Slitiny zinku: popis, struktura a vlastnosti

Kovy a slitiny jsou tak těsně začleněny do našich životů, že někdy o nich ani nemyslíme. Dokonce iv 4-3 tisíciletí př.nl byl první známý člověk s nugetami. Od té doby uplynulo spousta času a každý rok se zpracování kovu zlepšilo.

Velkou roli v tom hrála kov, jako je zinek. Slitiny, které jsou na něm založeny, se používají v mnoha odvětvích. V tomto článku budeme zvažovat slitiny zinku a jejich roli v našem životě.

Přechodový kov

Je známo, že zinek je modro-bílý křehký přechodový kov. Vyrábí se z polokovových rud. Proces získání čistého zinku je poměrně složitý a časově náročný. Především je ruda obsahující 1-4% zinku obohacena selektivní flotací. Tento proces produkuje koncentráty (55% Zn). Dále je nutné získat oxid zinečnatý. K tomu se v pecích ve fluidním loži spálí výsledné koncentráty. Pouze z oxidu zinečnatého je možné získat tento kov v jeho čisté formě, a proto existují dva způsoby.

Získání zinku

První - elektrolytický je založen na zpracování oxidu zinečnatého kyselinou sírovou. Výsledkem této reakce je vytvoření roztoku síranu, který se čistí z nečistot a podrobí se elektrolýze. Na hliníkových katodách se nanáší zinek, který se pak roztaví v indukčních pecích. Takto získaná čistota zinku je asi 99,95%.

Druhá metoda, nejstarší je destilační. Koncentráty se zahřívají na velmi vysokou teplotu (zhruba 1000 ° C), uvolňují se páry zinku, které se kondenzací usazují na hliněných nádobách. Ale tato metoda nedává takovou čistotu jako první. Výsledná para obsahuje asi 3% různých nečistot, včetně takového cenného prvku, jako je kadmium. Proto je další Zn purifikován segregací. Při teplotě 500 ° C se chrání na chvíli a získá se čistota 98%. Pro další výrobu slitin to stačí, protože zinek je stále ještě legován těmito prvky. Pokud to nestačí, použije se rektifikace a získá se zinek o čistotě 99,995%. Obě metody tedy umožňují získat zinek s vysokou čistotou.

Nerovný kovový pár

Olovo je zpravidla přítomno ve složení slitin zinku jako nečistoty. V přírodě se tato neoddělitelná dvojice kovů vyskytuje poměrně často. Ve skutečnosti však velký obsah olova v slitině zinku degraduje své fyzikální vlastnosti, což vytváří tendenci k intergranulární korozi, jestliže její obsah přesahuje 0,007%. Nejčastěji se olovo a zinek nacházejí společně v cínových bronzů a mosazi.

Když už mluvíme o eutektické směsi těchto dvou prvků, to je důležité si uvědomit, že ne míchat na teplotu 800 ° C, a každá představuje dvě různé tekutiny. Při rychlém chlazení dochází k rovnoměrnému rozdělení Pb ve formě zaoblených inkluzí podél hranic zrn. Zliatina zinku a olova se používá k vytváření tisku klišé kvůli tomu, že se velmi rychle rozpouští v kyselině. Nejčastěji se nečistoty olova odstraňují zinkem destilačním procesem.

Slitina mědi se zinkem

Mosaz je slitina známá ještě před naší dobou. V těch dnech nebyl zinek ještě objeven, ale ruda byla použita dostatečně široce. Dříve byla mosaz získána tavením smithsonitu (zinková ruda) a mědi. Pouze ve století XVIII poprvé byla tato slitina vyrobena za použití kovového zinku.

V současné době existuje několik typů mosazi: jednofázové a dvoufázové. První obsahuje asi 35% zinku a druhý obsahuje 50% a 4% olova. Jednofázová mosaz je velmi plastová, druhá je křehká a tvrdá. Po prozkoumání fázového diagramu těchto dvou prvků lze konstatovat, že tvoří řadu fází elektronické podoby: beta-, gama-, epsilon-. Zajímavou rozmanitostí mosazi je tombak. Obsahuje jen 10% zinku a díky tomu má velmi vysokou plasticitu. Tompak se úspěšně používá pro obkládání ocelí a získávání bimetalů. To bylo používáno k vytváření mincí a napodobování zlata.

Zinek a ocel

Téměř každý dům najdete pozinkované věci :. vědra, hrnce, trávení, atd. Všechny z nich jsou chráněny proti korozi díky zinku. Obrazně řečeno, samozřejmě aplikován na ocelový pokovení kovů, a logicky se nejedná o slitiny. Na druhou stranu, protože věděl, jak galvanizační může zvrátit nárok. Skutečnost, že zinek se taví při velmi nízké teplotě (asi 400 ° C), a je-li v kapalném stavu dosáhne povrchu oceli difunduje do něj.

Atomy obou látek se váží velmi těsně a tvoří slitinu železa a zinku. Z tohoto důvodu můžeme bezpečně říci, že Zn není "položen" na výrobku, ale v něm je "vložen". To lze pozorovat v normální situaci v domácnosti. Například na pozinkovaném kbelíku je poškrábání. Začne to na tomto místě hrdlem? Odpověď je jednoznačná - ne. Je to proto, že když dojde k vlhkosti, začnou se zničit sloučeniny zinku, ale tvoří takovou ochranu oceli. Takže ve většině případů jsou takové slitiny zinku navrženy tak, aby chrání výrobky před korozí. Samozřejmě pro tyto účely můžete použít jiné látky, jako je například chrom nebo nikl, avšak náklady na tyto produkty budou mnohonásobně vyšší.

Cín a zinek

Tato slitina není o nic méně populární než ostatní, kterou jsme již uvažovali. V letech 1917-1918 v Bulharsku byl široce používán k výrobě speciálních nádob, které dlouho držely teplou tekutinu (analogy moderních termóz). V současné době je zinek-cínová slitina široce používána v průmyslu rozhlasu a elektrotechniky. To je způsobeno skutečností, že složení s 20% obsahem Zn je velmi dobře pájeno a leštění sedimentu trvá dlouhou dobu.

Samozřejmě, jako antikorozní povlak lze tuto slitinu také použít. Ve svých vlastnostech je velmi podobný kadmiovému povlaku, ale je levnější.

Vlastnosti slitin zinku

Samozřejmě, všechny skladby s tímto kovem se mezi sebou liší svým procentním obsahem. Obecně platí, že slitiny zinku mají dobré odlitky a mechanické vlastnosti. První a nejdůležitější je odolnost proti korozi. Nejvíce se projevuje v atmosféře suchého čistého vzduchu. V průmyslových městech lze pozorovat možné projevy korozi. To je způsobeno přítomností výparů oxidů kyseliny chlorovodíkové, chloru a síry ve vzduchu, které kondenzují vlhkostí a ztěžují tvorbu ochranného filmu. Měď - cín - zinek - slitina vyznačující se vysokými ochrannými vlastnostmi. Tato kompozice je nejméně náchylná k korozi, zejména v podmínkách průmyslové atmosféry. Pokud mluvíme o vlastnostech zinku, pak samozřejmě závisí na slitinových prvcích v jejich slitinách.

Takže například hliník dělá svou strukturu homogenní, jemně zrnitou, zušlechťuje ji, snižuje negativní účinek železa. Dalším důležitým slitinovým prvkem je měď. Zvyšuje pevnostní vlastnosti a snižuje mezikrystalickou korozi. Slitina mědi a zinku má vysokou rázovou houževnatost, ale zároveň částečně ztrácí slévární vlastnosti.

Aplikace zinku a jeho slitin

Ve skutečnosti, jejich části a slitin zinku jsou zcela běžné v naší době. Navzdory tomu, že plast nahrazuje kovové výrobky, neobejde se bez nich v určitých případech. Například v automobilovém průmyslu - průmysl, který se neobejde bez slitin zinku. Filtry, čeřiče, bytové karburátory a palivových čerpadel, podběhy kryty, šály - to vše a ještě mnohem více se vyrábí za použití sloučenin podle tohoto chemického prvku.

Vzhledem k tomu, že slitiny zinku mají dobré odlévací vlastnosti, jsou lisovány složitými detaily různých tvarů s minimální tloušťkou stěny. Stavba - další oblast, ve které nemůžete bez těchto slitin dosáhnout. Zinkové válcované výrobky se používají pro výrobu střešních krytin, potrubí a žlabů. Navzdory skutečnosti, že existuje tendence snižovat výrobu slitin zinku, není možné jejich výrobu opustit kvůli relativní nízké a mechanické vlastnosti materiálu.