Les propriétés et les utilisations du zinc métal

Le zinc (Zn) est un métal abondant, présent dans la croûte terrestre, avec une myriade d'utilisations industrielles et biologiques. À température ambiante, le zinc est cassant et de couleur bleu-blanc, mais il peut être poli pour obtenir une finition brillante.

UNE métal de base, le zinc est principalement utilisé pour galvaniser acier, un procédé qui protège le métal contre les indésirables corrosion. Les alliages de zinc, y compris laiton, sont vitales pour un large éventail d'applications, des composants marins résistants à la corrosion aux instruments de musique.

Force: Le zinc est un métal faible avec moins de la moitié résistance à la traction en acier au carbone doux. Il n'est généralement pas utilisé dans les applications porteuses, bien que des pièces mécaniques bon marché puissent être moulées sous pression à partir de zinc.

Dureté: Le zinc pur a une faible dureté et est généralement fragile, mais le zinc alliages ont généralement une résistance aux chocs élevée par rapport aux autres alliages de coulée sous pression.

Ductilité: Entre 212 et 302 degrés Fahrenheit, le zinc devient ductile et malléable, mais à des températures élevées, il revient à un état fragile. Les alliages de zinc améliorent considérablement cette propriété par rapport au métal pur, ce qui permet d'utiliser des méthodes de fabrication plus complexes.

Conductivité: Le zinc conductivité est modéré pour un métal. Ses fortes propriétés électrochimiques, cependant, servent bien dans les piles alcalines et pendant le processus de galvanisation.

Les produits en alliage de zinc fabriqués par l'homme ont été datés de manière fiable dès 500 avant JC, et le zinc a d'abord été intentionnellement ajouté à cuivre pour former du laiton vers 200-300 av. Le laiton a complété le bronze pendant l'Empire romain dans la fabrication de pièces de monnaie, d'armes et d'art. Le laiton est resté la principale utilisation du zinc jusqu'en 1746, date à laquelle Andreas Sigismund Marggraf a soigneusement documenté le processus d'isolement de l'élément pur. Alors que le zinc avait déjà été isolé dans d'autres parties du monde, sa description détaillée a aidé le zinc à être commercialisé dans toute l'Europe.

Alessandro Volta a créé la première batterie en 1800 en utilisant des plaques de cuivre et de zinc, inaugurant une nouvelle ère de connaissances électriques. En 1837, Stanislas Sorel avait nommé son nouveau procédé de galvanisation «galvanisation» d'après Luigi Galvani, qui avait découvert l'effet d'animation de l'électricité lors de l'autopsie des grenouilles. La galvanisation, une forme de protection cathodique, peut protéger une grande variété de métaux. C'est maintenant la principale application industrielle du zinc pur.

Le zinc est principalement extrait du minerai contenant du sulfure de zinc, de la blende de zinc ou de la sphalérite.

Les pays extraire et produire le zinc le plus raffiné, par ordre décroissant, sont la Chine, le Pérou, l'Australie, les États-Unis et le Canada. Selon le US Geological Survey, environ 13,4 millions de tonnes métriques de zinc en concentré ont été extraites en 2014, la Chine représentant environ 36% du total.

Selon l'International Lead and Zinc Study Group, environ 13 millions de tonnes de zinc ont été consommées industriellement en 2013 - grâce à la galvanisation, aux alliages de laiton et de bronze, aux alliages de zinc, à la production chimique et aux matrices moulage.

Le zinc est négocié sur le London Metal Exchange (LME) en tant que contrats «spéciaux de haute qualité» à une pureté minimale de 99,995% en lingots de 25 tonnes.

• Laiton: 3-45% Zn en poids, il est utilisé dans les instruments de musique, les valves et le matériel.
• Argent nickel: 20% Zn en poids, il est utilisé pour son aspect argenté brillant dans les bijoux, l'argenterie, les voies de train miniature et les instruments de musique.
• Alliages de zinc moulé sous pression: > 78% Zn en poids, il contient généralement de petites quantités (moins de quelques points de pourcentage) de Pb, Sn, Cu, Al et Mg pour améliorer les caractéristiques de coulée sous pression et les propriétés mécaniques. Il est utilisé pour créer de petites formes complexes et convient pour déplacer des pièces dans des machines. Les moins chers de ces alliages sont appelés métal en pot et servent de remplacements peu coûteux pour l'acier.

Le zinc est essentiel à toute vie sur Terre et il est utilisé dans plus de 300 enzymes. La carence en zinc a été reconnue comme un problème de santé clinique en 1961. L'International Zinc Association explique que le zinc est essentiel à la croissance cellulaire et à la mitose, à la fertilité, au fonctionnement du système immunitaire, au goût, à l'odeur, à une peau saine et à la vision.

Les sous américains sont construits avec un noyau en zinc qui représente 98% de leur poids total. Les 2% restants sont un revêtement de cuivre plaqué électrolytiquement. La quantité de cuivre utilisé dans quelques centimes est susceptible de changer si le Trésor américain les juge trop chers à produire. Pas moins de 2 milliards de centimes à base de zinc circulent dans l'économie américaine.