Metaller og legeringer har kommet så nært inn i livene våre at noen ganger tenker vi ikke engang på dem. Så tidlig som i 4-3 årtusener f. Kr. fant menneskets første bekjentskap med nuggets sted. Det har gått mye tid siden den gang, og metallbehandlingen har bare blitt bedre for hvert år.
Sink spilte en stor rolle i dette. Legeringer basert på det brukes i mange bransjer. I denne artikkelen skal vi se på sinklegeringer og deres rolle i livene våre.
Transition metal
Sink er kjent for å være et blåhvitt sprøtt overgangsmetall. Det utvinnes fra halvmetalliske malmer. Prosessen med å oppnå ren sink er ganske kompleks og tidkrevende. For det første anrikes malm som inneholder fra 1-4 % sink ved selektiv flotasjon. Gjennom denne prosessen oppnås konsentrater (55 % Zn). Deretter må du få sinkoksid. For dette blir de resulterende konsentratene kalsinert i ovner i et fluidisert sjikt. Kun frasinkoksid, du kan få dette metallet i sin rene form, og det er to måter å gjøre dette på.
Få sink
Den første er elektrolytisk, basert på behandling av sinkoksid med svovelsyre. Som et resultat av denne reaksjonen dannes en sulfatløsning, som renses fra urenheter og utsettes for elektrolyse. Sink avsettes på aluminiumskatoder, som deretter smeltes i induksjonsovner. Renheten til sink oppnådd på denne måten er ca. 99,95%.
Den andre metoden, den eldste, er destillasjon. Konsentratene varmes opp til en veldig høy temperatur (ca. 1000 ° C), sinkdamper frigjøres, som ved kondens legger seg på leirekar. Men denne metoden gir ikke en slik renhet som den første. Den resulterende dampen inneholder omtrent 3% av forskjellige urenheter, inkludert et så verdifullt element som kadmium. Derfor blir Zn ytterligere renset ved segregering. Ved en temperatur på 500°C forsvares den i noen tid og en renhet på 98 % oppnås. For videre produksjon av legeringer er dette nok, for da legeres fortsatt sink med de samme grunnstoffene. Dersom dette ikke er nok brukes rektifisering og man får sink med en renhet på 99,995 %. Begge metodene gjør det mulig å oppnå sink med høy renhet.
Et uatskillelig metallpar
Bly er vanligvis tilstede i sinklegeringer som en urenhet. I naturen finnes dette uatskillelige metallparet ganske ofte. Men faktisk, et høyt blyinnhold i en sinklegering forringer dens fysiske egenskaper, og skaper en tendens til intergranulær korrosjon hvis det erinnhold overstiger 0,007 %. Bly og sink finnes oftest sammen i tinnbronse og messing.
Hvis vi snakker om eutektikken til disse to grunnstoffene, er det viktig å merke seg at opp til en temperatur på 800°C blandes de ikke med hverandre og representerer to forskjellige væsker. Ved hurtig avkjøling oppstår en jevn fordeling av Pb i form av avrundede inneslutninger langs korngrensene. Sink-blylegering brukes til å lage trykkplater på grunn av at den løses opp veldig raskt i syre. Oftest fjernes blyurenheter fra sink ved hjelp av en destillasjonsmetode.
Kobbersinklegering
Messing er en legering kjent allerede før vår tidsregning. På den tiden var sink ennå ikke oppdaget, men malmen ble mye brukt. Tidligere ble messing oppnådd ved å legere smithsonitt (sinkmalm) og kobber. Det var først på 1700-tallet at denne legeringen først ble laget med metallisk sink.
I vår tid finnes det flere varianter av messing: enfase og tofase. Førstnevnte inneholder ca. 35 % sink, mens sistnevnte inneholder 50 % og 4 % bly. Enfase messing er veldig duktil, mens den andre varianten er preget av sprøhet og hardhet. Etter å ha vurdert tilstandsdiagrammet for disse to elementene, kan vi konkludere med at de danner en serie elektroniske faser: β, γ, ε. Et interessant utvalg av messing er tompak. Den inneholder kun opptil 10 % sink og har på grunn av dette en meget høy duktilitet. Tompak er vellykket brukt til stålkledning og bimetallproduksjon. før hambrukes til å lage mynter og imitert gull.
Sink og stål
Nesten i alle hjem kan du finne galvaniserte ting: bøtter, gryter, kokende vann osv. Alle er pålitelig beskyttet mot rust takket være sink. Figurativt sett er selvfølgelig stål belagt med dette metallet, og logisk sett snakker vi ikke om en legering. På den annen side, å vite hvordan galvanisering skjer, kan det motsatte argumenteres. Faktum er at sink smelter ved en veldig lav temperatur (ca. 400 ° C), og når den kommer inn i ståloverflaten i flytende tilstand, diffunderer den inn i den.
Atomene til begge stoffene er veldig tett bundet sammen, og danner en jern-sinklegering. Av denne grunn kan vi trygt si at Zn ikke er "lagt" på produktet, men "innebygd" i det. Dette kan observeres i en normal husholdningssituasjon. For eksempel dukker det opp en ripe på en galvanisert bøtte. Begynner det å ruste her? Svaret er entydig - nei. Dette er fordi når fuktighet kommer inn, begynner sinkforbindelser å brytes ned, men de danner samtidig en slags beskyttelse for stål. Så i de fleste tilfeller er slike sinklegeringer designet for å beskytte produkter mot korrosjon. Selvfølgelig kan andre stoffer, som krom eller nikkel, også brukes til disse formålene, men kostnadene for disse produktene vil være mange ganger høyere.
Tinn og sink
Denne legeringen er ikke mindre populær enn de andre vi allerede har anmeldt. I 1917-1918 i Bulgaria ble det mye brukt til å lage spesielle kar som holdt varm væske i lang tid.(analoger av moderne termoser). I dag er sink-tinnlegering svært mye brukt i radio- og elektrisk industri. Dette skyldes det faktum at sammensetningen med et Zn-innhold på 20 % er loddet veldig godt, og avleiringspoleringen opprettholdes i lang tid.
Selvfølgelig, som et anti-korrosjonsbelegg kan denne legeringen også brukes. Egenskapene ligner veldig på kadmiumbelegg, men er samtidig rimeligere.
Egenskaper til sinklegeringer
Selvfølgelig skiller alle komposisjoner med dette metallet seg fra hverandre i prosentandel. Generelt har sinklegeringer gode støpe- og mekaniske egenskaper. Først og fremst er korrosjonsbestandighet. Mest av alt manifesterer det seg i en atmosfære av tørr ren luft. Mulige manifestasjoner av korrosjon kan sees i industribyer. Dette skyldes tilstedeværelsen av s altsyredamper, klor og svoveloksider i luften, som kondenserer med fuktighet og gjør det vanskelig å danne en beskyttende film. Kobber-tinn-sink er en legering som er preget av høye beskyttende egenskaper. Det er denne sammensetningen som er minst utsatt for korrosjon, spesielt i en industriell atmosfære. Hvis vi snakker om støpeegenskapene til sink, så er de selvfølgelig avhengige av legeringselementene i dens legeringer.
Så for eksempel aluminium gjør strukturen deres homogen, finkornet, foredler den, reduserer den negative effekten av jern. Et annet viktig legeringselement er kobber. Det øker styrken og redusererinterkrystallinsk korrosjon. Kobber-sinklegeringen har høy slagfasthet, men mister samtidig delvis sine støpeegenskaper.
Anvendelsesområder for sink og dets legeringer
Faktisk er deler laget av sinklegeringer ganske vanlige i vår tid. Til tross for at plast erstatter metallprodukter, kan de i noen tilfeller ikke unnlates. For eksempel er bilindustrien en industri som ikke klarer seg uten sinklegeringer. Filtre, sumper, forgasser- og drivstoffpumpehus, hjuldeksler, lyddempere - alt dette og mye mer er laget ved hjelp av forbindelser av dette kjemiske elementet.
På grunn av at sinklegeringer har gode støpeegenskaper, støpes komplekse deler av ulike former av dem med minimum veggtykkelse. Konstruksjon er et annet område der disse legeringene er uunnværlige. Valset sink brukes til taktekking, rør og takrenner. Til tross for at det er en tendens til å redusere produksjonen av sinklegeringer, er det ikke mulig å forlate produksjonen på grunn av materialets relative billighet og mekaniske egenskaper.
