Svojstva i upotrebe metala cinka

Cink (Zn) je bogat metal koji se nalazi u Zemljinoj kori, bezbroj industrijskih i bioloških primjena. Na sobnoj temperaturi cink je krhke i plavo-bijele boje, ali može se polirati do svijetlog završetka.

Osnovni metal, cink se prvenstveno koristi za galvanizaciju željezo, postupak koji štiti metal od neželjenih korozija. Legure cinka, uključujući mesing, od vitalnog su značaja za širok raspon primjena, od morskih komponenti otpornih na koroziju do glazbenih instrumenata.

snaga: Cink je slab metal s manje od polovine vlačna čvrstoća od blagog ugljičnog čelika. Obično se ne koristi u nosivim primjenama, iako se jeftini mehanički dijelovi mogu odlijevati od cinka.

Žilavost: Čisti cink ima malo žilavost i općenito je krhka, ali cink legure općenito imaju visoku udarnu čvrstoću u usporedbi s drugim legurama pod lijevanjem.

duktilnost: Između 212 i 302 stupnja Farenheita postaje cink rastegljiv i kovan, ali se pri povišenim temperaturama vraća u krhko stanje. Legure cinka uvelike poboljšavaju ovo svojstvo u odnosu na čisti metal, omogućujući upotrebu složenijih metoda izrade.

Provodljivost: cink je provodljivost umjeren je za metal. Njegova snažna elektrokemijska svojstva, međutim, dobro služe u alkalnim baterijama i tijekom procesa pocinčavanja.

Ručno proizvedeni proizvodi od legure cinka pouzdano datiraju još od 500. godine prije Krista, a cink je prvo namjerno dodan u bakar da bi formirali mesing oko 200-300 pr. Mesing je dopunio broncu tijekom Rimskog Carstva u proizvodnji kovanica, oružja i umjetnosti. Brass je ostao glavna upotreba cinka sve do 1746. godine kada je Andreas Sigismund Marggraf pažljivo dokumentirao postupak izolacije čistog elementa. Iako je cink prethodno izoliran u drugim dijelovima svijeta, njegov je detaljni opis pomogao da se cink postane komercijalno dostupan diljem Europe.

Alessandro Volta stvorio je prvu bateriju 1800. koristeći bakrene i cinkove ploče, započevši novu eru električnog znanja. Do 1837. godine Stanislas Sorel nazvao je svoj novi postupak pocinčavanja "galvanizacijom" po Luigi Galvani, koji je otkrio animirajući učinak električne energije dok je obnavljao žabe. Pocinčavanje, oblik katodne zaštite, može zaštititi široku paletu metala. Sada je primarna industrijska primjena čistog cinka.

Cink se prvenstveno ekstrahira iz rude koja sadrži cinkov sulfid, cink mješavinu ili sfalerit.

Zemlje rudarstvo i proizvodnja najčišćeg cinka, silaznim redoslijedom su Kina, Peru, Australija, Sjedinjene Države i Kanada. Prema Američki geološki pregled, u 2014. je minirano oko 13,4 milijuna metričkih tona cinka u koncentratu, a na Kinu otpada oko 36%.

Prema međunarodnoj istraživačkoj grupi za olovo i cink, utrošeno je oko 13 milijuna metričkih tona cinka industrijski 2013. godine - kroz pocinčavanje, mjedene i brončane legure, legure cinka, kemijsku proizvodnju i umrijeti lijevanje.

Cinkom se trguje na Londonskoj burzi metala (LME) kao ugovori "Special High Class" s minimalnom čistoćom od 99,995% u ingotovima od 25 tona.

• Brass: 3-45% Zn težine, koristi se u glazbenim instrumentima, ventilima i hardveru.
• Nikal srebro: Težina 20% Zn koristi se zbog sjajnog srebrnog izgleda u nakitu, srebrnini, modelu vlakova i glazbenim instrumentima.
• Legure lijevanja cinka: > 78% Zn po masi, obično sadrži male količine (manje od nekoliko postotnih bodova) Pb, Sn, Cu, Al i Mg radi poboljšanja karakteristika i mehaničkih svojstava lijevanja. Koristi se za izradu sitnih zamršenih oblika i pogodno je za pomicanje dijelova u strojevima. Najjeftinije ove legure nazivaju se loncima i služe kao jeftina zamjena za čelik.

Cink je kritičan za čitav život na Zemlji, a koristi se u više od 300 enzima. Manjak cinka prepoznat je kao klinički zdravstveni problem 1961. godine. Međunarodno udruženje za cink objašnjava da je cink ključan za pravilan stanični rast i mitozu, plodnost, rad imunološkog sustava, okus, miris, zdravu kožu i vid.

Peni u Sjedinjenim Državama izgrađeni su s cinkovom jezgrom koja čini 98% njihove ukupne težine. Preostalih 2% je elektrolitički obloženi bakrom. Količina bakar koji se koristio u peni podložne su izmjenama ako ih američka blagajna smatra preskupim za proizvodnju. Čak 2 milijarde novčanih zrnaca cinka kruže američkim gospodarstvom.