Ученые близки к разгадке секрета "оловянной чумы"

Превращение, которое наблюдали еще в средневековой Европе в трубах органов в церквях, получило название "оловянной чумы". Суть этого процесса заключается в переходе олова из формы ковкого металла с характерным блеском (белого олова) в его аллотропную модификацию - т.н. серое олово, которое имеет удельный объем на 25,6% выше, чем у белого олова. Переход сопровождается разрушением структуры металла - олово утрачивает пластичность, становится хрупким и вскоре единый кусок металла рассыпается на мелкие чешуйки серого цвета, которые к тому же имеют полупроводниковые свойства.

Переход этот наблюдается при температурах ниже 13,2 градусов Цельсия и требует длительного времени, которое уменьшается при снижении температуры. "Оловянная чума" стала причиной гибели в 1912 г. экспедиции Роберта Скотта на Южный полюс - путешественники потеряли запас керосина из канистр, которые были спаяны оловянным припоем. Некоторые историки указывают на "оловянную чуму" как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 г. - сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.

Изучение стойкости олова при низких температурах актуально и теперь, хотя пуговицы из этого металла уже не делают. Однако олово всё шире используют в качестве компонента припоя при сборке электронных схем, причем олово часто используют почти в чистом виде.

Британские ученые Дэвид Ди Майо (Davide Di Maio) и Крис Хант (Chris Hunt) из Национальной лаборатории физики в Теддингтоне смогли зарегистрировать процесс, который обычно занимает долгие месяцы. Это удалось сделать благодаря добавкам в олово небольшого количества порошка теллурида кадмия, который имеет кристаллическую структуру, аналогичную структуре альфа-олова (серого олова). При охлаждении до -35 C белое олово превратилось в серое за время около 30 часов. Весь процесс был отснят на видео, и теперь ученые получили возможность в деталях наблюдать процесс разрушения олова. Запись показала, что процесс превращения начинается в одной точке, от которой идет распространение своеобразной волны, где происходит переход бета-формы олова в альфа-форму.

Пока трудно сказать, насколько точно можно перенести результаты такого ускоренного превращения на обычные процессы, происходящие в реальных условиях сравнительно небольшого охлаждения различных электронных устройств с оловянной пайкой. Однако у ученых появилась возможность изучать этот процесс, тогда как раньше можно было наблюдать только печальные результаты действия "оловянной чумы", сообщает New Scientist.