§ 14. Цинк

Сплавы цинка были также известны человеку с глубокой древности. Они изготовлялись египтянами, китайцами и индусами еще до нашей эры и ввозились в Европу. Однако получение цинка в чистом виде относится к значительно более позднему времени, т. е. к XV-XVI вв. Возможно, что цинк был известен древним египтянам, но сведения о нем впоследствии утратились.

Для производства художественных изделий цинк начал применяться только с XVIII в., а художественное цинковое литье еще позднее- с XIX в.

Чистый цинк имеет серовато-белый цвет с синеватым оттенком. На свежем изломе он имеет характерный блеск, быстро тускнеющий на воздухе.

При температуре 419°С цинк плавится; начиная с 500°С на воздухе он сгорает, образуя окись, кипит при 930°С. В сухом воздухе цинк не изменяется, во влажном он быстро покрывается прочной оксидной пленкой и приобретает тусклый синевато-серый цвет. Оксидная пленка очень прочная и надежно предохраняет его от дальнейшей коррозии. При накаливании на воздухе цинк загорается и горит с ослепительным блеском.

В серной, соляной, азотной,уксусной и других кислотах цинк растворяется. В щелочах (едком натре и едком кали) цинк также растворяется с выделением водорода. В зависимости от температуры, при которой отлит цинк, величина кристаллов в нем резко изменяется- чем больше перегрет цинк, тем кристаллы крупнее. Благодаря своеобразному типу кристаллической решетки (гексагональной) цинк обладает различными свойствами в зависимости от направления прокатки. Вдоль прокатки он имеет сопротивления на разрыв меньше, чем поперек прокатки (у меди наоборот).

Цинк плохо обрабатывается режущими инструментами (напильник забивается); при нагревании сильно расширяется - значительно сильнее, чем все другие металлы (коэффициент линейного расширения равен 0,0000219). В чистом виде цинк применяется в различных областях народного хозяйства, например в полиграфической промышленности при изготовлении различных клише для печати, в химической промышленности для производства цинковых белил. Благодаря высокой коррозионной стойкости он применяется для покрытия стальных листов (цинкованное железо) и т. п.

В области прикладного искусства цинк применяется главным образом в чистом виде, а также в сплавах. Начиная с XVIII в. из листового цинка выполнялись техникой дифовки и чеканки с последующей монтировкой крупные декоративные скульптуры, барельефы и другие архитектурные украшения. Например, барельефы на памятнике - часовне у Ильинских ворот в Москве выполнены из цинка по модели скульптора В. О. Шервуда.

В конце XIX в. широкое применение в художественной промышленности получает цинковое литье. Благодаря высокой жидкотекучести цинка из него выполняли очень тонкие ажурные работы. Особенно широко цинковое литье применялось для производства недорогой осветительной арматуры: подсвечников, подставок для ламп, настенных бра, канделябров и т. п. Эти изделия тонировались под бронзу или золотились. Кроме того, литьем исполнялись и круглые декоративные скульптуры, которые отливались по частям и затем спаивались оловянно-свинцовым припоем.

В художественной промышленности применяются также и сплавы, содержащие цинк, например латунь и нейзильбер (рассмотренные выше). Особый интерес представляют легкоплавкие цинковые сплавы для литья под давлением и в кокили. Они дают высокую производительность и экономичность благодаря малому износу форм. В настоящее время эти сплавы применяются для литья самых различных деталей, в том числе и художественных изделий. Например, декоративные элементы (эмблемы, марки) на автомашинах, холодильниках и т. п.

Химический состав легкоплавких цинковых сплавов следующий:

1. сплав повышенной прочности состоит из 93% цинка, 4% алюминия и 3% меди;
2. сплав средней прочности состоит из 95% цинка, 4% алюминия и 1 % меди.

В эти сплавы добавляют 0,03% магния, который предохраняет изделия из этих сплавов от растрескивания.

Существуют и другие аналогичные сплавы. Однако недостатком некоторых из этих сплавов является:

1. низкая коррозионная стойкость, что ограничивает их применение только для условий интерьера;
2. способность с течением времени увеличиваться в размерах и деформироваться.

Эти изменения вызываются внутренними превращениями, связанными с распадом твердого раствора меди и алюминия. Кроме того, в настоящее время цинк часто применяется в качестве гальванических покрытий для увеличения коррозионной стойкости изделий, а также как подслой при лакокрасочных покрытиях по стали.