Vyuma na aloi zimeingia katika maisha yetu kwa karibu sana kwamba wakati mwingine hata hatufikirii kuzihusu. Mapema milenia 4-3 KK, kufahamiana kwa kwanza kwa mwanadamu na nuggets kulifanyika. Muda mwingi umepita tangu wakati huo, na kila mwaka usindikaji wa chuma umeboreshwa tu.
Zinc ilicheza jukumu kubwa katika hili. Aloi kulingana na hiyo hutumiwa katika tasnia nyingi. Katika makala haya, tutaangalia aloi za zinki na jukumu lake katika maisha yetu.
Chuma cha mpito
Zinki inajulikana kuwa metali ya mpito ya rangi ya samawati-nyeupe na yenye brittle. Inachimbwa kutoka kwa madini ya nusu-metali. Mchakato wa kupata zinki safi ni ngumu sana na unatumia wakati. Awali ya yote, ore iliyo na zinki 1-4% hutajiriwa na flotation ya kuchagua. Kupitia mchakato huu huzingatia (55% Zn) hupatikana. Ifuatayo, unahitaji kupata oksidi ya zinki. Kwa hili, mkusanyiko unaosababishwa huhesabiwa kwenye tanuu kwenye kitanda kilicho na maji. Kutoka pekeeoksidi ya zinki, unaweza kupata chuma hiki katika umbo lake safi, na kuna njia mbili za kufanya hivi.
Kupata zinki
Ya kwanza ni elektroliti, kulingana na matibabu ya oksidi ya zinki kwa asidi ya sulfuriki. Kutokana na mmenyuko huu, ufumbuzi wa sulfate hutengenezwa, ambao hutakaswa kutoka kwa uchafu na unakabiliwa na electrolysis. Zinki huwekwa kwenye cathodes ya alumini, ambayo huyeyushwa katika tanuu za induction. Usafi wa zinki unaopatikana hivyo ni takriban 99.95%.
Njia ya pili, ya zamani zaidi, ni kunereka. Kuzingatia huwashwa kwa joto la juu sana (kuhusu 1000 ° C), mvuke za zinki hutolewa, ambayo, kwa condensation, hukaa kwenye vyombo vya udongo. Lakini njia hii haitoi usafi kama wa kwanza. Mvuke unaosababishwa una takriban 3% ya uchafu mbalimbali, ikiwa ni pamoja na kipengele muhimu kama cadmium. Kwa hiyo, Zn inasafishwa zaidi kwa kutengwa. Kwa joto la 500 ° C hutetewa kwa muda fulani na usafi wa 98% hupatikana. Kwa ajili ya uzalishaji zaidi wa aloi, hii ni ya kutosha, kwa sababu basi zinki bado ni alloyed na mambo sawa. Ikiwa hii haitoshi, urekebishaji hutumiwa na zinki hupatikana kwa usafi wa 99.995%. Kwa hivyo, mbinu zote mbili huruhusu kupata zinki ya hali ya juu.
Jozi isiyoweza kutenganishwa ya metali
Kwa kawaida, risasi hupatikana katika aloi za zinki kama uchafu. Kwa asili, jozi hii isiyoweza kutenganishwa ya metali hupatikana mara nyingi. Lakini kwa kweli, maudhui ya juu ya risasi katika aloi ya zinki huharibu mali yake ya kimwili, na kujenga tabia ya kutu ya intergranular ikiwa ni.maudhui yanazidi 0.007%. Risasi na zinki hupatikana pamoja katika shaba na shaba.
Ikiwa tunazungumzia kuhusu eutectic ya vipengele hivi viwili, ni muhimu kutambua kwamba hadi joto la 800 ° C hazichanganyiki na kila mmoja na kuwakilisha vimiminiko viwili tofauti. Wakati wa baridi ya haraka, usambazaji sare wa Pb hutokea kwa namna ya kuingizwa kwa mviringo kando ya mipaka ya nafaka. Aloi ya risasi ya zinki hutumiwa kufanya sahani za uchapishaji kutokana na ukweli kwamba hupasuka haraka sana katika asidi. Mara nyingi, uchafu wa risasi huondolewa kutoka kwa zinki kwa kutumia njia ya kunereka.
Aloi ya zinki ya shaba
Shaba ni aloi inayojulikana hata kabla ya enzi zetu. Wakati huo, zinki ilikuwa bado haijagunduliwa, lakini ore ilitumiwa sana. Hapo awali, shaba ilipatikana kwa alloying smithsonite (ore ya zinki) na shaba. Ilikuwa tu katika karne ya 18 ambapo aloi hii ilitengenezwa kwa mara ya kwanza kwa kutumia zinki ya metali.
Katika wakati wetu, kuna aina kadhaa za shaba: awamu moja na awamu mbili. Ya kwanza ina takriban 35% ya zinki, wakati ya mwisho ina 50% na 4% ya risasi. Shaba za awamu moja ni ductile sana, wakati aina ya pili ina sifa ya brittleness na ugumu. Baada ya kuzingatia mchoro wa hali ya mambo haya mawili, tunaweza kuhitimisha kwamba huunda mfululizo wa awamu za elektroniki: β, γ, ε. Aina ya kuvutia ya shaba ni tompak. Ina tu hadi 10% ya zinki na kutokana na hili ina ductility ya juu sana. Tompak hutumiwa kwa mafanikio kwa kufunika chuma na uzalishaji wa bimetal. mbele yakehutumika kutengeneza sarafu na kuiga dhahabu.
Zinki na chuma
Takriban katika kila nyumba unaweza kupata mabati: ndoo, sufuria, maji yanayochemka, n.k. Vyote vimelindwa kwa kutegemewa kutokana na kutu kutokana na zinki. Kwa kusema kwa mfano, kwa kweli, chuma hutiwa na chuma hiki, na kwa mantiki, hatuzungumzii juu ya aloi. Kwa upande mwingine, kujua jinsi galvanizing hutokea, kinyume inaweza kuwa alisema. Ukweli ni kwamba zinki huyeyuka kwa joto la chini sana (karibu 400 ° C), na inapoingia kwenye uso wa chuma katika hali ya kioevu, huenea ndani yake.
Atomi za dutu zote mbili zimeunganishwa kwa nguvu sana, na kutengeneza aloi ya chuma-zinki. Kwa sababu hii, tunaweza kusema kwa usalama kwamba Zn "haijawekwa" kwenye bidhaa, lakini "imeingizwa" ndani yake. Hii inaweza kuzingatiwa katika hali ya kawaida ya kaya. Kwa mfano, mwanzo huonekana kwenye ndoo ya mabati. Je, inaanza kutu hapa? Jibu ni otvetydig - hapana. Hii ni kwa sababu wakati unyevu unapoingia, misombo ya zinki huanza kuvunja, lakini wakati huo huo huunda aina fulani ya ulinzi kwa chuma. Kwa hivyo, katika hali nyingi, aloi za zinki kama hizo zimeundwa kulinda bidhaa kutokana na kutu. Bila shaka, vitu vingine, kama vile chromium au nikeli, vinaweza pia kutumika kwa madhumuni haya, lakini gharama ya bidhaa hizi itakuwa kubwa mara nyingi zaidi.
Bati na zinki
Aloi hii ni maarufu sana kuliko zingine ambazo tumehakiki. Mnamo 1917-1918 huko Bulgaria, ilitumiwa sana kutengeneza vyombo maalum ambavyo vilishikilia kioevu cha joto kwa muda mrefu.(analogues za thermoses za kisasa). Siku hizi, aloi ya zinki-bati hutumiwa sana katika tasnia ya redio na umeme. Hii ni kutokana na ukweli kwamba muundo ulio na Zn 20% huuzwa vizuri sana, na uwekaji polishing wa amana hudumishwa kwa muda mrefu.
Bila shaka, kama mipako ya kuzuia kutu, aloi hii pia inaweza kutumika. Sifa zake zinafanana sana na mipako ya cadmium, lakini wakati huo huo ni ghali sana.
Sifa za aloi za zinki
Bila shaka, nyimbo zote zilizo na metali hii hutofautiana kwa asilimia yake. Kwa ujumla, aloi za zinki zina sifa nzuri za kutupwa na mitambo. Kwanza kabisa ni upinzani wa kutu. Zaidi ya yote, inajidhihirisha katika anga ya hewa kavu safi. Maonyesho yanayowezekana ya kutu yanaweza kuonekana katika miji ya viwanda. Hii ni kutokana na kuwepo kwa mvuke ya asidi hidrokloriki, klorini na oksidi za sulfuri katika hewa, ambayo, inapunguza unyevu, inafanya kuwa vigumu kuunda filamu ya kinga. Copper-tin-zinki ni alloy ambayo ina sifa ya mali ya juu ya kinga. Ni utungaji huu ambao hauwezi kuathiriwa na kutu, hasa katika anga ya viwanda. Ikiwa tunazungumza juu ya sifa za kutupwa za zinki, basi, bila shaka, zinategemea vipengele vya aloi katika aloi zake.
Kwa hivyo, kwa mfano, alumini hufanya muundo wao kuwa homogeneous, laini-grained, kuufanya kuwa bora, hupunguza athari mbaya ya chuma. Kipengele kingine muhimu cha aloi ni shaba. Inaongeza nguvu na hupunguzakutu ya intercrystalline. Aloi ya shaba-zinki ina nguvu ya juu ya athari, lakini wakati huo huo hupoteza sifa zake za utupaji.
Sehemu za uwekaji wa zinki na aloi zake
Kwa kweli, sehemu zilizotengenezwa kwa aloi za zinki ni za kawaida sana katika wakati wetu. Licha ya ukweli kwamba plastiki inachukua nafasi ya bidhaa za chuma, katika hali nyingine haziwezi kutolewa. Kwa mfano, sekta ya magari ni sekta ambayo haiwezi kufanya bila aloi za zinki. Vichujio, sumps, kabureta na nyumba za pampu za mafuta, vifuniko vya magurudumu, mufflers - yote haya na mengi zaidi hufanywa kwa kutumia misombo ya kipengele hiki cha kemikali.
Kwa sababu ya ukweli kwamba aloi za zinki zina sifa nzuri za utupaji, sehemu ngumu za maumbo anuwai hutupwa kutoka kwao na unene wa ukuta wa chini zaidi. Ujenzi ni eneo lingine ambalo aloi hizi ni za lazima. Zinki iliyovingirwa hutumiwa kwa paa, mabomba na mifereji ya maji. Licha ya ukweli kwamba kuna tabia ya kupunguza uzalishaji wa aloi za zinki, haiwezekani kuachana na uzalishaji wao kwa sababu ya bei nafuu na tabia ya mitambo ya nyenzo.
