» » Физические свойства цинка
08.02.2017

Цинк — голубовато-серебристый металл с температурой плавления 419,5° C и температурой кипения 906±1°С. Плотность (г/см3) твердого цинка 7,133 (при 20° C). жидкого 6,66 (при 419,5° С); следовательно, при плавлении цинка его объем увеличивается.
Цинк расположен во второй группе периодической системы элементов Д.И. Менделеева; порядковый номер 30, относительная атомная масса 65,37; относительный атомный объем 9,15. Кристаллическая структура гексагональная плотноупакованиая решетка с параметрами а=26,645 нм, с=49,451 нм, с/а=1,856. Ионный радиус Zn5+ 7,2—8,4 нм, металлический радиус 13,7—13,9 нм.
Известно пять стабильных изотопов цинка — Zn64, Zn66, Zn67, Zn68 и Zn70. Важнейшим из девяти радиоактивных изотопов цинка является Zn65 (Т1/2 = 14700 мин). Этот изотоп получают в промышленности для исследовательских целей.
Физические свойства цинка

Цинк диамагнитен, его удельная магнитная восприимчивость xm=0,15*10в-6. Модуль упругости цинка 78453—980665 МПа, временное сопротивление 196—245 МПа, предел текучести 73,5 МПа, относительное удлинение 40—50 %, твердость по Бринелю 392—490 МПа, твердость цинка по шкале Mooca -2,5.
Твердость и другие механические свойства сильно зависят от чистоты цинка, размера зерна, способа обработки. Цинк высокой чистоты пластичен, технически чистый цинк при обычных температурах очень хрупкий, но при нагреве до 100—150°C обладает хорошей пластичностью. Временное сопротивление и ударная вязкость его невысоки и поэтому цинк не является конструкционным материалом.
Благодаря пластичности и вязкости цинк можно прокатывать для получения ленты илиста, а также прессовать для получения прутка и проволоки. В ряде случаев прутки и проволоку получают непрерывной разливкой. Листовой цинк широко используется как кровельный материал, особенно в Западной и Северной Европе.
В промышленности, кроме защитных покрытий, цинк используют при производстве различных сплавов (главным образом типа ЦАМ и латуней), а также при катодной защите в качестве расходуемых анодов.
Широкое промышленное применение имеют сплавы цинка с алюминием, медью и магнием. Олово, свинец и кадмий ухудшают свойства цинковых сплавов, так как эти металлы образуют с цинком легкоплавкие эвтектики, располагающиеся по границам зерен. Даже небольшие количества железа повышают твердость и хрупкость цинковых сплавов и затрудняют их обработку В высококачественных цинковых сплавах примеси Sn, Pb, Cd, Fe не должны превышать соответственно: 0,005; 0,01; 0,005; 0,1 % (табл. 6).
Физические свойства цинка

Из литейных цинковых сплавов наибольшее распространение имеет сплав с 4 % Al; 3 % Cu и 0,1 % Mg. Сплавы ЦАМ 10-5 и ЦАМ 5-10 имеют низкий коэффициент трения по стали и потому применяются в качестве износостойких и антифрикционных материалов.
Цинковые сплавы также широко используют в полиграфической промышленности для отливки шрифтов, линотипов. Сплавы цинка, особенно содержащие большие количества алюминия (ЦАМ), и латунь обладают очень хорошими механическими свойствами, что связано с их мелкозернистой структурой. Ударная вязкость цинковых сплавов для литья под давлением выше, чем у алюминиевых сплавов и серого чугуна, особенно при отрицательных температурах. Ниже приведены данные о влиянии температуры на механические свойства литого сплава цинка, содержащего 4 % Al и 1 % Cu:
Физические свойства цинка