Metale en legerings het ons lewens so naby betree dat ons soms nie eers daaraan dink nie. So vroeg as 4-3 millennia vC het die eerste kennismaking van die mens met nuggets plaasgevind. Baie tyd het sedertdien verloop, en elke jaar het metaalverwerking net verbeter.
Sink het 'n groot rol hierin gespeel. Allooie wat daarop gebaseer is, word in baie nywerhede gebruik. In hierdie artikel gaan ons kyk na sinklegerings en hul rol in ons lewens.
Oorgangsmetaal
Sink is bekend as 'n blou-wit bros oorgangsmetaal. Dit word uit semi-metaalerts ontgin. Die proses om suiwer sink te verkry is redelik kompleks en tydrowend. Eerstens word erts wat 1-4% sink bevat, verryk deur selektiewe flotasie. Deur hierdie proses word konsentrate (55% Zn) verkry. Vervolgens moet jy sinkoksied kry. Hiervoor word die resulterende konsentrate in oonde in 'n gefluïdiseerde bed gekalsineer. Slegs vansinkoksied, jy kan hierdie metaal in sy suiwer vorm kry, en daar is twee maniere om dit te doen.
Verkryging van sink
Die eerste is elektrolities, gebaseer op die behandeling van sinkoksied met swaelsuur. As gevolg van hierdie reaksie word 'n sulfaatoplossing gevorm, wat van onsuiwerhede gesuiwer word en aan elektrolise onderwerp word. Sink word op aluminiumkatodes neergelê, wat dan in induksie-oonde gesmelt word. Die suiwerheid van sink wat so verkry word, is ongeveer 99,95%.
Die tweede metode, die oudste een, is distillasie. Die konsentrate word verhit tot 'n baie hoë temperatuur (ongeveer 1000 ° C), sinkdampe word vrygestel, wat deur kondensasie op kleivate neerslaan. Maar hierdie metode gee nie so suiwerheid as die eerste nie. Die gevolglike damp bevat ongeveer 3% van verskeie onsuiwerhede, insluitend so 'n waardevolle element soos kadmium. Daarom word Zn verder gesuiwer deur segregasie. By 'n temperatuur van 500°C word dit vir 'n geruime tyd verdedig en word 'n suiwerheid van 98% verkry. Vir verdere vervaardiging van allooie is dit genoeg, want dan word sink steeds met dieselfde elemente gelegeer. Indien dit nie genoeg is nie, word rektifikasie gebruik en sink word verkry met 'n suiwerheid van 99,995%. Dus, beide metodes maak dit moontlik om sink met 'n hoë suiwerheid te verkry.
'n Onafskeidbare paar metale
Gewoonlik is lood teenwoordig in sinklegerings as 'n onsuiwerheid. In die natuur word hierdie onafskeidbare paar metale redelik gereeld gevind. Maar in werklikheid, 'n hoë loodinhoud in 'n sinklegering verswak sy fisiese eienskappe, wat 'n neiging tot interkorrel-korrosie skep as ditinhoud oorskry 0,007%. Lood en sink word die meeste saam in tinbrons en koper aangetref.
As ons praat oor die eutektika van hierdie twee elemente, is dit belangrik om daarop te let dat hulle tot 'n temperatuur van 800°C nie met mekaar meng nie en twee verskillende vloeistowwe verteenwoordig. Tydens vinnige afkoeling vind 'n eenvormige verspreiding van Pb plaas in die vorm van geronde insluitings langs die korrelgrense. Sink-loodlegering word gebruik om drukplate te maak as gevolg van die feit dat dit baie vinnig in suur oplos. Dikwels word loodonsuiwerhede uit sink verwyder deur 'n distillasiemetode te gebruik.
Kopersinklegering
Geelkoper is 'n legering bekend selfs voor ons era. Sink was toe nog nie ontdek nie, maar die erts is wyd gebruik. Voorheen is koper verkry deur smithsoniet (sinkerts) en koper te legering. Dit was eers in die 18de eeu dat hierdie legering vir die eerste keer met metaalsink gemaak is.
In ons tyd is daar verskeie soorte koper: enkelfase en tweefase. Eersgenoemde bevat sowat 35% sink, terwyl laasgenoemde 50% en 4% lood bevat. Enkelfase koper is baie rekbaar, terwyl die tweede variëteit gekenmerk word deur brosheid en hardheid. Nadat ons die toestanddiagram van hierdie twee elemente oorweeg het, kan ons aflei dat hulle 'n reeks elektroniese fases vorm: β, γ, ε. 'n Interessante verskeidenheid koper is tompak. Dit bevat slegs tot 10% sink en as gevolg hiervan het dit 'n baie hoë rekbaarheid. Tompak word suksesvol gebruik vir staalbekleding en bimetaalproduksie. voor homgebruik om munte en nagemaakte goud te maak.
Sink en staal
Amper in elke huis kan jy gegalvaniseerde goed vind: emmers, potte, kookwater, ens. Almal is betroubaar teen roes beskerm danksy sink. Figuurlik gesproke is staal natuurlik met hierdie metaal bedek, en logies gesproke praat ons nie van 'n legering nie. Aan die ander kant, met die wete hoe galvanisering plaasvind, kan die teenoorgestelde aangevoer word. Die feit is dat sink teen 'n baie lae temperatuur (ongeveer 400 ° C) smelt en wanneer dit die staaloppervlak in 'n vloeibare toestand binnedring, diffundeer dit daarin.
Die atome van albei stowwe is baie stewig aan mekaar gebind en vorm 'n yster-sink-legering. Om hierdie rede kan ons gerus sê dat Zn nie op die produk "gelê" word nie, maar daarin "ingebed" is. Dit kan in 'n normale huishoudelike situasie waargeneem word. Byvoorbeeld, 'n krap verskyn op 'n gegalvaniseerde emmer. Begin dit hier roes? Die antwoord is onomwonde - nee. Dit is omdat wanneer vog binnedring, begin sinkverbindings afbreek, maar dit vorm terselfdertyd 'n soort beskerming vir staal. So, in die meeste gevalle, is sulke sinklegerings ontwerp om produkte teen korrosie te beskerm. Natuurlik kan ander stowwe, soos chroom of nikkel, ook vir hierdie doeleindes gebruik word, maar die koste van hierdie produkte sal baie keer hoër wees.
Tin en sink
Hierdie legering is nie minder gewild as die ander wat ons reeds nagegaan het nie. In 1917-1918 in Bulgarye is dit wyd gebruik om spesiale vate te maak wat warm vloeistof vir 'n lang tyd gehou het.(analoë van moderne termosse). Deesdae word sink-tin-legering baie algemeen in die radio- en elektriese industrieë gebruik. Dit is te wyte aan die feit dat die samestelling met 'n Zn-inhoud van 20% baie goed gesoldeer is, en die afsettingspolering vir 'n lang tyd gehandhaaf word.
Natuurlik kan hierdie legering ook as 'n korrosiebedekking gebruik word. Die eienskappe daarvan is baie soortgelyk aan kadmiumbedekking, maar terselfdertyd goedkoper.
Eienskappe van sinklegerings
Natuurlik verskil alle komposisies met hierdie metaal van mekaar in sy persentasie. Oor die algemeen het sinklegerings goeie giet- en meganiese eienskappe. In die eerste plek is weerstand teen korrosie. Bowenal manifesteer dit hom in 'n atmosfeer van droë skoon lug. Moontlike manifestasies van korrosie kan in industriële stede gesien word. Dit is te danke aan die teenwoordigheid van soutsuurdampe, chloor en swaeloksiede in die lug, wat, wat met vog kondenseer, dit moeilik maak om 'n beskermende film te vorm. Koper-tin-sink is 'n legering wat gekenmerk word deur hoë beskermende eienskappe. Dit is hierdie samestelling wat die minste vatbaar is vir korrosie, veral in 'n industriële atmosfeer. As ons praat oor die gieteienskappe van sink, dan is dit natuurlik afhanklik van die legeringselemente in sy legerings.
So, byvoorbeeld, aluminium maak hul struktuur homogeen, fynkorrelig, veredel dit, verminder die negatiewe effek van yster. Nog 'n belangrike legeringselement is koper. Dit verhoog krag en verminderinterkristallyne korrosie. Die koper-sinklegering het 'n hoë slagsterkte, maar verloor terselfdertyd sy gieteienskappe gedeeltelik.
Aanwendingsvelde van sink en sy legerings
Om die waarheid te sê, dele wat van sinklegerings gemaak is, is redelik algemeen in ons tyd. Ten spyte van die feit dat plastiek metaalprodukte vervang, kan dit in sommige gevalle nie afgesien word nie. Die motorbedryf is byvoorbeeld’n bedryf wat nie sonder sinklegerings kan klaarkom nie. Filters, waterputte, vergasser- en brandstofpomphuise, wieldoppe, uitlaatdekke - dit alles en nog baie meer word gemaak deur verbindings van hierdie chemiese element te gebruik.
As gevolg van die feit dat sinklegerings goeie gieteienskappe het, word komplekse dele van verskillende vorms met 'n minimum wanddikte daaruit gegiet. Konstruksie is nog 'n gebied waarin hierdie legerings onontbeerlik is. Gerolde sink word vir dakke, pype en geute gebruik. Ten spyte van die feit dat daar 'n neiging is om die produksie van sinklegerings te verminder, is dit nie moontlik om die produksie daarvan te laat vaar nie weens die relatiewe goedkoopheid en meganiese eienskappe van die materiaal.
