκού και κασσίτερου, ως ανθεκτικό συστατικό της ηλεκτρικής συγκόλλησης και ως προστατευτική επένδυση για άλλα μέταλλα.

Φυσικές ιδιότητες

• Αντοχή : Το κασσίτερο είναι ένα από τα πιο αδύναμα μέταλλα. Μπορείτε, για παράδειγμα, να λυγίσετε ή να συνθλίψετε ένα κουτί με τα γυμνά χέρια σας. Αυτή η ιδιότητα δεν επιτρέπει την χρήση κασσίτερου από μόνο του ως δομικό μέταλλο.
• Ολκιμότητα : Ο κασσίτερος είναι ένα πολύ εύπλαστο μέταλλο σε θερμοκρασία δωματίου και είναι επίσης εύπλαστο . Όταν ψύχεται κάτω από 55 βαθμούς Φαρενάιτ, ο κασσίτερος μεταβάλλεται αργά από μια μορφή γνωστή ως «βητα κασσίτερος» σε «άλφα κασσίτερο», η οποία είναι πολύ λιγότερο όλκιμη. Το κασσίτερο είναι επίσης πολύ λιγότερο εύπλαστο πάνω από περίπου 392 βαθμούς Φαρενάιτ.
• Αγωγιμότητα: Το κασσίτερο και μερικά από τα κράματά του είναι εξαιρετικοί ηλεκτρικοί αγωγοί. Πάνω από το ήμισυ του κασσίτερου που χρησιμοποιείται βιομηχανικά καταλήγει σε συγκόλληση για την κατασκευή ηλεκτρικών συνδέσεων.

Ιστορία

Το πρώτο κράμα, χάλκινο, ανακαλύφθηκε γύρω στο 5000 π.Χ. Αποτελείται από χαλκό και κασσίτερο 5-12% κατά βάρος και επανάσταση στον τρόπο που χρησιμοποιήθηκε χαλκός. Η προσθήκη του κασσίτερου κάνει το χάλκινο πολύ πιο σκληρό και πιο σκληρό από τον απλό χαλκό.

Το Pewter, άλλο κράμα κασσίτερου, χρησιμοποιήθηκε εκτενώς μέχρι πριν από 200-300 χρόνια σε μαγειρικά σκεύη και σε σκεύη για φαγητό. Στις μέσες ηλικίες, ο κασσίτερος ήταν γνωστός ως stannum, που είναι η προέλευση του σύγχρονου συμβόλου, Sn.

Τον 19ο και τον 20ό αιώνα προέκυψαν πολλές διαφορετικές εφαρμογές για τον κασσίτερο. Η ηλεκτρολυτική επικάλυψη αναπτύχθηκε για πρώτη φορά γύρω στο 1850 και χρησιμοποιείται για να καλύψει προστατευτικά τα μέταλλα που έχουν καλύτερες φυσικές ιδιότητες από τον κασσίτερο.

Ένα παράδειγμα αυτού είναι το σύγχρονο κουτί τροφίμων, παρόλο που τα περισσότερα από αυτά γίνονται σήμερα από λιγότερο ακριβό αλουμίνιο. Στη δεκαετία του 1950, ο Sir Alastair Pilkington εφευρέθηκε μια διαδικασία στην οποία το τετηγμένο γυαλί έμεινε επάνω στο τετηγμένο κασσίτερο, δημιουργώντας μια απίστευτα επίπεδη γυάλινη επιφάνεια για τα παράθυρα.

Κασσίτερο στην αγορά

Η ITRI, μια ομάδα υπεράσπισης της βιομηχανίας κασσίτερου, αναφέρει ότι 340.000 μικρά τόνοι κασσίτερου καταναλώνονται παγκοσμίως κάθε χρόνο. Σύμφωνα με την έρευνα της ITRI, οι κορυφαίες εφαρμογές για κασσίτερο είναι σε συγκολλητικές ύλες και σαν επιμετάλλωση, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 60% της παγκόσμιας κατανάλωσης κασσίτερου.

Το κασσίτερο δεν απαντάται φυσικά και πρέπει να εξαχθεί από μεταλλεύματα. Η εξόρυξη μεταλλευμάτων συμβαίνει κυρίως στην Κίνα, την Ινδονησία, το Περού, τη Βραζιλία και τη Βολιβία. Το LME εμπορεύεται καθαρό κασσίτερο από τη λίβρα. Σύμφωνα με το MetalPrices.com, το 2008 ανακυκλώθηκαν 15.000 μικρές ποσότητες κασσίτερου.

Κοινά κράματα

• Χαλκός: 5-12% Sn κατά βάρος. Χρησιμοποιείται σε νομίσματα, κύμβαλα και έργα τέχνης.1

• Πίτερ: 85-99% Sn κατά βάρος. Χρησιμοποιείται κυρίως σήμερα σε διακοσμητικά αντικείμενα.
• Συγκόλληση κασσίτερου με μόλυβδο: 5-70% Sn κατά βάρος.

Ενδιαφέροντα γεγονότα

• Τα επιχρυσωμένα παιχνίδια θεωρήθηκαν μεταξύ των καλύτερων στον κόσμο από τα μέσα της δεκαετίας του 1800 μέχρι τη δεκαετία του 1950, όταν τα πλαστικά παιχνίδια μπήκαν έντονα στην αγορά.
• Ένα ενδιαφέρον γεγονός για την ολκιμότητα του κασσίτερου είναι ένα φαινόμενο που ονομάζεται "κραυγή κασσίτερου". Ενώ ο κασσίτερος κάμπτεται, εκπέμπει έναν ήχο τσιμπήματος νυχιών. Αυτό συμβαίνει επειδή τα στρώματα μορίων στο μέταλλο ολισθαίνουν το ένα πάνω από το άλλο και επαναδιευθετούν, γνωστό και ως αδελφοποίηση, επιτρέποντας στο μέταλλο να λυγίσει χωρίς να σπάσει.