สภาพการก่อตัว องค์ประกอบ และคุณสมบัติของตะกรันสังกะสี

ตะกรันสังกะสีเป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีกับเหล็กเป็นหลัก องค์ประกอบหลักของมันคือเฟส ζ ของชั้นโลหะผสมเหล็ก-สังกะสีที่เกิดขึ้นหลังจากการรวมกันของสังกะสีและเหล็ก ดังนั้น ปริมาณธาตุเหล็กในตะกรันสังกะสีโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 3-6% และปริมาณสังกะสีจะอยู่ที่ประมาณ 94-97% ในกระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนบางกระบวนการ จะมีการเพิ่มตะกั่วเพื่อป้องกันก้นหม้อชุบสังกะสี ในกรณีเช่นนี้ ตะกรันสังกะสีจะมีตะกั่ว 1.5-2% บางครั้งมีการเติมอลูมิเนียมเพื่อปรับปรุงพื้นผิวและคุณสมบัติโครงสร้างของชั้นสังกะสี ส่งผลให้มีปริมาณอลูมิเนียมอยู่ในตะกรันสังกะสี

เหล็กในตะกรันสังกะสีส่วนใหญ่มาจากเกลือของเหล็กที่เกาะติดกับพื้นผิวของท่อเหล็กในระหว่างการปรับสภาพตัวท่อเหล็กและการก่อตัวของชั้นโลหะผสมเหล็ก - สังกะสีหลังจากการละลายของหม้อชุบสังกะสีและอุปกรณ์ชุบสังกะสีด้วยของเหลวสังกะสีและ การแพร่กระจายของอะตอมของเหล็กและสังกะสีซึ่งกันและกัน ชั้นผลึกเฟส ζ (ชั้นดริฟท์) จะแยกออกจากพื้นผิวเหล็กและสะสมที่ด้านล่างของหม้อชุบสังกะสี และค่อยๆ ก่อตัวเป็นชั้นตะกรันสังกะสี

ปฏิกิริยาระหว่างการก่อตัวของตะกรันสังกะสีคือ:

ปฏิกิริยาที่เกิดจากเกลือของเหล็ก:

FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn₇

FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₃

ปฏิกิริยาที่เกิดจากเหล็ก:

เฟ₃C + 21Zn → 3FeZn₁₃ + C

(หมายเหตุ: ปฏิกิริยาที่สอง Fe₃C + 39Zn → 3FeZn₁₃ + C ที่ให้ไว้ในข้อความต้นฉบับดูเหมือนจะเป็นข้อผิดพลาดหรือความซ้ำซ้อน เนื่องจากให้ผลลัพธ์เดียวกันกับปฏิกิริยาแรกกับ Fe₃C และปริมาณ Zn ที่สูงกว่า ซึ่ง เป็นสิ่งที่ไม่น่าเชื่อทางเคมี ดังนั้นจึงละเว้นไว้ที่นี่)

คุณสมบัติของตะกรันสังกะสี:

จุดหลอมเหลวของตะกรันสังกะสีสูงกว่าสังกะสีบริสุทธิ์

ความหนาแน่นของตะกรันสังกะสีนั้นมากกว่าความหนาแน่นของสังกะสีบริสุทธิ์ จากการวัดโดย Schulmann ความหนาแน่นของตะกรันสังกะสีที่มีธาตุเหล็ก 6.2%, 7.0%, 9.0% และ 22% คือ 7.15, 7.24, 7.24 และ 7.36 กก./ ลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ

รูปร่างผลึกของตะกรันสังกะสีอยู่ในระบบโมโนคลินิกแบบสมมาตรและรูปหกเหลี่ยม โดยมีลักษณะเชิงมุมที่เป็นเอกลักษณ์

สีของตะกรันสังกะสีเป็นสีขาวอมเทาและมีสีเงิน光泽

ตะกรันสังกะสีมีสิ่งเจือปน เช่น ตะกั่ว อลูมิเนียม พลวง แคดเมียม ทองแดง และสารประกอบกรดที่ไม่ละลายน้ำ

ปริมาณสังกะสีในตะกรันสังกะสีมีค่าประมาณ 94-97%

ปริมาณธาตุเหล็กในตะกรันสังกะสีอยู่ที่ประมาณ 3-6%

ตะกรันสังกะสีเปราะเมื่อเทียบกับสังกะสีบริสุทธิ์และขาดความยืดหยุ่น

โดยพื้นฐานแล้ว ตะกรันสังกะสีเป็นโลหะผสมที่เกิดขึ้นจากชั้นดริฟท์เฟส ζ ชั้น δ₁栅状 และสิ่งสกปรกอื่นๆ ที่กระจายอยู่ในสังกะสี