Svojstva i upotrebe cinkovog metala

Cink (Zn) je bogat metal koji se nalazi u Zemljinoj kore s bezbrojnim industrijskim i biološkim korištenjem. Na sobnoj temperaturi cink je krhki i plavo-bijeli u boji, ali može biti poliran u svijetlu završnu obradu.

Primarno se koristi osnovni metal, cink, kako bi se galvanizirala čelik, postupak za zaštitu metala od neželjenog korozije. Ali legure od cinka, uključujući mjed, važne su za širok raspon primjena od morskih komponenti otpornih na koroziju do glazbenih instrumenata.

Fizička svojstva

• snaga: Cink je slab metal s vlačne čvrstoće manje od polovice od blagog ugljičnog čelika. Obično se ne koristi u nosivim aplikacijama, iako se jeftini mehanički dijelovi mogu bacati iz cinka.
• Žilavost: Čist cinka ima nisku otpornost i općenito je lomljiva, ali legure cinka općenito imaju visoku otpornost na udarce u usporedbi s drugim legurama za lijevanje.
• duktilnost: Između 212-302 ^oF cink postaje nodularan i kovitljiv, ali na povišenim temperaturama se vraća u krhku državu. Opet, legure cinka uvelike poboljšavaju ovu imovinu nad čistim metalima, čime se koriste složenije metode izrade.

• Provodljivost: Cinkova vodljivost je umjerena za metal. Njegova snažna elektrokemijska svojstva, međutim, dobro služe u procesu galvanizacije i alkalnih baterija

Povijest cinka

Proizvodi od umjetnih legura cinka pouzdano su datirani još od 500. god. Prije Krista, a cink je prvi namjerno dodan u bakar da bi oblikovao mesing oko 200-300 prije Krista. Brass je tijekom rimskog carstva dopunio broncu u proizvodnji kovanica, oružja i umjetnosti i ostao je glavna uporaba cinka sve do 1746. godine kada je Andreas Sigismund Marggraf svjesno izolirao čisti element. Budući da je pažljivo opisao svoj proces i kako je radio, cink je uskoro komercijalno dostupan.

Alessandro Volta stvorio je prvu bateriju 1800. godine pomoću bakrenih i cinkovih ploča, potaknuvši novu eru električnog znanja. Do 1837. godine Stanislas Sorel nazvao je svoj novi postupak galvanizacije, nakon što je Luigi Galvani, koji je otkrio animirani učinak električne energije, a autopsijuće žabe. Galvanizacija, oblik katodne zaštite, može zaštititi široku paletu metala i sada je primarna industrijska primjena čistog cinka.

Cink na tržištu

Cink se prvenstveno ekstrahira iz rude koja sadrži cinkov sulfid, cink-blende ili spalerite.

Zemlje koje rade i proizvode najcinkovitiji cink u silaznom redoslijedu su Kina, Peru, Australija, Sjedinjene Države i Kanada. Prema Geološkom istraživanju SAD-a, 2014. je minirano oko 13,4 milijuna tona cinkova koncentrata, pri čemu Kina čini oko 36 posto ukupnog.

Prema Međunarodnoj grupi za proučavanje olova i cinka, 2013. godine se industrijski konzumiraju oko 13 milijuna tona cinkova pocinčavanja, mjedi i brončanih legura, legura cinka, kemijska proizvodnja i lijevanje.

Cink se trguje na LME-u kao "Special High Grade" ugovore s 99,995% minimalnom čistoćom u 25 tonu ingota.

Zajedničke legure

• Brass: 3-45% Zn težine. Koristi se za glazbene instrumente, ventile i hardver.
• Niklovo srebro: 20 tež.% Zn. Koristi se za sjajno srebrno pojavljivanje u nakitima, srebrnim proizvodima, modelnim kolodvorima i glazbenim instrumentima.
• Legure od cinkovih slitina: > 78% težine. Obično sadrže male količine (manje od nekoliko postotaka) Pb, Sn, Cu, Al i Mg radi poboljšanja svojstava i mehaničkih svojstava. Koristi se za izradu malih zamršenih oblika i pogodnih za pomične dijelove u strojevima. Najjeftinije od tih legura nazivaju se metalni metal i služe kao jeftine zamjene za čelik.

Zanimljivosti

• Cink je kritičan za cijeli život na Zemlji i koristi se u više od 300 enzima; Nedostatak cinka prepoznat je kao klinički zdravstveni problem 1961. godine. Međunarodna udruga cinkova objašnjava da je cinka kritična za pravilan rast i mitozu, plodnost, funkciju imunološkog sustava, okus i miris, zdravu kožu i viziju.
• Američki novčani peni izrađeni su s jezgrom cinka koja sadrži 98% njihove težine. Preostalih 2% je elektrolitički premazana bakrena prevlaka. Količina bakra koja se koristi u novčanim jedinicama podložna je promjenama ako ih američka trezora smatra prekomjernom za proizvodnju. Postoji čak dvije milijarde novčana kolačića u cinku u SAD-u!