锡的历史悠久,横跨古代文明和现代电子技术,是焊接中不可或缺的金属。在这篇文章中,我们将探讨锡的发展历程--从历史意义到全球市场、采购和加工。我们还将深入探讨对锡日益增长的需求,以及锡在焊接中的应用。 再循环倡议以及对可持续未来的推动。
锡简史
锡是地壳中的一种基本元素。锡是一种柔软的银色金属,以无毒、可塑、延展性强而著称。
锡的发现可以追溯到 5000 多年前的远古时代,它在塑造早期文化方面发挥了至关重要的作用。其中最重要的应用之一是用于制造青铜,一种由锡和铜形成的合金。青铜彻底改变了工具、武器和艺术品的生产,推动社会进入工艺和战争的新时代。
随着世界进入中世纪,锡仍然是横跨各大洲的贸易网络中令人垂涎的商品。锡成为中世纪教堂建筑的重要组成部分,为彩色玻璃窗增添光彩,并装饰着宏伟的雕塑。建筑设计中标志性的 "锡天花板 "成为奢华和精致的象征,反映了当时的工艺和审美情趣。
工业革命的到来标志着锡的一个转折点,因为它在新兴技术中找到了新的应用。19 世纪初,彼得-杜兰德率先发明了锡罐,彻底改变了食品的保存和销售。
随着 20 世纪技术的发展,锡开始进入电子制造业。锡的发展 锡铅焊料合金 为从收音机到电视机等大规模生产的电子设备铺平了道路。
电子革命将锡带向全球工业的最前沿。如今,锡为信息时代的快速发展提供了动力,并塑造了我们的数字世界。如今,现代焊料 约占全球总消费量的一半 精炼锡的比例预计只会增加。
焊锡中的锡关键成分
在焊接领域,锡是无可争议的关键成分,是无数电气连接的基础。锡能够在元件之间形成牢固可靠的粘接,这一点非常了不起。锡存在于所有类型的焊料中,包括棒状焊料、焊锡丝和焊锡膏。
焊接过程是将金属合金熔化到电子元件上,使其流动并在冷却后形成牢固的结合。锡的低熔点使其成为这项任务的理想候选材料。它可以在相对较低的温度下与其他金属熔合,从而防止在焊接过程中损坏敏感的电子元件。
锡出色的润湿能力还能确保其在金属表面均匀分布,最大限度地增加接触面,促进牢固的粘合。这一特性在现代电子产品中尤为重要,因为复杂的电路需要精确一致的焊接。
锡铅以前是最常见的焊料合金,因为这种组合具有更好的加工性。然而,由于人们对铅毒性的担忧,焊料合金开始转向无铅化,并以锡作为主要基料。
锡银铜(SAC)合金从此成为整个电子组装行业的标准选择。银的加入提供了出色的导电性和机械强度,而铜则提高了性能并具有成本效益。现代 SAC 合金 - 最常见的是 SAC305 - 在符合 IPC、JEDEC、RoHS 和 REACH 无铅焊接标准的同时,还具有出色的焊点可靠性、抗热疲劳性和宽广的加工窗口。
随着焊接工艺的发展,新型合金将不断涌现。但有一点是肯定的:锡作为焊料中的关键成分的作用将继续存在。
全球锡市场和需求
随着世界的联系日益紧密,对电子设备的需求也与日俱增。从智能手机和笔记本电脑到智能家电和先进的医疗设备,锡都是组装这些设备必不可少的材料。电子产品产量的激增给锡市场带来了巨大压力。
与此同时,可再生能源技术的日益普及进一步扩大了对锡基焊料的需求。太阳能电池板和风力涡轮机依靠锡基焊料合金来连接光伏电池和电子元件。随着世界各国致力于减少碳足迹和采用更环保的解决方案,可再生能源领域对锡的需求也在不断增长。
这些因素交织在一起,将对锡的需求推向了新的高度,这就需要采用可持续采购和负责任的采矿方法,以确保稳定的供应。近年来,回收利用措施受到了越来越多的关注,以减少对额外采矿的需求,并减少与初级锡开采相关的环境影响。
采购:锡从哪里来?
锡的开采主要是在分布于全球各地的矿山中进行的。锡矿的开采过程涉及传统采矿技术和现代勘探方法的结合。有些地区采用露天和地下开采等传统方法从地壳中提取锡矿石。
在其他地方,采用了现代勘探方法,包括先进的地质勘测和遥感技术。这些方法彻底改变了锡矿藏的发现,使采矿作业更有效率、更有针对性。
锡业越来越重视可持续采购和负责任的采矿实践。为促进道德和环境友好型采矿实践,已经采取了一些举措。
从矿山到焊料:锡加工之旅
锡从矿山深处到成为重要的焊接材料的过程十分复杂。锡加工过程的第一步是从地球上提取矿石。这一过程因矿藏类型而异。方法从传统的露天开采到更复杂的地下采矿技术,如前所述。矿石收集完毕后,会被运往加工设施进行进一步提炼。
在选矿厂,锡原矿经过破碎和研磨,使其颗粒变小。然后通过重力分离或浮选技术对矿石进行浓缩,将有价值的锡矿物从其他岩石材料中分离出来。这一浓缩过程大大提高了锡的含量,使进一步精炼变得更加经济可行。
下一个关键阶段是精炼和提纯锡精矿,以去除杂质。这一过程通常包括高温熔炼,在熔炉中加热浓缩锡以去除其他元素和杂质。这一精炼步骤可确保获得高纯度和高质量的锡金属,满足现代电子应用所需的严格标准。
精炼过程完成后,提纯的锡金属会被铸造成各种形状。根据焊料制造业的具体要求,这些形式包括锡锭、锡条或锡粒。这些不同的形式使焊料生产过程具有更大的灵活性,可满足各种焊接技术和应用的需要。
可持续发展实践和锡回收倡议
除了负责任的开采外,回收活动也有助于减轻锡资源的压力,促进更可持续的发展。电子垃圾,如旧智能手机、笔记本电脑和其他废弃设备,都含有宝贵的锡。 锡渣回收是锡回收的另一个关键过程。锡渣是锡在熔炼和精炼过程中形成的副产品,通常由氧化物、金属颗粒和杂质组成。从锡渣中回收锡涉及多种方法,包括火法冶金和湿法冶金工艺。
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锡的回收利用有助于循环经济原则的实现,即通过材料的再利用、翻新和再循环,最大限度地减少浪费,最大限度地提高资源效率。通过将回收锡重新引入供应链,减少了对新开采锡矿的需求,延长了现有资源的寿命,最大限度地减轻了对自然生态系统的压力。
锡的未来趋势和前景
锡在焊接和全球市场中的重要作用毋庸置疑。从其古老的根源到其在现代电子产品中的突出地位,锡在连接我们的世界中继续发挥着至关重要的作用。随着人们对电子产品和可再生技术需求的增加,这种贵金属的重要性也在不断加强。要满足日益增长的需求,同时为子孙后代保留锡的重要价值,就必须采用可持续的做法和回收措施。