2020-09-26
158
Цинк и сплавы на его основе
Цинк – это металл сине-белого цвета, стоящий в таблице Менделеева, под номером 30 и имеет обозначение Zn. Плавится при температуре 419 °С градусов, если же температура кипения 913 °С – начинает превращаться в пар. При температурном обычном режиме, состояние хрупкое, а при ста градусах начинает гнуться. В зависимости от химического состава установлены шесть марок цинка (ГОСТ 3640-47): ЦВ (99,99% цинка), Ц0, Ц1, Ц2, ЦЗ, Ц4 (99,50% цинка). Чистый цинк используется для защиты металлов от коррозии. Основу покрывают тонкой пленкой. Этот процесс называется металлизацией.
Если при комнатной температуре это хрупкий материал, плотность цинка 7130 кг/м3 (˃ плотности стали), который практически не гнётся, то при повышении он легко изгибается и прокатывается в листах на заводах. Если взять более высокий температурный режим – материал приобретает жидкое состояние, а если еще поднять температуру на 400-450 °С градусов, тогда он просто испарится. В этом уникальность – менять своё состояние. Если же подействовать кислотами и щелочами, он может рассыпаться, взорваться, расплавиться.
Цинк — активный металл. При комнатной температуре тускнеет и покрывается слоем оксида цинка. Реагирует с серной кислотой, образуя различные вещества в зависимости от концентрации кислоты. При сильном нагревании вступает в реакции со многими газами: газообразным хлором, фтором, йодом. Не реагирует с азотом, углеродом и водородом.
Одни из главных свойств цинка: хорошая жидкотекучесть, хорошая коррозионная стойкость, стабильность размеров зерна.
Свойства цинка позволяют его применение во многих сферах. В процентном соотношении:
ž Цинкование – до 60%.
ž Медицина – 10%.
ž Различные сплавы, содержащие данный металл 10%.
ž Выпуск шин 10%.
ž Производство красок – 10%.
Очень важна роль цинка в цинк-воздушных аккумуляторах, которые отличаются весьма высокой удельной энергоёмкостью. Они перспективны для пуска двигателей (свинцовый аккумулятор — 55 Вт·ч/кг, цинк-воздух — 220—300 Вт·ч/кг) и для электромобилей (пробег до 900 км).
Для улучшенных свойств металлических изделий, добавляется цинк. Данные сплавы создаются при высоких температурах в специальных печах. Чаще всего производятся сплавы из меди, алюминия. Данные сплавы применяются для производства подшипников, различных втулок, которые применимы в машиностроении, судостроении и авиации.
Сплавы на цинковой основе используют для оформления декора автомобильного салона, в производстве ручек дверей, замков, зеркал и корпусов стеклоочистителей.
В автомобильные покрышки добавляют окись цинка, которая повышает качество резины.
В батарейках, аккумуляторах и других химических источниках тока цинк используется как материал для отрицательного электрода. В производстве электромобилей применяются цинк-воздушные аккумуляторы, которые обладают высокой удельной энергоемкостью.
