โลหะและโลหะผสมเข้ามาในชีวิตเราอย่างใกล้ชิดจนบางครั้งเราไม่นึกถึงมันเลย เร็วเท่าที่ 4-3 พันปีก่อนคริสตกาล การรู้จักมนุษย์ครั้งแรกที่มีนักเก็ตเกิดขึ้น เวลาผ่านไปนานนับแต่นั้นมา และทุกๆ ปีการแปรรูปโลหะก็ดีขึ้นเท่านั้น
สังกะสีมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ โลหะผสมที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ในบทความนี้ เราจะมาดูโลหะผสมสังกะสีและบทบาทของโลหะผสมสังกะสีในชีวิตของเรากัน
โลหะทรานสิชั่น
สังกะสีเป็นโลหะทรานซิชันที่เปราะบางสีน้ำเงินอมขาว มันขุดจากแร่กึ่งโลหะ กระบวนการเพื่อให้ได้สังกะสีบริสุทธิ์นั้นค่อนข้างซับซ้อนและใช้เวลานาน ประการแรก แร่ที่มีสังกะสี 1-4% ถูกเสริมสมรรถนะด้วยการลอยตัวแบบคัดเลือก ผ่านกระบวนการนี้เข้มข้น (55% Zn) จะได้รับ ต่อไปคุณต้องได้ซิงค์ออกไซด์ ด้วยเหตุนี้ สารเข้มข้นที่ได้จึงถูกเผาในเตาเผาในฟลูอิไดซ์เบด จาก.เท่านั้นซิงค์ออกไซด์ คุณจะได้โลหะนี้ในรูปแบบบริสุทธิ์ และมีสองวิธีในการทำเช่นนี้
รับสังกะสี
ที่แรกคืออิเล็กโทรไลต์โดยอิงจากการบำบัดซิงค์ออกไซด์ด้วยกรดซัลฟิวริก ผลของปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดสารละลายซัลเฟตซึ่งถูกทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกและผ่านอิเล็กโทรไลซิส สังกะสีจะสะสมอยู่บนอะลูมิเนียมแคโทด จากนั้นจะหลอมละลายในเตาหลอมเหนี่ยวนำ ความบริสุทธิ์ของสังกะสีที่ได้จึงอยู่ที่ประมาณ 99.95%
วิธีที่สอง วิธีที่เก่าแก่ที่สุดคือการกลั่น สารเข้มข้นจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 1,000 ° C) ไอระเหยของสังกะสีจะถูกปล่อยออกมาซึ่งโดยการควบแน่นจะเกาะติดกับภาชนะดินเหนียว แต่วิธีนี้ไม่ได้ให้ความบริสุทธิ์เหมือนวิธีแรก ไอที่เกิดขึ้นนั้นประกอบด้วยสิ่งสกปรกต่าง ๆ ประมาณ 3% รวมถึงองค์ประกอบที่มีค่าเช่นแคดเมียม ดังนั้น Zn จะถูกทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมโดยการแยกส่วน ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส จะได้รับการปกป้องเป็นระยะเวลาหนึ่งและได้รับความบริสุทธิ์ 98% สำหรับการผลิตโลหะผสมเพิ่มเติม ก็เพียงพอแล้ว เพราะสังกะสียังคงผสมด้วยธาตุเดียวกัน หากไม่เพียงพอ การแก้ไขจะใช้และได้สังกะสีที่มีความบริสุทธิ์ 99.995% ดังนั้น ทั้งสองวิธีจึงทำให้ได้สังกะสีที่มีความบริสุทธิ์สูง
โลหะคู่ที่แยกไม่ออก
โดยปกติ ตะกั่วจะมีอยู่ในโลหะผสมสังกะสีในฐานะสิ่งเจือปน โดยธรรมชาติแล้วมักพบโลหะคู่ที่แยกออกไม่ได้นี้ค่อนข้างบ่อย แต่แท้จริงแล้ว ปริมาณตะกั่วที่สูงในโลหะผสมสังกะสีจะลดคุณสมบัติทางกายภาพของมัน ทำให้เกิดแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนหากเป็นเช่นนั้นเนื้อหาเกิน 0.007% ตะกั่วและสังกะสีมักพบอยู่ด้วยกันในดีบุกและทองเหลือง
ถ้าเราพูดถึงยูเทคติกของธาตุทั้งสองนี้ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าที่อุณหภูมิสูงถึง 8000°C พวกมันจะไม่ผสมกันและเป็นตัวแทนของของเหลวสองชนิดที่แตกต่างกัน ในระหว่างการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว การกระจายตัวของ Pb ที่สม่ำเสมอจะเกิดขึ้นในรูปแบบของการรวมตัวแบบกลมตามขอบเกรน โลหะผสมสังกะสี-ลีดใช้ทำเพลตพิมพ์เนื่องจากละลายอย่างรวดเร็วในกรด ส่วนใหญ่มักจะนำสิ่งเจือปนออกจากสังกะสีโดยใช้วิธีการกลั่น
โลหะผสมสังกะสี
ทองเหลืองเป็นโลหะผสมที่รู้จักกันมาก่อนยุคของเรา ในขณะนั้นยังไม่มีการค้นพบสังกะสี แต่มีการนำแร่ไปใช้กันอย่างแพร่หลาย ก่อนหน้านี้ ทองเหลืองได้มาจากการผสมสมิธโซไนต์ (แร่สังกะสี) และทองแดง เฉพาะในศตวรรษที่ 18 เท่านั้นที่โลหะผสมนี้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้สังกะสีที่เป็นโลหะ
ในสมัยของเรา ทองเหลืองมีหลายประเภท: เฟสเดียวและสองเฟส อันแรกมีสังกะสีประมาณ 35% ในขณะที่อย่างหลังมีตะกั่ว 50% และ 4% ทองเหลืองแบบเฟสเดียวมีความเหนียวมาก ในขณะที่ชนิดที่สองมีลักษณะเปราะบางและความแข็ง เมื่อพิจารณาไดอะแกรมสถานะของทั้งสององค์ประกอบแล้ว เราสามารถสรุปได้ว่าพวกมันก่อตัวเป็นชุดของเฟสอิเล็กทรอนิกส์: β, γ, ε ทองเหลืองชนิดต่างๆ ที่น่าสนใจคือ ต้มยำกุ้ง ประกอบด้วยสังกะสีเพียง 10% และด้วยเหตุนี้จึงมีความเหนียวสูงมาก Tompak ประสบความสำเร็จในการใช้สำหรับการหุ้มเหล็กและการผลิต bimetal ก่อนเขาใช้ทำเหรียญและทองเทียม
สังกะสีและเหล็ก
มีสังกะสีเกือบทุกบ้าน: ถัง หม้อ น้ำเดือด ฯลฯ สังกะสีป้องกันสนิมได้ดี พูดเป็นนัยว่า เหล็กเคลือบด้วยโลหะนี้ และตามหลักเหตุผล เราไม่ได้พูดถึงโลหะผสม ในทางกลับกัน เมื่อรู้ว่าการชุบสังกะสีเกิดขึ้นได้อย่างไร ก็สามารถโต้แย้งได้ ความจริงก็คือสังกะสีหลอมเหลวที่อุณหภูมิต่ำมาก (ประมาณ 400 ° C) และเมื่อมันเข้าสู่พื้นผิวเหล็กในสถานะของเหลว สังกะสีจะกระจายเข้าไป
อะตอมของสารทั้งสองเกาะติดกันแน่นมาก เกิดเป็นโลหะผสมเหล็ก-สังกะสี ด้วยเหตุผลนี้ เราสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่า Zn ไม่ได้ "ถูกวาง" บนผลิตภัณฑ์ แต่ "ฝัง" อยู่ในผลิตภัณฑ์ สิ่งนี้สามารถสังเกตได้ในสถานการณ์ปกติในครัวเรือน ตัวอย่างเช่น มีรอยขีดข่วนปรากฏบนถังสังกะสี นี่เริ่มขึ้นสนิมแล้วเหรอ? คำตอบคือชัดเจน - ไม่ เนื่องจากเมื่อความชื้นเข้ามา สารประกอบสังกะสีจะเริ่มสลายตัว แต่ในขณะเดียวกันก็สร้างเกราะป้องกันเหล็กบางชนิด ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่ โลหะผสมสังกะสีดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อน แน่นอนว่าสารอื่นๆ เช่น โครเมียมหรือนิกเกิล ก็สามารถนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ได้เช่นกัน แต่ต้นทุนของผลิตภัณฑ์เหล่านี้จะสูงขึ้นหลายเท่า
ดีบุกและสังกะสี
ล้อแม็กนี้ได้รับความนิยมไม่น้อยไปกว่าตัวอื่นๆ ที่เราได้รีวิวไปแล้ว ในปี พ.ศ. 2460-2461 ในบัลแกเรียมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตภาชนะพิเศษที่บรรจุของเหลวอุ่นไว้เป็นเวลานาน(ความคล้ายคลึงของ thermoses สมัยใหม่) ปัจจุบันโลหะผสมสังกะสี-ดีบุกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมวิทยุและไฟฟ้า นี่เป็นเพราะองค์ประกอบที่มีสังกะสี 20% นั้นบัดกรีได้ดีมาก และการขัดคราบตะกอนจะคงอยู่เป็นเวลานาน
แน่นอนว่าเป็นการเคลือบป้องกันการกัดกร่อน โลหะผสมนี้ก็สามารถใช้ได้เช่นกัน ลักษณะของมันคล้ายกับการเคลือบแคดเมียมมาก แต่ในขณะเดียวกันก็มีราคาถูกกว่า
คุณสมบัติของโลหะผสมสังกะสี
แน่นอน การแต่งเพลงทั้งหมดที่มีโลหะนี้แตกต่างกันเป็นเปอร์เซ็นต์ โดยทั่วไป โลหะผสมสังกะสีมีคุณสมบัติการหล่อและเชิงกลที่ดี สิ่งแรกและสำคัญที่สุดคือความต้านทานการกัดกร่อน ที่สำคัญที่สุดคือมันปรากฏตัวในบรรยากาศของอากาศบริสุทธิ์ที่แห้ง สามารถพบเห็นการสึกกร่อนที่อาจเกิดขึ้นได้ในเมืองอุตสาหกรรม เกิดจากการมีไอของกรดไฮโดรคลอริก คลอรีน และซัลเฟอร์ออกไซด์ในอากาศ ซึ่งควบแน่นด้วยความชื้นทำให้ยากต่อการสร้างฟิล์มป้องกัน Copper-tin-zinc เป็นโลหะผสมที่มีคุณสมบัติป้องกันสูง องค์ประกอบนี้มีความไวต่อการกัดกร่อนน้อยที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรยากาศอุตสาหกรรม หากเราพูดถึงคุณสมบัติการหล่อของสังกะสี แน่นอนว่าพวกมันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบการผสมในโลหะผสมของมัน
เช่น อะลูมิเนียมทำให้โครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกัน มีเนื้อละเอียด ทำให้เป็นชั้นสูง ช่วยลดผลกระทบด้านลบของเหล็ก องค์ประกอบการผสมที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือทองแดง เพิ่มความแรงและลดการกัดกร่อนระหว่างผลึก โลหะผสมทองแดงสังกะสีมีแรงกระแทกสูง แต่ในขณะเดียวกันก็สูญเสียคุณสมบัติการหล่อไปบางส่วน
ด้านการใช้สังกะสีและโลหะผสม
อันที่จริงแล้ว ชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมสังกะสีนั้นพบได้ทั่วไปในสมัยของเรา แม้ว่าพลาสติกจะมาแทนที่ผลิตภัณฑ์ที่เป็นโลหะ แต่ในบางกรณีก็ไม่สามารถจ่ายได้ ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นอุตสาหกรรมที่ไม่สามารถทำได้หากไม่มีโลหะผสมสังกะสี ตัวกรอง, อ่าง, ตัวเรือนคาร์บูเรเตอร์และปั๊มเชื้อเพลิง, ฝาครอบล้อ, ท่อไอเสีย - ทั้งหมดนี้และอื่น ๆ อีกมากมายทำขึ้นโดยใช้สารประกอบขององค์ประกอบทางเคมีนี้
เนื่องจากโลหะผสมสังกะสีมีคุณสมบัติการหล่อที่ดี ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนของรูปทรงต่างๆ จึงถูกหล่อด้วยความหนาของผนังขั้นต่ำ การก่อสร้างเป็นอีกพื้นที่หนึ่งที่โลหะผสมเหล่านี้ขาดไม่ได้ สังกะสีรีดใช้สำหรับมุงหลังคา ท่อ และรางน้ำ แม้ว่าจะมีแนวโน้มลดการผลิตโลหะผสมสังกะสี แต่ก็ไม่สามารถละทิ้งการผลิตได้เนื่องจากความราคาถูกและคุณสมบัติทางกลของวัสดุ
