Температура плавления свинца

Температура плавления свинца

Свинец является химическим элементом из 14 группы, таблицы Д. И. Менделеева. Свинец получил 82 номер. Свинец является ковким и пластичным металлом серебристого оттенка, включая синеватый оттенок. Элемент повсеместнораспространен по поверхности Земли, легко добывается и поддается влиянию. Первые украшения и свинцовые предметы роскоши (Бусинды) с применением металлургической деятельности, дают право утверждения, что плавление металла как свинца, стала первой в истории человечества около 6400 г. до н. э. Самым старым изделием из свинцового сплава считается женская статуэтка в одежде из храма Осириса (3100 – 2900 гг. до н.э.). Древний Рим производил до 80 тыс. тонн свинца в год, в том числе для водопровода. На территории Руси металл нашел применение в обустройстве крыш, для печатей при создании грамот. Происхождения слов «свинец» до сих пор не ясно, на латинском языке название произошло от слова plumber (водопроводчик).

Алхимики связывали элемент с Сатурном. К 1840 г. промышленная революция спровоцировала выработку свинца до уровня 100 тыс. тонн, а ко второй пол. XIX ст. производилось уже 250 тыс. тонн. До 1990 годов элемент активно применяли в типографии.

Характеристики свинца

На нашей планете содержится 0,0016% этого металла от совокупной массы земной коры. Этот показатель хоть и небольшой, однако, если его сравнивать с иными химическими элементами — висмутом, золотом, ртутью, то свинец находится на гораздо более высокой позиции.

Преимущественный источник сырьевого материала — сульфидные полиметаллические руды. Металл имеет следующие качества:

• мягкость;
• невысокая температура плавления;
• обрабатывать этот металл можно и самостоятельно.

Этот материал характеризуется грязно-сероватым оттенком. На участке среза металл имеет синеватый отлив, который постепенно становится тусклым. Это связано с окислительным процессом, который происходит благодаря влиянию кислорода. На срезе при этом формируется оксидный слой.

Это тяжёлый металл, его плотность составляет 11,34 г/см³. Этот показатель примерно в полтора раза выше, нежели у обыкновенного железа. Помимо всего прочего, свинец также относится к наиболее мягким металлам.

Его поверхность с лёгкостью царапается даже обыкновенным ножиком или ногтём. Свинец является крайне гибким, расплющить этот металл можно обыкновенной киянкой или молотком. А ещё он нередко используется для литья или плавления своими руками.

Температура плавления

Температурные показатели, при которых свинец начинает закипать — 1751 градус.

Этот металл начинает плавиться при температуре 327,46 градуса по шкале Цельсия. Его литьевые качества полностью сохраняются в пределах от четырёхсот до четырёхсот пятидесяти градусов.

А оксидная плёнка, защищающая материал от воздействия коррозии, начинает плавиться лишь при температуре в 850 градусов Цельсия, что затрудняет сваривание этой разновидности металла с другими. Кроме того, уровень летучести свинца существенно увеличивается при температуре в 700 градусов.

Материал отлично обрабатывается и в охлаждённом виде. Из него можно сделать тонкий слой фольги. Если на этот металл воздействует давление в 2 тонны на квадратный сантиметр, то он приобретает вид монолита.

Проволоку же из него делают посредством продавливания в фильере. Низкая степень прочности на разрыв не позволяет пользоваться обыкновенным волочением для этой цели.

Особенности плавления свинца

Высокая удельная плотность, пластичность и легкость в обработке позволяют проводит обработку и в домашних условиях. Самым распространенным процессом работы со свинцом выступает плавление.

Достигнуть температуры плавления свинца в 327,46 градусов можно даже при помощи костра, тем более что специальных сооружений и особой технологии эта процедура не требует. Вместе с тем, даже разогрев свинец до нужной температуры, сделать отливку из него удастся далеко не сразу, если не знать особенностей технологии плавки и отливки.

Плавление свинца в домашних условиях

Подготовка к процессу

Подготовка к плавке свинца заключается в оборудовании места, где будут проводиться работы и инструментов для работ. Идеальным вариантом для этого будет мастерская с горном или газовой горелкой, которые создадут необходимую теплоту плавления металла. В качестве инструмента рекомендуется использовать плавильную ложку с длинной ручкой. Плавильная лодка должна иметь широкую горловину с носиком для слива жидкого металла.

Широкая горловина необходима для снятия с поверхности пленки из оксидов и шлаков. Для отливки форм рекомендуется расположить поблизости от горна место под формы, чтобы переносить плавильную ложку было недалеко.

Помещение рекомендуется перед работами освободить от лишних предметов, так, чтобы рабочее пространство позволяло подойти к горну с любой стороны. Одним из важных условий работ является соблюдение мер безопасности – помещение должно иметь хорошее освещение и вентиляцию.

В число инструментов для работ стоит внести пассатижи, клещи с длинной ручкой, пробную ложку, металлический прут для помешивания металла и прут с лопаткой для добавления металла в емкость для плавления. Какой еще инструмент понадобится, нужно определиться перед началом работ, чтобы не тратить драгоценное время пока металл не застыл.

Тигель для плавки свинца

Процедура плавки

Несмотря на то, что температура плавления металла не такая уж и высокая, рекомендуется не приступать к работе пока огонь или газовая горелка не разогреют плавильную чашу. Металл для плавки нужно измельчить – так быстрее пойдет процесс, да и добавлять его в чашу будет удобнее.

После прогрева чаши добавляется 1-2 свинцовых слитков, весом 20-25 грамм. После образования лужицы, добавляют следующие части. Когда вся плавка достигнет жидкого состояния, пробной ложкой снимается пленка. Шлаки, оксиды и примеси, расплавившиеся в металле, во время плавления поднимаются на поверхность, и чтобы они не мешали при разливе по формам пленку лучше снять.

Область применения

Несмотря на токсичность, свинец ценится за коррозионную устойчивость, способность задерживать γ -излучение. Он остается незаменимым во многих отраслях.

До 75% получаемого свинца используется в электротехнике для аккумуляторных пластинок и трансформаторных сверхпроводниковых систем, силового кабеля. Баббит – сталь, легированная Рb, отличается антифрикционными свойствами. Сплавы, содержащие олово и кадмий, используют для припоев.

Плюмбум входит в состав антикоррозионных покрытий, красителей. Из него отливают пули и дробь, печатный шрифт, статуэтки, грузила. Листами металла экранируют рентгеновые установки, атомные реакторы, бункеры на полигонах. Пластины вшивают в фартуки, жилеты, другую защитную одежду. Свинцовые плиты снижают вибрацию, сейсмические толчки. Их используют в строительстве для уплотнения кладки, фундамента, мостовых опор. Из нитрата производят взрывчатые вещества с большой детонацией.

Области применения свинцовых сплавов

Свинцовые соединения разделяют на высоколегированные и низколегированные сплавы. Первые формируются за счёт добавления большого количества химических элементов, обеспечивающих высокую прочность, стойкость к истиранию и низкую усадку при более низкой температуре плавления.

Низколегированные соединения свинца получаются в результате небольших включений из таких веществ, как олово, сурьма, медь и кадмий. Этим добиваются повышенной стойкости сплава к коррозионным процессам в условиях загрязнённой атмосферы, неорганической кислотной среды.

Сплавы применяют в кислотных и щелочных аккумуляторах, в качестве оболочек как мощных, так и кабелей низкого напряжения. Соединения сурьмы или меди со свинцом используют для производства трубопроводов, листовой облицовки различных устройств и защитных матов от радиационного поражения.

Способы избавления от оксида

На поверхности материала образуется защитная пленка, состоящая из химически устойчивого соединения свинца с кислородом воздуха. Механическая обработка позволяет временно убрать налет, который восстанавливается за несколько часов.

Оксид свинца не отличается высокой прочностью, но плохо проводит электрический ток, поэтому клеммы аккумуляторов в автомобилях обрабатывают специальной смазкой, защищающей металл от контакта с атмосферным воздухом.

В быту для защиты очищенной абразивным инструментом поверхности используют подсолнечное масло или смесь графитовой смазки с лаком на синтетической основе. Детали укладывают в емкость с маслом на 5-7 минут, а затем выдерживают на столе, предварительно покрытом салфетками или тканью. Графитовая смазка используется для защиты деталей из свинца или сплавов, эксплуатируемых на открытом воздухе. Для очистки монолитных элементов допускается применение разбавленной водой уксусной эссенции или азотной кислоты.

Для изготовления дроби применяют сплав на основе свинца с сурьмой (процентное содержание не более 6%). Для предотвращения образования пленки рекомендуется хранить дробь в герметичных резервуарах. Следует учесть, что контакт с человеческой кожей ускоряет процесс окисления. После промывки дроби растворами кислот (в емкости возможно появление белого осадка, указывающего на наличие солей сурьмы) необходимо обработать боеприпасы подкисленным раствором медного купороса (на сферической поверхности образуется химически инертная пленка меди).

Методы спасения от оксида

Во время взаимные действия с воздухом между атомами металла и внешней средой образуется ионная связь. Кислород отдает два электрона. На поверхности быстро появляется окислительный слой. Такая оксидная пленка способна устранить последующее влияние враждебной среды. Пленка, также становится барьером во время передачи электричества.

Оксидная пленка на продукте, сделанном из свинца рождается через небольшой временной промежуток. Механическая очистка – довольно тяжелое и бесполезное занятие. Сразу же после успешного снятия слоя, организуя поле, и оголенные атомы вступают в связь с новыми атомами воздуха. Создать защиту для предмета можно во время использования масла подсолнуха. Также важен вариант с графитовой смазкой и лаком.

Как выбрать телевизор какой лучше для дома

Для домашнего быта прекрасно подходит масло подсолнуха. Масло льют в мисочку, после этого в жидкость помещают нужное изделие из свинца. При правильной выдержки (около 5 минут), нужно вынуть изделие из масла и дать ему высохнуть на подготовленных салфетках.

В условиях производства Для снижения распространения оксидных включений на поверхности деталей используют графитовую смазку. Смазка не считается редкой или дорогой, однако в домашних условиях она нечасто оказывается в наличии. Это средство реализуется в автомагазинах и хозяйственных точках продажи. При правильном отношении свинцовая поверхность будет долгое время показывать блеск.

Графитовая смазка для свинца

Если оксидная пленка уже удачно покрыла поверхность, есть способы ее убирания. Для этого, применяется концентрированный раствор кислоты. Для этих действий нужна специализированная подготовка, включая наличие химического стеклянного инвентаря. Обыкновенные столовые банки или миски не подходят. Реактивные компоненты могут навредить человеку, оставить ожоги на теле.

Приветствуется применение защитных очков и маски.

Обрабатываемое изделие погружается в кислотный раствор. Нужно обождать пока пленка оксида будет разрушена. После успешного подъема из раствора отделывается поверхность для защиты маслом или лаком.

Техника безопасности

Температура кипения свинца очень высока (1751 °C), и достичь ее в домашних условиях нереально. Тем не менее летучесть его уже при 700 °C становится довольно высокой. При существенном превышении температуры плавления находящиеся поблизости люди могут подвергаться негативному воздействию его испарений. Если нет существенной технологической необходимости перегревать расплав, не следует его доводить до красноватого оттенка. Именно это свидетельствует о том, что температура плавления свинца была превышена.

Расплавленный свинец при попадании на кожу может вызвать серьезные ожоги. Его капли прожигают одежду, при попадании на быстровоспламеняющиеся материалы могут вызвать возгорание и, как следствие, пожар, поэтому работать следует осторожно. Недопустимо попадание воды в расплавленный свинец. Это вызывает фонтан серебристых брызг, которые при попадании в глаза могут вызвать крайне нежелательные последствия.

Работать следует в хорошо проветриваемом помещении или на улице. Не стоит пренебрегать средствами индивидуальной защиты. Респиратор или даже ватно-марлевая повязка защитят дыхательные пути от свинцовой пыли. Малые дозы свинца в организме, возможно, сразу и не вызовут последствий. Однако этот материал имеет склонность накапливаться на протяжении жизни и вызывать отравление при превышении допустимых доз.

Области применения свинцовых сплавов

Свинец известен человечеству не одно тысячелетие. В Древнем Риме он использовался для создания водопроводных труб. Его используют в различных отраслях. Из свинца изготавливают:

1. Защитную оболочку для силовых кабелей.
2. Подшипниковые соединения.
3. Красители.
4. Грузики для рыбной ловли.
5. Шрифты для типографии.
6. Дробь, использующуюся для стрельбы из охотничьих ружей.
7. Защитные элементы для объектов, зараженных радиацией.
8. Сплавы для пайки.
9. Пластинки, которые устанавливаются в аккумуляторах.

В кровельном деле этот материал часто используется для изготовления звукоизоляционных покрытий.