Что такое оловянная чума чем она опасна

Вы когда-нибудь слышали такое понятие как "оловянная чума"? Нет? Не подумайте ничего плохого. Это явление не имеет ничего общего с реальной чумой, которая погубила в свое время половину Европы. Это физическое явление проявляется с оловом при определенной температуре. Интересно? Тогда я вам расскажу сейчас про это явление поподробней.

Итак, прежде чем приступить к объяснению физики процесса, давайте немного углубимся в историю олова.

Данный метал известен человечеству не одну тысячу лет и в свое время являлся стратегически важным ресурсом. В силу своей пластичности при комнатной температуре его активно использовали, например, при производстве пуговиц для обмундирования, всевозможных украшений и т. д.

Например, в 1910 году полярный английский исследователь Р. Скотт организовал и лично возглавил полярную экспедицию на Южный полюс с целью покорить его. Поход растянулся на многие месяцы и идущая экспедиция оставляла небольшие схроны с провиантом и топливом в канистрах, запечатанных оловянными пробками.

В 1912 году исследователи все-таки покорили полюс, но оказались не первыми (их опередил Руаль Амундсен). Но не это самое важное. Отправившись обратно по ранее проложенному маршруту они обнаружили, что в ближайшем складе канистры с топливом вскрыты и пусты. Добравшись до следующего схрона увидели то же самое, канистры с топливом были пусты.

К сожалению, экспедиция просто напросто замерзла, так и не сумев согреться.

В конце 19-го столетия из Голландии в Российскую Империю был отправлен целый состав, загруженный чистейшим оловом в слитках. Как только поезд пришел в Москву, то при осмотре вагонов вместо олова там был лишь серый порошок.

Приблизительно в то же время была снаряжена экспедиция для изучения Сибири. Но при первом же сильном морозе случился казус, вся оловянная посуда превратилась в серый порошок.

Уже в 20-ом столетии на военном складе случилось ЧП, со всех мундиров пропали оловянные пуговицы. Вместо них все так же нашли серый порошок. Изучив его, был сделан вывод что металл был поражен так называемой оловянной чумой.

Ну как интересно стало? Что же это за явление такое: оловянная чума. Давайте перейдем к объяснению.

Долгое время ученые не могли объяснить, что же такое оловянная чума и только после гибели полярной экспедиции было произведено масштабное исследование, которое разгадало секрет.

Только после тщательного исследования металлов с помощью рентгеновских лучей удалось рассмотреть кристаллическую решетку металлов. И было дано научное объяснение.

Было установлено, что абсолютно любой металл может обладать различной кристаллической формой. Наиболее устойчивой модификацией при температуре выше и равной комнатной является олово. Оно обладает вязкой и достаточно пластичной структурой.

Но как только температура опускается ниже -13 градусов по Цельсию кристаллическая структура, начинает претерпевать изменения.

При этом атомы начинают располагаться в пространстве на большем расстоянии, и формируется следующая модификация металла – серое олово.

При этом металл полностью утрачивает свои первоначальные свойства и, по сути, превращается в полупроводник. При этом начинают возрастать внутренние напряжения и это приводит к тому, что олово буквально распадается на порошок. Именно так протекает оловянная чума.

Скорость такой трансформации зависит от температуры. Так наиболее быстро распад происходит при температуре –33 градуса по Цельсию. Именно этот эффект стал причиной гибели экспедиции, полностью уничтожил вагон олова и разрушил много ценных экспонатов.

Они просто создали новый сплав, в котором к олову добавили другие металлы, которые стабилизировали постоянные свойства олова.

Так, например, знаменитая статуэтка "Оскар" выполнена из этого сплава и покрыта золотым напылением.

Это все, что я хотел вам рассказать о таком интересном явлении как оловянная чума. Если вам понравился материал, то поставьте лайк и поделитесь статьей в социальных сетях. Спасибо за внимание!

В эти выходные ко Дню науки всем самарцам предложили проверить свои естественнонаучные знания. В этом году о науке вообще будут говорить часто и много: все-таки 150 лет прошло со дня гениального открытия Дмитрия Менделеева , когда ему приснилась (или нет) периодическая таблица.

Всероссийская открытая лабораторная предназначалась и для взрослых, и для школьников. Но в аудитории Самарского университета почему-то в основном собрались в основном абитуриенты. Может быть, акция не так широко рекламировалась, как тотальный диктант? И зря. Отвечать на коварные вопросы по химии, физике, географии и биологии оказалось еще интереснее, чем расставлять запятые. И если восьмиклассники гордо хмыкали - ха, да мы-то это чуть ли не вчера на уроке проходили, то взрослым приходилось поломать голову. Зато на нашей стороне был жизненный опыт и логика.

Цветы меняли цвет, повинуясь воле бесцветной жидкости Фото: Евгений КОТМЫШЕВ

День Открытой лабораторной в университете решили сделать настоящим праздником. В основном, опять же для абитуриентов. Хотя и родители, и журналисты глаз от стола с пробирками не отрывали. Ну а что, если вам уже за 30, то меняющая цвет жидкость из под капусты или лавовый светильник из подручных средств уже и удивить не может? Кстати, химичить взялся сам врио ректора вуза Владимир Богатырев . Он признался, что это - чуть ли не впервые после школы.

Масло, краситель и шипучая таблетка - и получается вот такая красота Фото: Евгений КОТМЫШЕВ

- В школе я, кстати, химией увлекался. Не только на уроках опыты проводил, но и дома. Например, очень много времени потратил на то, чтобы получить эфирное масло из розы, сделать духи и подарить маме. А взрывать нет, ничего не взрывал, - открестился Владимир Богатырев. Наверное, слукавил.

К опытам никто не остался равнодушными Фото: Евгений КОТМЫШЕВ

Полюбовавшись на то, как из пробирок ползет змеевидная пена, а шипучий аспирин превращает смесь масла и красителя в вулкан, все отправились на лабораторную. В бланках - пять разделов, вопросы из всех областей, ну кроме гуманитарных. На меня, как на журналиста, смотрели со смешанным чувством сострадания и превосходства. Но меня разбирал азарт: в школе не просто так хлеб в столовой ела, кроме физики - по всем предметам пятерки. И не зря. То, что трехцветными бывают только кошки, берусь доказать: вот вам раскладка по хромосомам. А вот вопрос про Менделеева и водку подводит. Ну кто же знал, что уважаемый первооткрыватель периодической таблицы только описал в своей работе перипетии смешивания воды и спирта в пропорциях 60 к 40. И сделал какие-то выводы, касательно изменения объема жидкости и его непостоянства. А вот 40% водку узаконили уже в советское время, вводя ГОСТ на алкогольные напитки.

Писать лабораторную пришли и дети, и взрослые Фото: Евгений КОТМЫШЕВ

А вот вопрос про то, что человек может жить с одним полушарием мозга, щелкаю как орешек. Подумаешь, некоторые и вообще без мозга умудряются обходиться. Ответ на вопрос про то, могут ли животные питаться с помощью фотосинтеза, просто угадываю, вспоминая, что бывают же зеленые ящерки. И вот он, мой звездный час - вопрос про то, занимают ли протий, дейтрий и тритий одну клетку в Периодической таблице заставляет задуматься всех соседей - десятиклашек и выпускников. Перешептываются, а я уверенно ставлю галочку! Спасибо, Марь Иванна, уж про водород и его изотопы я запомнила.

С медоносными насекомыми тоже все просто. Я только предполагаю, что муравьи умеют это делать, но точно знаю: тли выделяют сладковатую жидкость, ее едят муравьи, а медом там и не пахнет. Спасибо детским книжкам про путешествия Карика и Вали.

В бланках чуть больше двадцати вопросов Фото: Евгений КОТМЫШЕВ

С техникой и физикой у меня не все гладко, прощаем гуманитария, смутно умудряюсь только преположить, что уж расстояния, равные величине атомного ядра, уже научились измерять, все же 21 век. И опять спасибо нашей учительнице по химии, точно помню, что пуговицы делали из олова со свинцом, поэтому не могли они рассыпаться на мундирах наполеоновских солдат из-за " оловяной чумы", поражающей этот элемент периодической таблицы в чистом виде. Вот в том, что в теле человека больше кислорода, чем водорода ошибаюсь.

Географические задания вызывают у меня смутное желание зевнуть. Скорее проставляю варианты - дважды угадываю. Ого, мне бы ЕГЭ сдавать!

В итоге - 18 баллов, неплохо. Победителей лабораторной награждают - школьники молодцы, но и взрослые тоже не отстали. Я обретаю новые знания и уверенность в том, что нужно почаще слушать какие-нибудь научные подкасты, что ли. А то стыдно не знать, например, что новейшие телескопы уже способны триллионы, а не жалкие миллиарды звезд различать.

Химические фокусы от врио ректора Самарского университета.

Кстати, посмотреть еще больше всяких тестов и заданий можно здесь.

• ЖАНРЫ 360
• АВТОРЫ 259 177
• КНИГИ 595 989
• СЕРИИ 22 317
• ПОЛЬЗОВАТЕЛИ 557 944

Олово приходилось гранулировать, поскольку в таком виде оно лучше поддается воздействию соляной кислоты. Так тебе и надо! Ты работал на фабрике на берегу озера, был, что называется, под крылом, и пусть птица была хищной, зато крылья у нее были большие и сильные. Ты хотел выйти из-под опеки, лететь, куда пожелаешь. Ну что ж, лети! Хотел вырваться на свободу и вырвался, хотел стать химиком и стал им: возишься с ядами, губной помадой, куриным пометом, гранулируешь олово, заливаешь его соляной кислотой, концентрируешь, переливаешь, кристаллизуешь. Ты знаешь, что такое голод, и больше не хочешь голодать. Ты покупаешь олово, а продаешь его хлорид.

Лабораторию Эмилио оборудовал в квартире родителей, людей наивных, чистых, простодушных и терпеливых. Предоставляя в распоряжение сына свою спальню, они, естественно, не предвидели всех последствий, и теперь им ничего не оставалось, как смириться. В прихожей в оплетенных бутылях стояла концентрированная соляная кислота; кухонная плита (в свободное от готовки время) использовалась для концентрации хлорида олова в шестилитровых ретортах и колбах; вся квартира была наполнена испарениями. Отец Эмилио, величественный старик с седыми усами и рокочущим голосом, был добросердечным человеком. За свою жизнь он перепробовал много занятий, все рискованные и необычные, и даже в семьдесят лет продолжал испытывать жадный интерес к экспериментам. В те времена он держал монополию на кровь всего забиваемого на старой городской бойне (что на виа Ингильтерра) крупного рогатого скота и много времени проводил в грязном помещении с побуревшими от запекшейся крови стенами, липким полом и крысами размером с кроликов. Даже квитанции, даже учетные книги и те были в крови. Из крови он делал пуговицы, клей, оладьи, кровяную колбасу, фасадную краску и мастику для полов. Газеты и журналы он читал исключительно арабские, выписывая их из Каира, где прожил много лет, где родились трое его детей, где он с оружием в руках защищал итальянское консульство от разъяренной толпы и где осталось его сердце. Каждый день он на велосипеде отправлялся к Порто Палаццо за ароматными травами, сорго, арахисовым маслом и сладким картофелем: к этим ингредиентам он добавлял кровь и готовил экспериментальные блюда, каждый раз разные. Он расхваливал их и угощал нас. Однажды он принес домой крысу, отрезал ей голову и лапки, сказал жене, что это морская свинка, и зажарил ее. Цепь на его велосипеде была открытой, и он, отправляясь за покупками, закалывал штанины прищепками для белья, а поскольку спина уже сгибалась плохо, так весь день и ходил. Разрешив устроить дома лабораторию, он и его милая жена, синьора Эстер, родившаяся на Корфу в венецианской семье, оставались спокойными и невозмутимыми, как будто всю жизнь хранили в кухне всякие кислоты и ядовитые жидкости. Бутыли с кислотой мы поднимали на пятый этаж в лифте. У отца Эмилио был такой авторитет, что никто в доме не осмеливался нам и слова сказать.

Наша лаборатория походила на лавку старьевщика и на трюм китобойного судна одновременно. Загромоздив ее, мы заняли также кухню, переднюю и даже ванную комнату. Балкон был завален частями мотоцикла, купленного Эмилио в разобранном виде. Он обещал собрать его со дня на день, но пока огненно-красный бак стоял, прислоненный к балконной решетке; мотор, покрытый москитной сеткой, ржавел от едких испарений; кроме того, на балконе хранились емкости с аммиаком, из которого Эмилио, еще до меня, делал нашатырный спирт, растворяя его в питьевой воде и отравляя всю округу. Повсюду – и в квартире, и на балконе – было навалено всякое барахло, настолько старое, что понять, откуда оно взялось, уже не было никакой возможности, и только при очень тщательном обследовании удавалось по отдельным деталям определить, принадлежит данная вещь хозяевам квартиры или имеет отношение к нашей профессиональной деятельности.

Посреди лаборатории находился вытяжной колпак из дерева и стекла – наша гордость и наше спасение от ядовитых испарений. Вообще-то соляная кислота не так уж опасна; она из тех врагов, которые заявляют о себе открыто, предупреждая о своем появлении заранее. От соляной кислоты легко уберечься, ведь у нее настолько резкий запах, что всякий, почувствовав его, поспешит убежать. И спутать его ни с чем нельзя, потому что, вдохнув испарения соляной кислоты, выдыхаешь белый дымок; он выходит из ноздрей двумя тонкими струйками, как у лошадей в фильме Эйзенштейна, а на зубах у тебя такая оскомина, словно ты съел целый лимон. Несмотря на нашу дорогую и любимую вытяжку, вся квартира пропиталась кислотными испарениями: обои на стенах изменили цвет, металлические ручки, петли, замочные скважины стали тусклыми и шершавыми, время от времени то в одной, то в другой комнате раздавался зловещий звук; это означало, что очередной, разъеденный коррозией гвоздь сломался и висевшая на нем картина упала на пол. Эмилио забивал новый гвоздь и вешал картину на место.

Итак, мы растворяли олово в соляной кислоте, доводили раствор до требуемой концентрации и давали ему выкристаллизоваться. По мере остывания раствора в нем образовывались изящные ромбические кристаллы, бесцветные и прозрачные. Процесс кристаллизации долог, а поскольку соляная кислота разъедает любой металл, нам требовались стеклянные или керамические емкости. В те периоды, когда у нас было много заказов, нам требовалось много посуды. К счастью, этого добра в доме Эмилио хватало; в ход шло все: супница, эмалированная кастрюля, абажур начала века, ночной горшок.

К следующему утру хлорид скапливался на дне посуды, пора было его отцеживать. Но нужно было внимательно следить, чтобы он не попал на руки, иначе они долго будут вонять. Сама по себе эта соль не имеет запаха, но каким-то образом реагирует с кожей, возможно разрушая кератиновую защиту и высвобождая тяжелый и стойкий запах металла, который в течение нескольких дней выдает в тебе химика. Хлорид агрессивен и в то же время нестоек, как некоторые капризные спортсмены, которые хнычут, если проигрывают. Его нельзя торопить; надо оставить его на воздухе и дать ему возможность спокойно высохнуть. Если его подогреть, даже самым щадящим способом, например с помощью фена для волос или на батарее отопления, его кристаллы отдают влагу, а вместе с ней теряют прозрачность, и глупые клиенты не хотят его брать. Глупость их в том, что они не понимают своей выгоды: чем меньше воды, тем больше олова, а значит, выше эффективность, но, как известно, клиент всегда прав, особенно если этот клиент – производитель зеркал, плохо разбирающийся в химии.

Кое-что из полезных ссылок (спасибо коллегам).

А можно подробнее? Как именно это делается?

Распилено, выровнено, зачищено от воронения. Паяльник 40Вт. Заготовки залуживались поочередно, для чего зажимались в ручных тисках через картонные прокладки (теплоизолятор).
Первое лужение - с флюсом Ф-38н, им смочена деталь. Капля припоя набрана на жало паяльника. Припой сам (силами поверхностного натяжения) забирается ВВЕРХ на смоченную флюсом поверхность, которую я держу под углом примерно 20..30 градусов к горизонту. Медленно веду паяльник вслед за ползущим вверх припоем. Потом держу деталь почти вертикально и так же медленно веду паяльник вниз, чтобы излишки припоя стекали с поверхности детали. В конечном итоге все излишки припоя стекают на жало паяльника.
Второе лужение - с флюсом "паяльный жир нейтральный". Паяльный жир намазан тонким слоем на теплую после первого лужения деталь. Выполняется аналогично: вверх - припой сам натекает, вниз - сливается.
После второго лужения детали смазаны тонким слоем паяльного жира, сложены, выровнены (у нейтрального жира вязкость примерно как у чуть теплого воска; детали держатся как на застывающем клею, но их можно двигать), слегка зажаты в ручные тиски через картонные прокладки. Так, чтобы не сдвинулись во время пайки.
На жало паяльника - каплю припоя. Нагреваю одновременно обе детали, сбоку, касаясь шва, на расстоянии примерно 1/3 от края. Паяльник никуда не двигаю - просто грею. Когда плавится и становится блестящим припой на ближнем к паяльнику стыке, перевожу паяльник к другому краю (тоже где-то на 1/3 от края). Когда и на другом краю припой стал жидким - сжимаю тиски. Еще грею - все как в первый раз. Еще сжимаю тиски. Еще грею - все как в первый раз. Даю остыть. Промываю ацетоном, потом - хозяйственным мылом. Все.

Обратите внимание на блеск готового шва и краев залуженных областей. И на толщину шва. Если кто не в курсе - толщина металла на "удочке" = 1,4мм.

И еще посмотрите: синяя стрелка показывает на зону, оставшуюся после лужения, при пайке паяльник ее не касался. Обратите внимание на то, что толщина полуды - просто никакая. И как этот слой блестит. Красная стрелка показывает на зону припоя, выдавившегося/натекшего из шва во время пайки. Я вообще не касался паяльником во время пайки этих мест. Припой стекал с жала (та первая набранная капля) в промежуток между деталями и вытекал на края. Свобода течения припоя характеризует температуру и качество пайки.

И последнее: в некоторых случаях для упрочения паяного соединения бывает полезно (или необходимо) спаивать детали не только по соприкасающимся плоскостям. Можно наложить наружный бандаж (для данного случая можно было бы сделать П-образную скобу). В этом случае, конечно, детали надо было бы залудить и снаружи тоже, и потом пропаять их сжимая вместе с бандажом.
Или можно было бы обмотать это соединение проволокой (предварительно залуженной) и пропаять все вместе, так, чтобы обмотка тоже пропиталась припоем.

У металлического олова такая кристаллическая структура, что при изгибе кристаллики металла как бы трутся друг о друга, возникает хрустящий звук. Кстати, по этому признаку можно отличить чистое олово от оловянных сплавов - палочка из сплава при сгибании никаких звуков не издает.."

У меня дома есть химически чистое олово. Хрустит.
Обрати внимание на "оловянную чуму" - переход белого олова в серое. Кстати, в начале 20 века "оловянная чума" стала причиной гибели полярной экспедиции - бочки с горючим были пропаяны чистым оловом.

по поводу пайки твердыми ака тугоплавкими припоями (медные серебросодержащие к примеру) весьма гуд. качество шва получаеться не в пример выше. мех свойства опять же лучше. пайка только горелкой(паяльной лампой). нагрев деталей хорошо за 300. основной источник припоя и флюса - магазины сантехники (трубы медные паяють . ) там же и горелки есть. (паяльная лампа по сути газовая) много инфы и реально работающие с этим люди на оверах обитают (фреонщики и водянщики)

ну про ацетелен это да. Гызы разные для разных горелок, для мягкой пропан-бутан. для твёрдой Моп газы.

Матовость поверхности после застывания в данном контексте свидетельствует только о том, что жидкий расплавленный припой перестал быть жидким и стал твердым. А жидкий и твердый выглядят по-разному, потому что по-разному отражают свет. Признак застывшего - матовость. Или, если угодно въедаться в тонкости стиля - бОльшая матовость. Или, если еще поиграть словами, меньшая блестючесть.

Ну не сказал бы. После застывания припой может быть и матовым и блестящим. Если в момент застывания было хоть какое-то движение одной детали относительно другой - будет матовым обязательно. Если флюса было столько, что после разогрева деталей и заполнения шва припоем флюс не покрывает сверху припой - шов может стать матовым если состав припоя соответствующий. Есть припой который независимо от количества флюса на его поверхности становится матовым при застывании. Эти припои обычно более тугоплавкие, часто изделия китайского "радипрома" паяны таким припоем Ну и от температуры пайки тоже зависит, если температура "на грани " то тоже матовым будет.

Олово при температуре ниже -30 (или около того) градусов по цельсию превращается в порошок. Это и есть "оловяная чума". А в той экспедиции
еще и консервы в банках оловом запаяны были.

Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части заканчиваем разбирать проводники: Углерод, Нихромы, термостабильные сплавы, припои — олово, прозрачные проводники.

Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)

Хочу сказать спасибо всем за дельные комментарии к предыдущим частям, мой список TODO растет. Если тенденция сохранится, то итоговую версию руководства в формате pdf я опубликую не в 11 части, как планировал, а отдельно 12й частью вместе со списком доработок и улучшений. Оставляйте пожелания в комментариях какие места требуют более подробного обьяснения.

Углерод

С — углерод. Не совсем металл, но тоже проводник. Графит, угольная пыль — не такие хорошие проводники как металлы, но зато очень дешевые, не подвержены коррозии.

Компонент резисторов. В виде пленок, в виде объемных брусков в диэлектрической оболочке.

Добавка в полимеры для придания электропроводности. Для защиты от образования статического электричества достаточно ввести в состав полимера мелкодисперсный графит, и пластик из диэлектрика становится очень плохим проводником, достаточным, что бы статический заряд с него стекал. При работе с изделиями из такого пластика они не будут прилипать и искрить, что важно при пожароопасности или работе с электроникой.

На базе полимеров, заполненных мелкодисперсным графитом, основаны различные нагреватели — пленочные электронагреватели теплых полов, греющие кабели для систем водоснабжения, нагреватели для одежды и т.д. Высокий коэффициент расширения полимеров при нагреве приводит к отрицательной обратной связи, что делает такие нагреватели саморегулирующимися и потому безопасными. При пропускании тока через такой полимер, он нагревается, от нагрева расширяется, контакт между частичками углерода в матрице из полимера ухудшается, от этого увеличивается сопротивление — уменьшается протекаемый ток, уменьшается нагрев. В итоге, устанавливается некоторая температура полимера, стабильно поддерживающаяся этим механизмом обратной связи без каких либо внешних устройств.

Аналогично устроены полимерные самовосстанавливающиеся предохранители. Если ток через такой предохранитель превысит номинальный, от нагрева полимер в составе расширяется, и резко увеличившееся сопротивление прерывает ток через предохранитель до некоторого небольшого значения. Такие предохранители обеспечивают медленную защиту, но не требуют замены предохранителя после каждой аварии.

Угольный сварочный электрод — используется для сварки, когда от электрода требуется только поддерживать дугу не плавясь. Уголь значительно дешевле вольфрама, но менее прочен и постепенно сгорает на воздухе.

Медно-графитовые материалы. Получают спеканием порошка меди и графита в разных пропорциях. В зависимости от состава могут быть от чёрных как уголь до темно красных с медным блеском. Используется как материал скользящих контактов — щеток электрических приборов. Такие щетки обеспечивают низкое сопротивление вращению — хорошо скользят по контактам коллектора. Кроме того их твёрдость заметно ниже твёрдости металла коллектора, так что в процессе работы истираются и подлежат замене дешевые щетки а не дорогой ротор.

Нихромы

Для изготовления нагревателей, мощных сопротивлений требуются сплавы со следующими требованиями:

• Относительно высокое удельное сопротивление — иначе нагреватель придется делать длинным и тонким, что отрицательно скажется на долговечности.
• Устойчивость к окислению на воздухе. Если в колбу лампы накаливания попадет воздух, то спираль очень быстро сгорит. При высоких температурах скорости химических реакций растут, и кислород воздуха начинает окислять даже стойкие при комнатной температуре металлы.
• Иметь приемлемые механические характеристики. Низкая пластичность и повышенная хрупкость негативно скажется на надежности изделия.

Нагреватели обычно изготавливают из следующих сплавов:

Добавка хрома обеспечивает образование защитной пленки на поверхности сплава, благодаря чему нагреватели из нихрома могут длительное время работать на воздухе с высокой температурой поверхности.

Фехраль после нагрева становится ломким. Нихром после нагрева еще можно как-то гнуть. При этом фехраль дешевле нихрома, в рознице не так заметно, но ощутимо в оптовых партиях.

Нихромовая спиралька с фитилем внутри — испаритель электронной сигареты. Нихромовой струной, подогреваемой электрическим током, режут пенополистирол. Также из нихрома изготавливают термосьемники изоляции — на сегодняшний день самый надежный способ снять изоляцию с провода и не повредить токопроводящую жилу.

На удивление, достаточно трудно купить нихром в виде проволоки в небольших количествах, местные продавцы о количествах менее килограмма даже слышать не хотят. Так что, если понадобится изготовить нагревательный элемент — то проще перемотать нихром с какогонибудь неисправного тепловентилятора.

Концы нагревательных элементов обычно приваривают к тоководам или зажимают механически — винтом или опрессовкой.

Сплавы для изготовления термостабильных сопротивлений

У всех материалов есть ТКС — температурный коэффициент сопротивления, мера того, насколько изменяется сопротивление с изменением температуры. Он может быть положительным — как у металлов, с ростом температуры сопротивление растет, может быть отрицательным, как у полупроводников, с ростом температуры сопротивление падает. При изготовлении точных измерительных приборов необходимо иметь сопротивления с минимальным дрейфом номинала в зависимости от температуры. Для этого изобрели сплавы с минимальным ТКС:

Константан (59% Cu, 39-41% Ni, 1-2% Mn)
Манганин (85% Cu, 11.5-13.5% Mn, 2.5-3.5% Ni)

Таблица, с указанием температурного коэффициента (обозначается как α) для различных
металлов:

Материал	Температурный коэффициент α
Кремний	-0,075
Германий	-0,048
Манганин	0,00002
Константан	0,00005
Нихром	0,0004
Ртуть	0,0009
Сталь 0,5% С	0,003
Цинк	0,0037
Титан	0,0038
Серебро	0,0038
Медь	0,00386
Свинец	0,0039
Платина	0,003927
Золото	0,004
Алюминий	0,00429
Олово	0,0045
Вольфрам	0,0045
Никель	0,006
Железо	0,00651

Если упростить, то коэффициент α говорит, во сколько раз изменится сопротивление проводника при изменении температуры на один градус Цельсия.

Припои

Пайка — это процесс соединения двух деталей при помощи припоя, материала с температурой плавления меньшей, чем у соединяемых деталей. Например, соединение двух медных проводников при помощи олова. Именно использование припоя — основное отличие от сварки, когда детали соединяются расплавом из самих себя, например стальной крюк к стальной двери приваривается при помощи стального плавящегося сварочного электрода.

Припои чаще классифицируют на две группы — тугоплавкие (температура плавления 400°С и более) и легкоплавкие. Или, иногда, на твёрдые и мягкие. Учитывая, что мягкие припои обычно легкоплавкие, то часто твёрдые припои синоним тугоплавких, а мягкие припои — легкоплавких.

В электронной технике припои используют для создания надежного электрического контакта. Основные припои в электронной технике — мягкие, на базе олова и оловянно-свинцовых сплавов. Все остальные экзотические припои рассматриваться не будут.

Олово

Sn — Олово. Основной компонент мягких припоев. Олово — относительно легкоплавкий металл, что позволяет использовать его для соединения проводников. В чистом виде не используется (см. факты). Из-за дороговизны олова (а также других причин, см. ниже), его в припоях разбавляют свинцом. Припой из 61% олова и 39% свинца образует эвтектику, такой смесью, ПОС-61 (Припой Оловянно-Свинцовый — 61% олова) паяют радиодетали на платах, провода. В менее ответственных узлах (шасси, теплоотводы, экраны и т.п.) олово в припоях разбавляют сильнее, до 30% олова, 70% свинца.

Электронные устройства долгое время паяли оловянно-свинцовыми припоями. Затем набежали экологи и заявили, что свинец — металл тяжелый, токсичный, и проблемы бы не было, если бы все эти ваши айфоны, компьютеры и прочие гаджеты не оказывались на свалке, откуда свинец попадает в окружающую среду. Поэтому придумали серию бессвинцовых припоев, когда олово разбавлено висмутом, или вовсе используется в чистом виде, стабилизированное добавками, например, серебра. Но эти припои дороже, хуже по характеристикам, более тугоплавкие. Поэтому оловянно-свинцовые припои надолго останутся в ответственных изделиях военного, космического, медицинского применения.

На базе сплавов с содержанием олова были разработаны легкоплавкие припои. И даже очень легкоплавкие припои, которые плавятся в горячей воде. Хороший список сплавов есть в Википедии.

Основные припои для радиоаппаратуры

• ПОС-61 — 61% олова, остальное — свинец. Температура плавления (ликвидус) 183 °C. Есть множество сходных по составу и по свойствам импортных припоев, в которых пропорции компонентов отличаются на пару процентов, например Sn60Pb40 или Sn63Pb37.
• ПОС-40 — 40% олова. Остальное — свинец. Температура плавления (ликвидус) 238 °C Менее прочный, более тугоплавкий, неэвтектический (плавится не сразу, есть диапазон температур при котором припой больше походит на кашу). Но благодаря тому, что чуть ли не в два раза дешевле (олово дорогое), применяется для неответственных соединений — пайка экранов, шин. Аналогичны припои ПОС-33 (температура плавления 247С), ПОС-25 (температура плавления 260С), ПОС-15 (температура плавления 280С).
• Бессвинцовые припои. Для пайки медных водопроводных труб горелкой чаще всего используют мягкий припой с 3% меди (Sn97Cu3). Он не содержит свинца, потому пригоден для питьевой воды. По экологическим причинам современную электронику на заводах паяют в основном бессвинцовыми припоями. Хорошая статья.

Замыкают список совсем легкоплавкие припои:

• Сплав Розе: 25% Sn, 25% Pb, 50% Bi. Температура плавления +94 °C.
• Сплав Вуда: 12,5% Sn, 25% Pb, 50% Bi, 12.5% Cd Температура плавления +68,5 °C.

Применяются для лужения печатных плат любителями, так как плавятся в горячей воде, и можно резиновым шпателем под слоем кипящей воды быстро покрыть припоем медную фольгу печатной платы. В технике их используют для пайки деталей, не выдерживающих нагрева до обычной температуры припоев, или в тех случаях, когда зачем-то нужен очень легкоплавкий металл (например, для датчика температуры).

Если спаять подпружиненные контакты легкоплавким припоем, то получится простой и надежный термопредохранитель, при превышении температуры припой плавится и контакты разрывают цепь. Правда, предохранитель получится одноразовым. Во многих советских телевизорах в блоке строчной развертки была защита из обычной стальной спиральной пружинки, припаянной на легкоплавкий припой. При перегреве, в том числе от большого тока через пружинку, она отпаивалась и отрывалась. Предохранители такого типа очень хороши как защита от пожара.

Прочие проводники

Для изготовления термопар используют сплавы стойкие к высоким температурам, но при этом обладающие высокой ТермоЭДС. Подробнее про термопары можно прочитать в соответствующей литературе.

• Хромель (90% Ni, 10% Cr)
• Копель (43% Ni, 2-3% Fe, 53% Cu)
• Алюмель (93-96% Ni, 1,8-2,5% Al, 1,8-2,2% Mn, 0,8-1,2% Si)
• Платина (100% Pt)
• Платина-родий (10-30% Rh)
• Медь (100% Cu)
• Константан (59% Cu, 39-41% Ni, 1-2% Mn)

Соединяя два проводника из двух разных металлов получают термопары, например термопара типа K (ТХА — Термопара Хромель-Алюмель). Самые распространенные пары: хромель-алюмель, хромель-копель, медь-константан (для низких температур), платина-платинородий (для точных измерений и для высоких температур).

Оксид Индия — Oлова (Indium tin oxide или сокращённо ITO) — полупроводник, но обладает невысоким сопротивлением, а самое главное, пленка из оксида индия-олова прозрачна.

Это свойство используется при производстве ЖК дисплеев, сетка электродов на поверхности стекла нанесена именно из оксида индия-олова. Также резистивные touch панели имеют прозрачное проводящее покрытие.

Пленка ITO едва видна в отражении, чтобы хоть как то она была заметна пришлось разобрать ЖК дисплей:

На этом мы закончили проводники. В следующей части начнем обзор диэлектриков