§ 15. Свинец и его свойства.

Свинец — очень мягкий металл светло-серого цвета, обладающий высокой пластичностью и коррозионной стойкостью к многим реагентам (серной, соляной и уксусной кислотам, морской воде и некоторым другим)

Благодаря большой пластичности, гибкости и сравнительно невысокой температуре плавления (327°С) свинец широко применяется для изготовления защитных оболочек электрических кабелей. Гибкая свинцовая оболочка предохраняет кабель от проникновения в него влаги и других агентов, снижающих качество изоляции.

Свинец используется также для получения мягких оловянно-свинцовых припоев (марки ПОС-30, ПОС-40, ПОС- 61 и др.), а также в производстве легкоплавких вставок предохранителей и пластин для кислотных аккумуляторов.

Характерным свойством свинца является поглощение им рентгеновых лучей, поэтому свинец применяют в качестве защитных экранов в рентгеновских установках.

Свинец имеет следующие характеристики: удельный вес 11,35 г/см³; предел прочности при разрыве σ_р=1,7-2,3 кГ/мм²; удельное сопротивление ρ=0,218-0,222 Ом·мм² /м; температурный коэффициент сопротивления α =+0,00387 1/°С.

Свинец выпускается шести сортов, различающихся между собой содержанием примесей (железа, меди, висмута, магния, мышьяка и др.). Сорта свинца обозначаются следующими марками: СО (примесей не более 0,008%); С1 (примесей не более 0,015%); С2 (примесей не более 0,05%); СЗ (примесей не более 0,1%); С4 (примесей не более 0,40%). Выпускается свинец в виде отливок (чушек) весом по 30—40 кг.

Недостатками свинца являются слабая стойкость к вибрациям, что обусловлено его крупнокристаллическим строением, и низкая коррозийная стойкость по отношению к гниющим органическим веществам, а также к растворам извести, бетона и некоторым другим. Кабели со свинцовой оболочкой не рекомендуется прокладывать по эстакадам мостов, вблизи дорог и в других местах, где возможны сотрясения и вибрации, вызывающие разрушения свинца.

Чтобы повысить вибрационную стойкость и механическую прочность свинца, в него вводят различные присадки — сурьму, медь, кадмии и др. Для кабельных оболочек применяют главным образом свинец марок С2, СЗ и СЗСу (с большим содержанием сурьмы).

Свинец, пары от расплавленного свинца и различные соединения свинца весьма ядовиты. Работа с расплавленным свинцом должна производиться в специальных, хорошо вентилируемых камерах. Свинец и его соединения (окись свинца РЬО, свинцовый сурик РЬ₃0₄ и др.) могут проникать внутрь организма через кожный покров при соприкосновениях со свинцовыми изделиями. Поэтому после работы со свинцом необходимо тщательно мыть руки. Работать со свинцом рекомендуется в предохранительных перчатках.

Следует заметить, что свинец является дефицитным металлом и в производстве кабелей он заменяется алюминием или синтетическими материалами (поливинилхлоридом, полиэтиленом).

§ 16. Благородные металлы, применяемые в электротехнике.

Благородными называются такие металлы, которые окисляются на воздухе при комнатной температуре. В группу благородных металлов входят: платина, золото и серебро. Из этих металлов в электротехнике находят применение платина и серебро.

Платина - металл серебристо-белого цвета, значительно тяжелее меди. Основные характеристики мягкой (отожженной) платины следующие: удельный вес 21,43 г/см²; предел прочности при разрыве σ= 15-16 кГ/мм²; относительное удлинение l_р = 20%; удельное сопротивление ρ = 0,105 Ом·мм²/м; температурный коэффициент сопротивления α = +0,00392 1/°С. Твердые сорта платины обладают следующими свойствами: удельный вес 21,44 г/Ом³; σ = 22-28 кГ/мм²; е =3-5%; ρ =0,108 Ом·мм²/м; α = +0,00396 1/°С. Температура плавления платины 1773,5°С.

Благодаря высокой пластичности платины из нее изготавливают фольгу толщиной до 0,005 мм (5 мк) и проволоку диаметром до 0,002 мм, применяемую в качестве подвесов и струн в точных электроизмерительных приборах (электрометрах).

Платина является металлом весьма устойчивым к воздействию различных химических реагентов. Она не растворяется в отдельных кислотах, а с царской водкой (смесь азотной и соляной кислот) реагирует значительно слабее, чем золото.

Окисление платины на воздухе наблюдается, начиная от 540°С и выше. Введение в платину небольших количеств иридия 1г (3-6%) или родия Rh (5-12%) резко повышается стойкость платины к окислению при температурах 1000°С и выше.

Платиновая проволока применяется для изготовления электронагревательных элементов лабораторных печей. Для измерения высоких температур (до 1500°С) применяются термопары из платиновой и платинородиевой проволок. Из чистой платины и из е сплавов с иридием, родием и осмием изготовляют контакты для выключающих аппаратов малой мощности (реле и др.). Платина находит еще применение в спаях со стеклом (вводы в электрических лампах и др.), так как коэффициент линейного расширения платины (8,9-10^-6 1/°С) близок к коэффициенту расширению стекла.

Серебро тоже является благородным металлом, но окисление его на воздухе наблюдается уже при температурах от 200°С и выше. Серебро, как и платина, обладает высокой пластичностью, позволяющей получать из него тонкую фольгу и приволоку диаметром до 0,01 мм. Удельный вес серебра равен 10,5г/см³, а температура плавления 960,5°С.

Основные характеристики мягкого (отожженного) серебра следующие: предел прочности при разрыве σ =14-16 кГ/мм²; относительное удлинение е = 45/50%; удельное сопротивление ρ =0,0150 Ом·мм²/м; температурный коэффициент сопротивления α= +0,00428 1/°С. У твердых сортов серебра: а = 30-32 кГ/мм² l_р = 4-5%; ρ = 0,016 Ом·мм²/м; α= + 0,00365 1/°С.

Проводниковое серебро применяется как материал для электрических контактов в электрических аппаратах (реле и др.). Методом электролиза серебро наносится на медные обмоточные провода с целью повышения стойкости их к окислению при по­вышенных температурах. Серебро входит (как составная часть) в припои, дающие прочные соединения (марки серебряных припоев: ПСр-10, ПСр-25, ПСр-50 и др.).