鋅與鋅合金及應(yīng)用

近幾年來，我國在鋅合金、鋅基材料的研制方面有不少進展，取得了很多成果，使我們對鋅基材料的認識、生產(chǎn)和使用進一步的加深。但到目前為止，我國還沒有一本科學(xué)的、全面的、系統(tǒng)的介紹鋅、鋅合金、鋅基材料的圖書，這不能不說是我們在認知鋅基材料方面的一個缺口。

《鋅與鋅合金及應(yīng)用》作者高侖等從事鋅、鋅合金的生產(chǎn)及研究多年，積累了一些經(jīng)驗，收集了國內(nèi)外有關(guān)的一部分資料，集成此書，意圖對我國鋅事業(yè)的認知、發(fā)展、推廣有所裨益。

第1篇緒論及鋅的特性

第1章緒論1

11鋅、鋅合金與鋅基材料的性能特點及應(yīng)用1

12鋅的資源3

13鋅的生產(chǎn)4

131人類使用和生產(chǎn)鋅的歷史4

132鋅生產(chǎn)方法概述7

14鋅的生產(chǎn)、消費和鋅礦的開采11

15鋅的消費結(jié)構(gòu)13

第2章鋅的特性15

21鋅的原子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)及其對鋅物理化學(xué)性質(zhì)的影響15

211鋅的原子結(jié)構(gòu)15

212導(dǎo)電性和電離能15

213蒸發(fā)潛熱和沸點16

214熔點和熔化潛熱16

215表面張力17

216化學(xué)親和力17

217原子直徑的影響18

218晶體結(jié)構(gòu)18

22鋅的物理性能20

23鋅的化學(xué)性能和電化學(xué)性能22

231鋅的化學(xué)性能22

232鋅的電化學(xué)性能22

24鋅的力學(xué)性能26

241鋅在常溫時的力學(xué)性能26

242純度、溫度及加工狀態(tài)對鋅力學(xué)性能的影響26

25鋅及其合金的工藝性能28

26雜質(zhì)對鋅性能的影響30

27鋅合金的類型31

第2篇防腐蝕鋅合金

第3章鋅的腐蝕性能及其在防腐蝕各領(lǐng)域的應(yīng)用32

31鋅在大氣中的腐蝕情況32

311影響鋅大氣腐蝕性能的因素32

312鋅在不同大氣中的腐蝕情況34

32鋅在水中的腐蝕36

321pH值的影響36

322溫度的影響37

323充氣對鋅在水中腐蝕速率的影響37

324CO2含量的影響38

325碳酸鹽類的影響38

326鋅與酸、堿、鹽的作用41

327雨水對鋅的作用41

328鋅中雜質(zhì)含量對鋅腐蝕速率的影響42

33鋅在土壤中的腐蝕42

331土壤環(huán)境的基本特點42

332土壤腐蝕的影響因素43

333鋅在各種土壤中的腐蝕性44

334建筑材料對鋅的腐蝕45

34雙金屬腐蝕45

35鋅在防腐蝕領(lǐng)域中的應(yīng)用46

第4章熱鍍鋅及鋅合金48

41熱浸鍍鋅層的結(jié)構(gòu)和性能48

411FeZn二元合金系統(tǒng)狀態(tài)圖48

412鋼鐵熱鍍鋅層的結(jié)構(gòu)、各相層的性質(zhì)及其形成過程49

413影響熱浸鍍鋅層結(jié)構(gòu)的因素51

42鋼材熱鍍鋅67

421鍍鋅鋼板的腐蝕過程67

422熱浸鍍鋅層的耐蝕性和鍍鋅鋼板的使用壽命68

43鋼材熱鍍鋅鋁合金70

431熱浸鍍鋁層的結(jié)構(gòu)和性能特點70

432熱鍍鋅鋁合金的研制70

433鋅鋁二元合金相圖71

434熱鍍鋅鋁合金的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及其性能特點72

435熱鍍鋅鋁合金鋼板的性能78

44高耐蝕鋅鋁鎂合金鍍層93

441Zn6%Al3%Mg合金鍍層鋼板93

442Zn11%Al3%Mg02%Si合金鍍層鋼板99

45其他合金鍍層鋼板106

451Zn05%Mg合金鍍層鋼板106

452ZnNi合金鍍層109

453ZnBi合金鍍層112

454ZnSn合金鍍層113

46熱鍍鋅用的鋅鍋及熔鋅操作要點114

461鍍鋅鍋的發(fā)展過程114

462金屬鋅鍋115

463陶瓷鋅鍋117

464鋅浴中鋅渣與浮渣的形成、影響及減渣除渣措施119

第5章電鍍、機械鍍、滲鍍、熱噴涂及富鋅漆用鋅及鋅合金125

51電鍍鋅及鋅合金125

511電鍍鋅的特點125

512電鍍鋅電解液類型、特點及鍍鋅層使用壽命125

513鍍鋅層的鉻酸鈍化處理127

514鐵系電鍍鋅合金128

515其他電鍍鋅合金131

516幾種主要電鍍鋅合金的性能比較133

517電鍍鋅合金國內(nèi)外應(yīng)用情況133

52機械鍍和黏附鍍134

521機械鍍134

522黏附鍍134

523機械鍍的特性與應(yīng)用135

53滲鍍鋅135

531滲鍍工藝過程135

532滲鍍鋅層的特性136

533滲鍍鋅的應(yīng)用137

54熱噴涂鋅及鋅合金137

541熱噴涂設(shè)備137

542熱噴涂工藝140

543噴涂材料140

544熱噴涂涂層特性142

545鋅噴涂的應(yīng)用143

55富鋅漆144

551富鋅漆的組成及其性能144

552富鋅漆和熱浸鍍鋅的比較與選用146

553鋅粉/氧化鋅體系146

第6章犧牲陽極法陰極保護系統(tǒng)中的犧牲陽極鋅和鋅合金148

61犧牲陽極法陰極保護原理與電偶序148

611犧牲陽極法陰極保護原理148

612電偶序149

62犧牲陽極材料概論150

621對犧牲陽極材料的要求150

622常用犧牲陽極材料的種類及其特點151

63鋅和鋅合金犧牲陽極153

631高純鋅犧牲陽極153

632ZnAlCd三元合金犧牲陽極154

633ZnAl合金犧牲陽極157

634其他鋅合金犧牲陽極160

635犧牲陽極的規(guī)格161

64犧牲陽極的其他用途163

641犧牲陽極用作接地極163

642犧牲陽極用作接地電池164

643犧牲陽極用于接地排流和安全防范164

第3篇鑄造鋅合金系列

第7章鑄造鋅合金166

71鑄造鋅合金的發(fā)展過程166

72鑄造鋅合金的牌號及其性能167

721我國鑄造鋅合金牌號的表示方法和鑄造鋅合金國家標準167

722國外有關(guān)鑄造鋅合金的標準168

723國內(nèi)外鑄造鋅合金標準中部分鋅合金相應(yīng)牌號合金成分含量的對比172

724鑄造鋅合金的物理性能172

725鑄造鋅合金的力學(xué)性能175

73鑄造鋅合金的組織及性能176

731ZnAl二元合金相圖176

732Zn中加Al的作用178

733ZnCu二元相圖及Zn中加Cu的影響178

734ZnAlCu三元合金及其相圖180

735ZnMg二元合金及其相圖182

736ZnAl合金中加Si的作用183

737ZnAl合金中加稀土的作用184

738Ni、Mn、Ti等少量合金元素的作用和Sn、Pb、Cd、Fe等雜質(zhì)的影響189

739鑄造鋅合金的性能老化及其防范措施190

7310鑄造鋅鋁合金的耐腐蝕性194

7311熱處理對鋅鋁合金性能的影響198

7312鑄造鋅合金的蠕變性能205

7313鑄造鋅合金的疲勞性能209

7314鑄造鋅合金的高溫及低溫性能212

7315鑄造鋅合金的組織、特點及用途217

74鋅與鋅合金的熔煉特性222

741鋅和鋅合金在熔煉過程中的氧化行為222

742鋅與鋅合金熔煉時影響氧化燒損的因素及降低氧化燒損的措施227

743鋅與鋅合金的揮發(fā)性與吸氣性228

744鋅合金熔體的凈化處理229

745鋅合金熔體的變質(zhì)、細化處理233

746鑄造鋅合金熔煉工藝要點239

75鋅合金的鑄造特性241

751壓鑄鋅合金的鑄造特性241

752重力鑄造鋅合金的鑄造特性243

76鑄造鋅合金的綜合評價250

761各個鋅鋁合金的性能評價250

762鑄造鋅合金的共同特性251

第8章鑄造鋅合金的摩擦磨損特性和阻尼性能253

81鋅鋁合金作為耐磨材料的發(fā)展過程253

82ЦАМ系列鋅鋁耐磨合金的性能253

83鑄造鋅鋁合金ZA12與ZA27的摩擦磨損性能254

831鑄造鋅鋁合金ZA12、ZA27在潤滑油中的滑動摩擦性能254

832ZA12、ZA27在干摩擦及邊界潤滑條件下的摩擦磨損性能256

833鋅合金的摩擦磨損特性與合金的組織及加硅、加稀土的影響259

834ZA12、ZA27合金用作軸承時的pv值曲線和使用溫度等因素的影響260

84鑄造高鋁鋅合金(含Al 30%～45%)的摩擦磨損性能264

841ZAC 303、ZAC403和ZAC45C三種高鋁鋅合金的耐磨性能264

842高鋁鋅基合金ZA43的摩擦磨損性能266

85鑄造鋅鋁合金的阻尼性能270

851減振材料的提出270

852減振合金阻尼性能的表征與量度271

853減振合金的種類及鋅鋁減振合金的減振機制273

854鋅鋁減振合金的成分及性能274

第9章鋅合金在模具中的應(yīng)用279

91國內(nèi)外應(yīng)用鋅合金模具的發(fā)展過程279

92模具用鋅合金的成分和性能279

93鋅合金作為模具材料的性能特點280

94鋅合金拉延成形模280

941鋅合金拉延成形模的設(shè)計要點281

942鋅合金拉延成形模的制造工藝282

95鋅合金沖裁模285

951鋅合金模具沖裁過程的特點285

952鋅合金沖裁模的設(shè)計要點286

953鋅合金沖裁模制模工藝288

954鋅合金沖裁模具的安裝調(diào)試及使用290

96鋅合金鋼皮導(dǎo)板沖裁模和鋼帶沖裁模291

961鋅合金鋼皮導(dǎo)板沖裁模291

962鋅合金鋼帶沖裁模293

97鋅合金塑料模294

971熱塑性塑料成形工藝條件295

972塑料模結(jié)構(gòu)295

973制模工藝296

第4篇變形鋅合金系列

第10章鋅與鋅合金的塑性變形行為300

101鋅晶體的塑性變形行為與變形機制300

1011鋅晶體的滑移面及滑移方向300

1012滑移時晶面的轉(zhuǎn)動301

1013鋅晶體滑移時的臨界分切應(yīng)力303

1014鋅單晶體的應(yīng)力應(yīng)變曲線及切變強化304

1015鋅晶體的孿生變形306

1016鋅單晶的彎曲和扭折308

1017斷裂和解理310

1018鋅多晶體的塑性變形311

102鋅的軋制變形行為312

1021鋅鑄錠312

1022鋅的熱軋313

1023鋅的冷軋315

1024退火與再結(jié)晶319

103鋅加工材力學(xué)性能的各向異性323

1031鋅加工材力學(xué)各向異性的生成及其對沖壓生產(chǎn)的影響323

1032軋制工藝對鋅材力學(xué)各向異性的影響325

1033退火對鋅加工材力學(xué)各向異性的影響328

1034加入物對鋅加工材力學(xué)各向異性的影響330

第11章各類變形鋅合金的成分、性能及應(yīng)用331

111各合金元素對變形鋅合金力學(xué)性能的影響331

112鋅鉛鎘系合金333

1121電池用鋅合金333

1122印刷用鋅合金346

1123小五金用鋅合金347

1124鋅鉛鎘系合金成分、性能、用途綜述347

113鋅鋁、鋅鋁銅及鋅鋁鎂合金349

1131鋅鋁及鋅鋁銅加工合金349

1132鋅鋁銅耐磨合金352

1133鋅鋁鎂合金354

114鋅銅系鋅銅合金及鋅銅鈦合金355

1141鋅銅合金355

1142鋅銅鈦合金356

115超塑鋅合金364

1151發(fā)展過程364

1152金屬超塑性變形的特性365

1153按照實現(xiàn)超塑性的條件對超塑性分類366

1154超塑性材料變形時的組織結(jié)構(gòu)變化367

1155鋅基超塑合金的成分、組織及超塑性能369

1156幾種常用鋅鋁超塑合金的室溫力學(xué)性能374

1157已知的鋅基超塑合金的牌號及其超塑性374

1158超塑鋅鋁合金的生產(chǎn)工藝要點375

1159鋅鋁合金的超塑成形方法376

11510超塑鋅合金的應(yīng)用范圍380

第12章變形鋅合金的生產(chǎn)工藝及設(shè)備382

121變形鋅合金的熔煉382

1211熔煉工藝要點382

1212變形鋅合金熔煉設(shè)備384

122鋅錠的鑄造384

1221錠模鑄造384

1222連續(xù)鑄造技術(shù)386

123鋅合金的軋制391

1231變形鋅合金軋制時的力學(xué)條件391

1232軋制傳動負荷與單位能耗曲線409

1233鋅合金的軋制工藝及設(shè)備416

124國內(nèi)外幾個有代表性的鋅材加工廠主要工藝技術(shù)裝備概況427

第13章鋅及鋅合金的焊接和鋅基合金釬料429

131鋅及其合金的焊接特點429

132電阻焊429

133氣焊431

134電弧焊432

1341鎢極氬弧焊432

1342熔化極氬弧焊433

1343電弧焊接的蠕變性能和沖擊韌性434

135鋅合金的釬焊434

1351釬焊的基本情況434

1352焊前處理435

1353鋅合金釬焊用釬料435

1354鋅合金釬焊用釬劑438

136鋅合金焊接件的腐蝕性能438

137鋅基合金釬料及含鋅合金釬料440

1371鋅基合金釬料及含鋅合金釬料的應(yīng)用領(lǐng)域440

1372鋅基合金釬料及含鋅合金釬料的成分及特性440

第5篇鋅基材料及其新技術(shù)

第14章鋅基復(fù)合材料442

141金屬基復(fù)合材料的發(fā)展過程442

142金屬基復(fù)合材料的分類443

1421按增強材料形態(tài)分類443

1422按金屬基體分類444

143金屬基復(fù)合材料的特點444

144金屬基復(fù)合材料對復(fù)合原料的要求及復(fù)合原則445

1441纖維復(fù)合材料445

1442顆粒增強復(fù)合材料446

145復(fù)合材料的界面及相容性446

1451界面的相容性446

1452界面類型及晶面結(jié)合447

146增強相的類型及其基本性質(zhì)447

1461纖維增強體的性質(zhì)447

1462晶須增強體的性能449

1463顆粒增強體的性能449

147鋅基復(fù)合材料450

1471纖維增強體鋅基復(fù)合材料450

1472顆粒增強體復(fù)合材料453

1473增強體對復(fù)合材料摩擦性能的影響457

148鋅基復(fù)合材料的制備工藝458

1481金屬基復(fù)合材料制備工藝概述458

1482固態(tài)法458

1483液態(tài)及半固態(tài)鑄造法459

1484噴涂、噴射與電沉積制備復(fù)合材料463

1485原位復(fù)合成形制備復(fù)合材料464

149鋅鋁硅合金及球硅增強鋅基復(fù)合材料466

1491鋅鋁硅合金中的硅相467

1492鋅鋁硅合金的性能467

1493球硅增強鋅基復(fù)合材料469

第15章新技術(shù)助推氧化鋅開展新的應(yīng)用領(lǐng)域474

151氧化鋅的應(yīng)用與研究發(fā)展過程474

152ZnO的結(jié)構(gòu)與性能475

153ZnO納米線的場發(fā)射特性及其應(yīng)用476

1531場發(fā)射原理及ZnO納米線的發(fā)射性能476

1532影響ZnO低維材料場發(fā)射性能的因素477

154ZnO半導(dǎo)體薄膜及摻鋁氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的特性與應(yīng)用478

1541ZnO及ZAO半導(dǎo)體薄膜的光學(xué)電學(xué)性能478

1542ZAO薄膜的濕敏特性479

1543ZAO薄膜的氣敏特性479

1544ZAO薄膜的制備方法479

1545ZnO及ZAO半導(dǎo)體薄膜的應(yīng)用480

155氧化鋅的能帶工程——氧化鋅在發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用480

1551氧化鋅在發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用480

1552通過合金化來改變ZnO的禁帶寬度481

156納米氧化鋅在紫外屏蔽劑中的應(yīng)用482

1561太陽紫外線輻射及其生物效應(yīng)482

1562納米氧化物的紫外屏蔽特性482

1563納米氧化鋅在紫外屏蔽劑中的應(yīng)用483

157ZnO紫外光電探測器484

1571ZnO紫外光探測器的特點484

1572ZnO紫外光探測器的結(jié)構(gòu)485

158氧化鋅在氣敏傳感器中的應(yīng)用485

1581氣體檢測的需求485

1582氣體傳感器的工作原理486

1583氧化鋅半導(dǎo)體氣敏傳感器的應(yīng)用486

1584納米氧化鋅氣體傳感器的應(yīng)用487

159氧化鋅壓敏電阻片的特性與應(yīng)用——在避雷器上的應(yīng)用489

1591ZnO避雷器的特性及其在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用489

1592ZnO壓敏電阻片的材料組成490

1593ZnO壓敏電阻片的發(fā)展趨勢491

1510納米氧化鋅在光催化劑中的應(yīng)用——污染治理492

15101納米氧化鋅的光催化機理及其在污染治理領(lǐng)域的應(yīng)用492

15102納米氧化鋅單一光催化劑的應(yīng)用492

15103納米氧化鋅復(fù)合光催化劑的應(yīng)用493

1511ZAO納米粉體在紅外隱身中的應(yīng)用494

第16章鋅粉和鱗片狀超細鋅粉496

161鋅粉生產(chǎn)的發(fā)展過程496

162鋅粉的標準496

163鋅粉的特性498

1631鋅粉的物理特性498

1632鋅粉的化學(xué)與電化學(xué)行為500

164鋅粉的生產(chǎn)方式503

1641蒸餾法504

1642霧化法504

1643電沉積法509

165鋅粉的應(yīng)用領(lǐng)域510

1651在輕工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用510

1652在冶金工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用510

1653在堿性鋅錳電池中用作負極511

1654用于防護涂料511

1655其他方面的應(yīng)用512

166鱗片狀鋅粉512

1661鱗片狀鋅粉的性能特點512

1662鱗片狀鋅粉的生產(chǎn)513

1663鱗片狀鋅粉的應(yīng)用514

第6篇鋅與生物及鋅的回收再生和利用

第17章鋅與生物515

171鋅與人體健康515

1711人體中鋅的存在與代謝515

1712鋅的生理功能516

1713鋅與人體疾病517

1714人體中鋅的補充與來源517

172鋅與動物518

173鋅與植物518

1731鋅對植物正常生長的重要性518

1732植物缺鋅病的癥狀519

1733土壤與植物補鋅520

第18章鋅的回收再生與利用522

181國內(nèi)外再生鋅生產(chǎn)概況522

182再生鋅的原料來源523

183從鋅廢料中回收鋅的方法524

1831從含鋅廢渣灰中回收鋅524

1832鋼鐵廠含鋅煙塵的處理526

1833廢干電池的管理與回收利用533

參考文獻543

高侖等的《鋅與鋅合金及應(yīng)用》全面地、系統(tǒng)地介紹了鋅、鋅合金及鋅基材料的性能、生產(chǎn)及應(yīng)用，包括鋅的特點及其應(yīng)用與生產(chǎn)的歷史狀況；防腐蝕用鋅及鋅合金；重力鑄造及壓力鑄造用鋅合金；加工鋅合金；鋅基材料(主要為鋅基復(fù)合材料及鋅粉、氧化鋅)；鋅與生物及鋅的回收與利用等內(nèi)容。

本書從每項材料的產(chǎn)生、發(fā)展述起，逐層擴展至該項材料在現(xiàn)今國內(nèi)外的生產(chǎn)，使用狀況及其最新研究成果；注重理論聯(lián)系實際，包括基本理論及實際應(yīng)用與生產(chǎn)要點；著眼于每項技術(shù)的全局，重點闡述其在鋅領(lǐng)域的應(yīng)用。