قلع (Tin) که با علامت اختصاری Sn شناخته میشود با عدد اتمی 50 یکی از عناصر پر کاربرد در صنایع مختلف است. رنگ عنصر قلع مابین سفید و نقره ای است و از نظر کار پذیری و چکش خواری جز فلزات نرم محسوب میشود. یکی از ویژگی ها قابل اهمیت این فلز که موجب کاربرد های فراوان این عنصر شده است، نقطه ذوب پایین ( در حدود 232 درجه سانتیگراد) است.
ویژگی های عنصر قلع چیست؟
فلز قلع یکی از اولین فلزات ابر رسانا شناخته شده است، این فلز در دمای کمتر از 72.3 درجه کلوین به یک ابر رسانا تبدیل میشود. قلع به صورت سنگ معدنی از معادن استخراج میشود. این فلز در برابر اکسایش بسیار مقاوم است و زمانی در معرض هوا قرار گیرد اکسید نمیشود. از دیگر ویژگی های حائز اهمیت این فلز که موجب پر کاربرد بودن قلع میشود منعطف بودن این فلز است که باعث میشود به راحتی خم شود و شکل پذیر باشد.
از نظر خوردگی این فلز در برابر اسید و باز های ضعیف مقاوم بوده امر دارای مقاومت کم در برابر اسید و باز های قوی است. از این فلز میتوان به عنوان لایه محافظ در برابر خوردگی در محیط های آبی برای سایر فلزات استفاده کرد ، این فلز با تشکیل لایه محافظ (passive layer) و لایه فدا شونده از خوردگی زیر لایه جلوگیری میکند.
برخی از کاربرد های فلز قلع کدارمند؟
این فلز با توجه به مقاومت کم در برابر خوردگی در محیط های خورنده و استحکام پایین معمولا به صورت خالص استفاده نمیشود و با آلیاژ سازی با سایر عناصر در صنایع مختلف استفاده میشود که در ادامه به این کاربرد ها میپردازیم.
1. پوشش فلزات ( صنایع غذایی و ظروف سازی)
همانطور که گفته شد از این میتوان به عنوان عایق سایر فلزات استفاده کرد. از این فلز به عنوان پوشش برای فلزاتی چون روی، فولاد ، سرب و مس استفاده میشود. یکی از مصارف پر کاربرد قلع روکش ظروف مسی است، به طور کلی مس بعد از مدتی که اکسید میشود ممکن است ترکیبات اکسیدی وارد غذا شده و موجب مسمومیت شود ، همچنین این فلز چسبندگی مناسبی با فولاد و روی دارد، به همین دلیل از این فلز به عنوان عایق درون قوطی های کنسرو مواد غذایی نیز استفاده میشود.
2. آلیاژ سازی با عنصر قلع
با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی خاص قلع، این فلز در آلیاژ سازی و ترکیب شدن با سایر عناصر مورد استفاده قرار میگیرد. مهم ترین و پر کاربرد ترین آلیاژ قلع ، ترکیب آن با مس است که باعث تولید آلیاژ برنز میشود. یکی دیگر از آلیاژ های پر کاربرد این فلز، مسوار است که درصد زیادی ( بین 85-99 درصد) قلع دارد که در وسایل آشپزخانه استفاده میشود.
3. لحیم کاری
آلیاژ های لحیم را میتوان به طور کلی ترکیبی از عناصر قلع و سرب دانست.
درصد قلع در این آلیاژ ها بسته به نوع سیم لحیم سرب دار یا عاری از سرب بین 5 تا 70 درصد متغیر است، معروف ترین آلیاژ لحیم که کمترین نقطه ذوب را نیز دار است آلیاژ Sn63Pb37 است که با توجه به قابلیت ترشوندگی مناسب به عنوان آلیاژ لحیم در مصارف مختلف استفاده میشود.
4. ساختمان و دکوراسیون
قلع با توجه به ویژگی های ظاهری و براق بودن و همچنین قیمت مناسب نسبت به سایر فلزات در دکوراسیون و نمای خارجی و داخلی خانه استفاده میشود، همچنین با توجه به مقاومت بالا قلع به خوردگی در محیط آبی به عنوان کاشی آشپزخانه و حمام نیز کاربرد دارد، از طرفی ترکیبات مختلف قلع دارای رنگ های مختلف از جمله خاکستری ، نقره ای و قرمز داشته باشند که موجب کاربرد زیاد این عنصر میشود.
5. آهنرباهای ابر رسانا
در صنعت ساخت آهنرباهای ابررسانا آلیاژ Nb3Sn که در واقع ترکیب عناصر قلع و نیوبیوم است یکی از پر کاربرد ترین و پر بازده ترین آلیاژ های مورد استفاده در این حوزه است که با توجه به میدان مغناطیسی 25 (T) میتواند خواص مغناطیسی خارق العاده را ایجاد کند.
6. شیشه سازی و نساجی
یکی دیگر از کاربرد های دیگر قلع ، استفاده از این فلز در صنعت شیشه سازی و پلیمر است. کلرید قلع (SnCl2) میتواند روی سطوح شیشه ای خاصیت هدایت الکتریکی ایجاد کند که از این قابلیت در شیشه های ضد یخ خودرو استفاده میشود. از فلز قلع به عنوان تثبیت کننده های پلیمر ها در صنعت نساجی نیز استفاده میشود. همچنین در تابلو های شب نما و مه در جاده ها از نمک قلع استفاده میشود. به اکسید قلع که معمولا به شکل دانه های ریز و سفید هستند، نمک قلع میگویند.
7. باتری های سرب -اسیدی
استفاده از قلع به عنوان عنصر آلیاژ در باتری های سرب-اسید به خصوص باتری های چینی موجب افزایش بازده ای باتری شده است.
8. کاتالیزور شیمیایی
از دیگر کاربردهای مختلف فلز قلع میتوان به نقش کاتالیزور در واکنش های شیمیایی اشاره کرد، به طور کلی این فلز در محیط های حاوی اکسیژن میتواند باعث تسریع سینتیک واکنش و به طور کلی فرآیند شود.
سخن آخر
در این مقاله سعی شد شما عزیزان را با کاربرد های متنوع فلز قلع در صنایع مختلف آشنا کنیم. همانطور که دانستید فلز قلع با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود که در مقالات پیشین بیشتر در مورد آن بحث شده است ، در صنایع چون ظروف و روکش فلزات، لحیم کاری و آلیاژ های لحیم، آلیاژ سازی ، نساجی ، شیشه سازی و آهنرباهای ابر رسانا کاربرد زیادی دارد.
