فلز قلع

قلع چیست؟

قلع یک عنصر شیمیایی با نماد Sn و عدد اتمی 50 است. قلع یک فلز در گروه 14 جدول تناوبی است . قلع به طور عمده از کانی‌های معدنی استخراج می‌شود که شامل دی اکسید قلع SnO2 می باشد. قلع شباهت شیمیایی به فلزاتی مانند ژرمانیم و سرب دارد و از خواص متعددی از قبیل : چکش‌خواری ، مقاوم در برابر اکسید شدن و روکشی مقاوم برای فلزات دیگر برخوردار است .
قلع ، در دمای اتاق حالت فلزی و سفید یا نقره‌ای دارد و در دماهای پایین به رنگ خاکستری تبدیل می‌شود و ساختاری شبیه به الماس پیدا می‌کند . قلع فلزی است که به راحتی اکسیداسیون نمی‌شود . اولین آلیاژی‌هایی که در مقیاس وسیع ، از 3000 سال قبل از میلاد مورد استفاده قرار می‌گرفتند قلع ، مس و برنز بودند . 600 سال قبل از میلاد فلز خالص قلع تولید شد . در روزگار مدرن امروز قلع در بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم استفاده می‌شود . یکی دیگر از کاربردهای بزرگ قلع ، پوشاندن فولاد و مقاوم کردن آن در برابر خوردگی است . همچنین برای بسته‌بندی مواد غذایی به صورت قوطی از قلع استفاده می‌شود که عمدتاً با فولاد یا آلومینیوم ترکیب می‌شوند .
مهم : استفاده بیش‌ از حد از قلع باعث ایجاد مشکلاتی در متابولیسم عناصری ضروری مانند مس و روی می‌شود و برخی از ترکیبات ارگوتین آن می‌تواند بسیار سمی باشد .

آبکاری قلع

پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد.استفاده از آلیاژهای غنی از سرب بدلیل مقاومت به خزش مطلوب در شرایط كاری رادیاتور توصیه شده است . در صورتی می‌توان از آلیاژهای قلع - سرب با درصد كمتر قلع جهت لحیم كاری استفاده كرد كه آنها در شرایط محیط های كلریدی رادیاتور مقاوم به خوردگی باشند.خوردگی آلیاژ لحیم با ظهور تركیبات سفید رنگ در محل اتصالات ، سبب انهدام و نشتی رادیاتور می‌شود. سرعت خوردگی سرب ، قلع و آلیاژهای آن در اتمسفر و الكترولیتهای خورنده در این مورد به روش كاهش وزن و پلاریزاسیون كاتدی اندازه‌گیری می گردد. در محیط های خنثی همچون شرایط تسریع شده خوردگی و آب، مقدار كمی قلع همراه سرب مقاومت به خوردگی آلیاژ لحیم را بطور قابل توجهی افزایش می‌دهد. در محیط های اسیدی حاوی یون كلر همچون فلاكس كلریدی لحیم كاری و اسید هیدروكلریك، آلیاژهای غنی از قلع از مقاومت خوردگی كمتر برخوردارند. با رسم منحنی های سرعت خوردگی با مقدار قلع در هریك از محیط های فوق اپتیمم مقدار قلع آلیاژهای لحیم قلع - سرب دارای مقاومت به خوردگی مطلوب پیشنهاد شده است.

 کاربردهای قلع چیست؟

1.روکش فلزات
مقاومت خوب این فلز نسبت به زنگ زدگی و فرسایش باعث شده تا از آن به عنوان روکش فلزات دیگر برای جلوگیری از زنگ زدگی استفاده شود، فلز قلع به صورت جلا داده به عنوان پوشش مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنش های شیمیایی دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله قلع اندود کردن ظروف مسی به خاطر جلوگیری از زنگ زدن مس و ورود اکسید سمی مس در غذا. برای جلوگیری از زنگ زدگی مس ، ظروف مسی حتما باید قلع اندود شود.این کار مانع از تولید ماده سمی حاصل از اکسید مس در اثر حرارت می گردد. هنوز هم برای ساخت ظروف فلزی از فلز قلع جهت روکش کردن فلز اصلی استفاده می‌شود.برای پوشش و عایق کردن فلزاتی همچون سرب، روی و فولاد، فلز قلع مورد استفاده قرار می گیرد.بخش عمده ای از مصرف قلع نیز برای روکش کردن کردن فولاد به منظور جلوگیری از زنگ زدن به کار می رود.همچنین در آلیاژ چرخ دنده ها از این فلز استفاده می گردد.این فلز مستقیما با كلر و اکسیژن ترکیب می شود و و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد. قلع به آسانی به آهن متصل شده وبرای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آنها جلوگیری شود. قوطی های فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد.

2.صنایع غذایی
سمیت پائین قلع باعث می شود تا ظروف فلزی با روکش قلع برای نگهداری مواد غذایی استفاده فراوانی داشته باشند و کاربرد زیادی در پوشش‌کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد.

3.كاتالیزور
برای تسریع واکنش های شیمیایی، زمانیکه اکسیژن به صورت محلول است، به عنوان کتالیزور مورد استفاده قرار می گیرد.

4.ساخت آلیاژها
قلع در بسیاری از آلیاژها مورد استفاده قرار می گیرد. آلیاژ های مهم این فلز از قبیل برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار،لحیم نرم و فلز سفید می باشند.

5.شیشه سازی
برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت، در اکثر موارد از فرآیند Pilkington یا شیشه شناور استفاده می شود که در آن شیشه مذاب روی قلع مذاب شناور می گردد. همچنین در شیشه های عایق در برابر مه و یخ زدگی و تابلو های شب نما از نمک قلع استفاده می گردد.

6.لحیم کاری
فلز قلع به راحتی لحیم پذیر است. محدوده وسیعی از آلیاژهای قلع - سرب جهت لحیم كاری تجهیزات مختلف بكار می‌روند. ساخت مفتول های باریک قلع جهت لحیم کاری قطعات الکترونیکی است.مفتول های باریک قلع که به آن سیم لحیم گفته میشود، از ترکیب 60 درصد قلع و 40 درصد سرب بدست می آید.

7.صنعت برق
خاصیت لحیم‌کاری بسیار عالی فلز قلع باعث کاربرد آن در صنعت برق گردیده است.

8.پلاستیک سازی
کاربرد تجاری اصلی ترکیبات آلی قلع در تثبیت پلاستیک های pvcاست; در صورت عدم وجود چنین تثبیت کننده هاییpvc به سرعت تحت گرما ، نور و اکسیژن هوا فاسد می شود.

9.ساخت آهنرباهای ابررسانا
آلیاژ نیوبیوم – قلع به علت دمای بحرانی بالا (k) 18 و میدان مغناطیسی بحرانی(T) 25، بصورت سیم هایی برای آهنرباهای ابررسانا کاربرد تجاری پیدا کرده است .آهنرباهای ابررسانا به وزن چند کیلوگرم قادر به تولید میدانهای مغناطیسی مشابه الکترومغناطیسهای چند تنی می باشد.

10.صنعت نساجی
در صنعت چاپ روی پارچه از کلرید قلع که مهمترین نمک قلع است به عنوان عامل کاهنده و خورنده کاربرد دارد. همچنین در تولید رنگ های چاپ از قلع استفاده می گردد.