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鍍鋅層性質和用途

發表時間:2020-11-18 18:06

    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419 ℃,電化當量1.219克/安培·小時。



    鋅是一種化學性質較活潑的金屬,鋅的標準電極電位φZn++/Zn=-0.76伏,在0.5N的氯化鈉溶液中,穩定電位為-0.83伏。鋅最特征的化學性質是它的兩性,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生變化,在常溫下和中性介質中耐蝕性能很好,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生成硫化鋅。


    鋅鍍層被廣泛用作黑色金屬的防護鍍層,是因為鋅的電位比鐵負。當鍍鋅的鋼鐵零件處在潮濕大氣或腐蝕介質中,基體金屬與鋅鍍層之間發生微電池腐蝕時,在腐蝕電偶中,鋅層就成為電偶的陽極,因而遭到腐蝕,鐵基體就是電偶的陰極,而受到保護。鋅鍍層的作用就是犧牲自己保護了基體金屬,人們稱它為“犧牲金屬”,或稱陽極性鍍層。在正常情況下,鋅對鋼鐵的電化學保護作用是很可靠的,其防護壽命與鍍層的厚度幾乎成正比關系。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,鋼鐵基體就轉化為腐蝕電偶中的陽極而遭到腐蝕,鋅鍍層則失去了電化學保護作用。因此受高溫水作用的鋼鐵零件(如熱交換器)鋅鍍層必須有足夠的厚度和沒有孔除的情況下,才能起到保護作用。



    由于鋅是兩性金屬,如果腐蝕介質的pH值小于7或大于12,則鋅本身的腐蝕加速,此時選擇鋅作為防護鍍層是不適宜的。



    在工業性大氣、農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鍍層。鋅鍍層的腐蝕速度依環境條件變化而變化,在濕熱帶的工業區,戶外約3.2微米/年,戶內0.5-0.6徽米/年,而在工業不太發達的濕熱帶城市郊區,戶外為0.6-0.7微米/年,戶內為0.1微米/年。



    凡屬有工業廢氣污染的大氣中,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不良的條件下,與非金屬材料的揮發物(低分子v酸、酚醛、氨氣等)接觸時,鋅鍍層容易遭受腐蝕,生成白色疏松的腐蝕產物,俗稱“白霜”。



    在高溫、高濕、密閉條件下,與膠木、油漆、木材釋放的揮發物接觸時,鋅鍍層有產生細長絲狀的單晶的傾向,俗稱“長毛”。福鍍層的這種傾向更明顯。這一特性對電子儀器和通訊設備有可能導致短路。經過塑化的膠木、干透的油漆和經過于燥的木材,可大大減少揮發物,從而可避免鋅鍍層“長毛”。



    鋅鍍層經過鉻酸鹽鈍化處理,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。選擇鋅作防護層時,飩化處理是必須的。如果鈍化之后再涂祖一層防潮性能好的丙烯酸清漆或聚胺脂清漆,則耐蝕性能將進一步提高。



    鋅鍍層本身的化學穩定性差,隨著時間的延長逐漸變暗,一般不能選作裝飾性鍍層。



    鋅鍍層的韌性和延展性不好,當零件受沖擊或彎曲時,容易導致鍍層開裂或脫落,內應力大的鍍層尤其明顯。鋅的硬度中等,不宜鍍在工作時受摩擦的零件上。



    鋅鍍層的使用溫度不能超過250 t,超過此溫度,鍍層結晶組織變形、發脆,將降低耐蝕性能。


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