低温脆断现象对低熔点金属的影响

液态合金中的锡属于低熔点金属，在低温下表现出脆断特性。这需要从一个历史事件说起［1］，拿破仑是一位军事天才，曾多次创造以少胜多的著名战役。然而，1812年的一场失败改变了他的命运，令人嘘唏的结局中隐含了人类对低熔点金属低温特性的认识。这一年，远征俄罗斯的拿破仑军队，受到寒冷空气的致命打击，部队制服由于采用的都是锡制纽扣，受寒冷气候的作用而发生化学变化成为粉末，许多人因此被活活冻死。

实际上，类似锡制物品事件以后发生过多起［1］。1867年的冬天，俄国彼得堡十分寒冷，达—38℃。海军堆在仓库内的大批锡砖，一夜之间不翼而飞，只留下一堆灰色粉末。无独有偶，数十年之后的1912年，一支来自英国的南极探险队，在探险途中，储藏的煤油不翼而飞，导致探险成员全部被冻死。后经科学家们反复研究发现，其中的奥妙在于盛煤油的铁桶是用锡焊的，在低温下当锡变成粉末时，煤油也就顺着缝隙流出来了。

加拿大化学家潘妮·拉古德认为，锡在低温度下发生变化的特性，正是导致此类事故频繁发生的主要原因［1］。锡是一种银白色金属，在13.2℃以上比较坚硬和稳定，但其耐寒能力差，低温下锡的晶体结构会发生重新排列，原子之间的空隙加大，膨胀造成的内应力会使金属锡碎裂成粉末。通常，银白色的锡金属上首先会出现一些粉状小点，之后小点逐渐蔓延扩大，变成小孔，继而扩大到整个金属，直至全部金属分崩离析，成为煤灰状粉末。(www.xing528.com)

其实，这是现今低温材料发展中最常遇到的问题，即材料的低温脆断效应，也称低温效应。已经清楚的是，温度是影响金属材料和工程结构断裂方式的重要因素之一。许多金属失效的事故均发生在低温下，需要引起重视。