Цинковый сплав в бижутерии – характеристики, особенности и вредоносность для человека.

Металлы и сплавы так тесно вошли в нашу жизнь, что порой мы даже не задумываемся о них. Еще в 4-3 тысячелетиях до нашей эры произошло первое знакомство человека с самородками. С тех пор прошло много времени, и с каждым годом обработка металла только совершенствовалась.

Большую роль в этом сыграл такой металл, как цинк. Сплавы на его основе используются во многих отраслях. В данной статье мы рассмотрим и их роль в нашей жизни.

Переходный металл

Известно, что цинк - это голубовато-белый хрупкий Его добывают из полуметаллических руд. Процесс получения чистого цинка достаточно сложный и трудоемкий. В первую очередь руду, содержащую от 1-4% цинка, обогащают селективной флотацией. Благодаря этому процессу получают концентраты (55% Zn). Далее необходимо получить оксид цинка. Для этого в печах в кипящем слое обжигают полученные концентраты. Только из можно получить этот металл в чистом виде, и для этого существует два способа.

Получение цинка

Первый - электролитический, основывается на обработке оксида цинка серной кислотой. В результате этой реакции образовывается сульфатный раствор, который очищают от примесей и подвергают электролизу. На алюминиевых катодах осаживается цинк, который затем плавят в индукционных печах. Чистота цинка, полученного таким образом, составляет около 99,95%.

Второй способ, наиболее давний - дистилляционный. Концентраты нагревают до очень высокой температуры (около 1000°С), выделяются пары цинка, которые путем конденсации оседают на глиняных сосудах. Но этот способ не дает такой чистоты, как первый. В полученных парах содержится около 3% различных примесей, включая такой ценный элемент, как кадмий. Поэтому дальше Zn очищают ликвацией. При температуре 500°С его отстаивают некоторое время и получают чистоту 98%. Для дальнейшего изготовления сплавов этого достаточно, ведь потом цинк все равно легируют этими же элементами. Если этого недостаточно, применяют ректификацию и получают цинк с чистотой 99,995%. Таким образом, оба способа позволяют получить высокочистый цинк.

Неразлучная пара металлов

Как правило, свинец присутствует в составе цинковых сплавов в качестве примеси. В природе эта неразлучная пара металлов встречается достаточно часто. Но на самом деле, большое содержание свинца в цинковом сплаве ухудшает его физические свойства, создавая склонность к межкристаллитной коррозии, если его содержание превышает 0,007%. Чаще всего свинец и цинк встречаются вместе в оловянных бронзах и латуни.

Если говорить об эвтектике этих двух элементов, то важно заметить, что до температуры 800°С они не смешиваются между собой и представляют две разные жидкости. При быстром охлаждении происходит равномерное распределение Pb в виде округлых включений по границам зерен. Сплав цинк-свинец используется для изготовления типографского клише благодаря тому, что он очень быстро растворяется в кислоте. Чаще всего примеси свинца удаляют из цинка при помощи дистилляционного способа.

Сплав меди с цинком

Латунь - это сплав, известный еще до нашей эры. В те времена цинк еще не был открыт, но руда использовалась достаточно широко. Раньше получали латунь, сплавляя смитсонит (цинковую руду) и медь. Только в XVIII веке впервые изготовили этот сплав с использованием металлического цинка.

В наше время существует несколько разновидностей латуни: однофазные и двухфазные. Первые содержат в себе около 35% цинка, а вторые - 50% и 4% свинца. Однофазные латуни очень пластичны, в то время как вторая разновидность характеризуется хрупкостью и твердостью. Рассмотрев диаграмму состояния этих двух элементов, можно сделать вывод, что они образуют ряд фаз электронного вида: β, γ, ε. Интересная разновидность латуни - это томпак. Он содержит всего до 10% цинка и за счет этого отличается очень высокой пластичностью. Томпак с успехом применяется для плакирования стали и получения биметаллов. Раньше его использовали для изготовления монет и имитации золота.

Цинк и сталь

Практически в каждом доме можно встретить оцинкованные вещи: ведра, кастрюли, выварки и пр. Все они надежно защищены от ржавчины именно благодаря цинку. Образно выражаясь, конечно, на сталь наносится напыление этого металла, и по логике вещей речь не идет о сплаве. С другой стороны, зная, как происходит оцинкование, можно утверждать обратное. Дело в том, что цинк плавится при очень низкой температуре (около 400°С), а когда он в жидком состоянии попадает на поверхность стали, то диффундирует в неё.

Атомы обоих веществ очень крепко связываются между собой, образуя железоцинковый сплав. По этой причине можно смело сказать, что Zn не «уложен» на изделие, а «внедрен» в него. Это можно наблюдать в обычной бытовой ситуации. К примеру, на оцинкованном ведре появляется царапина. Начинает ли оно в этом месте ржаветь? Ответ однозначный - нет. Это происходит потому, что при попадании влаги начинают разрушаться соединения цинка, но при этом они образуют некую защиту для стали. Так, в большинстве случаев такие цинковые сплавы предназначены для защиты изделий от коррозии. Конечно, для этих целей можно использовать и другие вещества, такие как хром или никель, но стоимость этих изделий будет в разы больше.

Олово и цинк

Данный сплав не менее популярен, чем другие, уже рассмотренные нами ранее. В 1917-1918-х годах в Болгарии он широко использовался для изготовления специальных сосудов, которые держали теплую жидкость долгое время (аналоги современных термосов). В наше время сплав цинк-олово очень широко используется в радио- и электропромышленности. Это связано с тем, что состав с содержанием Zn 20% очень хорошо паяется, и полировка осадка сохраняется продолжительное время.

Конечно же, как антикоррозионное покрытие данный сплав также может быть использован. По своим характеристикам он очень похож на кадмиевое покрытие, но при этом менее дорогостоящий.

Свойства цинковых сплавов

Конечно же, все составы с этим металлом отличаются между собой его процентным содержанием. В целом цинковые сплавы имеют хорошие литейные и механические свойства. Первое и самое главное - коррозионная стойкость. Больше всего она проявляется в атмосфере сухого чистого воздуха. Возможные проявления коррозии можно заметить в промышленных городах. Это обуславливается наличием в воздухе паров соляной кислоты, хлора и оксидов серы, которые, конденсируясь влагой, затрудняют образование защитной пленки. Медь-олово-цинк - сплав, который характеризуется высокими защитными свойствами. Именно такой состав наименее подвержен коррозии, особенно в условиях промышленной атмосферы. Если говорить о литейных свойствах цинка, то, конечно же, они зависят от легирующих элементов в его сплавах.

Так, например, алюминий делает их структуру однородной, мелкозернистой, облагораживает её, уменьшает отрицательное влияние железа. Еще один важный легирующий элемент - медь. Он увеличивает прочностные характеристики и уменьшает межкристаллическую коррозию. Медно-цинковый сплав обладает высокой ударной вязкостью, но при этом частично теряет свои литейные свойства.

Области применения цинка и его сплавов

На самом деле, детали из цинковых сплавов достаточно распространены и в наше время. Несмотря на то что пластик вытесняет металлические изделия, в некоторых случаях без них не обойтись. Например, автомобилестроение - отрасль, в которой не обойтись без цинковых сплавов. Фильтры, отстойники, корпуса карбюраторов и бензонасосов, надколесные кожухи, глушители - всё это и многое другое изготавливается при помощи соединений этого химического элемента.

Благодаря тому что цинковые сплавы имеют хорошие литейные свойства, из них отливают сложные детали различных форм с минимальной толщиной стенок. Строительство - еще одна область, в которой не обойтись без этих сплавов. Цинковый прокат используют для кровельных покрытий, изготовления труб и сточных желобов. Несмотря на то что существует тенденция снижения производства цинковых сплавов, отказаться от их изготовления не представляется возможным из-за относительной дешевизны и механических свойств материала.

Из какого металла лучше выбрать бижутерию?

Чаще всего, для изготовления бижутерии высшего класса используют алюминий, медь, цинк, олово, латунь, сталь и никель. Причем изделия, изготовленные только из одного металла, встречаются крайне редко. Для создания колец, брошей, браслетов или подвесок, в основном, используют сплавы, которые состоят из двух и более металлов.

• ТомпакСплав с высокой устойчивостью к коррозии и повышенной пластичностью. Состоит из меди и цинка в пропорции 1 к 9. Медь встречается в сплавах чаще других металлов, поскольку она дает эффект старины. Однако, она быстро окисляется и со временем украшения темнеют.
• БрассПредставляет собой латунь, то есть, опять же, сплав цинка меди с примесью других металлов. Обладает приблизительно теми же свойствами, что и томпак. Не содержит никель, который хоть и отличается высокой коррозийной устойчивостью, но довольно часто вызывает аллергию и раздражение. Именно поэтому отсутствие никеля указывает на высокое качество бижутерии.
• Нержавеющая стальПожалуй, самый практичный металл, который отличается высокой устойчивостью к коррозии, но ввиду этого готовые изделия имеют довольно высокую цену.

  Кроме того, чтобы защитить бижутерию от коррозии, на сплавы и металлы наносят защитное покрытие, которое имеет определенный цвет и матовость.

5 видов покрытий бижутерии

В современной индустрии бижутерии существуют множество разных покрытий, которые помимо защиты, служат в качестве красителя. Например, в результате их использования, украшения из одинаковых сплавов могут быть сделаны под серебро, золото, бронзу, платину или быть матового черного цвета.

• Родий и палладийВ результате напыления украшения имеют серебряный цвет. Бижутерия с таким покрытием не темнеет со временем, но напыление может стираться.
• ЗолотоНапыление из драгоценных металлов, в частности золота, могут сделать из бижутерии практически вечное украшение, которое никак не портится со временем. Однако, слишком тонкий слой может привести к появлению потертостей.
• СереброМеталл, который очень легко и быстро окисляется, что приводит к образованию темного и тонкого слоя налета на поверхности металла. От него можно избавиться, ухаживая за изделием, но со временем он появится снова.
• РутенийПозволяет сделать серебристые украшения с характерным белесым оттенком и невероятным блеском.
• МедьТакое покрытие может позволить сделать кольца, подвески, браслеты под бронзу или античное золото. Кроме того, медь является гипоаллергенной, и не вызывает зуда и раздражения, как это могут сделать другие металлы.

Покрытия наносят разными способами. Это может быть фольгирование, покраска, простое и гальваническое напыление. Последний способ проходит на межатомном уровне и считается наиболее долговечным и износоустойчивым.

Судя по археологическим находкам, сделанным на территории Индии, Китая и Греции, человечество применяет цинк для производства различных изделий примерно с 7 века. Инструменты, украшения и даже оружие изготавливались с использованием цинковых сплавов, но отделять цинк от примесей люди научились только 300 лет назад. В металлической руде содержание цинка менее 5%.

Опасные примеси цинка

Отделять цинк от примесей необходимо не только из-за их влияния на рабочие качества металла, но и потому что многие из них вредны для человека.

Чаще всего цинксодержащие руды содержат примеси следующих металлов:

• олово,
• кадмий,
• свинец,
• железо,
• медь,
• мышьяк,
• сурьма.

Наличие большинства этих примесей делает цинковые отливки более прочными, но отрицательно сказывается на их пластичности, устойчивости к воздействию коррозии и делает их более хрупкими и ломкими.

• Присутствие олова делает сплав слишком ломким;
• Наличие кадмия уменьшает пластичность;
• Свинец способствует растворению в кислотах;
• Вкрапления железа делают сплав тверже, но делают сплав менее прочными и затрудняют процесс плавления;
• Присутствие меди также делает сплав тверже, но наоборот улучшает качество литья, правда снижает пластичность и устойчивость к коррозионным воздействиям;
• Наличие мышьяка делает сплав более хрупким и менее пластичным;
• При нагревании цинкового сплава с примесью сурьмы происходит растрескивание кромок отливки, а также уменьшается пластичность.

Виды цинковых сплавов и их свойства

Сплавы с различными металлами: медью, магнием, алюминием, никелем легко паяются и свариваются, имеют более низкую температуру плавления и лучше льются в формы. Каждый из этих металлов по-своему влияет на свойства сплава и применяется в разных отраслях промышленности.

По своему назначению цинковые сплавы делятся на следующие виды:

1. Деформируемые. Примерно на 15% состоят из алюминия, на 5% из меди и менее 1% магния, по своим свойствам напоминают латунь, изготавливаются при помощи наполнительного или полунепрерывного литья с последующим получением листового или пруткового материала;
2. Литейные. Получаются добавлением в метал не более 3,5-4% меди и алюминия и малого количества (примерно 0,05%) магния, отличаются хорошей текучестью и не взаимодействуют с материалом литейной формы, изготавливают при помощи литья под давлением или литья в формы;
3. Антифрикционные. Содержат более 10% алюминия, около 5% меди и менее 0,1% магния, нашли широкое применение в изготовлении подшипников, благодаря низкому коэффициенту трения, изготавливают при помощи литья под давлением;
4. Припои. Применяются для пайки алюминиевых. В зависимости от марки могут включать в себя алюминий, медь, кадмий, серебро свинец и другие металлы, отличаются высокой прочностью и пластичностью, но подвержены воздействию коррозии;
5. Типографские. Содержат до 7,5 % алюминия, чуть менее 2 % магния и до 4,5 % меди, отличаются прочностью и хорошо льются в формы, применяются для отливки типографских шрифтов;
6. Протекторные. Содержат менее 1% алюминия и незначительные количества магния или кремния, хорошо сопротивляются коррозии во влажной среде, применяются в качестве защитных металлов во многих отраслях промышленности.

Среди распространенных и известных сплавов цинка:

1. Латунь. Сплав цинка с медью. Медь - основной компонент. В зависимости от содержания меди различают зеленую, желтую и золотистую латунь. При температуре более 300°C латунь может деформироваться. Так же существуют многокомпонентные латуни, они получаются добавлением в сплав ряда других металлов.
2. ЦАМ. Сплав цинка, алюминия и меди с небольшим количеством магния. Они обладают низкой температурой плавления, хорошо отливается и из них получаются более прочные изделия. Применяемая в промышленности группа медно-цинковых сплавов с добавлением магния и алюминия обозначается аббревиатурой ЦАМ. Плавятся они при относительно невысокой температуре, а следовательно хорошо льются в формы. Изделия, произведенные из сплавов группы ЦАМ, получаются намного прочнее.
3. Вирениум - сплав меди и цинка с небольшим добавлением никеля.

Влияние различных металлов на свойства сплава

Медно цинковые сплавы находят все большее применение в изготовлении различных промышленных изделий, а присутствие таких металлов как магний, алюминий, никель улучшают их рабочие качества.

Они легче поддаются обработке при помощи пайки и сварки, имеют более низкую температуру плавления и лучше льются в формы. Каждый из этих металлов по-своему влияет на свойства и применяется в разных отраслях промышленности.

Цинковый сплав в бижутерии вреден ли

Своим внешним видом такие ювелирные изделия напоминают благородные металлы, поэтому широкое применение они нашли в ювелирной промышленности. Их часто применяют для изготовления бижутерии. Украшения, сделанные из цинковых сплавов, смотрятся достаточно дорого, при этом, благодаря легкости обработки, просты в изготовлении.

Существует особый цинковый сплав, применяемый только для изготовления украшений, его так и называют «бижутерным», в паспорте на украшения даже ставится отметка «цинковый сплав для бижутерии».

Наиболее часто в производстве бижутерии используется латунь или томпак (золотистая латунь), он меньше подвержен воздействию коррозии, поэтому используется в процессе изготовления более дорогих украшений. Украшения из сплава меди и цинка с добавлением алюминия внешне очень похожи на серебряные.

Для изготовления украшений применяется цинк очищенный от никеля, свинца и других, опасных для человека металлов. В паспорте на такие ювелирные изделия обязательно ставится отметка об отсутствии вредных примесей в сплаве, из которого они изготовлены. Поэтому можно говорить об абсолютной безопасности таких украшений для носящих их людей.

Цинковый сплав ржавеет или нет

Для предотвращения возникновения ржавчины бижутерию с содержанием цинка обрабатывают специальным защитным составом, и такие украшения могут прослужить достаточно долго.

Темнеет или нет

Правда цинк, взаимодействуя с атмосферным кислородом и различными бытовыми жидкостями, включая воду, подвержен окислению даже при нормальных температурах, что способствует потемнению изделий из цинкового сплава. Такие украшения могут оставлять следы на одежде и коже, поэтому за ними нужен дополнительный уход.

Так же для предотвращения окисления на изделия из цинка некоторые производители гальваническим методом наносят напыление золота или серебра, но такая обработка значительно увеличивает стоимость украшений.

Месторождения цинка достаточно распространены на земле, и несмотря на его малое содержание в руде и сложность его очищения от примесей, получаемый из нее цинк и его сплавы с другими металлами находят все большее применение в различных отраслях промышленности.

Очень часто люди задаются вопросом, вреден ли цинковый сплав для здоровья ? Современный цинковый ювелирный сплав не содержит никеля и свинца (очень часто производители указывают особо, что ювелирные украшения изготовлены без добавления никеля и свинца), а именно эти металлы вредны для человеческого организма и вызывают аллергию. Мы тщательно отбираем качественные украшения из современных и безопасных материалов, поэтому, покупая современные ювелирные украшения из цинкового сплава в нашем интернет-магазине, вы можете быть уверены, что они безопасны для вашего здоровья .

Давайте разберемся подробнее, какие сплавы используются в бижутерии. При изготовлении используется целый ряд сплавов различных металлов с добавлениями тех или иных компонентов, все такие сплавы, как правило, обозначаются производителями как «ювелирный сплав» . В современных ювелирных сплавах уже не используется никель - ведь именно его высокое содержание в сплаве, из которого изготовлено украшение, или покрытие из никеля вызывают аллергию. Рассмотрим же поподробнее, из чего именно сделаны прекрасные серьги, колье, браслеты, кольца, подвески, каффы и другие чудесные украшения и бижутерия, которые вы можете купить в нашем магазине.

Вторая часть нашего рассказа о ювелирных сплавах, которые используются для изготовления ювелирных украшений и бижутерии, которые можно купить в нашем магазине, посвящена сплавам на основе цинка. Чаще всего производители указывают в качестве материала «цинковый сплав». Один из самых распространенных сплавов подобного рода - латунь. Это сочетание цинка и меди с добавлением других металлов и компонентов. Иногда в качестве отдельного ювелирного сплава выделяют такую разновидность латуни, как томпак - этот сплав очень пластичен и не подвержен коррозии, благодаря чему очень популярен для изготовления .

Также термином «цинковый сплав» производители украшений и бижутерии обозначают сочетание цинка, алюминия и меди . Часто этот сплав своим внешним видом имитирует серебро, поэтому и находит такое широкое применение в изготовлении украшений и бижутерии, которые сочетают в себе прекрасный дизайн и доступную стоимость.

Выбор бижутерии в наше время просто безграничен, украшения различаются размерами, материалами, стилями, ценой. Из-за такого обилия предложений очень сложно найти в двух разных магазинах одинаковую модель, это делает выбор большой мукой для нерешительных дам и чудесным развлечением для любительниц шопинга. Стоит также выделить, что как и все изделия, созданные человеком, бижутерия бывает качественная и некачественная. И конечно же, каждая уважающая себя девушка, женщина хочет использовать только качественные украшения. Сегодня мы разберем один из самых важных критериев при выборе украшения - это, собственно, материал, из которого сделано это самое украшение.
Самый распространенный материал - бижутерный сплав, в нем используются медь, цинк, латунь, олово, сталь. Также для повышения эстетической составляющей и антикоррозийных свойств наносится гальваническое напыление драгоценных металлов, таких как золото, серебро. Бижутерный сплав обладает своими плюсами и минусами. Разберем их детальнее.

Плюсы:
1. Невысокая стоимость украшения
2. В современных украшениях не используется никель для уменьшения вероятности аллергических реакций.
3. Часто покрывают позолотой, что помогает украшениям выглядеть дороже и улучшает физические свойства
4. Если вдруг украшение повредилось, потерялось или надоело, его не жалко отнести в утиль.

Минусы:
1. Неважные антикоррозийные свойства, со временем при повреждении позолоты, если она имеется, украшение может быстро начать портиться и темнеть
2. Чтобы продлить срок жизни такого изделия нужно следить, чтобы оно не контактировало с агрессивными средами, например, морской водой, спиртным, различными маринадами и т.д. Также стоит проследить, чтобы на украшение как можно меньше попадала вода и прямые солнечные лучи
3. Сильно подвержены царапинам и другим механическим повреждениям, поэтому даже в хранении необходимо относиться внимательно, не ложить изделия вместе
4. Редко уточняется детальный состав металла, что дает возможность недобросовестным продавцам “дурить” людей и подсовывать некачественные, порой даже опасные украшения
5. Для сохранения внешнего вида изделия нужно его периодически чистить

Второй материал, который мы рассмотрим - это хирургическая нержавеющая сталь 316l . Изделия из этого металла не настолько широко распространены, очевидно в силу более высокой цены. Но давайте же разберемся будут ли оправданы большие затраты лучшим качеством, определим плюсы и минусы этого материала.

Плюсы:
1. Украшения обладают хорошими антикоррозийными свойствами
2. Устойчивы к царапинам и другим механическим повреждениям
3. Многие покрываются позолотой, что придает более привлекательный внешний вид изделию и повышает его физические свойства
4. Можно не бояться, что на украшение попадет вода
5. Изделия гипоаллергенные, как и драгоценные металлы не вызывают аллергические реакции
6. Украшения долговечные из-за свойств металла

Минусы:
1. Цена изделий из хирургической стали может быть в несколько раз выше, чем из бижутерного сплава
2. Не такой широкий выбор, как у украшений из бижутерного сплава
3. Как и за любым другим украшением, даже из драгоценных металлов, необходимо за ним ухаживать

В сети ходят разные мнения о хирургической или медицинской нержавеющей стали, по сути, такой стали нет, они все определяются марками, но название такое получила из-за широкого применения в медицине. Из этого металла изготавливаются скальпели и другие инструменты, которые контактируют с кожей человека.

Итак, давайте подведем черту и сделаем окончательный вывод. Мы выяснили, что оба материала обладают своими сильными и слабыми сторонами.
Украшения из бижутерного сплава более дешевые, не так бьют по карману, их можно купить большое количество и менять хоть каждый день. Но они более прихотливые, нужно следить, чтобы на них не попадала вода, их нужно снимать во время сна, хранить каждое украшение лучше отдельно друг от друга, не допускать попадания спиртного и других химических раздражителей.
Украшения из хирургической стали в свою очередь намного долговечнее, за ними не нужно столь скурпулезно следить, не страшно, если на них попадет вода, меньше подвержены царапинам. Но необходимо будет заплатить за изделие сумму, на которую можно купить 2 или 3 аналогичных украшения из бижутерного сплава, также стоит поискать модель, которая Вам понравится, т.к. выбор не столь широк.
Далее выбор за Вами, положиться на большую надежность и долговечность, больше заплатив, или сэкономить, но пожертвовать качеством и сроком службы.
Мы сделали выбор в сторону медицинской стали по ряду описанных выше причин - плюсов, и предлагаем Вам только качественные аксессуары. В каждой категории нашего каталога можно посмотреть на выбор украшений из хирургической стали.