Почему для гальванизации используется цинк, а не другие материалы?

Цинк является одним из наиболее часто используемых материалов для гальванизации. Это во многом обусловлено его сильными окислительно-восстановительными свойствами, которые позволяют ему вступать в химические реакции и защищать сталь от ржавчины.

В этой статье мы рассмотрим все причины, по которым цинк идеально подходит для гальванизации. Мы также объясним, почему цинк выбирают вместо других металлов, таких как медь или алюминий, и рассмотрим некоторые другие важные применения цинка.

Основные причины выбора цинка при гальванизации

Цинк выбирают для гальванизации из-за его высокой реактивности, которая играет решающую роль в защите стали. Реактивность относится к тому, насколько легко металл претерпевает химические изменения под воздействием таких элементов, как кислород и влага. Порядок реактивности для некоторых распространенных металлов следующий:

Калий > Кальций > Натрий > Магний > Алюминий > Цинк > Железо > Свинец > Медь

Чем выше реакционная способность металла, тем легче он реагирует с кислородом или влагой, образуя оксиды. Это позволяет таким металлам, как цинк, быстро вырабатывать естественный барьер, который предотвращает коррозию. Кроме того, в электролитных средах высокореактивные металлы часто действуют как аноды, обеспечивая катодную защиту для менее реактивных металлов.

Однако слишком реактивные металлы, такие как натрий или калий, не подходят для гальванизации, поскольку их реакции чрезмерно энергичны и нестабильны. Их экстремальная реактивность приведет к быстрой коррозии, которая скорее нарушит защитное покрытие, чем сохранит его.

Расположение цинка над железом означает, что он будет корродировать первым, что является критически важным для его защитной роли. Далее будет объяснено, как цинк защищает сталь.

Окислительные свойства цинка

Одной из основных причин использования цинка в гальванизации является его окислительное поведение. Цинк имеет естественную тенденцию к окислению, то есть он легко реагирует с кислородом и влагой в воздухе. Когда это происходит, цинк образует на своей поверхности тонкий, устойчивый слой оксида цинка, который блокирует доступ кислорода и влаги к нижележащему металлу. В результате сталь или железо под ним защищены от ржавчины.

Жертвенная защита

Цинк более активен, чем сталь, что указывает на то, что он корродирует быстрее. Когда цинк и сталь контактируют и подвергаются воздействию воды или влаги, цинк ржавеет первым. Это известно как «катодная защита», потому что цинк действует как анод (часть, которая подвергается коррозии в первую очередь), а сталь - катод (часть, которая остается в безопасности).

• Почему при оцинковке железа используется цинк, а не медь?

Потому что она не обеспечивает жертвенной защиты, как цинк. Хотя медь устойчива к коррозии, она имеет более высокий электрохимический потенциал, чем железо. При контакте с водой или электролитом медь действует как катод, что может ускорить ржавление железа посредством гальванической коррозии.

Другие причины выбора цинка для гальванизации

Низкая температура плавления

Цинк имеет сравнительно низкую температуру плавления, около 419°C, что облегчает его применение в процессе гальванизации. При погружении стали в расплавленный цинк между цинком и железом образуется химическая связь, создающая однородное и прочное покрытие. Это гарантирует, что цинк равномерно покроет сталь, не вызывая повреждений, что повышает общую адгезию защитного слоя.

Эффективность затрат

В отличие от других коррозионно-стойких металлов, таких как медь, цинк относительно недорог. Его большой объем производства и низкая стоимость позволяют использовать его в крупномасштабных гальванических приложениях, что делает цинк экономичным выбором для защиты больших объемов стали в различных отраслях промышленности.

Экологичность

Цинк является экологически чистым веществом, поскольку он нетоксичен и может быть переработан. Процесс цинкования потребляет минимум энергии по сравнению с другими методами покрытия, а сам цинк может быть повторно использован после его удаления или переработки из старых продуктов.

Применение цинка

Примерно 50% мирового годового производства цинка используется для производства оцинкованной стали. Этот метод защищает сталь от ржавчины и коррозии, что делает его критически важным для таких секторов, как строительство, автомобилестроение и развитие инфраструктуры.

Помимо своей роли в гальванизации, цинк имеет множество других важных применений в различных областях, как описано ниже:

• Литье под давлением: Цинк обычно используется в литье под давлением для производства сложных компонентов в автомобилях, электронике и бытовой технике.
• Производство латуни и бронзы: Цинк сплавляют с медью для создания латуни и бронзы, которые широко используются в сантехнике, музыкальных инструментах и декоративных элементах.
• Оксид цинка для резины и краски: Оксид цинка добавляется в резиновые изделия, такие как шины, а также используется в красках и покрытиях для защиты от ультрафиолета и долговечности.
• Аккумуляторы: Цинк служит анодом в щелочных и цинково-угольных батареях, обеспечивая постоянный источник энергии.
• Химическое и фармацевтическое использование: Соединения цинка используются в различных лекарственных средствах, добавках и средствах личной гигиены, поскольку цинк играет важную роль в здоровье человека.
• Сельское хозяйство: Цинк добавляется в удобрения для обогащения почвы, поддержки роста растений и повышения урожайности.

Прочные цинковые покрытия для защиты стали

Защитите свою сталь с помощью экспертных решений по цинкованию Steel Pro Group. Наши высококачественные цинковые покрытия обеспечивают долговечность и устойчивость к коррозии, продлевая срок службы ваших проектов. Готовы защитить свои инвестиции? Получите предложение сегодня!