نقطة انصهار الزنك, ملكيات, الاستخدامات & حقائق

الزنك معدن له تطبيقات صناعية مختلفة. إحدى الخصائص الرئيسية هي نقطة الانصهار. نقطة انصهار الزنك هي 419.5 درجة مئوية (787.1درجة فهرنهايت). وهذا منخفض نسبيًا مقارنة بالعديد من المعادن الأخرى.

يذوب الزنك عند درجة الحرارة هذه تحت الضغط الجوي العادي. وهذا يسمح بإذابتها بسهولة وصبها في أشكال. علاوة على ذلك, غالبًا ما يتم استخدامه في جلفنة الصلب وعمليات الصب. نقطة الانصهار المنخفضة تجعل الزنك مادة متعددة الاستخدامات لمثل هذه العمليات. في هذا, سوف نستكشف جوانب مختلفة من الزنك من حيث الخصائص, الاستخدامات الصناعية, وتقنيات التصنيع.

ما هو الزنك?

خصائص الزنك

الزنك عنصر معدني له الرمز الكيميائي Zn وعدده الذري 30. يستخدم عادة في سبائك والجلفنة وهو عنصر غذائي أساسي في كل من النباتات والحيوانات.

مقارنة درجة انصهار الزنك مع المعادن الأخرى

بالمقارنة مع المعادن الأخرى, الزنك لديه نقطة انصهار معتدلة. على سبيل المثال, الألومنيوم لديه نقطة انصهار تبلغ 660 درجة مئوية, وهو أعلى بكثير من الزنك. علاوة على ذلك, الرصاص لديه نقطة انصهار منخفضة نسبيا تبلغ 327 درجة مئوية. تدعم مرحلة الذوبان أيضًا استخدام الزنك في السبائك.

علاوة على ذلك, تتمتع بعض سبائك الزنك بنقاط انصهار أقل نسبيًا من معادنها الأساسية. على سبيل المثال, سبائك الزنك والألومنيوم تحظى بشعبية كبيرة. من السهل تشكيل هذه الأنواع من السبائك عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا. لذلك, فهي أرخص في التشكيل في المنتجات.

فضلاً عن ذلك, تتغير نقطة انصهار الزنك الموجودة على شكل سبائك مع إضافة عناصر أخرى. إنه نظام حساس للتركيبة ويمكن أن تؤثر الاختلافات الدقيقة في التركيبة على الاستجابة الحرارية.

خصائص الزنك:

ملكية	قيمة
الرمز الكيميائي	الزنك
العدد الذري	30
الكتلة الذرية	65.38 جم / مول
كثافة	7.14 جم/سم3
نقطة الانصهار	419.5درجة مئوية (787.1درجة فهرنهايت)
نقطة الغليان	907درجة مئوية (1665درجة فهرنهايت)
توصيل حراري	116 ث / م · ك
التوصيل الكهربائي	1.69 × 10⁶ ثانية/م
صلابة	2.5 (مقياس موس)
الهيكل البلوري	سداسية معبأة قريبة (com.hcp)
معامل يونغ	108 المعدل التراكمي
قوة الشد	100 MPa
المقاومة للتآكل	عالي (وخاصة في البيئات القلوية والمحايدة)
الخصائص المغناطيسية	مغناطيسي

يغطي الجدول أعلاه الخصائص التقنية الرئيسية للزنك, بما في ذلك خصائصه الكيميائية والفيزيائية.

العوامل المؤثرة على درجة حرارة انصهار الزنك

فيما يلي العوامل المشتركة التي تؤثر على درجة حرارة انصهار الزنك.

1. نقاء الزنك

تختلف درجة انصهار الزنك حسب جودة المعدن. كلما زادت جودة الزنك, كلما زاد وقت الذوبان الذي يستغرقه. لكن, إن الوجود الطفيف للشوائب في الزنك يمكن أن يؤدي إلى رفع أو خفض درجة حرارة الانصهار. على سبيل المثال, استخدام الحديد أو الرصاص يخفض درجة الانصهار بشكل هامشي.

2. عناصر صناعة السبائك

يؤثر تفاعل الزنك مع المعادن الأخرى على درجة انصهار نوع معين من السبائك. السبائك الأكثر استخدامًا هي ألومنيوم الزنك أو سبائك النحاس والزنك وتكون نقاط انصهارها أقل نسبيًا من الزنك النقي. يؤدي وجود عناصر أخرى إلى حدوث فواصل داخل الإطار البلوري. لذلك, يمكن صهر المعدن عند درجة حرارة عالية دون صعوبة كبيرة.

3. الضغط الجوي

ومن الخصائص الأخرى للمواد الضغط الذي يؤثر على درجة حرارة الانصهار. على سبيل المثال, الزنك, على ارتفاعات أعلى أو ضغوط منخفضة, نقطة الانصهار تتضاءل. لأن الضغط والانتقال الطوري للمعادن مرتبطان. لكن, تكون الزيادة صغيرة عندما تكون البيئة تحت ظروف العمل العادية.

نطاقات نقطة الانصهار لسبائك الزنك الشائعة

سبائك الزنك	تعبير	نطاق نقطة الانصهار
الزنك والألومنيوم (ل)	85-95% الزنك, 5-15% الألومنيوم	380درجة مئوية – 390 درجة مئوية (716درجة فهرنهايت – 734 درجة فهرنهايت)
الزنك والنحاس (ZC)	90-97% الزنك, 2-5% نحاس	400درجة مئوية – 420 درجة مئوية (752درجة فهرنهايت – 788 درجة فهرنهايت)
الزنك والرصاص (ZL)	90-95% الزنك, 5-10% يقود	330درجة مئوية – 380 درجة مئوية (626درجة فهرنهايت – 716 درجة فهرنهايت)
الزنك الحديد (الزنك والحديد)	الزنك مع كميات قليلة من الحديد	400درجة مئوية – 420 درجة مئوية (752درجة فهرنهايت – 788 درجة فهرنهايت)
الزنك والقصدير (ZT)	90-99% الزنك, 1-10% القصدير	370درجة مئوية – 410 درجة مئوية (698درجة فهرنهايت - 770 درجة فهرنهايت)
الزنك والألومنيوم (زا-27)	73% الزنك, 27% الألومنيوم	365درجة مئوية – 400 درجة مئوية (689درجة فهرنهايت – 752 درجة فهرنهايت)

تقنيات التصنيع للزنك

الزنك مادة متعددة الاستخدامات يمكن تشكيلها بتقنيات تصنيع مختلفة. فيما يلي بعض طرق المعالجة الشائعة للزنك:

1. تحول الزنك باستخدام الحاسب الآلي

تعد المعالجة الدورانية تقنية شائعة لتحويل الزنك إلى أجزاء أو منتجات ذات قيمة. يتم تقليب المادة بينما تقوم أداة القطع بإزالة المواد لمنحها شكلًا أسطوانيًا. بسبب صلابة الزنك المنخفضة نسبيًا, يمكن تشغيله بواسطة أدوات فولاذية أو كربيد عالية السرعة.

2. طحن الزنك باستخدام الحاسب الآلي

يتضمن الطحن أداة قطع تطبق حركة دوارة لنحت مادة مخزون الزنك. يتم استخدامه في الغالب في صنع الأسطح العادية, فتحات, وغيرها من الميزات المعقدة. في معظم الحالات, يتم استخدام أدوات كربيد أو فولاذية عالية السرعة في الزنك, منذ, أنها لينة نسبيا.

3. الحفر باستخدام الحاسب الآلي الزنك

تتطلب سبائك الزنك عادةً حفر ثقوب. لذلك, يعد الحفر باستخدام الحاسب الآلي أمرًا شائعًا في سبائك الزنك هذه. للتزوير الساخن للزنك, يتم استخدام مثاقيب خاصة ذات رؤوس كربيد أو كوبالت أثناء الحفر لتقليل توليد الحرارة والهشاشة الناتجة.

4. طحن الزنك باستخدام الحاسب الآلي

الأجزاء النهائية من الزنك

يتم تطبيق الطحن عند الحاجة إلى تشطيب سطح عالي. علاوة على ذلك, إذا كنت بحاجة إلى إزالة كمية صغيرة من المواد. عند العمل على الزنك, يتم استخدام عجلة القطع الدقيقة لتوليد حرارة زائدة تؤدي إلى تغيير خصائص الزنك.

5. التنصت

ضرب أو التنصت تستخدم في صناعة الخيوط الداخلية في سبائك الزنك. أما بالنسبة للطبقة, لأن الزنك ناعم نسبيًا, يمكن استخدام التنصتات القياسية. يجب الحرص على عدم التسبب في تشقق المادة أو تمزقها.

تطبيقات الزنك في الصناعات المختلفة

هنا 5 التطبيقات الرئيسية للزنك:

1. الجلفنة

يفيد الزنك الحديد والصلب بشكل كبير من خلال حمايتهما من الصدأ والتآكل من خلال الجلفنة. من خلال الجلفنة, سطح المعادن مثل الحديد, فُولاَذ, والسيارات محمية في صنع الهياكل مثل الجسور, خطوط الأنابيب, والسيارات تدوم لفترة أطول.

2. يموت الصب

منتج مصبوب من الزنك

يفضل استخدام سبائك الزنك يموت الصب في الغالب. علاوة على ذلك, تساعد هذه العملية في إنشاء سيارات, إلكترونيات, ومكونات الأجهزة نظرًا لأن الأجزاء التي تم تطويرها ستكون صعبة.

3. تصنيع البطاريات

يعتبر الزنك عنصرا استراتيجيا يستخدم في تركيب البطاريات وخاصة البطاريات القلوية وبطاريات الزنك والكربون. لأن, فهو مرن ويمكن استخدامه لتخزين الطاقة مع توفير طاقة فعالة للأجهزة من الأجهزة المنزلية, إلى المركبات.

4. إنتاج النحاس

الزنك هو العنصر النشط في تصنيع نحاس, مركب معدني من النحاس والزنك. يمكن استخدامه لأغراض السباكة, وكذلك في إنتاج الآلات الموسيقية ومنتجات الزينة.

5. زراعة

يعتبر الزنك من المغذيات الدقيقة الموجودة في الأسمدة وله دور في المساهمة في نمو النبات. يزيد الغلة, يقف ضد الأمراض, ويساعد في عمليات التمثيل الضوئي. فضلاً عن ذلك, ويمكن أيضًا استخدام الزنك كمكمل في أعلاف الحيوانات, والوجبات الغذائية.

ملخص

ملخص المقال في الإطار:

• يتمتع الزنك بنقطة انصهار منخفضة تبلغ 419.5 درجة مئوية, مما يجعلها مثالية للعمليات الصناعية المختلفة.
• يستخدم عادة في الجلفنة, يموت الصب, وتصنيع البطاريات.
• سبائك الزنك, مثل الزنك والألومنيوم والزنك والنحاس, لها نطاقات نقطة انصهار مختلفة.
• وتشمل تقنيات التصنيع للزنك تحول, طحن, حفر, طحن, والتنصت.
• يلعب الزنك دورًا حاسمًا في صناعات مثل السيارات, بناء, والزراعة.

الأسئلة الشائعة حول نقطة انصهار الزنك

س1. كيف يؤثر الضغط الجوي على درجة انصهار الزنك?
على ارتفاعات أعلى أو انخفاض الضغط, يمكن أن تنخفض نقطة انصهار الزنك قليلاً.

Q2. ما هي فوائد استخدام الزنك في الصب يموت?
تتيح نقطة الانصهار المنخفضة للزنك الكفاءة, صب يموت فعالة من حيث التكلفة, إنتاج مكونات دقيقة ودائمة.

س3. لماذا يستخدم الزنك عادة في الجلفنة؟?
يحمي الزنك الفولاذ والحديد من التآكل عن طريق تشكيل طبقة واقية, مما يجعلها مثالية للهياكل والمركبات الخارجية.

س 4. كيف تقارن صلابة الزنك بالمعادن الأخرى?
الزنك لديه صلابة موس 2.5, مما يجعلها ناعمة نسبيًا مقارنة بالعديد من المعادن الأخرى.

س5. هل يمكن استخدام الزنك في تطبيقات درجات الحرارة العالية؟?
الزنك ليس مثاليًا للتطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة نظرًا لنقطة انصهاره المنخفضة نسبيًا, ولكنها مناسبة تمامًا للعمليات التي تحدث في درجات حرارة معتدلة.