Цинк.

Alex Ponomarev

Модератор
Регистрация
24 Окт 2007
Сообщения
27,369
Реакции
51
Возраст
55
Адрес
Воронеж
Один из самых распостранённых материалов для изготовления знаков в 3-м Рейхе.
И одновременно один из самых непростых материалов в производственных процессах.
Попробуем с ним разобраться и понять, как это влияло на производство из него знаков.
 
Физические свойства.

Цинк представляет собой синевато - белый металл, плавящийся при 419 градусах С, а при 913 градусах С превращающийся в пар; плотность его равна 7,14 г/см3.
Цинк относительно мягкий металл — он мягче олова, но твёрже свинца.
При обыкновенной температуре цинк довольно хрупок, но при 100-150 градусах С он хорошо гнется и прокатывается в листы, хорошо поддаётся обработке давлением.
Технологичность цинка в процессе обработки давлением зависит от его чистоты. Отрицательное влияние на горячую обработку давлением оказывает примесь олова.
На воздухе цинк покрывается тонким слоем окиси или основного карбоната, предохраняющим его от дальнейшего окисления. Вода почти не действует на цинк, хотя он и стоит в ряду напряжений значительно левее водорода. Это объясняется тем, что образующаяся на поверхности цинка при взаимодействии его с водой гидроокись практически нерастворима и препятствует дальнейшему течению реакции. Если нагреть цинк на воздухе до температуры кипения, то пары его воспламеняются и сгорают зеленовато-белым пламенем, образуя окись цинка.
Температурные свойства цинка:
20 градусов - хрупок,
100-150 градусов - пластичен,
200-250 градусов - снова становится очень хрупким,
419,58 градусов - температура плавления,
906,2 градусов - температура кипения.
 
Химические свойства.

Типичный амфотерный металл.
При нагревании цинк взаимодействуют с неметаллами (кроме водорода, углерода и азота).
Активно реагирует с кислотами:

Zn + H2SO4(разб.) = ZnSO4 + H2

На свойствах цинка сильно сказывается степень его чистоты(и физических тоже). При 99,9 и 99,99% чистоты цинк хорошо растворяется в кислотах. Но стоит ”прибавить” еще одну девятку (99,999%), и цинк становится нерастворимым в кислотах даже при сильном нагревании. Цинк такой чистоты отличается и большой пластичностью, его можно вытягивать в тонкие нити.

Цинк – единственный элемент группы, который растворяется в водных растворах щелочей с образованием ионов [Zn(OH)4]2– (гидроксоцинкатов):

Zn + 2OH– + 2H2O = [Zn(OH)4]2– + H2
 
Оксид цинка.

Естественно свойства оксида цинка нас тоже интересуют:

При атмосферном давлении и 1950° C — испаряется.

На воздухе цинк покрывается тонкой пленкой оксида ZnO.

2Zn + O2 = 2ZnO.

Оксид цинка реагирует как с растворами кислот:

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

так и щелочами:

ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + Н2О,

Цинк обычной чистоты активно реагирует с растворами кислот:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑,

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

и растворами щелочей:

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑,

образуя гидроксоцинкаты.
 
В Германии производство наград из цинка впервые широкое распостранение получило в годы Первой мировой войны.
Когда стало понятно, что война затягивается, а внутренние ресурсы страны ограничено, было решено в целях экономии более ценных металлов, частично перевести производство наград на изготовление из более дешёвого цинка.
Нужно отметить, что при этом в годы Первой мировой войны немцы изготавливали награды из очень качественного цинка, с минимумом примесей.
При этом покрытие на цинковых знаках сохранялось намного лучше, чем на цинковых знаках периода 3-го рейха, (хотя и не всегда).
В любом случае, сохраняются знаки из качественного цинка намного лучше.
В качестве примера, несколько типичных цинковых знаков конца Первой мировой войны.
Им почти 100 лет, а выглядят, как новые.
 

Вложения

  • Zink-1.jpg
    Zink-1.jpg
    56.3 KB · Просмотры: 998
А вот здесь, на крест из качественного цинка, было воздействие кислотной или щелочной среды.
В результате видна, образовавшаяся в результате реакции, соль цинка(бело-жёлтая), а в области выделенной красным пошла глубокая коррозия цинка.
 

Вложения

  • Zink-2.jpg
    Zink-2.jpg
    80.1 KB · Просмотры: 894
В годы Второй мировой войны Германия так же перешла на выпуск части наград из цинка.
Причина была та же, - экономия цветных металлов.
http://www.ak-group.ru/forum/showthread.php?t=722
Требование это исходило от "Имперского управления по металлам".
http://www.ak-group.ru/forum/showthread.php?t=905
Но в отличие от Первой мировой экономия зашла слишком далеко, и наряду с качественным цинком, для производства наград часто применялся цинк с большим количеством примесей.
Такой цинк, с большим количеством примесей, часто называют "кригсметалл"
В результате этого физические и химические свойства цинка сильно изменялись.
При применении даже качественного цинка, в местах соединения цинка с другими металлами(особенно в присутствии влаги) образовывался миниатюрный "гальванический элемент".
Примерно то же самое происходило на поверхности самого знака, из цинка с примесями других металлов.
Ниже пример воздействия "гальванического элемента".
 

Вложения

  • Zink-3.jpg
    Zink-3.jpg
    60.9 KB · Просмотры: 839
Изучение различного вида покрытий цинковых знаков(серебрение, меднение, позолота) будет в отдельных темах.
А теперь прошу, - дополняйте, поправляйте, спрашивайте. :drinks: :drinks: :drinks:
 
Если цинк, при достяжении температуры плавления на воздухе, сразу сгорает, то как можно его паять? Например припаять отвалившуюся часть.
 
Так плавление и пайка это не одно и тоже :)
 
Конечно!!! :drinks:
Если ты запаиваешь дырку в стальной кастрюле, тебе же не нужно для этого расплавить сталь? :biggrin:

Правильно кастрюлю запаяем оловом.
Значит для пайки цинка мы будем применять олово?
 
Припой должен быть прочный,но в тоже время обладать температурой плавления ниже цинка.Олово в чистом виде для этого не подходит(сильно мягкое)
 
Правильно кастрюлю запаяем оловом.
Значит для пайки цинка мы будем применять олово?

А оловом никто и не паяет!!!
Паяют припоем!!!
Самый простой и распостранённый свинцово-оловянный припой, но у него тоже есть несколько марок, и в зависимости от процентного соотношения содержания металлов у него разная температура плавления.
 
Температуры плавления олова и свинца относительно цинка:
Олово - 231,9 градусов.
Свинец - 327,4 градуса.
Цинк - 419,58 градусов.
 
Температуры плавления низкотемпературных припоев:
ПОС90 - 183-222градусов.
ПОС40 - 183-230градусов.
ПОС30 - 183-250градусов.
ПОС18 - 183-270градусов.
 
То есть пайка свинцово-оловянным припоем цинка - единственный возможный вариант.
 
Сверху