Sobre o Zinco
Em alguns aspectos, o zinco é quimicamente semelhante ao magnésio: ambos os elementos exibem apenas um estado de oxidação normal (+2), e os íons Zn2+ e Mg2+ são de tamanho semelhante.
Resumo
| Elemento | Zinco |
| Número atômico | 30 |
| Categoria do elemento | Metal de transição |
| Fase em STP | Sólido |
| Densidade | 7,14 g/cm3 |
| Resistência à tração | 90 MPa |
| Força de rendimento | 75 MPa |
| Módulo de elasticidade de Young | 108 GPa |
| Escala de Mohs | 2,5 |
| Dureza Brinell | 330 MPa |
| Dureza Vickers | N/D |
| Ponto de fusão | 419,53 °C |
| Ponto de ebulição | 907 °C |
| Condutividade térmica | 116 W/mK |
| Coeficiente de Expansão Térmica | 30,2 µm/mK |
| Calor específico | 0,39 J/gK |
| Calor de fusão | 7.322 kJ/mol |
| Calor da vaporização | 115,3 kJ/mol |
| Resistividade elétrica [nanoOhm meter] | 59 |
| Suscetibilidade Magnética | −11,4e-6 cm3/mol |
Aplicações de Zinco
A zincagem resistente à corrosão do ferro (galvanização por imersão a quente) é a principal aplicação do zinco. O revestimento de aço constitui o maior uso individual de zinco, mas é usado em grandes tonelagens em fundições de ligas de zinco, como pó e óxido de zinco e em produtos de zinco forjado. O aço galvanizado é simplesmente aço carbono revestido com uma fina camada de zinco. O zinco protege o ferro corroendo primeiro, mas o zinco corrói em taxas muito mais baixas do que o aço. Outras aplicações são em baterias elétricas, pequenas peças fundidas não estruturais e ligas como latão. Uma variedade de compostos de zinco são comumente usados, como carbonato de zinco e gluconato de zinco (como suplementos alimentares), cloreto de zinco (em desodorantes), piritionato de zinco (xampus anticaspa), sulfeto de zinco (em tintas luminescentes) e dimetilzinco ou dietilzinco no laboratório orgânico. Uma parte fundamental do mundo dos materiais modernos em que o zinco se encontra é a reciclagem. O zinco, em comum com todos os metais (e ao contrário dos materiais sintéticos), pode ser reciclado indefinidamente sem degradação.
Produção e Preço do Zinco
Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Zinco puro estavam em torno de 37 $/kg.
A maior produtora de zinco do mundo é a Nyrstar, uma fusão da australiana OZ Minerals e da belga Umicore. Cerca de 70% do zinco do mundo vem da mineração, enquanto os 30% restantes vêm da reciclagem de zinco secundário.
Fonte: www.luciteria.com
Propriedades Mecânicas do Zinco
Força do Zinco
Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.
Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.
Veja também: Resistência dos Materiais
Resistência à tração final do Zinco
A resistência à tração final do zinco é de 90 MPa.
Força de Cedência de Zinco
O limite de escoamento do Zinco é de 75 MPa.
Módulo de Elasticidade do Zinco
O módulo de elasticidade de Young do Zinco é 108 GPa.
Dureza do Zinco
Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.
A dureza Brinell do zinco é de aproximadamente 330 MPa.
O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.
A dureza Vickers do Zinco é aproximadamente N/A.
A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.
O Zinco tem uma dureza de aproximadamente 2,5.
Veja também: Dureza dos Materiais
Zinco – Estrutura Cristalina
Uma possível estrutura cristalina do Zinco é a estrutura compacta hexagonal.
Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.
Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais
Estrutura Cristalina de Zinco
Força dos Elementos
Elasticidade dos Elementos
Dureza dos Elementos
Propriedades Térmicas do Zinco
Zinco – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
O ponto de fusão do Zinco é 419,53 °C.
O ponto de ebulição do Zinco é 907 °C.
Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.
Zinco – Condutividade Térmica
A condutividade térmica do Zinco é 116 W/(m·K).
As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.
Coeficiente de Expansão Térmica do Zinco
O coeficiente de expansão térmica linear do Zinco é 30,2 µm/(m·K).
A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.
Zinco – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização
O calor específico do Zinco é 0,39 J/g K.
A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.
O calor latente de fusão do Zinco é 7,322 kJ/mol.
O calor latente de vaporização do Zinco é 115,3 kJ/mol.
Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.
Ponto de fusão dos elementos
Condutividade Térmica dos Elementos
Expansão Térmica dos Elementos
Capacidade de Calor dos Elementos
Calor de Fusão de Elementos
Calor de Vaporização dos Elementos
Zinco – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética
A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.
Veja também: Propriedades Elétricas
A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são consequência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.
Veja também: Propriedades Magnéticas
Resistividade Elétrica do Zinco
A resistividade elétrica do Zinco 59 nΩ⋅m.
A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o zinco conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.
Suscetibilidade Magnética do Zinco
A suscetibilidade magnética do Zinco é -11,4e-6 cm3/mol.
No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do zinco em resposta a um campo magnético aplicado.
Resistividade Elétrica dos Elementos
Suscetibilidade Magnética dos Elementos
Outras propriedades do Zinco
