Amigos,
Lástima del fundidor de la edad del cobre del año 3000 a.C. Tenía que conseguir que su fuego de leña alcanzara los 1085°C para fundir o fundir el cobre, y a veces no conseguía alcanzar esa temperatura. Incluso cuando lo conseguía, su cobre no fluía bien y era blando.
Pero por aquel entonces soplaban vientos de cambio, las noticias sobre el estaño estaban en el aire. Cuando el estaño se mezcla con cerca de un 90% de cobre, la temperatura de fusión del bronceresultante desciendehasta los 850°C. Este descenso de la temperatura, de más de 200°C, es muy importante. La temperatura más baja no sólo facilitaba la fusión del bronce, sino que éste fluía mejor en los moldes. Además, la resistencia y dureza del bronce es muchas veces superior a la del cobre. En la figura anterior se puede ver que una adición del 10% de estaño al cobre produce un bronce que tiene 3 veces el límite elástico. La Edad de Bronce habíacomenzado. Imagínese la alegría de los primeros herreros al pasar del cobre al bronce, que no sólo era más duro y resistente, sino mucho más fácil de procesar y requería menos madera preciosa en los hornos. En el lado negativo, el estaño era entonces, y sigue siendo, más raro que el cobre, por lo que el coste del bronce es más elevado que el del cobre solo. El bronce de los pobres es el latón (cobre y zinc). Como el zinc es más barato que el cobre, el latón es menos costoso, pero según el gráfico (izquierda), las propiedades del material suelen ser más débiles que las del bronce.
Debido a su mayor resistencia y dureza, el bronce era un material importante para la guerra. Si tenías la misma capacidad de combate que tu enemigo y él tenía una espada y un escudo de bronce que tus armas de cobre, perderías siempre. Así que la fundición y fabricación del bronce fue probablemente un secreto militar de los primeros tiempos.
Un beneficio igualmente importante del estaño es que, al alearlo con plomo, se creó un material de muy baja fusión que se adhería al bronce y a otros metales. Se inventó la soldadura. Aquellos de nosotros que utilizamos la soldadura todos los días a menudo no reconocemos el milagro de la soldadura. Cuando soldamos componentes electrónicos a un circuito impreso, básicamente estamos uniendo cobre con cobre (que se funde a 1085°C) a una temperatura inferior a 250°C. Realizamos esta unión metalúrgica en presencia de un plástico térmicamente delicado. Por lo tanto, sin soldadura, no tendríamos la industria electrónica tal y como existe hoy en día.
El estaño hace todo el "trabajo" en la soldadura. Es el estaño el que forma los intermetálicos Cu6Sn5 y Cu3Sncon el cobre. Los demás elementos de aleación de la soldadura, como el plomo, la plata y el cobre, desempeñan un papel importante en la humectación, la extensión y la resistencia final de la unión, pero sólo el estaño interactúa metalúrgicamente con el cobre.
Así que cuando hoy coja el móvil, teclee en el ordenador o vea la televisión, recuerde que sin el "Milagro de la Soldadura" no podría hacerlo.
Salud,
Dr. Ron
La imagen procede de Askeland's Ciencia e ingeniería de los materiales.
