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镀锌层性质和用途

发表时间:2020-11-18 18:06

    锌呈银白色外观,位于元素周期表第二族副族。锌的原子量为65.37,比重7.1克/厘米³,熔点419 ℃,电化当量1.219克/安培·小时。



    锌是一种化学性质较活泼的金属,锌的标准电极电位φZn++/Zn=-0.76伏,在0.5N的氯化钠溶液中,稳定电位为-0.83伏。锌最特征的化学性质是它的两性,即其金属、金属氧化物或氢氧化物既能溶于酸,又能溶于碱。



    锌在干燥空气中儿乎不发生变化,在常温下和中性介质中耐蚀性能很好,锌腐蚀的临界湿度>70%,因此在潮湿大气中或含有二氧化碳和氧的水中,锌表面就会生成一层主要由碱式碳酸锌组成的薄膜,这层膜能够起到一定的缓蚀作用,锌能和硫化氢及硫的化合物起反应生成硫化锌。


    锌镀层被广泛用作黑色金属的防护镀层,是因为锌的电位比铁负。当镀锌的钢铁零件处在潮湿大气或腐蚀介质中,基体金属与锌镀层之间发生微电池腐蚀时,在腐蚀电偶中,锌层就成为电偶的阳极,因而遭到腐蚀,铁基体就是电偶的阴极,而受到保护。锌镀层的作用就是牺牲自己保护了基体金属,人们称它为“牺牲金属”,或称阳极性镀层。在正常情况下,锌对钢铁的电化学保护作用是很可靠的,其防护寿命与镀层的厚度几乎成正比关系。在特殊情况下,例如在70℃以上的热水中,锌的电位反而比铁正,钢铁基体就转化为腐蚀电偶中的阳极而遭到腐蚀,锌镀层则失去了电化学保护作用。因此受高温水作用的钢铁零件(如热交换器)锌镀层必须有足够的厚度和没有孔除的情况下,才能起到保护作用。



    由于锌是两性金属,如果腐蚀介质的pH值小于7或大于12,则锌本身的腐蚀加速,此时选择锌作为防护镀层是不适宜的。



    在工业性大气、农村大气和海洋性大气中使用的钢铁零件均可以选择锌作防护镀层。锌镀层的腐蚀速度依环境条件变化而变化,在湿热带的工业区,户外约3.2微米/年,户内0.5-0.6徽米/年,而在工业不太发达的湿热带城市郊区,户外为0.6-0.7微米/年,户内为0.1微米/年。



    凡属有工业废气污染的大气中,锌镀层的耐蚀性能均比福镀层好。在海上或与海水接触的条件下则相反,例如在海洋的浮筏上,锌镀层的腐蚀速度比福镀层大2.4倍。



    在密封或空气潮湿通风不良的条件下,与非金属材料的挥发物(低分子v酸、酚醛、氨气等)接触时,锌镀层容易遭受腐蚀,生成白色疏松的腐蚀产物,俗称“白霜”。



    在高温、高湿、密闭条件下,与胶木、油漆、木材释放的挥发物接触时,锌镀层有产生细长丝状的单晶的倾向,俗称“长毛”。福镀层的这种倾向更明显。这一特性对电子仪器和通讯设备有可能导致短路。经过塑化的胶木、干透的油漆和经过于燥的木材,可大大减少挥发物,从而可避免锌镀层“长毛”。



    锌镀层经过铬酸盐钝化处理,在锌表面上形成一层彩虹色钝化膜,耐蚀性能可以提高7-10倍。选择锌作防护层时,饨化处理是必须的。如果钝化之后再涂祖一层防潮性能好的丙烯酸清漆或聚胺脂清漆,则耐蚀性能将进一步提高。



    锌镀层本身的化学稳定性差,随着时间的延长逐渐变暗,一般不能选作装饰性镀层。



    锌镀层的韧性和延展性不好,当零件受冲击或弯曲时,容易导致镀层开裂或脱落,内应力大的镀层尤其明显。锌的硬度中等,不宜镀在工作时受摩擦的零件上。



    锌镀层的使用温度不能超过250 t,超过此温度,镀层结晶组织变形、发脆,将降低耐蚀性能。