Cinkove zlitine: opis, struktura in lastnosti

Kovine in zlitine so tako tesno vključene v naše življenje, da včasih sploh ne razmišljamo o njih. Tudi v 4-3 tisočletju pr. N. Št. Je bil prvi znanec moškega z nuggets. Od takrat je minilo veliko časa, vsako leto pa se je predelava kovin izboljšala le.

Veliko vlogo pri tem je igrala kovina, kot je cink. Zlitine na osnovi tega se uporabljajo v mnogih panogah. V tem članku bomo razmislili cinkove zlitine in njihova vloga v naših življenjih.

Prehodna kovina

Znano je, da je cink modrikasto bela krhka prehodna kovina. Izvleče jo iz polkroglastih rud. Postopek pridobivanja čistega cinka je precej zapleten in dolgotrajen. Prvič, ruda, ki vsebuje 1-4% cinka, je obogatena s selektivno flotacijo. Ta proces proizvaja koncentrate (55% Zn). Nadalje je treba pridobiti cinkov oksid. Da bi to naredili, v pečeh v fluidiziranem sloju nastanejo koncentrati, ki nastanejo. Samo iz cinkovega oksida je mogoče dobiti to kovino v svoji čisti obliki in za to obstajata dve metodi.

Pridobivanje cinka

Prva - elektrolitska, temelji na obdelavi cinkovega oksida z žveplovo kislino. Kot rezultat te reakcije nastane sulfatna raztopina, ki se očisti iz nečistot in se izpostavlja elektrolizi. Na aluminijastih katodah se deponira cink, ki se nato raztopi v indukcijskih pečeh. Čistost cinka, dobljena na ta način, je okoli 99,95%.

Druga metoda, najstarejša je destilacija. Koncentrati se segrejejo na zelo visoko temperaturo (okoli 1000 ° C), izpustijo paro cinka, ki se s kondenzacijo usede na glinenih posodah. Toda ta metoda ne daje tako čistosti kot prvi. Nastala hlapa vsebuje približno 3% različnih nečistoč, vključno s tako dragocenim elementom kot kadmij. Zato nadaljnji Zn očistimo z ločevanjem. Pri temperaturi 500 ° C se za nekaj časa brani in pridobi čistost 98%. Za nadaljnjo proizvodnjo zlitin je to dovolj, ker je cink še vedno legiran z istimi elementi. Če to ni dovolj, se uporabi rektifikacija in dobimo cink s čistostjo 99,995%. Tako obe metodi omogočata cink z visoko čistostjo.

Ne-redki kovinski par

Praviloma je svinec prisoten v sestavi cinkove zlitine kot nečistota. V naravi se ta neločljivi par kovin pojavlja precej pogosto. Pravzaprav velika vsebnost svinca v zlitini cinka zmanjša njegove fizikalne lastnosti, kar povzroča nagnjenost k intergranularni koroziji, če njegova vsebnost presega 0,007%. Najpogosteje sta svinec in cink skupaj v kositra bron in medenina.

Če govorimo o eutektiki teh dveh elementov, je pomembno opozoriti, da do temperature 800 ° C ne mešajo drug z drugim in predstavljajo dve različni tekočini. S hitrim hlajenjem pride do enakomerne porazdelitve Pb v obliki zaokroženih vključkov vzdolž meja zrn. Cink-svinčeva zlitina se uporablja za tiskanje klišeja zaradi dejstva, da se zelo hitro raztopi v kislini. Najpogosteje se primarne nečistoče odstranijo iz cinka s postopkom destilacije.

Legura bakra s cinkom

Medenina je zlitina, znana že pred našo dobo. V tistih časih cink še ni bil odkrit, vendar je bila ruda dovolj široka. Prej smo pridobili medenino s spajanjem smithsonita (cinkove rude) in bakra. Šele v 18. stoletju je bila ta zlitina prvič izdelana z uporabo kovinskega cinka.

Danes obstaja več vrst medenine: enofazni in dvofazni. Prvi vsebujejo približno 35% cinka, drugi pa 50% in 4% svinca. Enofazna medenina je zelo plastična, medtem ko je drugi tip krhka in trda. Po preučitvi faznega diagrama teh dveh elementov lahko sklepamo, da tvorijo niz faz elektronske oblike: beta-, gama-, epsilon-. Zanimiva raznolikost medenine je tombak. Vsebuje kar 10% cinka in zaradi tega ima zelo visoko plastičnost. Tompak se uspešno uporablja za oblaganje jekla in pridobivanje bimetalov. Včasih se uporablja za izdelavo kovancev in imitira zlato.

Cink in jeklo

Skoraj v vsaki hiši najdete pocinkane stvari: vedra, ponve, vrele itd. Vsi so zanesljivo zaščiteni pred rjo zaradi cinka. Figurativno gledano, seveda je odlaganje te kovine uporabljeno za jeklo in glede na logiko stvari ne govorimo o zlitini. Po drugi strani pa, če veste, kako se pojavi pocinkanje, lahko rečete nasprotno. Dejstvo je, da se cink topi pri zelo nizki temperaturi (okoli 400 ° C), in ko pride do jeklene površine v tekočem stanju, se razprši v to.

Atomi obeh snovi se zelo tesno povezujejo in tvorijo zlitino železa in cinka. Iz tega razloga lahko varno rečemo, da Zn ni "položen" na izdelek, temveč "vgrajen" vanj. To je mogoče opaziti v običajnih razmerah v gospodinjstvu. Na primer, na pocinkani vedri je praska. Ali se na tem mestu zaustavi? Odgovor je nedvoumen - ne. To je zato, ker pri vstopu vlage nastanejo cinkove spojine, ampak tvorijo nekakšno zaščito jekla. Torej, v večini primerov so takšne cinkovih zlitin namenjeni zaščiti izdelkov pred korozijo. Seveda lahko za te namene uporabite tudi druge snovi, kot so krom ali nikelj, vendar bodo stroški teh izdelkov veliko večji.

Kositer in cink

Ta zlitina ni nič manj priljubljena od drugih, kar smo že upoštevali. V letih 1917-1918 v Bolgariji je bila široko uporabljena za izdelavo posebnih posod, ki so dolgo hranili toplo tekočino (analogi sodobnih termoz). Danes je cink-kositra zlitine široko uporabljajo v radijski in električni industriji. To je posledica dejstva, da je sestava z 20% vsebnostjo Zn zelo dobro spajkana in poliranje sedimenta traja dlje časa.

Seveda, kot antikorozivni premaz, lahko uporabimo to zlitino. Po svojih značilnostih je zelo podoben kadmijevemu premazu, vendar je cenejši.

Lastnosti cinkove zlitine

Seveda se vse kompozicije s to kovino med seboj razlikujejo po vsebnosti v odstotkih. Na splošno imajo cinkovih zlitin dobre vlive in mehanske lastnosti. Prva in najpomembnejša je odpornost na korozijo. Predvsem se manifestira v atmosferi suhega čistega zraka. Možne pojave korozije lahko vidimo v industrijskih mestih. To je posledica prisotnosti hlapov klorovodikove kisline, klora in žveplovih oksidov v zraku, ki zaradi kondenzirane z vlago otežujejo oblikovanje zaščitnega filma. Bakrov-kositer-cink - zlitina, za katero so značilne visoke zaščitne lastnosti. Ta sestava je najmanj dovzetna za korozijo, zlasti v razmerah industrijske atmosfere. Če govorimo o lastnostih litja cinka, potem so seveda odvisni od legirnih elementov v svojih zlitinah.

Tako na primer aluminij naredi njihovo strukturo homogeno, drobnozrnato, obogati, zmanjša negativni učinek železa. Drug pomemben zlitinski element je baker. Poveča močne lastnosti in zmanjša interkristalno korozijo. Zlitina bakra in cinka ima visoko moč udarca, hkrati pa delno izgubi lastne lastnosti.

Uporaba cinka in njegovih zlitin

Dejansko so podrobnosti o cinkovih zlitinah v našem času precej pogoste. Kljub dejstvu, da plastika prestavlja kovinske izdelke, jih v nekaterih primerih ni mogoče izogniti. Na primer, avtomobilska industrija je industrija, ki ne more storiti brez cinkovih zlitin. Filtri, sedimentacijski rezervoarji, uplinjači in ohišja bencinskih črpalk, ohišja koles, dušilci zvoka - vse to in drugo se izdelujejo z uporabo spojin tega kemičnega elementa.

Ker imajo cinkovih zlitin dobre vlivne lastnosti, so oblikovani s kompleksnimi detajli različnih oblik z najmanjšo debelino stene. Gradnja - še eno področje, v katerem ne morete storiti brez teh zlitin. Cink valjani izdelki se uporabljajo za proizvodnjo streh, cevi in ​​žlebov. Kljub temu, da obstaja tendenca zmanjšanja proizvodnje cinkovih zlitin, zaradi svoje relativne poceni in mehanskih lastnosti materiala ni mogoče opustiti svoje proizvodnje.