W temperaturze pokojowej cynk jest kruchy i niebiesko-biały, ale można go wypolerować do jasnego wykończenia.
Podstawowy metal , cynk, jest używany przede wszystkim do galwanizowania stali , która chroni metal przed niechcianą korozją . Ale stopy cynku, w tym mosiądzu , są niezbędne w szerokim zakresie zastosowań, od odpornych na korozję elementów morskich do instrumentów muzycznych.
Właściwości fizyczne
- Wytrzymałość : Cynk jest słabym metalem o wytrzymałości na rozciąganie mniejszej niż połowa miękkiej stali węglowej. Zasadniczo nie stosuje się go w zastosowaniach nośnych, chociaż niedrogie części mechaniczne mogą być odlane z cynku.
- Wytrzymałość : Czysty cynk ma niską wytrzymałość i jest ogólnie kruchy, ale stopy cynku mają na ogół wysoką udarność w porównaniu do innych stopów odlewniczych.
- Plastyczność : pomiędzy 212-302 o F cynk staje się ciągliwy i plastyczny , ale w podwyższonej temperaturze powraca do stanu kruchego. Ponownie, stopy cynku znacznie poprawiają tę właściwość w stosunku do czystego metalu, umożliwiając stosowanie bardziej złożonych metod wytwarzania.
- Konduktywność : przewodność cynku jest umiarkowana dla metalu. Jednak jego silne właściwości elektrochemiczne dobrze sprawdzają się w procesie cynkowania i baterii alkalicznych
Historia
Wytworzone przez człowieka produkty ze stopu cynku zostały wiarygodnie datowane już w 500 roku pne, a cynk został celowo dodany do miedzi, aby utworzyć mosiądz około 200-300 pne.
Mosiądz uzupełnił brąz podczas Imperium Rzymskiego w produkcji monet, broni i sztuki, i pozostał głównym zastosowaniem cynku do 1746 roku, kiedy Andreas Sigismund Marggraf świadomie odizolował czysty pierwiastek. Ponieważ dokładnie opisał swój proces i sposób jego działania, cynk wkrótce stał się dostępny na rynku.
Alessandro Volta stworzył pierwszą baterię w 1800 roku za pomocą płytek miedzianych i cynkowych, wprowadzając nową erę wiedzy elektrycznej. W 1837 roku Stanisław Sorel nazwał swój nowy proces ocynkowania galwanizacji, po Luigim Galvani, który odkrył animujący efekt elektryczności podczas autopsji żab. Galwanizacja, forma ochrony katodowej, może chronić szeroką gamę metali i jest obecnie głównym przemysłowym zastosowaniem czystego cynku.
Cynk na rynku
Cynk jest przede wszystkim ekstrahowany z rudy zawierającej siarczek cynku, blendę cynku lub sfaleryt.
Kraje wydobywania i produkcji najbardziej rafinowanego cynku, w porządku malejącym, to Chiny, Peru, Australia, Stany Zjednoczone i Kanada. Według US Geological Survey, w 2014 roku wydobywało się około 13,4 milionów ton metrycznych cynku w koncentracie, przy czym Chiny stanowią około 36 procent całości.
Według International Lead and Zinc Study Group, około 13 milionów ton metrycznych cynku zostało zużyte przemysłowo w 2013 r. W zakresie cynkowania, mosiądzu i stopów brązu, stopów cynku, produkcji chemicznej i odlewania kokilowego.
Cynk jest przedmiotem obrotu na LME jako kontrakt o "specjalnej wysokiej jakości" przy minimalnej czystości wynoszącej 99,995% w sztabkach 25-tonowych.
Wspólne stopnie
- Mosiądz: 3-45% Zn. Używany w instrumentach muzycznych, zaworach i sprzęcie.
- Srebro niklowe: 20% Zn. Służy do uzyskania błyszczącego srebrnego wyglądu w biżuterii, sztućcach, modelowych torach kolejowych i instrumentach muzycznych.
- Stopy odlewnicze cynku: > 78% masy. Zwykle zawierają małe ilości (mniej niż kilka procent) Pb, Sn, Cu, Al i Mg w celu poprawy charakterystyki odlewania i właściwości mechanicznych. Służy do wykonywania małych skomplikowanych kształtów i nadaje się do przenoszenia ruchomych części w maszynach. Najtańsze z tych stopów są określane jako metal potiony i służą jako tanie zamienniki stali.
Interesujące fakty
- Cynk ma kluczowe znaczenie dla całego życia na Ziemi i jest stosowany 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 komórek i mitozy, płodności, funkcjonowania układu odpornościowego, smaku i zapachu, zdrowej skóry i wzroku.
- Pieniądze w Stanach Zjednoczonych są zbudowane z rdzeniem cynkowym stanowiącym 98% ich wagi. Pozostałe 2% to powlekana elektrolitycznie powłoka miedzi. Ilość miedzi zużywanej w pensach może ulec zmianie, jeśli Departament Skarbu USA uzna je za zbyt drogie w produkcji. W Stanach krążą aż dwa miliardy rdzeń cynkowo-rdzeniowych!