Natutunaw na punto ng sink

1. Panimula: Pangkalahatang-ideya ng Melting Point ng Zinc

Ang melting point ng sink ay nakaupo sa 692.68K (419.53°C, 787.15°F), isang pangunahing nakapirming punto sa ITS-90 scale ng temperatura na umaasa ang industriya at agham para sa mga pagkakalibrate at kontrol sa proseso.

Ang isang dalisay na sangkap ay natutunaw sa temperatura kung saan ang mga solido at likidong yugto nito ay magkakasamang umiiral sa balanse.

Ang medyo mababang temperatura ng pagtunaw nito-sinasamantala ito ng mga inhinyero ng haluang metal para sa die casting at galvanizing-ngunit ang thermal robustness nito ay ginagawang kailangang-kailangan ang sink sa iba't ibang sektor.

1.1 Pangunahing Kahulugan ng Melting Point

Ang punto ng pagkatunaw ay nagmamarka ng temperatura kung saan ang solido at likidong yugto ng isang materyal ay umiiral nang magkasama sa balanse sa isang naibigay na presyon.

Sa pagsasanay, Iinit ang solid hanggang sa maabot nito ang temperatura na ito; Ang karagdagang paggamit ng init ay nagko-convert ng solid sa likido nang hindi binabago ang temperatura hanggang sa matunaw ang huling kristal.

• Siyentipikong kahulugan: Temperatura kung saan ang libreng enerhiya ng Gibbs ay nagbabago (ΔG) Para sa solid→likido ay katumbas ng zero, habang entalpy (ΔH) at entropy (ΔS) dagdagan.
• Mga pamantayang kondisyon: Maliban kung iba ang nakasaad, Ulat ng Melting Points sa 1ATM (101.325kPa).

Natutunaw ang sink sa 692.68K (419.53°C, 787.15°F) Sa ilalim ng 1ATM, Ilagay ito sa mga mas mababang natutunaw na mga metal ng transisyon.

1.2 Impormasyon sa Background sa Zinc

• Mga pangunahing katotohanan:
  • Bilang atomiko: 30
  • Pagsasaayos ng elektron: [Ar]3d¹⁰4s²
  • Kategorya: D-block, Group12 elemento
• Mga pisikal na katangian:
  • Densidad ng katawan (20°C): 7.14g/cm³ (matibay), 6.57g/cm³ (Likido sa MP)
  • Init ng pagsasanib: 7.32kJ / mol
  • Kumukulo na punto: 1180K (907°C, 1665°F)

Ang metal bonding ng sink ay nagmumula sa delocalized 4s electrons na nakikipag-ugnayan sa isang heksagonal na malapit na nakaimpake na sala-sala, Nagbubunga ng katamtamang lakas ng bono at ang katangian nitong punto ng pagkatunaw.

1.3 Kahalagahan ng Zinc sa Industriya at Pang-araw-araw na Buhay

1. Galvanisasyon
   Ang sink coating sa bakal ay nagpoprotekta laban sa kaagnasan. Ang Melting Point ng Zinc (~ 420 ° C) Pinapayagan ang mga proseso ng spray o paglubog sa mga matipid na electric o gas furnace.
2. Email Address *
   Ang mababang temperatura ng pagkatunaw ay nagbibigay-daan sa mga pinong detalye na castings para sa automotive, hardware na hardware, at mga produktong pangkonsumo.
3. Mga baterya
   Ang mga electrochemical na katangian ng sink ay nagpapatakbo ng mga alkalina at sink-air cell; Ang melting point ay nakakaimpluwensya sa pag-recycle at paggawa ng elektrod.
4. Mga haluang metal
   tanso (Cu–Zn) at dalubhasang mababang-natutunaw na kaligtasan alloys (hal., Metal ni Kahoy) Gamitin ang pag-uugali ng pagtunaw ng zinc.

2. Natutunaw na punto ng sink: Pisikal at Kemikal na Batayan

2.1 Atomic Structure at Bonding Types ng Zinc

Ang mga atomo ng sink ay nagdadala ng isang puno ng d-shell (3d¹⁰) at dalawang 4S electrons. Ang delokalisasyon ng mga 4s electron na ito ay gumagawa ng metalikong bonding, Kaninong lakas ang nagtatakda ng enerhiya na kinakailangan para sa pagtunaw.

• Mga shell ng elektron: 2,8,18,2
• Bonding: Pangunahin metal; walang directional covalent component.

2.2 Istraktura ng kristal ng sink

Zinc crystallizes sa isang Hexagonal na naka-pack na malapit (HCP) sala-sala, Dalawang atomo bawat yunit ng cell sa mga posisyon (1/3,2/3,1/4) at (2/3,1/3,3/4). Ang pag-aayos na ito ay nagbubunga ng isang packing kahusayan ng ~ 74% at nag-aambag sa katamtamang natutunaw entalpy.

2.3 Thermodynamic Properties ng Zinc

Ang mga halagang ito ay sumasalamin sa pagbabago ng enerhiya at kaguluhan habang ang sink ay lumilipat mula sa solidong hcp form nito patungo sa likido.

3. Thermodynamic na Batayan ng Melting Point

3.1 Prinsipyo ng Thermodynamic ng Pagbabago ng Phase

Sa Melting Point, ang Gibbs libreng enerhiya ng solid (Gs) at likido (Gl) Magkakasabay ang mga yugto (ΔG=0), kasiya-siya:

$$ΔG = ΔH – TΔS = 0$$ $$ΔS = frac{ΔH}{Tm} = frac{7.32×10³\ mathrm{J / mol}}{692.68\ \Mathrm{K}} \Humigit-kumulang 10.57\ \Mathrm{J/(mol· K)}.$$

kung saan ang ΔH ay entalpy ng pagsasanib at ang ΔS ay entropy ng pagsasanib.

3.2 Entalpy ng Fusion at Melting Point

Mga Tip sa Zinc entalpy ng fusion (7.32kJ / mol) Tinutukoy ang nakatagong init na kinakailangan upang masira ang mga metal na bono nito sa bawat mole ng mga atomo sa MP.. Ang ratio ng ΔH / Tm ay nagbubunga ng pagbabago ng entropy:

$$\mathrm{\Delta }S=\frac{\mathrm{\Delta }H}{T_m}=\frac{7.32\times {10}^3\mathrm{J}\mathrm{/}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{692.68\mathrm{K}}\approx 10.57\mathrm{J}\mathrm{/}(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot \mathrm{K})\mathrm{.}$$

3.3 Epekto ng Presyon sa Melting Point

Ang melting point ay nagbabago sa presyon ayon sa relasyon ng Clausius-Clapeyron:

 

$$\frac{dT}{dP}=\frac{\mathrm{\Delta }V}{\mathrm{\Delta }S},$$

 

kung saan ang ΔV ay pagbabago ng lakas ng tunog sa pagtunaw. Dahil ang likido ng zinc ay bahagyang hindi gaanong siksik kaysa sa solid nito, pagtaas ng presyon sa pangkalahatan pagtaas Tm, Kahit na ang pagiging sensitibo ay nananatiling maliit kumpara sa kumukulong mga transisyon.

4. Mga salik na nakakaapekto sa natutunaw na punto ng zinc

4.1 Epekto ng Kadalisayan

Ang mga impurities ay nagpapalawak ng saklaw ng pagtunaw at nagpapahina sa Tm. Kahit na ang mga kontaminante sa antas ng ppm sa sink ay lumilipat ng likido nito pababa at pinalawak ang saklaw ng pasty nito, Isang pangunahing pag-aalala para sa mga cell ng pagkakalibrate.

• Mataas na Kadalisayan Zinc: Ultra-purong sink (≥99.99%) Nagpapakita ng isang matalim na punto ng pagkatunaw sa 419.58 ° C.
• Mga Impurities:
  • Humantong sa (Pb): Binabawasan ang punto ng pagkatunaw sa ~ 400 ° C sa pamamagitan ng pagkagambala sa kristal na sala-sala .
  • Bakal na Bakal (Fe): Nagtataas ng punto ng pagkatunaw dahil sa pagbuo ng intermetallic compound.

4.2 Presyon at Mga Kondisyon sa Kapaligiran

Mga kapaligiran na may mataas na presyon (hal., >1GPa) Ay posible na mawalan ng timbang sa pamamagitan ng 10 degrees, Ngunit ang mga pang-industriya na proseso sa malapit-ambient na presyon ay nakakakita ng hindi gaanong pagbabago.

• Altitude: Ang nabawasan na presyon ng atmospera sa mataas na altitude ay nagpapababa ng punto ng pagkatunaw nang bahagya (hal., 419.5° C sa antas ng dagat kumpara sa. ~ 419 ° C sa 5,000 metro).
• Oksihenasyon: Sink oksido (ZnO) Mga form sa mataas na temperatura, Dagdagan ang epektibong punto ng pagkatunaw dahil sa mas mataas na temperatura ng pagkatunaw nito (1,975°C).

4.3 Epekto ng haluang metal

Pagdaragdag ng mga elemento (Cu, Al, Mg) bumubuo ng mga haluang metal na may eutectic o peritectic na pag-uugali. tanso (≈60%Cu,40%Zn) Natutunaw sa pagitan ng 900-940 ° C, malayo sa itaas ng purong sink, habang ang mga haluang metal sa kaligtasan (hal., Bi–In–Zn–Sn) Samantalahin ang mababang M.P ng Zinc. Lumikha ng mga fusible link sa paligid ng 100-250 ° C.

• Zinc-Aluminum Alloys:
  • Ang nilalaman ng Al ng 4-11% ay nagpapababa ng punto ng pagkatunaw sa 380-460 ° C, mainam para sa mamatay sa paghahagis.
• Mga haluang metal ng Zamak:
  • Zamak 12 (Zn-Al-Cu) natutunaw sa 377-432 ° C, pagbabalanse ng lakas at katatagan.
• tanso (Zn-Cu):
  • Ang melting point ay bumababa mula sa 1,085 ° C (puro Cu) 900-940 ° C na may 30% Zn.

5. Mga Praktikal na Aplikasyon ng Zinc Melting Point

5.1 Pang-industriya na Metalurhiya at Paghahagis

Ang sink ay natutunaw sa 419.5 ° C lamang, makabuluhang mas mababa sa pakikipagkumpitensya Natutunaw na punto ng aluminyo (648.8° C), na isinasalin sa mas mababang temperatura ng hurno at pagtitipid ng enerhiya sa mga operasyon ng die-casting.

Ang hot-chamber die-casting ay naglulubog sa sistema ng iniksyon nang direkta sa tinunaw na sink, Pag-aayos ng Zinc Fluidity sa Mababang Temperatura upang Makamit ang Manipis na pader, Mga bahagi ng hugis ng net hanggang sa 0.13 mm kapal.

Ang Zinc ay nagbubunga ng halos 100% na recyclability; Ang mga scrap at sprues ay nagpapanatili ng kanilang kalidad ng metalurhiko at muling matunaw nang walang pagkasira, Pagbabawas ng basura at carbon footprint kumpara sa iba pang mga materyales sa paghahagis.

• mamatay paghahagis: Ang mababang punto ng pagkatunaw ng zinc ay binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya at pagsusuot ng tool, Pagpapahintulot sa Mass Production ng Mga Bahagi para sa Automotive at Electronics.
• Galvanisasyon: Tinunaw na sink (450-460 ° C) Mga Coats Steel, Pagbuo ng isang layer na lumalaban sa kaagnasan sa pamamagitan ng mga proseso ng mainit na paglubog.

5.2 Mga Baterya at Mga Patlang ng Enerhiya

Thermal recovery proseso init baterya residues sa higit sa 1200 ° C, volatilizing organics at pagpapagana ng 99% sink pagbawi na may 97% kadalisayan-mga parameter direktang ginagabayan sa pamamagitan ng sink ni pagtunaw at pagsingaw pag-uugali.

Sa rechargeable zinc-air at alkaline cells, Ang tinunaw na pagproseso ng sink ay nagpapaalam sa pag-recycle ng elektrod at mga daloy ng pagmamanupaktura, Tinitiyak ang integridad ng materyal at cost-effective na mga solusyon sa pag-iimbak ng enerhiya.

• Mga baterya ng Zinc-Air: Ang mababang punto ng pagkatunaw ng zinc ay tumutulong sa produksyon ng anode, habang ang mataas na teoretikal na density ng enerhiya nito (1,086 Wh / kg) Ito ay nangangako para sa mga de-koryenteng sasakyan.
• Imbakan ng Thermal Energy: Ang tinunaw na sink ay nag-iimbak ng init nang mahusay para sa solar at pang-industriya na mga aplikasyon.

5.3 Konstruksiyon at Anti-Corrosion

Ang hot-dip galvanizing ay naglulubog ng bakal sa isang kaldero ng ≥98% purong tinunaw na sink sa ~ 449 ° C upang magdeposito ng isang metalurhiko bonded Zn-Fe haluang metal layer na lumalaban sa kalawang at hadhad sa loob ng mga dekada.

Mataas na temperatura galvanizing ("Delta Galvanizing") 560-630 ° C ay lumilikha ng isang mas mahirap na, mas manipis na patong na may dalubhasang mga aplikasyon sa automotive sheet at hardware.
Kapag ang pagkukumpuni ng hinang ay lumalabag sa sink layer, Ang mga pinturang mayaman sa sink o flame-spray zinc ay nagpapanumbalik ng paglaban sa kaagnasan nang hindi nag-iinit ang substrate ng bakal.

• Bubong at Kanal: Ang paglaban sa kaagnasan ng Zinc at malleability sa mataas na temperatura ay nagbibigay-daan sa tuluy-tuloy na pag-install.
• Mga Coatings ng Arkitektura: Pinoprotektahan ng mga pinturang mayaman sa sink ang mga istraktura ng bakal sa pamamagitan ng sakripisyo na kinakalawang.

5.4 Welding at Electronics

Sa panahon ng arc welding ng galvanized steel, sink vaporizes sa ~ 871 ° C, Malayo sa ibaba ng punto ng pagkatunaw ng bakal, Mga panganib sa usok at nanganganib na porosity; Ang wastong bentilasyon at magkasanib na disenyo ay nagpapagaan sa mga hamong ito.

Zinc chloride flux (Pagkatunaw ≈ 280 ° C) Nagsisilbi sa paghihinang ng electronics at pang-industriya na piping, Pag-aalis ng mga oxide at pagtataguyod ng malakas na mga bono ng metal nang hindi umaabot sa temperatura ng pagtunaw ng bulk ng sink .

Mababang-m.p. Mga haluang metal na nakabatay sa sink (hal., eutectic Bi-In-Zn-Sn) matunaw sa pagitan ng 100-250 ° C, Pagpapagana ng mga fusible plugs at thermal safety device sa mga sistema ng proteksyon sa sunog.

• Email Address *: Mga sundalo na nakabatay sa zinc (hal., Zn-Al) matunaw sa 380-460 ° C, Angkop para sa pagsali sa mga metal nang hindi nakakapinsala sa mga sensitibong bahagi.
• Email Address *: Zinc nanoparticles paganahin mababang-temperatura sintering sa nababaluktot circuits.

5.5 Pag-unlad ng haluang metal

Mga haluang metal ng Zamak (Zn-Al eutectic sa 381 ° C) Pagsamahin ang Mababang M.P. na may mataas na likido, Tamang-tama para sa mataas na presyon ng die-casting ng masalimuot na mga bahagi sa mga industriya ng automotive at hardware.

Dalubhasang mga haluang metal ng sink, Tulad ng mga pormulasyon na lumalaban sa gumagapang, palawakin ang temperatura ng serbisyo sa itaas ng 80-90 ° C sa pamamagitan ng pag-aayos ng nilalaman ng Al at Cu, direktang modulated sa pamamagitan ng pagtunaw hanay pagsasaalang-alang.

Biomedical pananaliksik explores biodegradable Zn alloys para sa stents at implants; Ang pagkontrol sa mga landas ng pagkatunaw at solidification ay nagsisiguro ng biocompatibility at kakayahang maproseso.

• Mga haluang metal ng Zamak: Ginagamit sa alahas at hardware dahil sa kanilang mababang hanay ng pagkatunaw (379-390 ° C) at mataas na lakas.
• Mga Superalloys: Pinapabuti ng sink ang paglaban sa pag-crawl sa mga materyales sa aerospace kapag haluang metal na may nikel at titan.

6. Teknolohiya ng Pagsukat para sa Melting Point ng Zinc

6.1 Mga Pamamaraan ng Laboratoryo

6.2 Pang-industriya na kasanayan

• Non‑contact Pyrometry
  Sinusukat ng infrared at optical pyrometers ang mga natutunaw na pool sa mga linya ng galvanizing.
• Mga Fixed Point Cell
  NIST SRM1748 zinc cells (≥99.9999%) magbigay ng isang sanggunian na nagyeyelo na talampas sa 419.527 ° C (692.677K) na may kawalan ng katiyakan ≤1.12mK, mahalaga para sa pagpapalaganap ng ITS-90.

7. Paghahambing sa Iba pang Mga Metal

Ang zinc ay nakaupo sa pagitan ng In at Cu; ang katamtamang Tm nito ay umaangkop sa maraming haluang metal at pagkakalibrate ng mga tungkulin.

Converter ng Yunit ng Temperatura：

8. Mga FAQ

Q1: Madali bang matunaw ang sink sa sunog sa bahay?
A: Ang mga sunog sa bahay ay umabot sa ~ 600 ° C - sapat na upang matunaw ang sink (419.5°C), ngunit ang istruktura ng bakal ay bihirang lumampas sa 500 ° C.

Q2: Maaari bang itaas ng mga impurities ang melting point ng zinc?
A: Hindi. Ang mga impurities ay karaniwang bumubuo ng eutectic mixtures, Pagbaba ng Melting Point.

Q3: Bakit mas mababa ang melting point ng zinc kaysa sa aluminyo?
A: Ang mas mahina na metal na bono ng Zinc at napuno na mga d-orbital ay nagpapababa ng lakas ng bono.

Q: Maaari bang matunaw ang zinc sa isang oven sa bahay?
A: Hindi inirerekomenda dahil sa mga alalahanin sa kaligtasan at potensyal na hindi pare-pareho ang pag-init.

Q: Bakit mahalaga ang melting point ng zinc sa pag-unlad ng haluang metal?
A: Pinapayagan nito ang paglikha ng mga materyales na may nababagay na mga katangian para sa mga tiyak na aplikasyon.

9. Pangwakas na Salita

Ang Melting Point ng Zinc ay Sumasalamin sa Metallic Bonding nito, HCP Crystal Geometry, at mga parameter ng termodinamika (ΔHm, ΔSm).

Sa 419.53 ° C, Nag-aalok ito ng balanse ng mababang enerhiya sa pagproseso at katatagan ng thermal, Pagpapatibay ng Galvanizing, paghahagis ng mga, Pag-calibrate, at advanced na disenyo ng haluang metal.

Ang papel na ginagampanan nito bilang isang ITS-90 fixed point ay nagsisiguro ng katumpakan ng temperatura sa buong mundo.

Pag-unawa sa mga kadahilanan—kadalisayan, presyon, Alloying-Ang pag-uugali ng pagtunaw ng sink ay nagbibigay kapangyarihan sa mga inhinyero at siyentipiko na gamitin ang mga natatanging katangian nito sa mga aplikasyon mula sa proteksyon ng kaagnasan hanggang sa katumpakan na thermometry.