ХМАО г.Радужный
info@sibirservis.ru
8(34668)74524
8(34668)43498


Химические, физические свойства, сплавы, плавление цинка
Еще в глубокой древности человек умел выплавлять латунь — сплавы цинка с медью. Известно, что медь человек узнал еще на заре металлургии. А откуда ему был известен цинк, химические и физические свойства цинка, окись цинка, если в чистом виде он был получен, совсем недавно?

 

 

Оказывается, для производства латуни использовали не чистый металл, а его руду. Цинковую руду загружали в определенных пропорциях вместе с медной в плавильную печь и производили плавку. Так что древние металлурги не видели сплавы цинка, хотя и использовали его соли в медеплавильном деле. Впрочем, археологические раскопки иногда ставят ученых в тупик. Так, на Северном Кавказе были найдены украшения из сплава цинка, изготовленные в III тысячелетии до н. э. В V веке до н. э. цинк научились получать в Китае и Индии. В начале нашей эры сплавы цинка стали выплавлять в некоторых европейских странах. При раскопках находившейся на территории современной Румынии римской провинции Дакии был найден идол, отлитый из цинка, имеющего лишь небольшие примеси. Это говорит о том, что европейские металлурги хорошо были знакомы с технологией получения сплава цинка, химическими и физическими свойствами цинка, но позднее она была забыта по каким-то непонятным причинам.

 

Это случилось в 1721 году. Пережигая минерал галмей, немецкий ученый Генкель, у которого в свое время учился М. В. Ломоносов, обнаружил в золе чистый цинк. Он уподобил его сказочной птице Феникс, восставшей из пепла. Но было ли это открытием свойств цинка, если еще в III тысячелетии до н. э. из этого металла делали украшения древние кавказские ювелиры?!

 

В переводе с латинского слово «цинк» означает «белый налет». Этот термин впервые был упомянут в XVI веке в трудах ученого эпохи Возрождения Парацельса. До этого цинк называли индийским оловом, фальшивым серебром, спелтером и т. п. Возможно, что при введении нового термина имелся в виду налет, получаемый при конденсации цинка во время его производства.

 

Предполагают, что современное название цинка, вошедшее почти без изменения в русский язык, произошло от древнегерманского слова «цинко», которое буквально переводится как «бельмо на глазу».

 

Цинк является тяжелым и легкоплавким цветным металлом. Температура плавления цинка — 419,5?С, плотность — 7,133 г/см?. Объем мирового производства цинка таков, что он занимает третье место среди цветных металлов после алюминия и меди. Благодаря высокой устойчивости на воздухе и в воде он применяется для защиты стали от коррозии. Примерно четверть производимого сплава цинка идет на лигирование других металлов, в основном меди при выплавке латуни. В современном мире чуть ли не половина производимого сплава цинка идет на то, чтобы покрыть тончайшим налетом, предохраняющим, защищающим от коррозии, стальные и железные предметы. Так что в латинском названии металла заключалось как бы предвидение его роли в современной промышленности.

 

Тончайшая цинковая пленка долго и надежно защищает оцинкованные железные предметы от коррозии (ведра, тазы, лейки, корыта, кровельные листы, различные детали механизмов). Защитную пленку на железо наносят, окуная изделие в сплавы цинка. Наряду с этим используется также электролитическое цинкование. При этой технологии сплав цинка можно наносить очень тонким и равномерным блестящим слоем.

 

Мелкие предметы из сплава цинка, например гвозди, шурупы, всевозможные задвижки, крючки, детали механизмов, подвергают диффузионному цинкованию: детали смешивают с чистым кварцевым песком и цинковым порошком, затем загружают во вращающийся барабан, имеющий подогрев до 400°С; расплавленный порошок постепенно осаждается на поверхности стальных предметов.

 

Защитную миссию сплав цинка выполняет также в составе специальных красок, которыми окрашивают всевозможные конструкции из железа, расположенные на открытом воздухе: мосты, радиобашни, опоры электропередач, заводские установки.

 

Благодаря физическим и химическим свойствам цинк имеет хорошие литейные свойства. В качестве лигатуры в сплавы цинка добавляют медь, алюминий и магний. Цинковые сплавы применяют для литья мелких тонкостенных отливок со сложной конфигурацией. Литейные сплавы цинка изменяют свои свойства цинка в зависимости не только от того, какая в них введена лигатура, но и от ее процентного соотношения. Сверхпластичность имеет цинковый сплав, в состав которого входит 22% алюминия. Проволоку, изготовленную из этого сплава цинка, можно вытянуть настолько, что она удлинится в 20—50 раз больше, чем подобная проволока из других простых металлов. Такое явление физических и химических свойств цинка называют сверхпластичностью. Это тем более удивительно, что сам цинк — металл довольно хрупкий, особенно при температуре плавления цинка 250°С и выше.

 

Хорошие литейные химические и физические свойства цинка и низкая температура плавления цинка давно привлекли внимание мастеров миниатюрной пластики. Из сплава цинка отливают миниатюрную настольную скульптуру, медальоны, броши, накладные бляшки, значки и многое другое. Для этих же целей применяют цинкосвинцовый сплав с содержанием свинца 25, 30 или 50%.

 

Из сплава цинка в прошлом отливали и крупные вещи. Так, по проекту скульптора И. П. Витали для Георгиевского зала Большого Кремлевского дворца в Москве из сплава цинка были отлиты колонны, украшенные декоративной скульптурой.

 

В середине прошлого века француз Жилло изготовил из сплава цинка первое типографское клише. Он нанес на цинковую пластинку рисунок кислотоупорной краской, затем подверг поверхность пластинки травлению кислотой. Там, где цинк не был защищен кислотоупорной краской, кислота выела углубления, а защищенные участки остались нетронутыми. На цинковой пластинке образовался рельеф. На него накатывалась краска и делался оттиск на бумаге. Вначале эта техника носила имя своего изобретателя и называлась жиллографией. Позже она стала именоваться цинкографией, так как цинковые сплавы оказались лучшим материалом для типографских клише. С их помощью и сейчас в газетах, журналах и книгах воспроизводятся фотографии, чертежи и рисунки.

 

Благодаря физическим и химическим свойствам цинка, его используют и в современных электрических батареях. Цинк служит отрицательным электродом. Окисляясь, сплав цинка словно сгорает, образуя электрический ток в самых разнообразных батарейках. Без них не могут обойтись как простой карманный фонарик, так и микрокалькулятор, фотоэкспонометр, различная переносная радиоаппаратура и многие другие приборы. Тысячи и сотни тысяч батареек выходят из строя, сработав до конца, но большая часть цинкового электрода остается неиспользованной. Постепенно собирая сплавы цинка от использованных батареек, можно накопить довольно большое количество этого металла. Переплавив, его можно использовать для миниатюрного художественного литья, для отливки офортных пластинок, для приготовления хлористого цинка, применяемого при пайке, для медно-цинкового припоя, используемого при соединении деталей филиграни (скани).

 

В конце XVIII века во Франции и Англии узнав физические и химические свойства цинка, вошли в употребление цинковые белила, представляющие собой оксид цинка. От бытовавших ранее свинцовых белил цинковый белый пигмент отличается полной безвредностью для организма человека. Новый пигмент по этой причине стал популярен не только у художников, но и у косметологов. Его стали применять для приготовления косметических кремов, пудры, присыпок и всевозможных мазей.

 

Промышленное производство масляной краски под названием «цинковые белила» было налажено в 1849 году. С тех пор художники стали широко использовать ее в живописи. Химические и физические свойства цинка таковы, что цинковые белила имеют большую белизну по сравнению со свинцовыми, которую они не теряют под воздействием света; мало того, они увеличивают светостойкость других красок, которые с ними смешивают при выполнении живописных работ. У свинцовых белил наблюдается обратное явление: краска желтеет в темноте. Правда, на свету белизна восстанавливается.

 

Не страшны цинковым белилам сероводород и сернистые газы, столь губительно действующие на свинцовые белила. Но некоторые химические и физические свойства цинковых белил гораздо ниже, чем у свинцовых: они, например, сохнут намного медленнее и обладают меньшей кроющей способностью.

 

Начиная с 20-х годов нашего века кристаллы оксида цинка стали с успехом применяться в радиотехнической промышленности, а позднее — и в электронной как отличный полупроводниковый материал.

 

При пайке оловянно-свинцовым припоем металлических предметов в качестве флюса довольно часто применяют хлорид цинка, более известный в быту под названием «хлористый цинк». Его получают растворением цинка в соляной кислоте. При пайке металлических деталей, а также при лужении предварительно зачищенные поверхности протравливают хлоридом цинка.

 

В целлюлозно-бумажной промышленности хлорид цинка, благодаря химическим и физическим свойствам цинка, а также уникальным сплавам цинка, применяют для отбеливания бумаги, а в текстильной — как протраву при крашении тканей.

 

 

 
Отправить заявку
Галерея

Gallery

Gallery

Gallery

Gallery

Gallery

 
© 2008 Сибирь-Сервис – художественная и холодная ковка металла. Все права защищены. Карта сайта
Перепечатка любого вида информации запрещена без письменного разрешения редакции сайта Сибирь-Сервис