Metalai ir lydiniai taip arti mūsų gyvenime, kad kartais apie juos net nesusimąstome. Jau 4-3 tūkstantmečiais prieš mūsų erą įvyko pirmoji žmogaus pažintis su grynuoliais. Nuo to laiko praėjo daug laiko ir kiekvienais metais metalo apdirbimas tik tobulėjo.
Cinkas čia suvaidino didelį vaidmenį. Jo pagrindu pagaminti lydiniai naudojami daugelyje pramonės šakų. Šiame straipsnyje apžvelgsime cinko lydinius ir jų vaidmenį mūsų gyvenime.
Pereinamojo laikotarpio metalas
Cinkas yra žinomas kaip melsvai b altas trapus pereinamasis metalas. Jis kasamas iš pusiau metalinių rūdų. Gryno cinko gavimo procesas yra gana sudėtingas ir daug laiko reikalaujantis. Visų pirma, rūda, kurioje yra 1-4% cinko, yra sodrinama selektyvios flotacijos būdu. Šio proceso metu gaunami koncentratai (55 % Zn). Kitas, jums reikia gauti cinko oksidą. Tam gauti koncentratai kaitinami krosnyse verdančiojoje sluoksnyje. Tik nuocinko oksido, galite gauti šio metalo gryno pavidalo, ir yra du būdai tai padaryti.
Cinko gavimas
Pirmasis yra elektrolitinis, pagrįstas cinko oksido apdorojimu sieros rūgštimi. Dėl šios reakcijos susidaro sulfato tirpalas, kuris išvalomas nuo priemaišų ir elektrolizuojamas. Cinkas nusodinamas ant aliuminio katodų, kuris vėliau išlydomas indukcinėse krosnyse. Taip gauto cinko grynumas yra apie 99,95%.
Antrasis metodas, seniausias, yra distiliavimas. Koncentratai kaitinami iki labai aukštos temperatūros (apie 1000 °C), išsiskiria cinko garai, kurie kondensuojantis nusėda ant molinių indų. Tačiau šis metodas nesuteikia tokio grynumo kaip pirmasis. Gautuose garuose yra apie 3% įvairių priemaišų, įskaitant tokį vertingą elementą kaip kadmis. Todėl Zn toliau valomas segregacijos būdu. Esant 500°C temperatūrai jis kurį laiką išlaikomas ir gaunamas 98 % grynumas. Tolimesnei lydinių gamybai to pakanka, nes tada cinkas vis tiek legiruojamas su tais pačiais elementais. Jei to nepakanka, naudojama rektifikacija ir gaunamas 99,995% grynumo cinkas. Taigi abu metodai leidžia gauti labai gryną cinką.
Neatskiriama metalų pora
Paprastai švinas yra cinko lydiniuose kaip priemaiša. Gamtoje ši neatskiriama metalų pora sutinkama gana dažnai. Tačiau iš tikrųjų didelis švino kiekis cinko lydinyje pablogina jo fizines savybes, todėl atsiranda polinkis į tarpkristalinę koroziją.kiekis viršija 0,007%. Švinas ir cinkas dažniausiai randami kartu su alavo bronza ir žalvariu.
Jei kalbame apie šių dviejų elementų eutektiką, svarbu pažymėti, kad iki 800°C temperatūros jie nesimaišo vienas su kitu ir yra du skirtingi skysčiai. Greito aušinimo metu Pb tolygiai pasiskirsto apvalių inkliuzų pavidalu išilgai grūdelių ribų. Cinko ir švino lydinys naudojamas spausdinimo plokštėms gaminti dėl to, kad jis labai greitai tirpsta rūgštyje. Dažniausiai švino priemaišos iš cinko pašalinamos distiliavimo metodu.
Vario cinko lydinys
Žalvaris yra lydinys, žinomas dar prieš mūsų erą. Tuo metu cinkas dar nebuvo atrastas, tačiau rūda buvo plačiai naudojama. Anksčiau žalvaris buvo gaunamas legiruojant smitsonitą (cinko rūdą) ir varį. Tik XVIII amžiuje šis lydinys pirmą kartą buvo pagamintas naudojant metalinį cinką.
Mūsų laikais yra keletas žalvario atmainų: vienfazis ir dvifazis. Pirmuosiuose yra apie 35% cinko, o antruosiuose - 50% ir 4% švino. Vienfazis žalvaris yra labai plastiškas, o antrajai veislei būdingas trapumas ir kietumas. Atsižvelgdami į šių dviejų elementų būsenos diagramą, galime daryti išvadą, kad jie sudaro elektroninių fazių seką: β, γ, ε. Įdomi žalvario atmaina yra tompakas. Jame yra tik iki 10% cinko, todėl jis yra labai plastiškas. Tompak sėkmingai naudojamas plieno apdailai ir bimetalo gamybai. prieš jįnaudojamas monetoms ir aukso imitacijai gaminti.
Cinkas ir plienas
Beveik kiekvienuose namuose galite rasti cinkuotų daiktų: kibirų, puodų, verdančio vandens ir kt. Visi jie yra patikimai apsaugoti nuo rūdžių cinko dėka. Vaizdžiai tariant, žinoma, šiuo metalu yra padengtas plienas, ir logiška, kad mes nekalbame apie lydinį. Kita vertus, žinant, kaip vyksta galvanizavimas, galima ginčytis priešingai. Faktas yra tas, kad cinkas lydosi labai žemoje temperatūroje (apie 400 ° C), o patekęs į plieno paviršių skystoje būsenoje, jis pasklinda į jį.
Abiejų medžiagų atomai yra labai glaudžiai tarpusavyje sujungti, sudarydami geležies ir cinko lydinį. Dėl šios priežasties galime drąsiai teigti, kad Zn ant gaminio nėra „paguldytas“, o „įdėtas“į jį. Tai galima pastebėti įprastoje buityje. Pavyzdžiui, ant cinkuoto kibiro atsiranda įbrėžimas. Ar čia pradeda rūdyti? Atsakymas vienareikšmis – ne. Taip yra todėl, kad patekus drėgmei, cinko junginiai pradeda irti, tačiau kartu jie sudaro tam tikrą plieno apsaugą. Taigi dažniausiai tokie cinko lydiniai yra skirti apsaugoti gaminius nuo korozijos. Žinoma, šiems tikslams gali būti naudojamos ir kitos medžiagos, pavyzdžiui, chromas ar nikelis, tačiau šių produktų kaina bus daug kartų didesnė.
Alavas ir cinkas
Šis lydinys yra ne mažiau populiarus nei kiti, kuriuos jau apžvelgėme. 1917-1918 metais Bulgarijoje jis buvo plačiai naudojamas gaminant specialius indus, kuriuose ilgą laiką buvo laikomas šiltas skystis.(šiuolaikinių termosų analogai). Šiais laikais cinko ir alavo lydinys labai plačiai naudojamas radijo ir elektros pramonėje. Taip yra dėl to, kad kompozicija, kurioje Zn yra 20 %, yra labai gerai lituojama, o nuosėdų poliravimas išlieka ilgą laiką.
Žinoma, šis lydinys taip pat gali būti naudojamas kaip antikorozinė danga. Jo charakteristikos labai panašios į kadmio dangą, bet tuo pat metu pigesnės.
Cinko lydinių savybės
Žinoma, visos kompozicijos su šiuo metalu skiriasi viena nuo kitos procentais. Apskritai cinko lydiniai turi geras liejimo ir mechanines savybes. Visų pirma, tai yra atsparumas korozijai. Labiausiai tai pasireiškia sauso švaraus oro atmosferoje. Pramoniniuose miestuose galima pastebėti galimų korozijos apraiškų. Taip yra dėl to, kad ore yra druskos rūgšties garų, chloro ir sieros oksidų, kurie, kondensuodamiesi su drėgme, apsunkina apsauginės plėvelės susidarymą. Vario-alavo-cinko lydinys, pasižymintis aukštomis apsauginėmis savybėmis. Būtent ši kompozicija yra mažiausiai jautri korozijai, ypač pramoninėje atmosferoje. Jei kalbėsime apie cinko liejimo savybes, tai, žinoma, jos priklauso nuo jo lydiniuose esančių legiruojamųjų elementų.
Taigi, pavyzdžiui, aliuminis jų struktūrą padaro vienalytę, smulkiagrūdę, ją pagyvina, sumažina neigiamą geležies poveikį. Kitas svarbus legiravimo elementas yra varis. Tai padidina jėgą ir sumažinatarpkristalinė korozija. Vario ir cinko lydinys pasižymi dideliu atsparumu smūgiams, tačiau tuo pat metu iš dalies praranda savo liejimo savybes.
Cinko ir jo lydinių taikymo sritys
Iš tiesų, detalės, pagamintos iš cinko lydinių, mūsų laikais yra gana paplitusios. Nepaisant to, kad plastikas pakeičia metalo gaminius, kai kuriais atvejais jų negalima atsisakyti. Pavyzdžiui, automobilių pramonė yra pramonė, kuri neapsieina be cinko lydinių. Filtrai, karteriai, karbiuratoriaus ir kuro siurblio korpusai, ratų gaubtai, duslintuvai – visa tai ir dar daugiau yra pagaminta naudojant šio cheminio elemento junginius.
Dėl to, kad cinko lydiniai pasižymi geromis liejimo savybėmis, iš jų liejamos įvairių formų sudėtingos detalės, kurių sienelės storis yra minimalus. Statyba yra dar viena sritis, kurioje šie lydiniai yra nepakeičiami. Valcuotas cinkas naudojamas stogo dangoms, vamzdžiams ir latakams. Nepaisant to, kad pastebima tendencija mažinti cinko lydinių gamybą, jų gamybos negalima atsisakyti dėl santykinio pigumo ir medžiagos mechaninių savybių.
