Pessoal,
Readers may remember that I have had an interest in tin pest for some time. Tin pest can occur if nearly-pure tin is exposed to cold temperatures (<13.2oC) for long periods of time. At the end of this post, I provide a short summary of the tin pest phenomenon. See this striking time lapse video of tin pest forming; I assume the time period is over many months.
O motivo desta publicação é que uma estudiosa da Idade Média, Beata Lipińska, da Polónia, está a estudar a «peste do estanho» e os seus efeitos na cultura medieval, nomeadamente nos tubos dos órgãos de igreja. Ela contactou-me para saber se eu a poderia ajudar a encontrar artigos que abordem a «peste do estanho» de um ponto de vista ahistórico. Se os leitores tiverem alguma referência que possa ajudar a Beata, por favor contactem-na diretamente através do endereço [email protected].
Figura 1. Formas de corrosão do estanho numa liga de Sn 0,05 Cu proveniente de Plumbridge. Consulte o artigo referido abaixo.
O QUE É O ESTANHO?
O estanho é um metal alotrópico, o que significa que apresenta diferentes estruturas cristalinas em função das condições de temperatura e pressão. O estanho tem duas formas alotrópicas. O estanho beta «normal» ou branco tem uma estrutura cristalina tetragonal estável, com uma densidade de 7,31 g/cm³. Ao arrefecerabaixo dos 13,2 °C, o estanho beta transforma-se lentamente em estanho alfa. O estanho «cinzento» ou alfa tem uma estrutura cúbica e uma densidade de apenas 5,77 g/cm³. O estanho alfa é também um semicondutor, não um metal. A expansão do estanho da forma branca para a cinzenta faz com que a maioria dos objetos de estanho se desfaça.
A conversão macro do estanho branco em cinzento demora cerca de 18 meses. A fotografia, que é provavelmente a imagem moderna mais famosa da «praga do estanho», mostra o fenómeno com bastante clareza.
This photo is titled "The Formation of Beta-Tin into Alpha-Tin in Sn-0.5Cu at T <10oC" and is referenced from a paper by Y. Karlya, C. Gagg, andW.J.Plumbridge, "Tin pest in lead-free solders", inSoldering and Surface Mount Technology, 13/1 [2000] 39-40.
Este fenómeno é conhecido há séculos e existem muitas histórias interessantes, provavelmente apócrifas, sobre a «praga do estanho». Talvez a mais famosa delas seja a dos botões de estanho dos casacos dos soldados de Napoleão, que se desintegraram devido à «praga do estanho» durante a sua retirada de Moscovo. Outra anedota comum durante a Idade Média era a de que Satanás era o responsável pelo deteriorar-se dos tubos de estanho dos órgãos nas igrejas do norte da Europa, uma vez que a «praga do estanho» muitas vezes dá a impressão de que o estanho ficou «doente».
Inicialmente, a praga do estanho era chamada de «doença do estanho» ou «peste do estanho». Creio que o nome «praga do estanho» tenha vindo da tradução alemã da palavra «peste» (ou seja, em alemão, «peste» é «pest»).
Para a maioria das pessoas com algum conhecimento sobre materiais, a conversão do estanho beta em estanho alfa a temperaturas mais baixas parece contrária ao senso comum. Normalmente, os materiais encolhem a temperaturas mais baixas; não se expandem. Embora pareça que o mecanismo ainda não seja totalmente compreendido, é provável que se deva ao facto de o estanho alfa cinzento ter uma entropia inferior à do estanho beta branco. Com a remoção de calor a temperaturas mais baixas, um estado de menor entropia seria provavelmente mais estável.
Uma vez que a conversão em estanho cinzento requer expansão, a «praga do estanho» surge normalmente numa aresta, num canto ou numa superfície. A formação inicial pode demorar dezenas de meses, mas, uma vez iniciada, a conversão pode ser rápida, causando falhas estruturais no espaço de alguns meses.
Although tin pest can form at <13.2oC, most researchers believe that the kinetics are very sluggish at this temperature. There seems to be general agreement in the literature that the maximum rate of tin pest formation occurs at -30 to -40oC.
Saúde,
Dr. Ron
