تلتزم Molex بدعم عملائها في انتقالهم الخالي من الرصاص.

لأكثر من 50 عامًا ، تم استخدام لحام الرصاص من قبل صناعة الإلكترونيات بأكملها تقريبًا لتثبيت المكونات على لوحات الدوائر المطبوعة. ومع ذلك ، فإن مستقبل هذه التكنولوجيا مشكوك فيه إلى حد كبير بسبب المخاوف المتزايدة بشأن زيادة الرصاص في التربة ، وفي نهاية المطاف ، تغلغل الرصاص في مياه الشرب. على الرغم من الأدلة العلمية على أن تأثير صناعة الإلكترونيات على الرصاص البيئي ضئيل للغاية ، إلا أن هناك حركة لحظر استخدام الرصاص في صناعة الإلكترونيات.

في أكتوبر 2002 ، تم تمرير تشريع في أوروبا لحظر استخدام الرصاص في معظم المنتجات الكهربائية والإلكترونية ، اعتبارًا من 1 يوليو 2006. دخل التشريع الإضافي الذي يحكم استخدام الرصاص في صناعة السيارات الأوروبية حيز التنفيذ في 1 يوليو 2003. على الرغم من أن التشريع يتعلق مباشرة بالمجموعة الأوروبية فقط ، إلا أن جميع الشركات التي تزود أوروبا يجب أن تمتثل أيضًا للقواعد الجديدة. تلتزم Molex بدعم عملائها في انتقالهم الخالي من الرصاص. بدأت الشركة في التحول إلى المنتجات الخالية من الرصاص في عام 2000. وينبغي أن تكتمل هذه العملية بحلول تموز (يوليو) 2006.

رائدة في مجال الإلكترونيات

هناك ثلاثة مكونات رئيسية في المنتجات الإلكترونية تحتوي على الرصاص: اللحام ، وطلاء لوحة الدوائر المطبوعة ، وطلاء الرصاص للمكونات الإلكترونية. في مفصل اللحام النموذجي ، يكون اللحام هو المحدد الأساسي لوجود الرصاص. وفقًا لذلك ، يكون لطلاء لوحة الدوائر المطبوعة وأطراف المكونات الإلكترونية تأثير أقل بشكل ملحوظ على محتوى الرصاص. نتيجة لذلك ، ركزت الخطوات الأولى نحو تقليل الرصاص في المنتجات الإلكترونية على إيجاد سبيكة لتحل محل الجنود التقليديين المحتويين على الرصاص. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام اللحام في معظم حالات تثبيت المكونات الإلكترونية على لوحة الدوائر المطبوعة:

• تقنية التثبيت السطحي (يتم استخدام اللحام في شكل عجينة ، يتم تطبيقها على سطح لوحة الدوائر المطبوعة باستخدام قالب خاص أو استنسل) ؛
• التثبيت في فتحات اللوح (يتم استخدام اللحام المذاب ، الموجود في حمام خاص) ؛
• لحام يدوي بحديد لحام (عادة ما يتم تطبيق اللحام على شكل سلك أو أنبوب رفيع أو شريط).

نتيجة للعديد من التجارب على مدى السنوات العديدة الماضية ، تم اقتراح عائلة من سبائك القصدير والفضة والنحاس (SnAgCu) كبديل للجنود المحتويين على الرصاص.

بالنسبة لتقنية التثبيت السطحي ، من المرجح أن يكون SnAgCu هو الحل الأكثر شيوعًا. ربما تكون أكبر مشكلة في استخدام سبيكة مثل اللحام هي نقطة الانصهار الأعلى. على سبيل المثال ، تبلغ درجة انصهار سبيكة SnAgCu 217 درجة مئوية ، بينما تذوب سبيكة الرصاص والقصدير Sn37Pb عند 183 درجة مئوية. وفقًا لذلك ، ستتطلب العملية التكنولوجية زيادة درجة حرارة اللحام إلى 240-260 درجة مئوية.

تشريع

بدأت أوروبا حركة لحظر استخدام الرصاص في الصناعة. في نهاية عام 2002 ، وافق البرلمان الأوروبي على قرارين ينظمان الأثر البيئي للنفايات الناتجة عن الصناعات الكهربائية والإلكترونية. كجزء من هذه اللائحة ، يُحظر استخدام الرصاص في معظم المنتجات أو يتم تقييده بشدة. يتطلب القراران المسمى نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية (WEEE) وتقييد المواد الخطرة (RoHS) تقليل استخدام المواد المحتوية على الرصاص اعتبارًا من 1 يوليو 2006.

بالإضافة إلى هذين القرارين ، تبنت المجموعة الأوروبية أيضًا المركبات المنتهية الصلاحية- ELV ، والتي تحدد استخدام الرصاص في صناعة السيارات. على الرغم من أن استخدام جنود الرصاص في السيارات مسموح به مؤقتًا ، إلا أن هذه الموافقة لا تنطبق على استخدام الموصلات ذات الموصلات المطلية بالرصاص.

لا يوجد تشريع في اليابان يحظر استخدام الرصاص في الإلكترونيات. ومع ذلك ، هناك قانونان ، عند تطبيقهما معًا ، يشيران بوضوح إلى إمكانية تقديم مثل هذا الحظر. ينص القانون الأول ، إعادة تدوير المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية في اليابان ، على أنه يجب على الشركات المصنعة اتخاذ خطوات للتخلص من أجهزة التلفزيون والثلاجات والغسالات وما إلى ذلك ، بدءًا من أبريل 2001. يحظر القانون الثاني المصنعين من إطلاق أي مواد ضارة في البيئة.

لا توجد قيود واضحة على استخدام الرصاص في المعدات الكهربائية أو الإلكترونية في الولايات المتحدة.

كيف تؤثر على الموصلات

بحثت Molex بشيء من التفصيل في التأثير الذي يمكن أن يحدثه حظر الرصاص على مصنعي الموصلات ومنتجاتهم. يعد الطلاء بالتماس ومبيت الموصل البلاستيكي المكونين الرئيسيين للموصلات الأكثر حساسية لتأثيرات السبائك الخالية من الرصاص.

العنصر الرئيسي المحتوي على الرصاص في الموصل هو طلاء جهات الاتصال (الأطراف). يتم طلاء العديد من المحطات برصاص من الصفيح (عادةً ما يكون مطليًا بالكهرباء) لتوفير اللحام ، وأيضًا لإنشاء اتصال كهربائي موثوق به مع التقنيات غير الملحومة مثل موصلات العقص أو خيوط الضغط في لوحة الدوائر المطبوعة. يجب مراعاة متطلبات الطلاء للأطراف التي تستخدم أيًا من التقنيات المذكورة أعلاه عند اختيار سبيكة بديلة لمثل هذا الطلاء. وبالتالي ، يجب أن يكون للطلاء المخصص للحام خاصية ترطيب السطح باستخدام اللحام المنصهر وضمان موثوقية الوصلة الملحومة. في حالة التوصيلات غير الملحومة (تجعيد السلك الملامس ، توصيل عناصر التلامس) ، يجب أن يوفر الطلاء مقاومة التلامس المناسبة لزوج التلامس ، والتي يجب ألا تتدهور بمرور الوقت وتحت تأثير الظروف المناخية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يوفر الطلاء عددًا معينًا من مفاصل زوج الاتصال. تتطلب تقنية الضغط على جهات الاتصال في لوحة الدوائر المطبوعة معامل احتكاك معين من الطلاء. بالإضافة إلى هذه العوامل ، يجب أن يكون الطلاء الخالي من الرصاص مقاومًا لنمو "شعر القصدير". يشير مصطلح "شعيرات القصدير" إلى بلورات دقيقة مجهرية من القصدير النقي تظهر على سطح سبيكة تحتوي على نسبة عالية من القصدير. في حالة نمو "شعيرات القصدير" هناك خطر من أن تتسبب بلورات القصدير في حدوث دوائر قصيرة من الموصلات المجاورة أو أزواج التلامس.

على الرغم من أن المواد العازلة لأغلفة الموصلات (في معظم الحالات ، أنواع مختلفة من البلاستيك) لا تحتوي على الرصاص ، فإن حظر استخدام الرصاص كان له تأثير كبير على تكنولوجيا إنتاجها. يرجع هذا التأثير بشكل رئيسي إلى زيادة نقطة الانصهار (240-260 درجة مئوية) للجنود المستخدمين. يجب أن يتحمل بلاستيك العلبة درجة الحرارة هذه دون أي تشوه ملحوظ في المادة. حاليًا ، توجد مواد بلاستيكية خاصة تُستخدم في تصنيع أغطية الموصلات لتقنية تركيب السطح. يمكن لمثل هذه المواد البلاستيكية أن تتحمل درجات حرارة اللحام للجنود التقليديين ، لكن قدرتها على الاحتفاظ بخصائصها باستخدام تقنية خالية من الرصاص لم يتم استكشافها بالكامل بعد. في الوقت نفسه ، فإن دراسة البلاستيك فقط كمادة لا تعطي النتيجة المرجوة ، لأن شكل الهيكل وسماكة الجدران لهما تأثير كبير على مقاومة التشوه وتغير اللون في درجات الحرارة المرتفعة.

ملحوظات:

1. من المرجح أن تنمو شعيرات القصدير مع القصدير النقي وسبائك القصدير والبزموت والقصدير والفضة أكثر من سبائك القصدير والرصاص. إن استخدام حاجز من النيكل بين مادة التلامس وطلاء التلامس يقلل بشكل كبير من هذه الاحتمالية. يستخدم Molex عادة حاجز نيكل 1.25 ميكرون.
2. أظهرت الدراسات أن نمو شعر القصدير يكون أكثر احتمالية في سبائك القصدير والنحاس أكثر من القصدير النقي.
3. عند استخدام سبيكة من القصدير - البزموت كطلاء ، هناك احتمال أنه عندما يتلامس هذا الطلاء مع الطلاءات التقليدية المحتوية على الرصاص ، فقد تتشكل سبيكة من القصدير والرصاص والبزموت بنقطة انصهار تبلغ 96 درجة مئوية. يمكن أن تتكون مثل هذه السبيكة المكونة من ثلاثة معادن عند نقطة التلامس ، مما قد يؤثر بشكل كبير على موثوقية المنتجات التي تعمل في درجات حرارة مرتفعة.
4. بالنسبة لسبائك القصدير والبزموت والقصدير والنحاس ، من الصعب للغاية التحكم في العملية التكنولوجية. لذلك ، عند استخدام سبيكة من القصدير والبزموت ، يمكن أن يترسب البزموت بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى انتهاك التكنولوجيا.
5. يتطلب استخدام سبيكة من القصدير والفضة للطلاء استخدام كواشف خاصة ومعقدة للغاية ، مما يضمن التطبيق المتزامن والموحد للقصدير والفضة. من الصعب للغاية تصنيع والتخلص من هذه الكواشف.
6. تكون تكلفة نفايات الإنتاج عند استخدام الملامسات المطلية بسبيكة من القصدير والبزموت أقل من تكلفة استخدام سبائك القصدير والرصاص والقصدير والنحاس. عادة ما يتم إعادة تدوير هذه النفايات من قبل مصنعي سبائك النحاس. وجود البزموت غير مقبول في إنتاج مثل هذه السبائك.

التقنيات

طلاء الاتصال

لتمكين الانتقال إلى التكنولوجيا الخالية من الرصاص ، قدمت Molex حلاً شاملاً سيتم استخدامه في معظم الصناعات ، بغض النظر عن مكان التصنيع. أفضل بديل لسبائك طلاء التلامس الحالي هو القصدير النقي. تستخدم شركة Molex وشركات تصنيع الموصلات الأخرى هذا المعدن لتغطية جهات الاتصال لأكثر من عشرين عامًا. ومع ذلك ، في البحث عن أفضل الحلول ، أجريت تجارب مع معادن أخرى وسبائكها. وهكذا ، بالإضافة إلى القصدير النقي ، وسبائك القصدير والبزموت (SnBi) والقصدير والنحاس (SnCu) والقصدير والفضة (SnAg) ، والذهب المترسب على سبيكة من البلاديوم والنيكل (Au flash / PdNi) والذهب المودعة في البلاديوم (Au flash / PD). تمت مقارنة النتائج التجريبية في كثير من النواحي مع النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام التكنولوجيا التقليدية. المعلمات الرئيسية هي كما يلي:

• قابلية بلل اللحام (سهولة اللحام) ؛
• توفير اتصال ملحوم موثوق ؛
• مقاومة نمو "شعر القصدير" ؛
• التوافق مع التكنولوجيا الحالية ؛
• مقاومة الانتقال عند نقطة الاتصال ؛
• ارتداء المقاومة؛
• معامل الاحتكاك؛
• تكنولوجيا الطلاء
• تكلفة نفايات الإنتاج.
• تكلفة سبيكة.

حاليًا ، عند اللحام ، يتم استخدام سبيكة تتكون من 90 جزءًا بوزن القصدير و 10 أجزاء من وزن الرصاص كطلاء تلامس. يوضح الجدول 1 مقارنة بين استخدام السبيكة المشار إليها والمعادن (وسبائكها) التي يمكن أن تحل محلها.

كما هو مبين في الجدول 1 ، القصدير النقي هو أفضل مرشح لاستبدال سبائك الرصاص. إذا لم يكن الأمر يتعلق باحتمالية نمو "شعيرات القصدير" ، فقد يكون القصدير النقي بمثابة بديل في 100٪ من الحالات.

تم تأكيد اختيار القصدير النقي للطلاء الملامس من قبل الشركات المصنعة للموصلات الأخرى أيضًا. أصدرت شركات مثل Molex و Tyco Electronics و FCI و Amphenol بيانًا مشتركًا يبرر استخدام القصدير النقي لتغطية دبابيس الموصل.

العبوات البلاستيكية

تُستخدم بعض المواد البلاستيكية الحرارية المستخدمة في حاويات الموصل في تقنية SMT. ومع ذلك ، فإن السبائك التي تعتبر المرشحة الرئيسية لاستبدال السبائك المحتوية على الرصاص لها نقطة انصهار أعلى بكثير. من المتوقع أن تصل درجة حرارة اللحام بالنحاس إلى 260 درجة مئوية باستخدام التكنولوجيا الجديدة. في هذه الحالة ، يجب أن تتحمل المكونات المثبتة درجة الحرارة هذه لمدة 120 ثانية.

نقاط الانصهار والتليين (درجة حرارة الانحراف الحراري ؛ معيار ISO R 75) هي الخصائص الرئيسية التي تحدد قدرة البلاستيك على الحفاظ على خصائصه في درجات حرارة مرتفعة. تعتبر نقطة الانصهار ، التي تحدد لحظة انتقال البلاستيك من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة ، معلمة مهمة ، حيث يجب أن يكون البلاستيك في حالة سائلة أثناء عملية تشكيل المنتج. نقطة التليين هي قيمة نسبية تحدد قدرة البلاستيك على تحمل درجة حرارة معينة تحت حمل معين لفترة زمنية معينة. بشكل عام ، عند تطبيقها على تقنية تركيب السطح الخالي من الرصاص ، يجب أن يكون للبلاستيك نقطة انصهار أعلى من 260 درجة مئوية. في هذه الحالة ، يجب أن تكون نقطة التليين أعلى من 260 درجة مئوية. ومع ذلك ، هناك ما يسمى "المنطقة الرمادية" حيث يمكن أن يكون للمادة ذات نقطة الانصهار 260 درجة مئوية نفس نقطة التليين أو أقل قليلاً. علاوة على ذلك ، في هذه الحالة ، يمكن التعرف على استخدام منتج معين على أنه مسموح به عند إجراء عدد من الدراسات والتجارب. يتم إجراء هذه الدراسات وفقًا لمنهجية معتمدة ومنشورة للجمهور لاختبار المنتجات من أجل التوافق مع تقنية التركيب السطحي عند استخدام السبائك الخالية من الرصاص.

يسرد الجدول 2 نقاط الانصهار والتليين لأكثر أنواع البلاستيك شيوعًا المستخدمة حاليًا في تصنيع أغطية الموصلات.

يمكن لبعض المواد مثل PPA و PA46 و LCP أن تتحمل درجة الحرارة المطلوبة بواسطة تقنية تثبيت السطح عند استخدام السبائك الخالية من الرصاص. يجب أن تخضع بعض المواد (PCT و PPS) لاختبارات إضافية. نتيجة لذلك ، سيرتفع السعر لجميع الموصلات التي تتطلب استبدال المساكن بأخرى جديدة مصنوعة من البلاستيك عالي الحرارة.

استراتيجية الانتقال

تؤمن موليكس في إستراتيجيتها لاختيار المواد خلال هذه الفترة الانتقالية بأن كلا من السبائك الخالية من الرصاص والرصاص سيتم استخدامها في الصناعة لبعض الوقت. خلال هذا الوقت ، سيتم إنشاء وتقديم عدد كبير من المنتجات الجديدة وأرقام المخزون والعلامات والعلامات الخاصة. جزء من الاستراتيجية هو تجنب ظهور رموز عناصر جديدة حيثما أمكن ذلك.

تم اقتراح انتقال من خطوتين إلى تقنية خالية من الرصاص. كخطوة أولى ، ستنتقل فقط إلى جهات الاتصال المطلية الخالية من الرصاص. في هذه المرحلة ، لا نتطرق عمدًا إلى التوافق الحراري لمادة غلاف الموصل. تضمن تقنية Molex عدم وجود مخاطر في الانتقال من سبائك الطلاء التقليدية إلى الطلاء بالقصدير الخالص عند استخدام الجنود المحتويين على الرصاص. نتيجة لذلك ، ليست هناك حاجة لإنشاء أرقام مخزون جديدة ، لأن خصائص المستهلك للمنتجات لا تتغير. سيشار إلى هذه الاتصالات على أنها "خالية من الرصاص".

ستختبر المرحلة الثانية المواد البلاستيكية المستخدمة لأغلفة الموصل عند درجة حرارة تحددها تقنية تركيب السطح باستخدام سبائك خالية من الرصاص. سيتم إنشاء أرقام مخزون جديدة للموصلات التي تتطلب تغييرًا في مادة الجسم. سيشار إلى هذه المنتجات على أنها "متوافقة مع تقنية تركيب السطح باستخدام سبائك خالية من الرصاص."

المعلومات التقنية "قصدير الشعر"

حظي القصدير الخالص والسبائك المحتوية على نسبة عالية من القصدير باهتمام متزايد بسبب مشكلة تكوين "شعر القصدير". يمكن أن تنمو هذه "الشعيرات" ، وهي بلورات رقيقة من القصدير ، تلقائيًا على سطح القصدير أو سبيكة القصدير ، وفي بعض الحالات ، تسبب دوائر كهربائية قصيرة. أحد الأسباب المحتملة لظهور هذه البلورات هو الضغط الداخلي في هيكل السبيكة.

على الرغم من الجهود الكبيرة في مجال البحث حول هذه الظاهرة ، فإن الآلية الأساسية التي تؤدي إلى تكوين "الشعر الصفيح" لا تزال غير واضحة. على الرغم من عدم تحديد عامل محدد واحد ، يُعتقد أن العوامل التالية تؤثر على نمو الشعر:

• الضغط الداخلي للمادة.
• درجة الحرارة؛
• رطوبة؛
• التغير الدوري في درجة الحرارة.

بدأت موليكس البحث عن طبيعة هذه الظاهرة في عام 1999 وتواصل تجربتها حتى اليوم. يتم نشر النتائج وإتاحتها على الموقع
www.molex.com.

كل عنصر كيميائي في النظام الدوري والمواد البسيطة والمعقدة المكونة له فريد من نوعه. لها خصائص فريدة ، والعديد منها يقدم مساهمة كبيرة لا يمكن إنكارها في حياة الإنسان ووجوده بشكل عام. القصدير العنصر الكيميائي ليس استثناء.

تعود معرفة الناس بهذا المعدن إلى العصور القديمة. لعب هذا العنصر الكيميائي دورًا حاسمًا في تطور الحضارة الإنسانية ؛ حتى يومنا هذا ، تستخدم خصائص القصدير على نطاق واسع.

القصدير في التاريخ

يمكن العثور على الإشارات الأولى لهذا المعدن ، والتي كما اعتقد الناس سابقًا ، لها بعض الخصائص السحرية ، في النصوص التوراتية. لعب القصدير دورًا حاسمًا في تحسين الحياة خلال العصر البرونزي. في ذلك الوقت ، كانت السبائك المعدنية الأكثر متانة التي يمتلكها الشخص هي البرونز ، ويمكن الحصول عليها إذا تمت إضافة عنصر القصدير الكيميائي إلى النحاس. لعدة قرون ، تم صنع كل شيء من هذه المواد ، من الأدوات إلى المجوهرات.

بعد اكتشاف خصائص الحديد ، لم يتوقف استخدام سبائك القصدير ، بالطبع ، لم يتم استخدامها على نفس النطاق ، ولكن البرونز ، بالإضافة إلى العديد من سبائكه الأخرى ، يستخدم اليوم بنشاط من قبل الإنسان في الصناعة والتكنولوجيا والطب ، جنبًا إلى جنب مع أملاح هذا المعدن ، على سبيل المثال ، مثل كلوريد القصدير ، الذي يتم الحصول عليه عن طريق تفاعل القصدير مع الكلور ، يغلي هذا السائل عند 112 درجة مئوية ، ويذوب جيدًا في الماء ، ويشكل هيدرات بلورية و يدخن في الهواء.

موضع العنصر في الجدول الدوري

العنصر الكيميائي القصدير (الاسم اللاتيني stannum - "ستانوم" ، مكتوب بالرمز Sn) وضع دميتري إيفانوفيتش مندليف بحق في المرتبة الخمسين ، في الفترة الخامسة. له عدد من النظائر ، وأكثرها شيوعًا هو النظير 120. يوجد هذا المعدن أيضًا في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة السادسة ، جنبًا إلى جنب مع الكربون والسيليكون والجرمانيوم والفلروفيوم. يتنبأ موقعها بخصائص مذبذبة ، والقصدير حمضي وقاعدية على حد سواء ، والتي سيتم وصفها بمزيد من التفصيل أدناه.

يُشار إلى الكتلة الذرية للقصدير أيضًا في الجدول الدوري ، والتي تساوي 118.69. التكوين الإلكتروني هو 5s 2 5p 2 ، والذي ، في تكوين المواد المعقدة ، يسمح للمعدن بعرض حالات الأكسدة +2 و +4 ، والتبرع بإلكترونين فقط من المستوى الفرعي p أو أربعة من s- و p- ، إفراغ كامل المستوى الخارجي.

السمة الإلكترونية للعنصر

وفقًا للعدد الذري ، يحتوي الفضاء المحيط بالنواة لذرة القصدير على ما يصل إلى خمسين إلكترونًا ، وهي تقع على خمسة مستويات ، والتي بدورها تنقسم إلى عدد من المستويات الفرعية. الأول والثاني لهما فقط s- و p- المستويات الفرعية ، وبدءًا من الثالث يوجد تقسيم ثلاثي إلى s- ، p- ، d-.

تأمل الخارجي ، حيث إن هيكله وملئه بالإلكترونات هو الذي يحدد النشاط الكيميائي للذرة. في الحالة غير المثارة ، يُظهر العنصر تكافؤًا يساوي اثنين ؛ عند الإثارة ، ينتقل إلكترون واحد من المستوى الفرعي s إلى المكان الشاغر في المستوى الفرعي p (يمكن أن يحتوي على ثلاثة إلكترونات غير مقترنة على الأكثر). في هذه الحالة ، يُظهر القصدير تكافؤًا وحالة أكسدة قدرها 4 ، نظرًا لعدم وجود إلكترونات مقترنة ، مما يعني أنه لا يوجد شيء يحملهما في عملية التفاعل الكيميائي على المستويات الفرعية.

مادة بسيطة المعدن وخصائصه

القصدير معدن فضي اللون ينتمي إلى مجموعة الذوبان المنخفض. المعدن ناعم ويسهل نسبيًا تشويهه. هناك عدد من الميزات المتأصلة في معدن مثل القصدير. درجة الحرارة أقل من 13.2 هي حدود انتقال التعديل المعدني للقصدير إلى مسحوق ، والذي يصاحبه تغير في اللون من الأبيض الفضي إلى الرمادي وانخفاض في كثافة المادة. يذوب القصدير عند 231.9 درجة ويغلي عند 2270 درجة مئوية. يفسر الهيكل البلوري رباعي الزوايا للقصدير الأبيض السحق المميز للمعدن عند ثنيه وتسخينه عند نقطة الانقلاب عن طريق احتكاك بلورات المادة ضد بعضها البعض. القصدير الرمادي له نظام مكعب.

الخصائص الكيميائية للقصدير لها طبيعة مزدوجة ، فهي تدخل في تفاعلات حمضية وقاعدية على حد سواء ، مما يدل على التذبذب. يتفاعل المعدن مع القلويات ، وكذلك الأحماض مثل الكبريتيك والنتريك ، وينشط عند التفاعل مع الهالوجينات.

سبائك القصدير

لماذا تستخدم سبائكها التي تحتوي على نسبة معينة من المكونات المكونة في كثير من الأحيان بدلاً من المعادن النقية؟ الحقيقة هي أن السبيكة لها خصائص غير موجودة في معدن فردي ، أو أن هذه الخصائص تتجلى بشكل أقوى (على سبيل المثال ، التوصيل الكهربائي ، مقاومة التآكل ، التخميل أو تنشيط الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعادن ، إذا لزم الأمر ، إلخ. .). تم العثور على القصدير (الصورة تظهر عينة من المعدن النقي) في العديد من السبائك. يمكن استخدامه كمادة مضافة أو أساسية.

اليوم ، يُعرف عدد كبير من السبائك من معدن مثل القصدير (يختلف سعرها على نطاق واسع) ، سننظر في أكثرها شيوعًا واستخدامًا (سيتم مناقشة استخدام سبائك معينة في القسم المقابل). بشكل عام ، تتميز سبائك ستانوم بالخصائص التالية: ليونة عالية وقوة وصلابة منخفضة.

بعض الأمثلة على السبائك

المركبات الطبيعية الأساسية

يشكل القصدير عددًا من المركبات الطبيعية - الخامات. يشكل المعدن 24 مركبًا معدنيًا ، أهمها بالنسبة للصناعة هو أكسيد القصدير - القصدير ، وكذلك الطبقة - Cu 2 FeSnS 4. يتناثر القصدير في القشرة الأرضية ، والمركبات التي تكونها من أصل مغناطيسي. تستخدم الصناعة أيضًا أملاح الأحماض البوليتينية وسيليكات القصدير.

القصدير وجسم الإنسان

عنصر القصدير الكيميائي عنصر ضئيل من حيث محتواه الكمي في جسم الإنسان. يقع تراكمه الرئيسي في أنسجة العظام ، حيث يساهم المحتوى المعدني الطبيعي في تطوره في الوقت المناسب والأداء العام للجهاز العضلي الهيكلي. بالإضافة إلى العظام ، يتركز القصدير في الجهاز الهضمي والرئتين والكلى والقلب.

من المهم ملاحظة أن التراكم المفرط لهذا المعدن يمكن أن يؤدي إلى تسمم عام للجسم ، والتعرض لفترة أطول حتى للطفرات الجينية غير المواتية. في الآونة الأخيرة ، أصبحت هذه المشكلة وثيقة الصلة بالموضوع ، لأن الحالة البيئية للبيئة تترك الكثير مما هو مرغوب فيه. هناك احتمال كبير للتسمم بالقصدير بين سكان المدن الكبرى والمناطق القريبة بالقرب من المناطق الصناعية. يحدث التسمم في أغلب الأحيان بسبب تراكم أملاح القصدير في الرئتين ، على سبيل المثال ، مثل كلوريد القصدير وغيرها. في الوقت نفسه ، يمكن أن يتسبب نقص المغذيات الدقيقة في توقف النمو وفقدان السمع وتساقط الشعر.

تطبيق

يتوفر المعدن تجاريًا من العديد من مصانع وشركات التعدين. يتم إنتاجه على شكل سبائك وقضبان وأسلاك وأسطوانات وأنودات مصنوعة من مادة بسيطة نقية مثل القصدير. يتراوح السعر من 900 إلى 3000 روبل للكيلوغرام.

نادرا ما يستخدم القصدير النقي. تستخدم سبائكه ومركباته بشكل رئيسي - الأملاح. يستخدم القصدير للحام في حالة أجزاء التثبيت التي لا تتعرض لدرجات حرارة عالية وضغط ميكانيكي قوي ، مصنوعة من سبائك النحاس والصلب والنحاس ، ولكن لا ينصح بها لتلك المصنوعة من الألمنيوم أو سبائكه. تم وصف خصائص وخصائص سبائك القصدير في القسم المقابل.

يتم استخدام الجنود في لحام الدوائر الدقيقة ، وفي هذه الحالة تعتبر السبائك القائمة على معدن مثل القصدير مثالية أيضًا. توضح الصورة عملية استخدام سبائك الرصاص والقصدير. مع ذلك ، يمكنك القيام بعمل دقيق إلى حد ما.

نظرًا لمقاومة القصدير العالية للتآكل ، يتم استخدامه لتصنيع الحديد المعلب (صفيح) - علب الصفيح للمنتجات الغذائية. في الطب ، ولا سيما في طب الأسنان ، يستخدم القصدير لحشو الأسنان. الأنابيب المنزلية مغطاة بالقصدير ، المحامل مصنوعة من سبائكها. مساهمة هذه المادة في الهندسة الكهربائية لا تقدر بثمن.

تستخدم المحاليل المائية لأملاح القصدير مثل الفلوروبورات والكبريتات والكلوريدات كإلكتروليتات. أكسيد القصدير هو طلاء للسيراميك. من خلال إدخال مشتقات القصدير المختلفة في المواد البلاستيكية والاصطناعية ، من الممكن تقليل قابليتها للاشتعال وإطلاق أبخرة ضارة.

دعنا نقارن التأثيرات الصحية للأطباق المعدنية والسيراميك والزجاجية ، وكذلك الأطباق ذات الطلاء غير اللاصق والآن المزيد من الخشب النادر ، إلخ.
التعليقات تحتوي على إضافات قيمة.

1. شجرة

في روسيا ، كانت الأطباق مصنوعة في الأصل من الخشب. كانوا يأكلون بملاعق خشبية من أوعية خشبية وأوعية خشبية ومغارف وأباريق خشبية. بالإضافة إلى ذلك ، تم نسج حاويات لحاء البتولا - هزازات الملح ، tueski لتخزين الدقيق والحبوب.

من المعروف أن لحاء البتولا العديد من الخصائص الطبية - من مبيد للجراثيم إلى منشط. لذلك قام أجساد أجدادنا بتجميع الخصائص العلاجية للأشجار تدريجياً.

لكن من المهم مراعاة أن الأطباق الخشبية المرسومة تحت Khokhloma لا ينبغي أن تستخدم كغذاء.

2. النحاس

ظهرت الأواني الفخارية النحاسية بعد ذلك. ربما لديك أيضًا حوض نحاسي أو قدر في مطبخك؟ في الواقع ، في العديد من العائلات ، تنتقل الأطباق المصنوعة من النحاس وسبائكه من جيل إلى جيل. ولا عجب: لقد تم استخدامه دائمًا بسرور! الحقيقة هي أنه بسبب الموصلية الحرارية العالية ، يتمتع النحاس بجودة رائعة للطهي - يتم توزيع الحرارة بالتساوي على سطح الأطباق. وبالتالي ، يتم الحصول على المربى اللذيذ أو القهوة العطرية أو الصلصة الرائعة في حاوية نحاسية كما لو كانت بمفردها.

لكن العلم الحديث يثبط عواطفنا إلى حد ما - من وجهة نظره ، حتى كمية صغيرة جدًا من هذا المعدن تدمر حمض الأسكوربيك في التوت والفواكه.

وهناك شيء آخر: الطعام المخزن في حاوية نحاسية يفقد الفيتامينات ، وتتأكسد بسهولة الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة ، وتشكل مركبات خطرة على الجسم - الجذور الحرة. مع الاستخدام المتكرر ، لا يتم استبعاد التسمم.

بالإضافة إلى ذلك ، يتأكسد النحاس بسهولة في بيئة رطبة ويظهر فيلم أخضر أو ​​أزرق مخضر على الأطباق - الزنجار. عند تسخينه يتفاعل مع أحماض الطعام مكونًا أملاح النحاس الضارة بالجسم.

لذلك ، بعد الغسيل ، يجب مسح الصفيحة أو الحوض جيدًا ، وتجنب تكوين طبقة رقيقة. إذا ظهر الزنجار ، مع ذلك ، فقبل استخدام الأطباق ، يجب إزالته بعناية من السطح بالكامل. يمكن القيام بذلك على النحو التالي: افركي بملح المائدة مغموسًا في الخل ، ثم اشطفيه فورًا بالماء الدافئ ثم البارد.

3. خطر الرصاص في تجهيزات المطابخ الخزفية

لعدة قرون ، كان الرصاص يضاف إلى السبائك التي صنعت منها أواني الطهي. إن العواقب المحزنة لهذا في عصرنا معروفة جيدًا للعلماء: تتراكم تدريجياً في جسم الإنسان، أدى إلى تسمم.

في الإمبراطورية الرومانية ، احتوت أواني النبيذ وأدوات المطبخ الأخرى على كميات كبيرة من الرصاص. نتيجة ل انخفض متوسط ​​العمر المتوقع للسكان إلى النصف تقريبًا... حتى أن بعض المؤرخين يعتقدون أن التسمم بالرصاص "للنخبة" الرومانية لم يكن السبب الأخير لانحدار الدولة القوية.

في عصرنا أيضًا ، أثبت العلماء أن الرصاص مذنب تدمير صحة أمراء موسكو- تدفقت المياه التي تم توفيرها للكرملين عبر خط أنابيب مياه ...

في العديد من دول العالم ، منذ أكثر من ربع قرن ، تم تقديمه حظر استخدام الرصاصفي صناعة أدوات المائدة.

ولكن ، على الرغم من ذلك ، حتى اليوم يمكنك بسهولة أن تصبح مالكًا للأواني الضارة أو ، على سبيل المثال ، أكواب.

من المناسب هنا أن نتذكر القصة المعروفة لزوجين أمريكيين.

ذات مرة ، أثناء إجازتهما في إيطاليا ، اشترى الزوجان أكواب خزفية جميلة. عند وصولهم إلى المنزل ، لم يضعوها في البوفيه خلف الزجاج للإعجاب والعرض للضيوف ، لكنهم بدأوا في استخدامها بنشاط يوميًا.

بعد عامين ونصف ، ظهرت على الزوجين علامات تسمم بالرصاص: أرق ، انهيار عصبي ، نوبات ألم مفاجئة "المشي" في أجزاء مختلفة من الجسم. كان الأطباء الذين اتصل بهم المرضى في حيرة - لم يتمكنوا من فهم ما هو الأمر.

حتى أن الرجل خضع لعمليتين غير ضروريتين على الإطلاق ، وعولجت المرأة باستمرار من مرض الكبد.

ولكن بعد القول المشهور "إنقاذ الغرق هو عمل الغرق أنفسهم" ، قام الزوجان الأمريكيان ، بعد أن "جرفا" جبلًا من الأدبيات الطبية الخاصة (وربما ليس فقط) ، بتشخيص نفسيهما بالتسمم بالرصاص! وكان محقًا تمامًا ، وهو ما أكده بعد ذلك متخصصون يعملون مع السموم.

دعنا نحاول معرفة كيفية دخول الرصاص إلى الأطباق (بعد كل شيء ، الأكواب من السيراميك وليست معدنية!). يمكن الافتراض أنها كانت مزخرفة ، مما يعني أنها لم تكن مخصصة لشرب الشاي والقهوة وغيرها من المشروبات.

الحقيقة هي أنه وفقًا للمعايير الصحية ، يُسمح بوجود الرصاص في صناعة الأواني الزخرفية. اتضح أنه يضاف إلى الدهانات لإضفاء لمعان ناعم وجميل على الفخار. لكن: تعليمات استخدام مثل هذه الأطباق يجب أن تنص بالضرورة على أنه لا يمكن تخزين الطعام فيها!

لذلك ، نتوصل إلى نتيجة لأنفسنا: إذا اشترينا طبقًا ، أو فنجانًا ، أو قدرًا نحبه - بألوان زاهية ، فنحن لا نخجل ونحرص على أن نطلب شهادة من البائع. وفي هذه الوثيقة نبحث عن معلومات عن نتائج اختبار الأطباق لمحتوى المواد السامة. ولكن ، للأسف ، فإن الحقيقة هي أن الشهادات غالبًا ما تكون مزورة.

لذلك ربما يكون أفضل على الإطلاق احرص على عدم شراء منتجات السيراميك ذات الطلاء الأحمر والأصفر الفاتح، والذي يشير دائمًا إلى وجود الرصاص والكادميوم في الطلاء.

على فكرة، من المحتمل أن يكون اللون الأخضر الفاتح "ملونًا" بالنحاس.وهو ، إلى جانب كونه غير مفيد في حد ذاته ، يعمل أيضًا على تسريع عملية إطلاق الرصاص. لذلك ، بالنسبة للجمال ، لا يُمنع شراء أطباق الكؤوس هذه ، ولكن للاستخدام اليومي للغرض المقصود منها - لا ينصح الخبراء بشكل قاطع.

4. الرصاص في العلب

بالإضافة إلى الأطباق ، يمكن أن تصبح بعض العلب أيضًا مصدرًا للتسمم بالرصاص ، حيث ترتبط عناصرها ببعضها البعض باستخدام لحام يحتوي على الرصاص. من السهل التمييز بين هذه البنوك التماس المموج وخط الاتصال غير المنتظم باللون الرمادي الفضي.على الرغم من أن داخل العلب عادة ما يكون مطليًا بمركب خاص ، إلا أن هذا لا يساعد دائمًا.

هناك حالات ، أثناء التخزين طويل الأجل ، يصل إلى 3 مجم / كجم من الرصاص المتراكم ، وهو أعلى بكثير من المستوى المسموح به. يمكن أن يكون محتواها رائعًا بشكل خاص في الأطعمة الحمضية المعلبة: الطماطم وعصائر الفاكهةإلخ.

لكي لا تعرض نفسك للخطر ، تحتاج إلى شراء الأطعمة المعلبة في علب مع طبقات ملحومة على نحو سلسالموجودة بين الملصق وأعلى أو أسفل العلبة.

5. الألمنيوم

حتى قبل 10-15 عامًا ، كان من الممكن رؤية أواني الطهي المصنوعة من الألومنيوم في كل مطبخ تقريبًا. سهل التنظيف ولا يحرق الطعام أثناء الطهي. من الجيد جدًا غلي الحليب في مثل هذه القدر ، وغلي عصيدة الحليب ، والهلام ، والخضروات من أجل الخل والسلطة ، وما إلى ذلك ، ولكن للأسف ، كل هذا الطعام يتضح أنه "مُنكه" بالألمنيوم!

وتحت تأثير الحليب ، كممثل للقلويات ، وتحت تأثير البيئة الحمضية لطهي الخضار بجرعات مجهرية ، يتم "تقشير" الألمنيوم من الأطباق وينتهي بأمان في معدتنا. لا يتأكسد في الماء ، لكنه "يغسل" جزيئاته الدقيقة.

لذا ، إذا أمكن ، لا تطبخ ولا تخزن الطعام في الألومنيوملا ينبغي أن تكون الأطباق (على الرغم من أنها ستفعل لتخزين الحبوب والمنتجات السائبة الأخرى ، والتي من الواضح أنها لن تتفاعل مع الألومنيوم). بالطبع ، إذا قمت بطهي عصيدة الشوفان مرة أو مرتين لطفلك في مغرفة من الألومنيوم ، فلن يحدث شيء سيء. ولكن إذا كنت تفعل ذلك كل يوم ، فلا تتفاجأ من أن الطفل أصبح شديد الانفعال.

حسنًا ، إذا كنت تطبخ لنفسك في أطباق مصنوعة من هذا المعدن لسنوات ، فإن إحدى الفرضيات الحالية هي: عاجلاً أم آجلاً ، سيتراكم ما يكفي من الألمنيوم في جسمك لإثارة أمراض هائلة مثل فقر الدم وأمراض الكلى والكبد والتغيرات العصبية المختلفة وحتى مرض باركنسون والزهايمر.

6. الميلامين

في الآونة الأخيرة ، ظهرت في مطابخنا أطباق الميلامين الجميلة المصنوعة في الصين وتركيا. في المظهر ، يشبه البورسلين ، لكنه أخف وزناً بكثير. نظرًا لمظهرها الجذاب للغاية ونقاء الألوان ، فهي تحظى بشعبية لدى المشترين.

لكن هذه الأطباق سامة! أحد مصادر الخطر هو أملاح الرصاص (مرة أخرى!) والكادميوم والمعادن الأخرى التي تشكل جزءًا من الدهانات التي توقع بها.

أحبار الملصق غير مطلية بأي طبقة واقية ويمكن دمجها بسهولة في المنتجات.

خطر آخر هو ذلك يحتوي الميلامين على الفورمالديهايد السام... يتميز بالعديد من المواد البلاستيكية ، لكن الميلامين ، وفقًا لنتائج الدراسات الخاصة ، يفعل ذلك بقوة بشكل خاص عشرات أو حتى مئات المرات أعلى من المعدل المسموح به... في حيوانات التجارب ، تسبب هذه الجرعات من الفورمالديهايد التغيرات الجينية في الجسم وتكوين الخلايا السرطانية.

وقد حظرت الرقابة الصحية والوبائية بيع أدوات المائدة المصنوعة من الميلامين. لكن انتقل إلى قسم الأواني الفخارية في أي سوق وسترى أكوابًا وأطباقًا لطيفة وجميع أنواع الأطقم منها.

بالإضافة إلى الميلامين ، يمكنك العثور على أواني مصنوعة من معادن بوليمر أخرى للبيع.

يعتقد المتخصصون المشاركون في اختبار واعتماد هذا المنتج أنه يمكن استخدامه ، ولكن فقط مع الالتزام الصارم بتعليمات الشركة المصنعة.

على سبيل المثال ، إذا كانت الأطباق البلاستيكية مخصصة للمنتجات السائبة فقط ، فلا يمكن الاحتفاظ بالسوائل فيها ، وإلا فقد تمتص المواد السامة. إذا كانت تعليمات الاستخدام ، على سبيل المثال ، العبوات البلاستيكية تشير إلى أنها مخصصة للأطعمة الباردة ، فلا تضع فيها طعامًا ساخنًا ، إلخ.

7. "الفولاذ المقاوم للصدأ" والفضة

في الآونة الأخيرة ، أصبحت الأطباق المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ - سبيكة من الحديد والكربون وعناصر أخرى - شائعة للغاية. يستخدم الفولاذ المضاف إليه 18٪ كروم و 10 أو 8٪ نيكل على نطاق واسع في صناعة أدوات المطبخ. إذا كانت مصنوعة من الفولاذ عالي الجودة (ولم يتم انتهاك تقنية الإنتاج) ، فإنها لا تغير طعم المنتجات وهي آمنة للصحة. أفضل درجة فولاذية هي 304 (أو 18/10) ، وهي أسوأ نوعًا ما - الدرجات 201 و 202. يمكن أن تكون الأطباق الرخيصة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الصين والهند ودول آسيوية أخرى ذات جودة رديئة وحتى خطرة على الصحة بسبب الشوائب غير المرغوب فيها. ومع ذلك ، الآن يتنكر بنجاح على أنه أوروبي ...

تُفضل القدور والمقالي المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات قاع سميك - فهي توفر تسخينًا تدريجيًا وتبريدًا طويلاً. لا تفرط في تسخين الأطباق المصنوعة من "الفولاذ المقاوم للصدأ" - بعد ذلك سوف يحترق الطعام فيها.

هذا يطرح السؤال: هل يوجد طبق آمن تمامًا على الإطلاق؟ ربما الأفضل أن تأكل من طبق فضي بملعقة فضية وتشرب من كأس فضي؟ بعد كل شيء يعرف الجميع الخصائص العلاجية لهذا المعدن وتاريخ جيش سوفوروف ، حيث لم يعاني الضباط من أمراض الجهاز الهضمي ، حيث كانوا يأكلون من الأطباق الفضية ، بينما مات الجنود بأعداد كبيرة من هذه الأمراض؟

في الواقع ، كما يقول الخبراء ، تمنع أيونات الفضة تطور البكتيريا المسببة للأمراض في المحاليل المائية.

لكن اتضح أن الطعام المخصب بأيونات الفضة ، مع الاستخدام المطول ، يمكن أن يؤثر سلبًا على الجهاز العصبي للإنسان ، ويسبب الصداع ، والشعور بثقل في الساقين ، وضعف الرؤية. وإذا كنت تستخدم الأطباق الفضية باستمرار ، فمن الممكن أن "تكسب" مثل هذا المرض الخطير مثل التهاب المعدة والأمعاء وحتى تليف الكبد!

8. المينا والزجاج

ربما يتم استيفاء جميع متطلبات السلامة من خلال الأطباق القديمة الجيدة المطلية بالمينا. هي ، بالطبع ، في كل بيت. ميزته الرئيسية هي المينا ، والتي ، بسبب خمول مكوناتها ، لا تتفاعل مع الأملاح أو الأحماض أو القلويات. هذا يجعل الأواني المطلية بالمينا تحظى بشعبية كبيرة.

بالطبع ، لا يمكن استخدام هذه الأطباق إلا كاملة. في الواقع ، في أماكن التلف والشقوق والرقائق تظهر بقع حمراء صفراء لا يمكن إزالتها عن طريق الغسيل. هذا صدأ شائع. وهي تتفاعل مع الأحماض الغذائية ، وتتشكل أملاح الحديد الضارة بالإنسان.بالإضافة إلى ذلك ، عند الغسيل ، قد تبقى جزيئات عامل التنظيف في المناطق المتضررة ، والتي ستدخل معدتك أيضًا.

تجنب أطباق المينا ذات الطلاء الداخلي البني والأحمر والأصفر - فهذه الأصباغ تحتوي على مواد ضارة لا يجب أن تتلامس مع الطعام.

رأي آخر أواني آمنة- مصنوع من زجاج مقاوم للحرارة.لنقل هذه الخصائص إلى الزجاج ، تضاف العناصر إلى تركيبته التي تحتفظ بالقوة عند درجات الحرارة العالية. لذلك يجب ألا تخافوا من أن غلاية مصنوعة من هذا الزجاج على نار الغاز أو صفيحة الخبز في الفرن قد تتكسر أو تنهار ، إلخ.

لكن يجب أن نتذكر أنه عند استخدام أواني طهي مقاومة للحرارة ، عندما تكون في "حالة ساخنة" ، من الضروري تجنب ملامستها للأسطح شديدة البرودة - عندها تنفجر القدر.

الزجاج أيضًا خامل كيميائيًا ، مثل المينا ، لذا فإن الأواني الزجاجية منه ليست خطيرة من وجهة النظر هذه. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مريحة - تغسل جيدًا ويبدو الطعام فيها جميلًا عند الطهي وعند التقديم.

9. تفلون

التفلون هو الاسم التجاري للبوليمر المستخدم في الطلاء غير اللاصق لأدوات الطهي. في الواقع ، لن يحترق الطعام في مقلاة تفلون ، حتى لو قمنا بدهن سطحه بكمية قليلة من الزيت أو الدهون. في الوقت نفسه ، سيكون هناك مواد أقل ضرراً ومسببة للسرطان في الطعام - تلك التي تتشكل عند الإفراط في طهي الطعام.

وعلى أي حال ، لكي يخدمنا سطح التفلون "بأمانة" ، من الضروري أن يظل سليماً لأطول فترة ممكنة. للقيام بذلك ، أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري وجود ملاعق خاصة خشبية أو تفلون في المزرعة لتحويل أو خلط الطعام الجاهز. وأيضًا لا تضع قدرًا فارغًا أو مقلاة على النار.

بالمناسبة ، ينصح الخبراء بشراء أحواض ذات قاع سميك ، حيث تُظهر التجربة أن الأحواض الرفيعة ، بغض النظر عن مدى حرصك على العناية بها ، لسبب ما لا تدوم طويلاً.

في الختام ، إليك بعض النصائح لأواني الطهي المصنوعة من مواد مختلفة.

لكي تعمل أي أدوات مائدة من البورسلين لفترة أطول ، يجب "تقويتها". تُسكب الكؤوس والصحون والأطباق وما إلى ذلك بالماء البارد لعدة ساعات. وبعد ذلك ، بإخراج عنصر واحد في كل مرة ، يتم سكبه ساخناً.

أطباق المينا "مُخفَّفة" أيضًا ، لكن بطريقة مختلفة. يُملأ قدر جديد حتى أسنانه بمحلول ملح: 2 ملعقة كبيرة. ل. لكل لتر من الماء واتركه يغلي. ثم اتركه ليبرد.

ولكن حتى الأطباق المطلية بالمينا "المتصلبة" تتمتع بحماية أفضل ولا يتم إخمادها فورًا من الثلاجة على موقد ساخن - فقد يتشقق المينا من انخفاض حاد في درجة الحرارة.

و أبعد من ذلك. اتضح أن المينا البيضاء تبطئ من امتصاص الحرارة ، مما يعني أن طهي طبق في مثل هذا الطبق سوف يستغرق وقتًا أطول من الوقت الذي تستغرقه في قدر مع المينا الداكنة.

بالمناسبة ، يعتبر الخبراء أن حاويات المينا أو الفولاذ المقاوم للصدأ هي الأفضل لصنع المربى.

التفلون هو طلاء هش للغاية غير لاصق. لذلك ، لغسل مثل هذه الأطباق ، لا تحتاج إلى استخدام الإسفنج المعدني فحسب ، بل أيضًا استخدام منتجات البودرة - حتى أنها يمكن أن تخدش التفلون. اغسل المقالي بقطعة قماش ناعمة ومنظف سائل ، ثم جفف جيدًا بمنشفة.

ليس فقط الأواني الزجاجية المقاومة للحرارة مناسبة لفرن الميكروويف. يمكنك استخدام زجاج آخر ، إذا لم يكن به شوائب من الرصاص بالطبع. وأيضًا الخزف - فقط يجب ألا يحتوي على أنماط معدنية ، بما في ذلك الحواف "الذهبية". الحاوية الفخارية مناسبة أيضًا - إذا كانت مزججة على السطح بالكامل (بما في ذلك الجزء السفلي). ولكن عند استخدام البلاستيك ، كن حذرًا - اقرأ تعليمات الشركة المصنعة بعناية.

أطباق البيوتر ليست في الواقع من القصدير بنسبة 100٪ ، فهي تستخدم سبائك القصدير. تعتبر المنتجات المصنوعة من هذا المعدن رابع أغلى المنتجات بعد البلاتين والذهب والفضة. بمرور الوقت ، تصبح أفضل وأكثر قيمة ، ولكن عليك أن تكون قادرًا على العناية بها بشكل صحيح. كيف افعلها؟

عادة ما تكون منتجات القصدير 95 في المائة أو أكثر مصنوعة من المعدن نفسه ، والباقي مصنوع من إضافات من النحاس أو الأنتيمون.

يُدرج القصدير في قائمة أقدم سبعة معادن وله خصائص فريدة - فهو لا يضر بصحة الإنسان ، ولا ينبعث منه أي مواد ضارة عند ملامسته للطعام الساخن ، ولا يخضع للأكسدة. لا يكتسب الطعام في الأجهزة المصنوعة من الصفيح أي روائح أو أذواق غريبة. يعتبر هذا المعدن من أكثر المعادن ملاءمةً لأدوات المطبخ.

بمرور الوقت ، يمكن أن تتلاشى منتجات القصدير ، وتكتسب ظلًا مخمليًا رماديًا مثيرًا للاهتمام ، يسمى "الزنجار". تحظى هذه الأشياء بتقدير خاص بين هواة الجمع.

ضرر أطباق البيوتر

عند شراء منتجات جديدة ، من الضروري دراسة تركيبتها بعناية. القصدير معدن مكلف للغاية ، وقد يضيف بعض المصنِّعين عديمي الضمير شوائب إلى السبيكة التي لا تكون مناسبة دائمًا لتصنيع الأجهزة الغذائية.

في حالة وجود الرصاص في التركيبة ، يصبح المنتج باهتًا بمرور الوقت ، ويزداد قتامة. يجدر التخلي عن استخدام هذه الأطباق للغرض المقصود منها.

العناية بأدوات الطهي من القصدير

منتجات القصدير متطلبة للغاية - فهي تحتاج إلى صيانة دورية. من الناحية المثالية ، يجب تنظيفها فورًا بعد الاستخدام حتى لا تبقى بقايا الطعام فيها لفترة طويلة.

يمكنك إزالة الأوساخ بالماء الدافئ وإسفنجة ناعمة بمنظف غسيل الأطباق. بعد التنظيف ، يجب شطف الأجهزة بالماء النظيف ووضعها حتى تجف على منشفة أو مجفف.

لا تستخدم غسالة الصحون لتنظيف هذه العناصر. أيضًا ، لا تستخدم الإسفنج الصلب أو المنظفات الكاشطة - فقد تخدش سطح الأجهزة.

يمكن تنظيف أحواض البيوتر الحديثة ، غير المكسوة ببراءت ، بطلاء مصمم للفضة أو النحاس الأصفر. بعض المركبات الكاشطة بشكل معتدل ("Shine-500" أو النظير) مناسبة أيضًا. يتم وضعها على قطعة قماش ناعمة وإزالة البقع أو آثار التآكل.

يمكن أن تكون أطباق البيوتر الرائعة ، التي يتزايد الاهتمام بها الآن مرة أخرى ، هدية ممتازة لأي حدث مهم. مصنوعة من معدن نادر وقيِّم ، والأشياء المنفذة بشق الأنفس تشهد على دقة ذوق أصحابها. سيعطون إحساسًا بالآثار القديمة ويزينون أي منزل ويجذب انتباه الضيوف.

لقد أثر الاهتمام المتزايد للصناعة الحديثة بقضايا الحفاظ على البيئة والاهتمام بصحة السكان مؤخرًا بشكل كبير في تكوين المواد والتقنيات المستخدمة في إنتاج الإلكترونيات. على وجه الخصوص ، أصبحت تقنية اللحام الخالية من الرصاص منتشرة على نطاق واسع. الرصاص مادة تسبب ضررًا كبيرًا لصحة الإنسان ، لكن رفض استخدامها في الإلكترونيات تسبب في عدد من المشكلات التكنولوجية. من المعروف أن سبائك اللحام الجديدة الخالية من الرصاص تحتوي على نقطة انصهار أعلى ، مما يضيق نافذة العملية وبالتالي يزيد من الطلب على إمكانية التحكم في عملية اللحام. في بعض التطبيقات ، على سبيل المثال ، في طلاءات وسادات ثنائي الفينيل متعدد الكلور وخيوط المكونات ، مع الانتقال إلى التكنولوجيا الخالية من الرصاص ، تم استخدام القصدير النقي بسبب قابليته للتصنيع. عند استخدام القصدير النقي ، يظهر عدد من المشكلات الجديدة ، والتي تتعلق بشكل أساسي بخصائص هذه المادة ، والتي تؤثر على موثوقية وأداء المعدات في الظروف القاسية. على وجه الخصوص ، القصدير عرضة لتشكيل خيوط - ما يسمى ب "شعيرات القصدير" وهو عرضة "للمرض" في البرد - ما يسمى "طاعون القصدير".

تناقش هذه المقالة المشكلات الرئيسية التي يمكن أن تنشأ عند استخدام القصدير النقي بدلاً من السبائك المحتوية على الرصاص وأسبابها وطرق التعامل مع العيوب المحتملة.

القصدير: الخصائص والتطبيقات

القصدير (اللاتينية ستانوم) هو عنصر كيميائي يقع في الفترة الخامسة في مجموعة IVA من نظام مندليف الدوري ؛ العدد الذري 50 ، الكتلة الذرية 118.69 ؛ نقطة الانصهار 231.9 درجة مئوية ، درجة الغليان 2620 درجة مئوية ، معدن أبيض لامع ، ثقيل ، ناعم ومرن. القصدير عنصر نادر نادر ؛ يحتل القصدير المرتبة 47 في وفرته في القشرة الأرضية. يتم استخدامه بشكل أساسي كطلاء آمن وغير سام ومقاوم للتآكل في شكل نقي أو في سبائك مع معادن أخرى. أهم سبائك القصدير هي البرونز (مع النحاس). يتم استخدام القصدير ، على وجه الخصوص ، بنشاط لإنشاء أسلاك فائقة التوصيل تعتمد على مركب Nb3Sn.

أصبح القصدير منتشرًا في صناعة الإلكترونيات كجندى وطلاء بسبب قابليته للتصنيع الجيد.

القصدير النقي كطلاءات

يتم استخدام طلاء الأسطح الملامسة بالقصدير النقي لضمان قابلية اللحام وحماية المعدن الأساسي من التآكل.

مع الانتقال إلى التكنولوجيا الخالية من الرصاص ، بدأ العديد من الشركات المصنعة في استخدام القصدير النقي لتغطية الخيوط وأسطح المكونات المتلامسة.

تم أيضًا استخدام الطلاء بقصدير الغمر في وسادات التلامس لألواح الدوائر المطبوعة في وقت سابق ، إلى جانب طلاء الرصاص القصدير ، بسبب تسطيح السطح ، وهو أمر ضروري لعمل وصلات لحام عالية الجودة. يسمح السطح المسطح لمنصات التلامس المطلية بقصدير مغمور بتركيب سطح عالي الجودة لمكونات متعددة الرصاص ، بما في ذلك تلك ذات ميل الرصاص الصغير. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام القصدير النقي في التكنولوجيا الخالية من الرصاص يضمن عدم وجود شوائب من المواد الأخرى التي يتم إدخالها في اللحام أثناء اللحام. أصبحت هذه الصفات ، إلى جانب السعر المنخفض ، شرطًا أساسيًا للاستخدام الواسع النطاق لعمليات تطبيق القصدير الغاطس كطلاء.

يتم ترسيب قصدير الغمر كيميائيًا على السطح النحاسي للنمط المطبوع عن طريق تفاعل الاستبدال. في هذه الحالة ، يعطي معدن القاعدة المطلية إلكترونًا لأيون القصدير في المحلول ، والذي يتحول إلى شكل معدني ، بينما يذوب المعدن الأساسي:

أنا 0 + Sn 2+ -> أنا 2+ + Sn 0.

يكون جهد القطب القياسي للنحاس أكثر إيجابية فيما يتعلق بإمكانيات القصدير ؛ لذلك ، يمكن أن يحدث تفاعل الاستبدال فقط في وجود عامل معقد (ثيوريا) ، والذي ينقل الاحتمال إلى نطاق أكثر سلبية من القيم مع فيما يتعلق بالقصدير:

2Cu 0 + Sn 2+ + 4NH 2 CSNH 2 + 2CH 3 S0 3 H -> 2Cu (NH 2 CSNH 2) 2 CH 3 S0 3 + Sn 0 + 2H + ،

حيث NH2CSNH2 هي ثيوريا ، CH3S03H هو حمض سلفونيك الميثان.

يبلغ سمك طلاء القصدير الغاطس حوالي 1 ميكرون.

ومع ذلك ، مع بداية الاستخدام النشط للقصدير النقي مع المتطلبات المتزايدة باستمرار لإضفاء الصبغة الدقيقة على المنتجات ، واجه المتخصصون مظاهر جديدة لميزات هذه المادة المعروفة منذ فترة طويلة في علم المعادن: ما يسمى. "شارب" من القصدير و "طاعون القصدير".

شارب القصدير

تشكل الشوارب ظاهرة معروفة. إنها ليست مميزة للقصدير فحسب ، بل تميل المعادن مثل الزنك والكادميوم أيضًا إلى تكوين شعيرات. في الواقع ، يعود تاريخ أول تقارير منشورة عن "شعيرات" القصدير إلى الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين ، ولكن تم إيلاء القليل من الاهتمام لهذه الظاهرة في إنتاج الإلكترونيات ، نظرًا لأن نمو شعيرات القصدير لا يحدث في وجودها لطلاء قواعد قصدير يحتوي على الرصاص ، وكذلك بكمية كافية من شوائب الرصاص في القصدير. يضمن استخدام سبيكة الرصاص والقصدير الكلاسيكية سهلة الانصهار ، والتي كانت الأكثر استخدامًا قبل التغيير إلى التكنولوجيا الخالية من الرصاص ، تجنب هذه المشكلة.

شعيرات القصدير عبارة عن خيوط رفيعة يمكن أن تنمو عموديًا أو تنحني أو لولبيًا على شكل بلورات من القصدير على شكل خطاف أو شوكة. يمكن أن يصل طول الشعيرات إلى 150 ميكرون ، مما يشكل خطرًا كبيرًا من حدوث ماس كهربائي في العناصر المجاورة للنمط الموصل للوحة الدائرة المطبوعة. يمكن أن تشكل الشعيرات ، أو الثني أو التمزق أثناء تصنيع المنتجات وتشغيلها ، جسورًا موصلة بين الأسطح الحاملة للتيار. في هذه الحالة ، مع تيار كبير بما فيه الكفاية ، يمكن أن تذوب الشعيرات ، مما يتسبب في فشل قصير المدى. يمكن أن تتسبب قطع الشوارب في فشل المنتج بشكل متقطع ودائم.

أرز. 1. مثال على آلة تجعيد القصدير تحت المجهر. صورة من.

أرز. 2. مثال لشعرة قصدير بتكبير 3000x. صورة من.

من المستحيل التنبؤ بدقة بتكوين شعيرات القصدير: يمكن أن تظهر في كل من المنتجات الجديدة وبعد سنوات من بدء التشغيل ، وعلى العناصر وتحتها. قد لا تظهر على الإطلاق. من المعروف أن الشعيرات تنمو عادة على طبقات يزيد سمكها عن 0.5 ميكرون.

حتى وقت قريب ، لم يكن هناك إجماع بين الخبراء حول أسباب نمو شعيرات القصدير. على مدى السنوات القليلة الماضية ، كان هناك تقدم كبير في دراسة الشعيرات والأسباب الرئيسية لتشكيلها ، ولكن ، مع ذلك ، لا يوجد حتى الآن قرار نهائي متفق عليه بشأن أسباب هذه الظاهرة. لا توجد أيضًا معايير صناعية تحدد شعيرات القصدير وكيفية التعامل معها.

وجد أن القوة الدافعة في تكوين الشعيرات هي الضغط الضاغط في طبقات القصدير. يمكن أن يكون هذا الإجهاد ناتجًا عن أسباب مختلفة ، مثل تكوين هيكل بين المعادن ، والأكسدة والتآكل ، ودورة درجة الحرارة أو الإجهاد الميكانيكي.

في طلاءات القصدير المطلية بالكهرباء ، يحدث إجهاد الشد فور الترسيب ، والذي يضعف بمرور الوقت (3-5 أيام). بعد 5-7 أيام ، يبدأ الضغط الانضغاطي الداخلي في النمو ، نتيجة لتكوين مركبات بين المعادن (Cu6Sn5 و Cu3Sn) عند السطح البيني بين طبقات القصدير والنحاس ، والتي يكون الحجم المولي منها أكبر بالنسبة لـ حجم الطبقات النقية من القصدير والنحاس. نتيجة لذلك ، يحدث تحول حلزوني على طول حدود حبيبات الشبكة البلورية ، حيث يبدأ نمو الشعيرات.

القصدير الغاطس له سماكة صغيرة ، لذلك لا يوجد إجهاد شد بعد الطلاء. ومع ذلك ، لا يزال نمو الشعيرات يحدث ، وسبب نموها هو الضغط الضاغط نتيجة نمو الطبقة المعدنية. نظرًا لأن سمك القصدير صغير ، فإن ذراته تهاجر على طول الحدود بين حبيبات المعدن إلى مكان نمو الشعيرات.

تكون طبقات الطلاء الرقيقة أكثر عرضة للضغوط الداخلية ، حيث تمتص القطع المعدنية بسرعة طبقة القصدير النقية تمامًا وتتأكسد. السماكة المثلى لقصدير الغمر ، التي تساوي ~ 1 ميكرومتر ، هي بالفعل صعوبة خطيرة لانتشار المركبات بين الفلزات.

شارب أم تشعبات؟

لا ينبغي الخلط بين شعيرات القصدير ونمو التشعبات ، وهو أيضًا سبب شائع نسبيًا للفشل الإلكتروني ، والذي يتجلى بشكل أساسي في دوائر قصيرة متقطعة أو دائمة. لا يكمن الاختلاف في عملية التكوين فحسب ، بل يكمن أيضًا في ما هو معروف عن هاتين الظاهرتين.

تُفهم التشعبات جيدًا لأنها ليست مشكلة ناجمة عن التحول إلى التكنولوجيا الخالية من الرصاص. وهي عبارة عن خيوط معدنية أو بلورات تنمو على سطح المعدن (في المستوى x-y) ، وليس عموديًا عليه (على عكس الشعيرات) ، في شكل هياكل شبيهة بالأشجار. آلية نمو التغصن كهربائيا. أي ، من أجل نمو التشعبات ، من الضروري أن يكون لديك إلكتروليت وفولتية ، وبالتالي ، يمكن أن تؤدي التشعبات إلى فشل فقط إذا كانت هناك ظروف لتشكيل الإلكتروليت (على سبيل المثال ، الرطوبة بالإضافة إلى بقايا التدفق أو الأحماض العضوية ) وأيضًا أثناء تشغيل المنتج فقط.

تحت تأثير الجهد الموجود على اللوحة ، يذوب أنود الموصل ، ويعطي القناة أيونات معدنية موجبة الشحنة (). يتم توجيه الأيونات على طول القناة إلى كاثود الموصل ، ويتم تقليلها إلى الحالة المعدنية ، وتشكيل جسور موصلة في الفجوة العازلة على شكل هيكل معدني فضفاض يشبه التغصنات (). يمكن أن يصل معدل نمو التشعبات على الكاثود إلى 0.1 ملم في الدقيقة. نتيجة لهذه العمليات ، يمكن تشكيل شعيرات بسمك 2 ... 20 ميكرومتر وطول يصل إلى 12 مم () في بضع دقائق. بعد تشكيل الجسر الخيطي ، تزداد ثخانة البلورات تدريجيًا إلى 0.1 مم ، وتكتسب بريقًا معدنيًا مميزًا. يمكن أن تصل مقاومة هذه البلورات إلى 1 أوم.

أرز. 3. رسم تخطيطي لتشكيل التغصنات في قناة مليئة بالملوثات الأيونية. الشكل من.

يمكن رؤية تسلسل نمو التشعبات بوضوح في الصور ().

أرز. 4. مراحل نمو التشعبات المعدنية: أ - 2 دقيقة ؛ ب - 2.5 دقيقة ؛ ج - 3 دقائق ؛ د - 4 دقائق. صورة من.

لوحظ نمو التغصنات على الموصلات المطلية بـ Ag ، Cu ، SnPb ، Au ، AuPd. لتجنب تطور النمو التغصني ، يتحكم المصنعون في وجود الرطوبة والمخلفات الكيميائية على المنتجات النهائية ، والتي تكون قادرة على إذابة المعدن بتكوين أيونات ، والتي تشكل بعد ذلك التشعبات.

المركبات المعدنية في طلاء القصدير

كما تعلم ، المركبات المعدنية أو المركبات المعدنية هي مركبات مكونة من فلزين أو أكثر مع بعضها البعض. يشار إلى المركبات بين الفلزات بالمركبات المعدنية أو الفلزات. تتشكل نتيجة تفاعل المكونات أثناء صناعة السبائك ، والتكثيف من البخار ، وكذلك أثناء التفاعلات في الحالة الصلبة بسبب الانتشار المتبادل (أثناء المعالجة الحرارية الكيميائية) ، أثناء تحلل محلول صلب مفرط التشبع لمعدن واحد في حالة أخرى ، نتيجة التشوه الشديد في البلاستيك أثناء صناعة السبائك الميكانيكية (التنشيط الميكانيكي). في جوهرها ، المركب بين المعادن هو طبقة حدية رقيقة من التداخل بين المعادن التي يتم لحامها بالنحاس في بعضها البعض.

في الوصلات النحاسية ، تعمل الطبقة المعدنية كرابطة ميكانيكية. ومع ذلك ، فإن تكوين مركبات بين المعادن بين طلاء القصدير والمواد الأساسية وأكسدتها اللاحقة هي سبب مباشر لضعف قابلية اللحام. إذا كان طلاء القصدير رقيقًا جدًا ، فإن الطبقة المعدنية المتزايدة باستمرار تمتص القصدير النقي ، وتتأكسد وتضعف قابلية اللحام للبلل.

كما لوحظ بالفعل ، يمكن أن يكون تكوين المركبات المعدنية هو سبب تكوين شعيرات القصدير.

ترتبط قابلية القصدير لتكوين المركبات بين المعادن بهيكلها ، الذي يحتوي على شبكة بلورية رباعي الزوايا محورها الجسم. نسبة أطوال جوانب الخلية الشبكية (ق / أ) أقل من الوحدة (المستطيل في المقطع العرضي). يشير هذا الهيكل الشبكي غير المكعب إلى الخصائص متباينة الخواص للمعدن. بالنسبة للقصدير ، يكون معامل التمدد الحراري ومعامل الانتشار الذاتي أكبر في اتجاه الجانب الأطول للخلية البلورية.

لاحظ العلماء النمو أحادي الاتجاه لشعيرات القصدير ، وهو تأكيد إضافي للعلاقة بين الهيكل متباين الخواص للقصدير وتكوين الشعيرات.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لتكوين المركبات المعدنية ، من الممكن ظهور ما يسمى بالشقوق الشعرية وتشكيل مفاصل هشة من النحاس ، مما يؤثر سلبًا على خصائص المنتج.

"مرض" القصدير الأبيض

لا يعتمد "مرض" القصدير الأبيض كثيرًا على الاستغلال المشترك للقصدير مع أي مواد أخرى ، بل يعتمد على طبيعته.

في نهاية القرن الماضي ، حدثت حالة مثيرة للاهتمام: تم إرسال القصدير من هولندا إلى موسكو عن طريق السكك الحديدية. نزل القطار محملاً بقضبان من الصفيح الأبيض ، ولم يحضر سوى مسحوق رمادي عديم الفائدة. في الطريق ، أصيب الصفيح بنزلة برد و "هاجمه الطاعون". هذه واحدة من العديد من القصص الأسطورية ، عندما تكبدت خسائر اقتصادية بسبب طاعون القصدير وحتى الناس ماتوا.

أرز. 5. قصدير يحتوي على 5٪ من النحاس بعد التعرض الطويل إلى -18 درجة مئوية. صورة من.

في الواقع ، هذا "المرض" هو نتيجة إعادة ترتيب الذرات في القصدير البلوري.

يمكن أن يكون القصدير في تعديلين: الأول هو قصدير عادي أبيض فضي ، وهو معدن مرن يمكن أن ينمو على شكل بلورات مفردة كبيرة. يتكون القصدير الأبيض عند درجات حرارة تتجاوز + 13.2 درجة مئوية. إذا انخفضت درجة الحرارة عن 13 درجة مئوية ، فيمكن لذرات القصدير إعادة ترتيب وتشكيل بلورات من نوع آخر - القصدير الرمادي غير المعدني الهش. تختلف خصائص هذين النوعين من القصدير بشكل كبير. كثافة القصدير الأبيض 7.3 جم / سم 3 ، وكثافة القصدير الرمادي 5.8 جم / سم 3. معامل درجة حرارة التمدد الحجمي للقصدير الرمادي أعلى بأربع مرات من معامل القصدير الأبيض. تؤدي الضغوط الداخلية التي تنشأ عند نقاط التلامس للشبكات البلورية المختلفة إلى حقيقة أن المادة تتشقق وتتفتت إلى مسحوق. يفقد التعديل الناتج بالفعل خصائص المعدن ويصبح أشباه موصلات.

من المعروف أن كلا من البلورات البيضاء والرمادية تتكون من نفس ذرات القصدير. ومع ذلك ، فإن السبب الرئيسي للاختلاف يكمن في ترتيب الذرات في الشبكة البلورية. التغييرات في حجم وشكل الهياكل الذرية تغير تمامًا خصائص المادة.

كلما انخفضت درجة الحرارة المحيطة ، كلما تم تغيير أحد التعديلات إلى تعديل آخر. عند درجة حرارة تقل عن 33 درجة مئوية ، يصل معدل هذا التحول إلى الحد الأقصى. إذا صببت الماء المغلي على القصدير الرمادي ، فحينئذٍ من التسخين القوي ، ستعيد الذرات ترتيبها مرة أخرى وسيعود القصدير إلى الصنف الأبيض.

بين علماء فيزياء المعادن ، الرأي السائد هو أن انتقال القصدير الأبيض إلى الرمادي يبدأ بـ "التلوث": جسيمات السقوط الرمادي على سطح القصدير الأبيض ، وآلية عملها مماثلة لعمل "البذرة" أثناء تبلور السوائل. ومع ذلك ، هناك رأي مفاده أن الاتصال المباشر للقصدير الأبيض والرمادي ليس ضروريًا للإصابة بـ "طاعون القصدير".

على الرغم من حقيقة أن القصدير الرمادي هو أشباه موصلات من حيث التركيب ونوع الرابطة بين الذرات ، إلا أنه لم يتم العثور على تطبيق عملي لبلورات القصدير الرمادي - فهي صعبة النمو وهشة ومن حيث الخصائص الكهربائية فهي ليست أفضل من الجرمانيوم والسيليكون ، الذي يتقن إنتاجه الصناعي بالكامل.

طرق الوقاية من عيوب القصدير

حاليًا ، تم تطوير طرق لمكافحة نمو المركبات المعدنية ، وظهور شعيرات القصدير وطاعون القصدير ، وبفضل ذلك يمكن تجنب أو تقليل احتمالية ظهورها.

لقد وجد أن العديد من مواد الطلاء المطابقة يمكن أن تساعد في تقليل الضرر الناجم عن شعيرات القصدير. لا تمنع الطلاءات نمو الشعيرات ، ولكن أظهرت الأبحاث أن بعض الطلاءات تبطئ أو تمنع تكوين الشعيرات. في بعض الحالات ، يتم "غلق" الشعيرات المتكونة داخل الغطاء ، مما يمنع نموها ، مما يؤدي إلى قصر الدائرة.

يعد استخدام الطلاءات غير السميكة أو القوية بما يكفي لاحتواء نمو الشارب أمرًا مثيرًا للجدل. عادة ما تكون الطلاءات التي تحتوي على ثقوب صغيرة عديمة الفائدة لأنها تسمح للرطوبة بالتغلغل. تخلق هذه الرطوبة ظروفًا للنمو المحتمل للتشعبات وتوفر أيضًا قناة لتكوين الطولي. شعيرات القصدير صلبة جدًا. سوف تنمو تحت الغطاء وإذا لم تكن قوية بما فيه الكفاية ، يمكن أن تنمو محلاق صغيرة من خلاله.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون التآكل من الناحية النظرية مصدرًا مهمًا للضغط الضاغط في أغشية القصدير ، ونتيجة لذلك ، يمكن أن يتسبب في نمو الشعيرات. لذلك ، من الضروري اتخاذ تدابير لمنع الأكسدة القوية وتكثيف الرطوبة.

التوصية الرئيسية لمجموعة مستخدمي iNEMI Tin Whisker لكبح الشعيرات هي استخدام طبقة داخلية من النيكل بين طلاء القصدير والبطانة النحاسية. تعتبر المعلمات مثل سمك طلاء النيكل ومساميته ومرونته مهمة جدًا لتوفير طبقة حاجز فعالة للنحاس. في الوقت نفسه ، بسبب إنشاء مثل هذه الطبقة ، يكون انتشار النحاس وتشكيل القصدير بين المعادن محدودة. كما وجد أن طلاء النيكل على ركائز فولاذية فعال.

يوصى بتجنب وضع القصدير على النحاس الأصفر لأن هذا المزيج من المعادن يؤدي إلى ظهور شعيرات. لا يمكن استخدام طلاء القصدير النحاسي إلا عند تطبيق حاجز انتشار النيكل. الحد الأدنى لسمك حاجز انتشار النيكل هو 1.27 ميكرومتر.

إذا تعرض الطلاء لقوة ضغط ميكانيكية مستمرة ، فإن خطر نمو شعيرات القصدير يزداد بشكل كبير. يجب إجراء اختبار شامل لتحديد ما إذا كان نمو الشعيرات سيقلل من موثوقية المنتج.

طاعون القصدير في صناعة الإلكترونيات أمر نادر الحدوث. حتى إذا تم استخدام طلاءات من القصدير المعدني النقي تمامًا ، فإنه بعد اللحام يذوب في سبيكة اللحام ، وفي حالة وجود شوائب ، لم يعد القصدير عرضة لوباء القصدير. هذا هو السبب في أن القصدير يستخدم في اللحام ولا تنهار المنتجات الملحومة. كقاعدة عامة ، لا يتم استخدام القصدير النقي تمامًا في طلاء أطراف المكونات ؛ بل تضاف إليه الشوائب بالضرورة ، حتى كمية صغيرة منها يمكن أن تتخلص من هذه المشكلة. إذا قمت بإضافة القليل ، على سبيل المثال ، البزموت إلى القصدير ، فيمكن منع طاعون القصدير. تتداخل ذرات البزموت في الشبكة البلورية للقصدير مع إعادة الترتيب ، ويبقى القصدير الأبيض معدنًا ولا يتحلل حتى في درجات الحرارة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، أصبح صنع سبائك القصدير مع الأنتيمون والكوبالت والمعادن الأخرى علاجًا ضد طاعون القصدير. في الوقت نفسه ، وجد أن الألومنيوم والزنك ، على العكس من ذلك ، يساهمان في عملية تكوين الطاعون.

تحد بعض الشركات المصنعة من العمر الافتراضي للمكونات المطلية بالقصدير النقي في درجات حرارة منخفضة. يجب أيضًا مراعاة تأثير طاعون القصدير عند استخدام جنود يحتويون على نسبة عالية من القصدير. نظرًا لأن "طاعون القصدير" له تأثير قوي فقط في درجات حرارة أقل من -40 درجة مئوية (عند درجات حرارة قريبة من الصفر ، تستغرق عملية التحول سنوات عديدة) ، فإن تأثيره على المكونات الخالية من الرصاص يخضع حاليًا للدراسة السيئة.

استنتاج

على الرغم من النجاحات التي تحققت ، لا يزال من الواضح أننا لا نفهم تمامًا أساسيات تكوين شعيرات القصدير وعملية نموها. لا توجد نماذج كمية للتنبؤ بنمو الشارب والتنبؤ به. طورت مجموعة مستخدمي iNEMI Tin Whisker إرشادات وإرشادات لتقليل الضغط الضاغط في أغشية القصدير وبالتالي منع تكوين الشعيرات. تستند كل هذه التوصيات على أدلة تجريبية. وإذا كانت هناك اليوم طرق مثبتة للوقاية من طاعون القصدير ، فليس من الممكن بعد ضمان الغياب التام للشعيرات بعد عملية تطبيق القصدير.

www.ostec-smt.ru