Qu’est-ce que le zinc ?
Le zinc (numéro atomique 30, symbole chimique Zn) est un matériau brillant, blanc argenté, d’une densité élevée et d’un point de fusion bas.
Lorsqu’il est oxydé à l’air, le zinc forme un film d’oxyde à la surface. Il est parfois utilisé comme matériau de placage pour protéger d’autres métaux. En effet, le zinc s’oxyde préférentiellement par rapport aux autres métaux.
Le zingage est utilisé pour protéger et décorer des produits métalliques tels que les pièces automobiles et l’acier de construction. Il est également utilisé dans les conduites d’eau, les matériaux de couverture et les revêtements étanches pour les navires, car le zinc résiste à la rouille. Il est également utilisé comme matériau pour les piles sèches et les alliages.
Utilisations du zinc
Le zinc est utilisé dans un grand nombre de domaines, notamment les piles, l’acier, les alliages, les matériaux de construction, les composants automobiles, les appareils ménagers, les produits pharmaceutiques, l’agriculture et les cosmétiques. Voici quelques exemples spécifiques :
- Piles : piles alcalines et piles au nickel-zinc
- Matériaux en acier : tôle d’acier galvanisée, tôle d’acier galvalume, etc.
- Alliages : alliages de zinc tels que le laiton, alliages de zinc-aluminium, alliages de zinc-nickel et alliages de zinc-titane
- Matériaux de construction : par exemple les matériaux de couverture, de mur extérieur et d’imperméabilisation
- Pièces automobiles : roues, batteries, etc.
- Appareils ménagers : par exemple, portes de réfrigérateurs et boîtiers électroniques
- Produits pharmaceutiques :l e zinc dans les médicaments contre la toux, les traitements contre la dermatite, etc.
- Agriculture : engrais, aliments pour animaux, conditionneurs de sol, insectifuges, etc.
- Autres : cosmétiques, encres, peintures, explosifs, etc.
Types de zinc
Il existe différents types de zinc, y compris des alliages, dont certains sont énumérés ci-dessous :
- Zinc SHG (Special High Grade)
Zinc de grande pureté. Stable sur le plan électrique. - Alliages de zinc et de nickel
Alliage contenant du zinc et du nickel, très résistant à la corrosion et conducteur d’électricité. - Alliages de zinc et d’aluminium
Alliage contenant de l’aluminium et du zinc, très résistant, qui peut être utilisé pour réduire le poids. - Alliages de zinc et de titane
Alliage contenant du titane et du zinc avec une résistance élevée à la corrosion et une grande solidité.
Propriétés du zinc
1. Résistance à la corrosion
Le zinc subit une réaction d’oxydation, formant à sa surface un film d’oxyde qui le protège de la corrosion. La résistance à la corrosion du Zinc est due à la formation du film d’oxyde et à son effet protecteur.
Le film d’oxyde formé à la surface du zinc par les réactions d’oxydation est généralement constitué principalement d’oxyde de zinc (ZnO), une fine couche qui recouvre la surface du zinc et y adhère bien. Ce film d’oxyde protège le zinc et empêche la pénétration de l’oxygène et de l’humidité, ainsi que des oxydes et des substances corrosives. Si la surface du zinc est endommagée ou décapée, une nouvelle couche d’oxyde est régénérée et continue à protéger le zinc contre la corrosion.
De plus, comme le zinc se corrode plus rapidement que de nombreux autres métaux, le zingage ou les alliages de zinc appliqués à la surface d’autres métaux oxydent de préférence le zinc et empêchent la corrosion du métal de base (protection sacrificielle contre la corrosion).
2. Conductivité électrique
Le zinc est un métal hautement conducteur d’électricité car sa structure atomique permet la libre circulation des électrons. En plus d’être un conducteur d’électricité, le zinc est également important dans les réactions électrochimiques et les processus d’électrolyse. Dans des applications telles que le placage électrolytique, le zinc est utilisé comme anode et contribue à plaquer les métaux et à former des revêtements protecteurs.
3. Propriétés magnétiques
Le zinc pur est un métal aux propriétés magnétiques très faibles, car sa structure cristalline ne réagit pas fortement aux champs magnétiques. Dans les alliages de zinc, cependant, la structure cristalline et la configuration électronique de métaux autres que le zinc peuvent conduire à des propriétés magnétiques.
Par exemple, les alliages zinc-fer, qui combinent le zinc et le fer, sont des métaux magnétiques. La structure cristalline et la configuration électronique du zinc et du fer s’influencent mutuellement et les propriétés magnétiques apparaissent dans l’ensemble de l’alliage. Ces alliages de zinc peuvent être utilisés pour des applications magnétiques ou comme matériaux magnétiques.
4. Point de fusion
Le zinc a un point de fusion relativement élevé d’environ 419,5 °C. Ce point de fusion élevé est dû à la structure atomique du zinc et à la force de ses liaisons. Le zinc est un métal dont la structure cristalline est très dense et dont les atomes sont maintenus ensemble par de fortes liaisons métalliques, ce qui confère au zinc un point de fusion relativement élevé.
En raison du point de fusion élevé du zinc, sa structure cristalline reste stable même lorsqu’il est chauffé à des températures relativement élevées. Le zinc est donc adapté à une utilisation dans des processus et des environnements à haute température.
5. Malléabilité et ductilité
Le zinc est un métal “malléable” (forgeable) et “ductile”.
Malléabilité (forgeage)
La malléabilité du Zinc est due aux modifications de sa structure cristalline à haute température. À mesure que le chauffage diffuse les cristaux de zinc et que les grains de cristal grossissent, le zinc devient plus souple et peut être facilement remodelé par forgeage. Le forgeage est un processus par lequel le métal chaud est remodelé sous pression. Le zinc est couramment forgé à haute température et peut être facilement forgé car le chauffage augmente sa plasticité.
Ductilité
Le Zinc peut être facilement déformé lorsqu’il est soumis à des contraintes telles que la tension ou la compression, car le chauffage diffuse les cristaux et favorise leur glissement. La ductilité du zinc le rend apte au laminage.
Autres informations sur le zinc
Vieillissement des revêtements de zinc
Les revêtements de zinc protègent les surfaces métalliques, mais leur efficacité peut se dégrader avec le temps. En particulier, le frottement et la corrosion peuvent entraîner le décollement de la couche superficielle, exposant la surface métallique sous-jacente à la rouille et à la corrosion.
Bien que les revêtements zinc protègent efficacement les surfaces métalliques, ils peuvent se détériorer et se corroder, et nécessitent donc un entretien approprié.