Eigenschappen, geschiedenis en legeringen van zink

Zink (Zn) is een overvloedig metaal dat wordt aangetroffen in de aardkorst met ontelbare industriële en biologische toepassingen.

Bij kamertemperatuur is zink broos en blauw-wit van kleur, maar het kan worden gepolijst tot een heldere afwerking.

Een basismetaal, zink wordt voornamelijk gebruikt om staal te galvaniseren, een proces om het metaal te beschermen tegen ongewenste corrosie. Maar legeringen van zink, inclusief messing, zijn van vitaal belang voor een breed scala aan toepassingen, van corrosiebestendige scheepsonderdelen tot muziekinstrumenten.

Fysieke eigenschappen

• Sterkte: Zink is een zwak metaal met een treksterkte van minder dan de helft van dat van zacht koolstofstaal. Het wordt over het algemeen niet gebruikt in dragende toepassingen, hoewel goedkope mechanische onderdelen gegoten kunnen worden uit zink.
• Hardheid: Zuiver zink heeft een lage taaiheid en is over het algemeen bros, maar zinklegeringen hebben over het algemeen een hoge slagsterkte in vergelijking met andere spuitgietlegeringen.
• Buigzaamheid: Tussen 212-302 ^o F zink wordt taai en smeedbaar, maar bij hogere temperaturen keert het terug naar een brosse staat. Wederom verbeteren zinklegeringen deze eigenschap aanzienlijk ten opzichte van het zuivere metaal, waardoor complexere fabricagemethoden kunnen worden gebruikt.
• Geleidbaarheid: De geleidbaarheid van zink is matig voor een metaal. Zijn sterke elektrochemische eigenschappen, echter, dienen goed in het galvaniseringsproces en alkalische batterijen

Geschiedenis

Synthetische producten van zinklegeringen zijn betrouwbaar gedateerd tot 500 voor Christus en zink werd voor het eerst opzettelijk toegevoegd aan koper om rond 200-300 v. Chr. Koper te vormen.

Messing aangevuld met brons tijdens het Romeinse Rijk bij de vervaardiging van munten, wapens en kunst, en bleef het voornaamste gebruik van zink tot 1746 toen Andreas Sigismund Marggraf het zuivere element willens en wetens isoleerde. Omdat hij zijn proces zorgvuldig beschreef en hoe het werkte, was zink snel commercieel verkrijgbaar.

Alessandro Volta creëerde in 1800 de eerste batterij met behulp van koper- en zinkplaten, waarmee een nieuw tijdperk van elektrische kennis werd ingeluid. In 1837 noemde Stanislas Sorel zijn nieuwe proces van verzinken, galvaniseren, naar Luigi Galvani, die het animerende effect van elektriciteit had ontdekt tijdens het autopsieren van kikkers. Galvanisatie, een vorm van kathodische bescherming, kan een breed scala aan metalen beschermen en is nu de primaire industriële toepassing van zuiver zink.

Zink in de markt

Zink wordt voornamelijk gewonnen uit erts dat zinksulfide, zinkblende of sfhaleriet bevat.

De landen die het meest verfijnde zink exploiteren en produceren, in afnemende volgorde, zijn China, Peru, Australië, de Verenigde Staten en Canada. Volgens de US Geological Survey werd ongeveer 13,4 miljoen ton zink in concentraat ontgonnen in 2014, waarbij China goed was voor ongeveer 36 procent van het totaal.

Volgens de International Lead and Zinc Study Group werd in 2013 ongeveer 13 miljoen ton zink industrieel verbruikt in galvaniserings-, messing- en bronslegeringen, zinklegeringen, chemische productie en spuitgieten.

Zink wordt op de LME verhandeld als "Special High Grade" -contracten met 99,995% minimale zuiverheid in 25-tons blokken.

Common Alloys

• Brass: 3-45% Zn naar gewicht. Gebruikt in muziekinstrumenten, kleppen en hardware.
• nikkelzilver: 20% Zn naar gewicht. Gebruikt voor zijn glanzende zilveren uitstraling in sieraden, zilverwerk, modelspoorsporen en muziekinstrumenten.
• Zink-spuitgietlegeringen: >> 78 gewichtspercenten. Bevatten meestal kleine hoeveelheden (minder dan een paar procent) van Pb, Sn, Cu, Al en Mg om de gieteigenschappen en mechanische eigenschappen te verbeteren. Gebruikt om kleine ingewikkelde vormen te maken en geschikt voor bewegende delen in machines. De goedkoopste van deze legeringen worden potmetaal genoemd en dienen als goedkope vervangingen voor staal. Interessante feiten

Zink is essentieel voor al het leven op aarde en wordt gebruikt in meer dan 300 enzymen; zinkgebrek werd in 1961 erkend als een klinisch gezondheidsprobleem. De International Zinc Association legt uit dat zink van cruciaal belang is voor een goede celgroei en mitose, vruchtbaarheid, immuunsysteemfunctie, smaak en geur, gezonde huid en visie.

• Amerikaanse penningen zijn gebouwd met een zinkkern die 98% van hun gewicht omvat. De resterende 2% is een elektrolytisch geplateerde kopercoating. De hoeveelheid koper die in centen wordt gebruikt, is aan verandering onderhevig als de Amerikaanse schatkist ze te duur vindt om te produceren. Er circuleren in de VS maar liefst twee miljard zinkkerncoupes!