ZINK – EEN OPMERKELIJK VEELZIJDIG METAAL
Zink is een onedel metaal en de vraag komt nog wel eens voor hoe het toch komt dat verzinkt staal zo goed in conditie blijft in allerlei weersomstandigheden. Zink is inderdaad aanzienlijk onedeler dan koolstofstaal, want het potentiaalverschil is maar liefst 320 mV. De elektrische potentiaal van zink t.o.v. de waterstof referentie-elektrode in een geleidend milieu is -0,76 Volt, terwijl dat van ijzer -0,44 Volt is. Hoe lager deze waarde uitvalt, hoe onedeler zo’n metaal uiteindelijk is. Het smeltpunt van zink en het soortelijk gewicht is respectievelijk 419,45 °C en 7,142 (bij 20°C) en het atoomnummer van dit element is 30.
Zink is al met al niet zo’n opmerkelijk metaal, maar toch blijkt in de praktijk dat dit toch wel wat genuanceerder ligt. M.a.w. het is op zijn minst opmerkelijk dat zink zoveel gebruikt wordt als deklaag op staal om het tegen corrosie te beschermen en daarom volgt er nu een uitleg hoe dat in de praktijk uitpakt. Het is over het algemeen bekend dat verzinkte lagen een prima bescherming geven op koolstofstaal. Wat velen niet weten is dat zink aan het oppervlak, door toedoen van water en koolzuur uit de lucht, een laagje zinkzout vormt dat ook wel zinkpatina wordt genoemd. Zinkpatina is in water een onoplosbare laag, die voornamelijk bestaat uit gekristalliseerd basisch zinkcarbonaat. Deze laag zorgt ervoor dat allerlei poriën in de zinklaag worden afgedicht, waardoor de verwering van de zinklaag enorm wordt vertraagd. Komt daar opnieuw water op, dan zal deze laag niet worden weggespoeld of opgelost omdat zinkpatina nu eenmaal niet oplosbaar is in water. Wordt deze laag beschadigd of verwijderd door bijvoorbeeld schuren, dan is er in feite ook niets aan de hand want deze zinkpatinalaag wordt weer relatief snel gevormd aan de lucht waardoor deze bescherming weer geheel terugkomt.
Dit laagje kan echter wel in een zuur milieu worden opgelost maar zodra deze zure belasting weg is, zal ook dan het zinkpatina weer opnieuw worden gevormd. De conditie en de wijze waarop deze patinalaag wordt gevormd is uiteindelijk bepalend voor de levensduur van de zinklaag. Een zinklaag die enigszins verweerd is, biedt meer resistentie tegen weersinvloeden dan een vers aangebrachte zinklaag. Zink biedt, dankzij de ontstane zinkzouten, een unieke corrosieprestatie op staal in vergelijking met andere onedele elementen zoals cadmium en aluminium die dat niet of nauwelijks hebben. Zinklagen worden op vier verschillende wijzen op het staal aangebracht: t.w. door thermisch en elektrolytisch verzinken, sheradiseren en zinkspuiten. Het thermisch proces gebeurt door onderdompeling in een zinkbad en het elektrolytisch verzinken verloopt m.b.v. een galvanisch proces. Bij sherardiseren komt d.m.v. diffusie een gelegeerd laagje van zink en ijzer tot stand. Met zinkspuiten wordt zinkpoeder in gesmolten toestand op een gebeitst stalen oppervlak gespoten; dit noemt men ook wel scooperen. Alle processen beogen een zelfde bescherming te krijgen dankzij de vorming van zinkzouten aan het oppervlak.
Er zijn ook toepassingen waarin zink als puur metaal wordt gebruikt. Naast de bescherming van staal zoals eerder is gesteld, alsmede het gebruik van anodes t.b.v. kathodische bescherming, vindt zink zijn weg in batterijen, dakgoten, dakbedekking auto-onderdelen, cosmetica, wit pigment, rubberbereiding, geneesmiddelen, huidverzorgingsproducten etc. Zink kan desgewenst ook gelegeerd worden met aluminium, koper en magnesium. Hierdoor ontstaat een interessante gietlegering dat ook wel Zamak wordt genoemd. Vooral de speelgoedsector maakt hier dankbaar gebruik van omdat het gemakkelijk gietbaar en goedkoop is. Het materiaal laat zich namelijk uitstekend spuitgieten. Ook wordt het soms gebruikt om er goedkope sieraden van te maken. Overige toepassingen zijn bijvoorbeeld machineonderdelen, elektrische behuizingen, componenten voor de automobielsector, hendels, connectoren, enz. Zamak is een legering die voor ongeveer uit 95% zink bestaat met kleinere hoeveelheden aluminium, magnesium en koper. De beginletters van alle gebruikte metalen zijn verwerkt in het woord Zamak. De mechanische eigenschappen zijn matig maar hoog genoeg voor vele doeleinden. De corrosiebestendigheid is ruim voldoende voor de genoemde toepassingen. Er zijn overigens verschillende legeringen ontwikkeld met deze naam, t.w. Zamak 2, 3 , 5 en 7, ieder met hun specifieke chemische samenstelling en eigenschappen.
Heeft u nog vragen over het toepassen van bepaalde RVS kwaliteiten of andere legeringen?
Metaalselector is een computerprogramma dat in eigen beheer ontwikkeld is om een juiste keuze te maken op basis van corrosie- en materiaal eigenschappen.
Ga naar Metaalselector.nl voor meer informatie en om eigen toegang te krijgen tot dit programma, waarmee u een eigen gedegen materiaalkeuze kunt maken voor uw toepassingen.
Vind hier ook mijn blogs welke geschreven zijn voor AluRVS: https://www.alurvs.nl/roestvast-staal/Blog/
en AluRVS Staal: https://www.alurvs.nl/staal/blog/