Skip to Content

Смарт Эккаунтинг

https://smartacc.ru/

Легкоплавкие сплавы

галлий индий олово цинк
Оборудование и посуда: 

Цель: приготовить 5 эвтектических сплавов на основе галлия, индия и олова; измерить их температуру плавления и сравнить её с температурой, указанной в литературе.
Составы сплавов:
1) галлий 76 %, индий 24 %
2) галлий 67 %, индий 29 %, цинк 4 %
3) галлий 67 %, индий 20,5 %, олово 12,5 %
4) галлий 62 %, индий 25 %, олово 13 %
5) галлий 61 %, индий 25 %, олово 13 %, цинк 1 %

Фото особо ценных составляющих ниже.

Галлий: 

Индий:

Как вы можете видеть, индий, хотя и засвечен вспышкой, имеет серый цвет. Галлий сильно блестит на солнце и имеет голубой оттенок.
Итак, теперь к сплавам. Температуру плавления мерили следующим образом: т.к сплавы при комнатной температуре находились в жидком состоянии, мы просто брали ёмкость со сплавом, засовывали в неё термометр, а всю эту конструкцию в морозилку/холодильник. Потом вытаскивали и наблюдали: как только небольшое кол-во сплава начинало плавиться, температура на термометре на какое-то время переставала меняться; её мы и фиксировали.
Небольшой технологический момент: галлий и его сплавы, как указано во многих лит.источниках, прилипает ко стеклу. Т.к кол-ва сплавов были небольшими (10г), мы не могли допустить, чтобы половина сплава осталась на стенках стеклянных сосудов, а также нам не совсем подходили пластиковые стаканчики (термометр просто напросто не полностью входил в сплав, да и фиксировать всё это было жутко неудобно, в чём мы убедились, когда делали пятый сплав (у нас по счёту он был первым)), поэтому придумали небольшую хитрость: в качестве сосуда для сплавов использовали шрицы, заткнутые с конца.
Плюс ко всему, только два сплава потребовали сплавления в тигле при высокой температуре (те, что содержали цинк). Мы же просто напросто оставляли компоненты сплава в сосуде, и через некоторое время они прекрасно сплавлялись самостоятельно.

(не скажу точно, сколько прошло времени, но не более часа после смешивания).
Теперь к температурам.
Первый сплав, состав: галлий 76 %, индий 24 %. Температура плавления по данным AntrazoXrom - 16 градусов Цельсия. У нас получилось аналогично 16 градусов.

Второй сплав, состав: галлий 67 %, индий 29 %, цинк 4 %. Температура плавления по данным AX - 13 градусов. У нас получилась равна около 12-12.5 градусов.

Третий сплав, состав: галлий 67 %, индий 20,5 %, олово 12,5 %. Температура плавления по данным AX - 10.6 градусов, у нас получилась равна 12.

Четвёртый сплав, состав: галлий 62 %, индий 25 %, олово 13 %. Температура плавления по данным AX - 4.85 градуса. У нас получилась на 1.5 градус больше - 6.5.

Пятый сплав, состав: галлий 61 %, индий 25 %, олово 13 %, цинк 1%. Температура плавления по данным AX - 3 градуса. У нас получилась 4.

Причин расхождения с данными AX может быть несколько, но я выделяю одну, как главную. С поверхности сплавы достаточно быстро окислялись на воздухе, покрываясь плёнкой оксида. Металлы окисляются - процентное соотношение меняется, а значит, меняется и температура плавления.

Теперь немного о свойствах. Во-первых, если поверхность сплава очистить от оксидной плёнки, они просто великолепно отражают свет, как жидкое зеркало.

Во-вторых, цвет сплавов отличался в зависимости от их агрегатного состояния. На фото - пятый сплав.

Жидкий:

Твердый:

На этом исследование легкоплавких сплавов окончено. Как мы может заметить, не только одна ртуть может быть "жидким металлом" при комнатной температуре. На основе сплавов галлия в настоящее время делают т.н. "безруттные термометры", достоиноством которых является отсутствие токсичных компонентов, но в то же время недостаток их - меньшая точность.



Dr. Radut | antr_project