في درجة حرارة الغرفة ، يكون لون الزنك هشًا وأزرقًا-أبيض اللون ، ولكن يمكن تلميعه حتى النهاية اللامعة.
يستخدم معدن الزنك أساسًا من أجل حفز الفولاذ ، وهي عملية لحماية المعدن من التآكل غير المرغوب فيه. لكن سبائك الزنك ، بما في ذلك النحاس الأصفر ، تعتبر حيوية لمجموعة واسعة من التطبيقات ، من المكونات البحرية المقاومة للتآكل إلى الآلات الموسيقية.
الخصائص الفيزيائية
- القوة : الزنك معدن ضعيف ذو قوة شد أقل من نصف ذلك من الفولاذ الكربوني المعتدل. وعموما لا يستخدم في التطبيقات الحاملة ، على الرغم من أن الأجزاء الميكانيكية غير المكلفة يمكن أن تموت من الزنك.
- المتانة : الزنك النقى له صلابة منخفضة وهشاشة بشكل عام ، ولكن سبائك الزنك عموما لديها قوة تأثير عالية مقارنة مع السبائك الصب الأخرى.
- قابلية السحب : بين 212-302 درجة مئوية يصبح الزنك قابلاً للامتداد والمطاط ، ولكن عند درجات حرارة مرتفعة ترتد إلى حالة هشة. مرة أخرى ، تحسن سبائك الزنك بشكل كبير على هذه الخاصية على المعدن النقي ، مما يسمح باستخدام طرق تصنيع أكثر تعقيدًا.
- الموصلية : موصلية الزنك معتدلة بالنسبة لمعدن. إلا أن خواصه الكهروكيميائية القوية تخدم بشكل جيد في عملية الجلفنة والبطاريات القلوية
التاريخ
لقد تم تقليد منتجات سبائك الزنك من صنع الإنسان إلى عام 500 قبل الميلاد ، وتم إضافة الزنك لأول مرة عن قصد إلى النحاس لتشكيل النحاس حوالي 200-300 قبل الميلاد.
النحاس البرونزي المستكمل خلال الإمبراطورية الرومانية في صناعة القطع النقدية والأسلحة والفن ، وظل الاستخدام الرئيسي للزنك حتى عام 1746 عندما قام أندرياس سيغيسموند مارغراف بعزل العنصر النقي. ولأنه وصف وصفًا دقيقًا لعمليته وكيف نجحت ، فقد كان الزنك متاحًا تجاريًا قريبًا.
ابتكرت أليساندرو فولتا أول بطارية في عام 1800 باستخدام لوحات النحاس والزنك ، مما أدى إلى عصر جديد من المعرفة الكهربائية. بحلول عام 1837 ، عيّن ستانيسلاس سوريل عملية جديدة من الطلاء بالزنك ، الجلفنة ، بعد لويجي جالفاني ، الذي اكتشف التأثير المتحرك للكهرباء أثناء تشريح الضفادع. الجلفنة ، وهي شكل من أشكال الحماية الكاثودية ، يمكن أن تحمي مجموعة واسعة من المعادن وهي الآن التطبيق الصناعي الأساسي للزنك النقي.
الزنك في السوق
يتم استخراج الزنك في المقام الأول من خام يحتوي على كبريتيد الزنك أو خليط الزنك أو السباليريت.
أما الدول التي تقوم بتصنيع وإنتاج الزنك الأكثر دقة ، بترتيب تنازلي ، فهي الصين ، وبيرو ، وأستراليا ، والولايات المتحدة ، وكندا. وفقا لمسح الجيولوجيا الأمريكي ، تم استخراج حوالي 13.4 مليون طن متري من الزنك في المركز في عام 2014 ، حيث تمثل الصين حوالي 36٪ من الإجمالي.
ووفقاً لمجموعة دراسة الرصاص والزنك الدولية ، فقد تم استهلاك نحو 13 مليون طن متري من الزنك صناعياً في عام 2013 في سبائك الجلفنة والنحاس الأصفر والبرونز وسبائك الزنك والإنتاج الكيميائي والصب بالقالب.
يتم تداول الزنك في بورصة لندن للمعادن (LME) بصفته عقود "درجة عالية خاصة" بنسبة نقاوة لا تقل عن 99.995٪ في سبائك سعة 25 طنًا.
السبائك المشتركة
- النحاس: 3-45٪ Zn بالوزن. تستخدم في الآلات الموسيقية ، والصمامات ، والأجهزة.
- فضة نيكل: 20٪ زنك بالوزن. تستخدم لمظهرها الفضي اللامع في المجوهرات والفضيات ومسارات القطار النموذجي والآلات الموسيقية.
- سبائك ديكاست الزنك: > 78٪ بالوزن. عادة ما تحتوي على كميات صغيرة (أقل من نسبة قليلة) من Pb ، Sn ، Cu ، Al ، و Mg لتحسين خصائص diecasting والخصائص الميكانيكية. تستخدم لصنع أشكال معقدة صغيرة ومناسبة للأجزاء المتحركة في الآلات. ويشار إلى أرخص من هذه السبائك باسم المعدن وعاء وتكون بمثابة بدائل رخيصة للصلب.
حقائق مثيرة للاهتمام
- يعتبر الزنك أمرًا حاسمًا لجميع أشكال الحياة على الأرض ، ويستخدم في أكثر من 300 إنزيم. تم التعرف على نقص الزنك كمشكلة صحية إكلينيكية في عام 1961. تشرح الجمعية الدولية للزنك أن الزنك مهم للنمو الخلوي السليم والانقسام ، والخصوبة ، ووظائف الجهاز المناعي ، والذوق والرائحة ، والبشرة الصحية والرؤية.
- بنيت بنسات الولايات المتحدة مع جوهر الزنك تضم 98 ٪ من وزنهم. ما تبقى من 2 ٪ هو طلاء النحاس مطلي كهربائيا. تخضع كمية النحاس المستخدمة في البنسات للتغيير إذا رأت وزارة الخزانة الأمريكية أنها مكلفة للغاية. هناك ما يصل إلى ملياري بنسات الزنك النواة المتداولة في الولايات المتحدة!