Logam dan paduan logam telah memasuki kehidupan kita begitu dekat sehingga terkadang kita bahkan tidak memikirkannya. Pada awal 4-3 milenium SM, kenalan pertama manusia dengan nugget terjadi. Banyak waktu telah berlalu sejak itu, dan setiap tahun pemrosesan logam semakin meningkat.
Zinc memainkan peran besar dalam hal ini. Paduan berdasarkan itu digunakan di banyak industri. Pada artikel ini, kita akan melihat paduan seng dan perannya dalam kehidupan kita.
Logam transisi
Zinc dikenal sebagai logam transisi rapuh berwarna putih kebiruan. Itu ditambang dari bijih semi-logam. Proses mendapatkan seng murni cukup rumit dan memakan waktu. Pertama-tama, bijih yang mengandung seng 1-4% diperkaya dengan flotasi selektif. Melalui proses ini diperoleh konsentrat (55% Zn). Selanjutnya, Anda perlu mendapatkan seng oksida. Untuk ini, konsentrat yang dihasilkan dikalsinasi dalam tungku dalam unggun terfluidisasi. Hanya dariseng oksida, Anda bisa mendapatkan logam ini dalam bentuk murni, dan ada dua cara untuk melakukannya.
Memperoleh seng
Yang pertama adalah elektrolitik, berdasarkan perlakuan seng oksida dengan asam sulfat. Sebagai hasil dari reaksi ini, larutan sulfat terbentuk, yang dimurnikan dari pengotor dan mengalami elektrolisis. Seng diendapkan pada katoda aluminium, yang kemudian dilebur dalam tungku induksi. Kemurnian seng yang diperoleh sekitar 99,95%.
Metode kedua, yang tertua, adalah distilasi. Konsentrat dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi (sekitar 1000 ° C), uap seng dilepaskan, yang, dengan kondensasi, mengendap di bejana tanah liat. Tetapi metode ini tidak memberikan kemurnian seperti yang pertama. Uap yang dihasilkan mengandung sekitar 3% dari berbagai kotoran, termasuk elemen berharga seperti kadmium. Oleh karena itu, Zn selanjutnya dimurnikan dengan segregasi. Pada suhu 500 ° C dipertahankan untuk beberapa waktu dan kemurnian 98% diperoleh. Untuk produksi paduan lebih lanjut, ini sudah cukup, karena seng masih dicampur dengan unsur yang sama. Jika ini tidak cukup, rektifikasi digunakan dan seng diperoleh dengan kemurnian 99,995%. Dengan demikian, kedua metode memungkinkan memperoleh seng dengan kemurnian tinggi.
Sepasang logam yang tak terpisahkan
Biasanya, timbal hadir dalam paduan seng sebagai pengotor. Di alam, pasangan logam yang tidak terpisahkan ini cukup sering ditemukan. Namun kenyataannya, kandungan timbal yang tinggi dalam paduan seng menurunkan sifat fisiknya, menciptakan kecenderungan korosi intergranular jikakonten melebihi 0,007%. Timbal dan seng paling sering ditemukan bersama-sama dalam perunggu timah dan kuningan.
Jika kita berbicara tentang eutektik dari dua elemen ini, penting untuk dicatat bahwa hingga suhu 800 °C mereka tidak bercampur satu sama lain dan mewakili dua cairan yang berbeda. Selama pendinginan cepat, distribusi Pb yang seragam terjadi dalam bentuk inklusi membulat di sepanjang batas butir. Paduan seng-timbal digunakan untuk membuat pelat cetak karena fakta bahwa ia larut sangat cepat dalam asam. Paling sering, kotoran timbal dihilangkan dari seng menggunakan metode distilasi.
Paduan seng tembaga
Kuningan adalah paduan yang dikenal bahkan sebelum zaman kita. Pada saat itu, seng belum ditemukan, tetapi bijihnya banyak digunakan. Sebelumnya, kuningan diperoleh dengan paduan smithsonite (bijih seng) dan tembaga. Baru pada abad ke-18 paduan ini pertama kali dibuat menggunakan seng logam.
Saat ini, ada beberapa jenis kuningan: fase tunggal dan fase dua. Yang pertama mengandung sekitar 35% seng, sedangkan yang kedua mengandung 50% dan 4% timbal. Kuningan fase tunggal sangat ulet, sedangkan varietas kedua ditandai dengan kerapuhan dan kekerasan. Setelah mempertimbangkan diagram keadaan kedua elemen ini, kita dapat menyimpulkan bahwa mereka membentuk serangkaian fase elektronik:,,. Variasi kuningan yang menarik adalah topak. Ini hanya mengandung seng 10% dan karena ini memiliki keuletan yang sangat tinggi. Tompak berhasil digunakan untuk kelongsong baja dan produksi bimetal. sebelum diadigunakan untuk membuat koin dan emas imitasi.
Seng dan baja
Hampir di setiap rumah Anda dapat menemukan barang-barang galvanis: ember, panci, air mendidih, dll. Semuanya terlindung dari karat berkat seng. Secara kiasan, tentu saja, baja dilapisi dengan logam ini, dan secara logis, kita tidak berbicara tentang paduan. Di sisi lain, mengetahui bagaimana menggembleng terjadi, kebalikannya dapat diperdebatkan. Faktanya adalah bahwa seng meleleh pada suhu yang sangat rendah (sekitar 400 ° C), dan ketika memasuki permukaan baja dalam keadaan cair, ia berdifusi ke dalamnya.
Atom dari kedua zat terikat sangat erat, membentuk paduan besi-seng. Untuk alasan ini, kita dapat dengan aman mengatakan bahwa Zn tidak "diletakkan" pada produk, tetapi "ditanam" di dalamnya. Hal ini dapat diamati dalam situasi rumah tangga yang normal. Misalnya, goresan muncul pada ember galvanis. Apakah di sini mulai berkarat? Jawabannya tegas - tidak. Ini karena ketika uap air masuk, senyawa seng mulai terurai, tetapi pada saat yang sama mereka membentuk semacam perlindungan untuk baja. Jadi, dalam banyak kasus, paduan seng semacam itu dirancang untuk melindungi produk dari korosi. Tentu saja, zat lain, seperti kromium atau nikel, juga dapat digunakan untuk tujuan ini, tetapi biaya produk ini akan berkali-kali lipat lebih tinggi.
Timah dan seng
Paduan ini tidak kalah populer dari yang lain yang telah kami ulas. Pada tahun 1917-1918 di Bulgaria, banyak digunakan untuk membuat bejana khusus yang menampung cairan hangat untuk waktu yang lama.(analog termos modern). Saat ini, paduan seng-timah sangat banyak digunakan di industri radio dan listrik. Ini karena komposisi dengan kandungan Zn 20% disolder dengan sangat baik, dan pemolesan deposit dipertahankan untuk waktu yang lama.
Tentu saja, sebagai lapisan anti-korosi, paduan ini juga dapat digunakan. Karakteristiknya sangat mirip dengan lapisan kadmium, tetapi pada saat yang sama lebih murah.
Sifat paduan seng
Tentu saja, semua komposisi dengan logam ini berbeda satu sama lain dalam persentasenya. Secara umum, paduan seng memiliki pengecoran dan sifat mekanik yang baik. Pertama dan terpenting adalah ketahanan korosi. Yang terpenting, itu memanifestasikan dirinya dalam suasana udara bersih yang kering. Kemungkinan manifestasi korosi dapat dilihat di kota-kota industri. Hal ini disebabkan adanya uap asam klorida, klorin dan oksida belerang di udara, yang, mengembun dengan uap air, membuat sulit untuk membentuk film pelindung. Tembaga-timah-seng adalah paduan yang ditandai dengan sifat pelindung yang tinggi. Komposisi inilah yang paling tidak rentan terhadap korosi, terutama di atmosfer industri. Jika kita berbicara tentang sifat pengecoran seng, maka tentu saja, mereka bergantung pada elemen paduan dalam paduannya.
Jadi, misalnya, aluminium membuat strukturnya homogen, berbutir halus, memuliakannya, mengurangi efek negatif besi. Elemen paduan penting lainnya adalah tembaga. Ini meningkatkan kekuatan dan mengurangikorosi interkristalin. Paduan tembaga-seng memiliki kekuatan impak yang tinggi, tetapi pada saat yang sama sebagian kehilangan sifat pengecorannya.
Bidang aplikasi seng dan paduannya
Bahkan, bagian yang terbuat dari paduan seng cukup umum di zaman kita. Terlepas dari kenyataan bahwa plastik menggantikan produk logam, dalam beberapa kasus mereka tidak dapat dibuang. Misalnya, industri otomotif adalah industri yang tidak dapat hidup tanpa paduan seng. Filter, bah, karburator dan rumah pompa bahan bakar, penutup roda, knalpot - semua ini dan banyak lagi dibuat menggunakan senyawa unsur kimia ini.
Karena paduan seng memiliki sifat pengecoran yang baik, bagian kompleks dari berbagai bentuk dicetak darinya dengan ketebalan dinding minimum. Konstruksi adalah bidang lain di mana paduan ini sangat diperlukan. Seng gulung digunakan untuk atap, pipa dan talang. Terlepas dari kenyataan bahwa ada kecenderungan untuk mengurangi produksi paduan seng, tidak mungkin untuk meninggalkan produksinya karena relatif murah dan sifat mekanik material.
