Logam dan aloi telah memasuki kehidupan kita dengan begitu rapat sehingga kadangkala kita tidak memikirkannya. Seawal 4-3 milenium SM, perkenalan pertama manusia dengan nugget berlaku. Banyak masa telah berlalu sejak itu, dan setiap tahun pemprosesan logam hanya bertambah baik.
Zink memainkan peranan yang besar dalam hal ini. Aloi berasaskannya digunakan dalam banyak industri. Dalam artikel ini, kita akan melihat aloi zink dan peranannya dalam kehidupan kita.
Logam peralihan
Zink dikenali sebagai logam peralihan rapuh berwarna putih kebiruan. Ia dilombong daripada bijih separa logam. Proses mendapatkan zink tulen agak rumit dan memakan masa. Pertama sekali, bijih yang mengandungi zink 1-4% diperkaya dengan pengapungan terpilih. Melalui proses ini pekat (55% Zn) diperolehi. Seterusnya, anda perlu mendapatkan zink oksida. Untuk ini, pekat yang terhasil dikalsinkan dalam relau dalam katil terbendalir. Hanya darizink oksida, anda boleh mendapatkan logam ini dalam bentuk tulennya dan terdapat dua cara untuk melakukannya.
Mendapatkan zink
Pertama ialah elektrolitik, berdasarkan rawatan zink oksida dengan asid sulfurik. Hasil daripada tindak balas ini, larutan sulfat terbentuk, yang disucikan daripada kekotoran dan tertakluk kepada elektrolisis. Zink dimendapkan pada katod aluminium, yang kemudiannya dicairkan dalam relau aruhan. Ketulenan zink yang diperolehi adalah kira-kira 99.95%.
Kaedah kedua, yang tertua, ialah penyulingan. Pekat dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi (kira-kira 1000 ° C), wap zink dilepaskan, yang, melalui pemeluwapan, mengendap di atas bekas tanah liat. Tetapi kaedah ini tidak memberikan kesucian seperti yang pertama. Wap yang terhasil mengandungi kira-kira 3% pelbagai kekotoran, termasuk unsur berharga seperti kadmium. Oleh itu, Zn disucikan lagi dengan pengasingan. Pada suhu 500°C ia dipertahankan untuk beberapa lama dan ketulenan 98% diperolehi. Untuk pengeluaran aloi selanjutnya, ini sudah cukup, kerana zink masih dialoi dengan unsur yang sama. Jika ini tidak mencukupi, pembetulan digunakan dan zink diperoleh dengan ketulenan 99.995%. Oleh itu, kedua-dua kaedah membolehkan mendapatkan zink ketulenan tinggi.
Sepasang logam yang tidak dapat dipisahkan
Biasanya, plumbum terdapat dalam aloi zink sebagai bendasing. Secara semula jadi, pasangan logam yang tidak dapat dipisahkan ini didapati agak kerap. Tetapi sebenarnya, kandungan plumbum yang tinggi dalam aloi zink merendahkan sifat fizikalnya, mewujudkan kecenderungan kepada kakisan antara butiran jika iakandungan melebihi 0.007%. Plumbum dan zink paling biasa ditemui bersama dalam gangsa timah dan loyang.
Jika kita bercakap tentang eutektik kedua-dua unsur ini, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa sehingga suhu 800°C mereka tidak bercampur antara satu sama lain dan mewakili dua cecair berbeza. Semasa penyejukan pantas, taburan seragam Pb berlaku dalam bentuk rangkuman bulat di sepanjang sempadan butiran. Aloi zink-plumbum digunakan untuk membuat plat percetakan kerana fakta bahawa ia larut dengan cepat dalam asid. Selalunya, kekotoran plumbum dikeluarkan daripada zink menggunakan kaedah penyulingan.
Ali zink tembaga
Loyang ialah aloi yang dikenali sebelum zaman kita. Pada masa itu, zink masih belum ditemui, tetapi bijih itu digunakan secara meluas. Sebelum ini, loyang diperoleh dengan mengaloi smithsonite (bijih zink) dan tembaga. Hanya pada abad ke-18 aloi ini mula-mula dibuat menggunakan zink logam.
Pada zaman kita, terdapat beberapa jenis loyang: fasa tunggal dan dua fasa. Yang pertama mengandungi kira-kira 35% zink, manakala yang kedua mengandungi 50% dan 4% plumbum. Loyang fasa tunggal sangat mulur, manakala varieti kedua dicirikan oleh kerapuhan dan kekerasan. Setelah mempertimbangkan gambarajah keadaan kedua-dua unsur ini, kita boleh membuat kesimpulan bahawa ia membentuk satu siri fasa elektronik: β, γ, ε. Pelbagai jenis loyang yang menarik ialah tompak. Ia mengandungi hanya sehingga 10% zink dan disebabkan ini ia mempunyai kemuluran yang sangat tinggi. Tompak berjaya digunakan untuk pelapisan keluli dan pengeluaran dwilogam. sebelum diadigunakan untuk membuat syiling dan emas tiruan.
Zink dan keluli
Hampir di setiap rumah anda boleh menemui barang bergalvani: baldi, periuk, air mendidih, dll. Kesemuanya dilindungi dengan pasti daripada karat berkat zink. Secara kiasan, sudah tentu, keluli disalut dengan logam ini, dan secara logiknya, kita tidak bercakap tentang aloi. Sebaliknya, mengetahui bagaimana galvanizing berlaku, sebaliknya boleh dipertikaikan. Hakikatnya ialah zink cair pada suhu yang sangat rendah (kira-kira 400 ° C), dan apabila ia memasuki permukaan keluli dalam keadaan cair, ia meresap ke dalamnya.
Atom kedua-dua bahan terikat dengan sangat rapat, membentuk aloi besi-zink. Atas sebab ini, kita boleh mengatakan dengan selamat bahawa Zn tidak "diletakkan" pada produk, tetapi "tertanam" di dalamnya. Ini boleh diperhatikan dalam situasi rumah tangga biasa. Sebagai contoh, calar muncul pada baldi tergalvani. Adakah ia mula berkarat di sini? Jawapannya jelas - tidak. Ini kerana apabila kelembapan masuk, sebatian zink mula terurai, tetapi pada masa yang sama ia membentuk beberapa jenis perlindungan untuk keluli. Jadi, dalam kebanyakan kes, aloi zink sedemikian direka untuk melindungi produk daripada kakisan. Sudah tentu, bahan lain, seperti kromium atau nikel, juga boleh digunakan untuk tujuan ini, tetapi kos produk ini akan berlipat kali ganda lebih tinggi.
Timah dan zink
Ali ini tidak kurang popularnya berbanding yang lain yang telah kami semak. Pada 1917-1918 di Bulgaria, ia digunakan secara meluas untuk membuat kapal khas yang menyimpan cecair hangat untuk masa yang lama.(analog termos moden). Pada masa kini, aloi zink-timah digunakan secara meluas dalam industri radio dan elektrik. Ini disebabkan oleh fakta bahawa komposisi dengan kandungan Zn sebanyak 20% dipateri dengan sangat baik, dan penggilap deposit dikekalkan untuk masa yang lama.
Sudah tentu, sebagai salutan anti-karat, aloi ini juga boleh digunakan. Ciri-cirinya sangat serupa dengan salutan kadmium, tetapi pada masa yang sama lebih murah.
Sifat aloi zink
Sudah tentu, semua gubahan dengan logam ini berbeza antara satu sama lain dalam peratusannya. Secara amnya, aloi zink mempunyai sifat tuangan dan mekanikal yang baik. Pertama sekali ialah rintangan kakisan. Paling penting, ia menampakkan diri dalam suasana udara bersih yang kering. Manifestasi kakisan yang mungkin boleh dilihat di bandar perindustrian. Ini disebabkan oleh kehadiran wap asid hidroklorik, klorin dan oksida sulfur di udara, yang, pemeluwapan dengan kelembapan, menjadikannya sukar untuk membentuk filem pelindung. Tembaga-tin-zink adalah aloi yang dicirikan oleh sifat perlindungan yang tinggi. Komposisi inilah yang paling tidak terdedah kepada kakisan, terutamanya dalam suasana industri. Jika kita bercakap tentang sifat tuangan zink, maka, sudah tentu, ia bergantung kepada unsur pengaloian dalam aloinya.
Jadi, sebagai contoh, aluminium menjadikan strukturnya homogen, berbutir halus, memuliakannya, mengurangkan kesan negatif besi. Satu lagi unsur pengaloian penting ialah kuprum. Ia meningkatkan kekuatan dan mengurangkankakisan antara kristal. Aloi kuprum-zink mempunyai kekuatan hentaman yang tinggi, tetapi pada masa yang sama kehilangan sebahagian sifat tuangannya.
Bidang penggunaan zink dan aloinya
Malah, bahagian yang diperbuat daripada aloi zink adalah perkara biasa pada zaman kita. Walaupun fakta bahawa plastik menggantikan produk logam, dalam beberapa kes mereka tidak boleh diketepikan. Sebagai contoh, industri automotif adalah industri yang tidak boleh dilakukan tanpa aloi zink. Penapis, sump, karburetor dan perumah pam bahan api, penutup roda, peredam - semua ini dan banyak lagi dibuat menggunakan sebatian unsur kimia ini.
Disebabkan fakta bahawa aloi zink mempunyai sifat tuangan yang baik, bahagian kompleks pelbagai bentuk dibuang daripadanya dengan ketebalan dinding minimum. Pembinaan adalah satu lagi bidang di mana aloi ini amat diperlukan. Zink bergulung digunakan untuk bumbung, paip dan longkang. Walaupun terdapat kecenderungan untuk mengurangkan pengeluaran aloi zink, pengeluaran aloi zink tidak mungkin ditinggalkan kerana harga relatif murah dan sifat mekanikal bahan tersebut.
