鋅呈銀白色外觀,位于元素周期表第二族副族。鋅的原子量為65.37,比重7.1克/厘米³,熔點(diǎn)419 ℃,電化當(dāng)量1.219克/安培·小時(shí)。
鋅是一種化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬,鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位φZn++/Zn=-0.76伏,在0.5N的氯化鈉溶液中,穩(wěn)定電位為-0.83伏。鋅***特征的化學(xué)性質(zhì)是它的******,即其金屬、金屬氧化物或氫氧化物既能溶于酸,又能溶于堿。
鋅在干燥空氣中兒乎不發(fā)生變化,在常溫下和中性介質(zhì)中耐蝕性能很好,鋅腐蝕的臨界濕度>70%,因此在潮濕大氣中或含有二氧化碳和氧的水中,鋅表面就會(huì)生成一層主要由堿式碳酸鋅組成的薄膜,這層膜能夠起到一定的緩蝕作用,鋅能和硫化氫及硫的化合物起反應(yīng)生成硫化鋅。
鋅鍍層被廣泛用作黑色金屬的防護(hù)鍍層,是因?yàn)殇\的電位比鐵負(fù)。當(dāng)鍍鋅的鋼鐵零件處在潮濕大氣或腐蝕介質(zhì)中,基體金屬與鋅鍍層之間發(fā)生微電池腐蝕時(shí),在腐蝕電偶中,鋅層就成為電偶的陽(yáng)極,因而遭到腐蝕,鐵基體就是電偶的陰極,而受到保護(hù)。鋅鍍層的作用就是犧牲自己保護(hù)了基體金屬,人們稱它為“犧牲金屬”,或稱陽(yáng)極性鍍層。在正常情況下,鋅對(duì)鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)作用是很可靠的,其防護(hù)壽命與鍍層的厚度幾乎成正比關(guān)系。在特殊情況下,例如在70℃以上的熱水中,鋅的電位反而比鐵正,鋼鐵基體就轉(zhuǎn)化為腐蝕電偶中的陽(yáng)極而遭到腐蝕,鋅鍍層則失去了電化學(xué)保護(hù)作用。因此受高溫水作用的鋼鐵零件(如熱交換器)鋅鍍層須***有足夠的厚度和沒(méi)有孔除的情況下,才能起到保護(hù)作用。
由于鋅是******金屬,如果腐蝕介質(zhì)的pH值小于7或大于12,則鋅本身的腐蝕加速,此時(shí)選擇鋅作為防護(hù)鍍層是不適宜的。
在工業(yè)性大氣、農(nóng)村大氣和海洋性大氣中使用的鋼鐵零件均可以選擇鋅作防護(hù)鍍層。鋅鍍層的腐蝕速度依環(huán)境條件變化而變化,在濕熱帶的工業(yè)區(qū),戶外約3.2微米/年,戶內(nèi)0.5-0.6徽米/年,而在工業(yè)不太發(fā)達(dá)的濕熱帶城市郊區(qū),戶外為0.6-0.7微米/年,戶內(nèi)為0.1微米/年。
凡屬有工業(yè)廢氣污染的大氣中,鋅鍍層的耐蝕性能均比福鍍層好。在海上或與海水接觸的條件下則相反,例如在海洋的浮筏上,鋅鍍層的腐蝕速度比福鍍層大2.4倍。
在密封或空氣潮濕通風(fēng)不良的條件下,與非金屬材料的揮發(fā)物(低分子v酸、酚醛、氨氣等)接觸時(shí),鋅鍍層容易遭受腐蝕,生成白色疏松的腐蝕產(chǎn)物,俗稱“白霜”。
在高溫、高濕、密閉條件下,與膠木、油漆、木材釋放的揮發(fā)物接觸時(shí),鋅鍍層有產(chǎn)生細(xì)長(zhǎng)絲狀的單晶的傾向,俗稱“長(zhǎng)毛”。福鍍層的這種傾向更明顯。這一特性對(duì)電子儀器和通訊設(shè)備有可能導(dǎo)致短路。經(jīng)過(guò)塑化的膠木、干透的油漆和經(jīng)過(guò)于燥的木材,可大大減少揮發(fā)物,從而可避免鋅鍍層“長(zhǎng)毛”。
鋅鍍層經(jīng)過(guò)鉻酸鹽鈍化處理,在鋅表面上形成一層彩虹色鈍化膜,耐蝕性能可以提高7-10倍。選擇鋅作防護(hù)層時(shí),飩化處理是須***的。如果鈍化之后再涂祖一層防潮性能好的丙烯酸清漆或聚***脂清漆,則耐蝕性能將進(jìn)一步提高。
鋅鍍層本身的化學(xué)穩(wěn)定性差,隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸變暗,一般不能選作裝飾性鍍層。
鋅鍍層的韌性和延展性不好,當(dāng)零件受沖擊或彎曲時(shí),容易導(dǎo)致鍍層開(kāi)裂或脫落,內(nèi)應(yīng)力大的鍍層尤其明顯。鋅的硬度中等,不宜鍍?cè)诠ぷ鲿r(shí)受摩擦的零件上。
鋅鍍層的使用溫度不能超過(guò)250 t,超過(guò)此溫度,鍍層結(jié)晶組織變形、發(fā)脆,將降低耐蝕性能。
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