Właściwości i zastosowania cynku metalicznego
Bagi1998 / Getty Images
Cynk (Zn) to metal powszechnie występujący w skorupie ziemskiej, mający niezliczone zastosowania przemysłowe i biologiczne. W temperaturze pokojowej cynk jest kruchy i ma niebiesko-biały kolor, ale można go wypolerować na jasne wykończenie.
A metal nieszlachetny cynk jest używany głównie do galwanizacji stal , proces, który chroni metal przed niepożądanymikorozja. Stopy cynku, w tym mosiądz , mają kluczowe znaczenie dla szerokiej gamy zastosowań, od odpornych na korozję komponentów morskich po instrumenty muzyczne.
Właściwości fizyczne
Wytrzymałość: Cynk jest słabym metalem z mniej niż połowąwytrzymałość na rozciąganiez miękkiej stali węglowej. Zasadniczo nie jest używany w zastosowaniach nośnych, chociaż niedrogie części mechaniczne można odlewać ciśnieniowo z cynku.
Wytrzymałość: Czysty cynk ma niski poziom wytrzymałość i jest ogólnie kruchy, ale cynkowy stopy generalnie mają wysoką udarność w porównaniu z innymi stopami do odlewania ciśnieniowego.
Plastyczność: Między 212 a 302 stopni Fahrenheita cynk staje się plastyczny oraz ciągliwy , ale w podwyższonych temperaturach powraca do stanu kruchego. Stopy cynku znacznie poprawiają tę właściwość w porównaniu z czystym metalem, umożliwiając zastosowanie bardziej złożonych metod wytwarzania.
Przewodność: Cynkowe przewodność jest umiarkowany jak na metal. Jego silne właściwości elektrochemiczne sprawdzają się jednak dobrze w bateriach alkalicznych oraz podczas procesu cynkowania.
Historia Cynku
Wytworzone przez człowieka produkty ze stopu cynku zostały wiarygodnie datowane już na 500 lat p.n.e., a cynk został po raz pierwszy celowo dodany do miedź do formowania mosiądzu około 200-300 pne. Mosiądz uzupełniał brąz w czasach Cesarstwa Rzymskiego w produkcji monet, broni i sztuki. Mosiądz pozostał głównym zastosowaniem cynku do 1746 r., kiedy Andreas Sigismund Marggraf dokładnie udokumentował proces izolowania czystego pierwiastka. Chociaż cynk był wcześniej izolowany w innych częściach świata, jego szczegółowy opis pomógł cynkowi stać się komercyjnie dostępnym w całej Europie.
Alessandro Volta stworzył pierwszą baterię w 1800 roku przy użyciu płyt miedzianych i cynkowych, zapoczątkowując nową erę wiedzy elektrycznej. W 1837 r. Stanislas Sorel nazwał swój nowy proces cynkowania galwanizacją imieniem Luigiego Galvaniego, który odkrył animujące działanie elektryczności podczas autopsji żab. Galwanizacja, forma ochrony katodowej, może chronić szeroką gamę metali. Jest to obecnie główne przemysłowe zastosowanie czystego cynku.
Cynk na Rynku
Cynk jest przede wszystkim ekstrahowany z rudy zawierającej siarczek cynku, mieszankę cynku lub sfaleryt.
Krajewydobycie i produkcja najbardziej rafinowanego cynku, w porządku malejącym, to Chiny, Peru, Australia, Stany Zjednoczone i Kanada. Według Służba Geologiczna USA , w 2014 r. wydobyto około 13,4 miliona ton metrycznych cynku w koncentracie, a Chiny stanowią około 36% całości.
Według International Lead and Zinc Study Group w 2013 r. przemysłowo zużyto około 13 milionów ton cynku – poprzez cynkowanie, stopy mosiądzu i brązu, stopy cynku, produkcję chemiczną i odlewanie ciśnieniowe.
Cynk jest sprzedawany na Londyńskiej Giełdzie Metali (LME) jako kontrakty „Special High Grade” o minimalnej czystości 99,995% w 25-tonowych wlewkach.
Popularne stopy
Ciekawe fakty dotyczące cynku
Cynk ma kluczowe znaczenie dla wszelkiego życia na Ziemi i jest używany w ponad 300 enzymach. Niedobór cynku został uznany za kliniczny problem zdrowotny w 1961 roku. Międzynarodowe Stowarzyszenie Cynku wyjaśnia, że cynk ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego wzrostu i mitozy komórek, płodności, funkcji układu odpornościowego, smaku, zapachu, zdrowej skóry i wzroku.
Penny amerykańskie są zbudowane z rdzenia cynkowego, który stanowi 98% ich całkowitej wagi. Pozostałe 2% to powłoka miedziana pokryta elektrolitycznie. Ilość miedź używana w groszach może ulec zmianie, jeśli Departament Skarbu USA uzna je za zbyt drogie w produkcji. Aż 2 miliardy pensów cynkowo-rdzeniowych krąży w gospodarce USA.