スズペストを起こしたスズ製のメダル スズペスト （錫ペスト、tin pest）は、スズ が低温 における同素変態 によって強度が低下し、徐々に破壊されていく現象のことである。tin disease （スズ病）、tin blight （スズ虫害）、tin leprosy (lèpre d'étain )（スズ癩病）とも呼ばれる。
ヨーロッパでの有害物質制限指令（RoHS ）や、他の地域での同様の規制により、電子機器において従来使われていた鉛 とスズの合金によるはんだ が純粋なスズのはんだ（鉛フリーはんだ ）に置き換えられたことで、スズペストやウィスカー の発生が問題となるようになった[ 1] [ 2]
スズには3つの同素体 があり、純粋なスズは、低温からの加熱によって13.2℃ を超えると、ダイヤモンド立方構造を持つ脆く非金属のαスズ（灰色スズ）から銀色の延性のあるβスズ（白色スズ）に変化する。これを同素変態といい、この温度を変態点という。冷却時には、高い活性化エネルギーのため、変態点では同素変態をしないが、ゲルマニウム （または類似の形状と大きさの結晶構造）の存在、または非常に低い温度によって同素変態しやすくなる。
βスズからαスズへの同素変態により、体積が約27%も大きく増加し、かつ展性が失われるため、機械的な破壊が起こる。中世 ヨーロッパでは、冷涼な気候においてパイプオルガン のパイプがスズペストを起こすことが観察されていた。この現象はスズ製品の1箇所ないし数ヶ所から始まり、やがて製品全体に伝染するように広がるため、ヒトのペスト にちなんでスズペストと呼ばれるようになった[ 3] それ自体が触媒になる ので、同素変態が始まると反応が速くなる。
1910年、イギリスの極地探検家ロバート・スコット は、人類初の南極点 到達を目指していたが、ノルウェーの探検家ロアルド・アムンゼン に敗れた。スコットの探検隊は南極の雪原を徒歩で歩き、事前に運んでおいた食料や灯油の格納場所を目指した。1912年初頭に最初の格納場所に到達したが、スズではんだ付けされた灯油の缶の中身は空だった。この原因はスズペストであると考えられている[ 4]
ナポレオン は1812年 にロシア遠征 を企てて大敗を喫したが、その原因の1つとして、兵士が着けていたスズ製のボタン がスズペストを起こしボロボロと朽ちたことが挙げられることがよくある。これは、「実際に朽ちたボタン」という証拠が残されていないため都市伝説 と見られ、これが大敗の原因とすることはできない[ 5] 真鍮 で作られるのが一般的だった[ 6] [ 4]
いくつかの部隊はスズ製のボタンを持っていたし、ロシアの気温は-40℃以下に達することもある[ 5] ブリキ のボタンが崩壊した事例[ 7] [ 5] [ 8]
ヨーロッパでの有害物質制限指令（RoHS ）や他の地域での同様の規制により、鉛 の使用がほぼ規制され、鉛とスズの合金を使用していた電子機器・電子部品メーカーが純粋なスズを使うようになった。これに伴い、スズペストが問題となるようになった。
例えば、電気・電子部品のリード線 は、純粋なスズでメッキされている。寒冷環境下でメッキが導電性 のないαスズに変化してリードから脱落した後、気温が上昇して再加熱されて導電性のあるβスズに変化すると、ショート して機器の故障の原因となることがある。また、このようなトラブルは、筐体内でスズの粉末状の粒子が移動するため、断続的に発生することがある。
スズペストは、アンチモン やビスマス などの電気陽性度の高い金属や半金属で合金化することで防ぐことができる。
^ Burns, Neil Douglas (Oct 2009), “A Tin Pest Failure”, Journal of Failure Analysis and Prevention 9 (5): 461–465, doi :10.1007/s11668-009-9280-8 , ISSN 1864-1245 ISSN 1547-7029 ^ Tin Pest Control National Physical Laboratory, www.npl.co.uk [リンク切れ ^ Janey Levy Tin , The Rosen Publishing Group, 2009, ISBN 1-4358-5073-4 , page 20
^ a b Adams, Cecil (May 2, 2008). “Did tin disease contribute to Napoleon's defeat in Russia?” . The Straight Dope . http://www.straightdope.com/columns/080509.html 17 August 2010 閲覧。
^ a b c Öhrström, Lars (2013). The Last Alchemist in Paris . Oxford, UK: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-966109-1
^ Emsley, John (1 October 2011). Nature's Building Blocks: an A-Z Guide to the Elements (New ed.). New York, United States: Oxford University Press . p. 552. ISBN 978-0-19-960563-7 . "Only officers had metal buttons, and those were made of brass." ^ Fritsche, Carl (1869). “Ueber eigenthumlich modificirtes Zinn” . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 2 : 112–113. doi :10.1002/cber.18690020156 . https://zenodo.org/record/1424982 . ^ Zamoyski, Adam (2004). Napoleons Fatal March on Moscow . New York, NY: Harper Perennial
