Латунь встречается в природе в виде: Латунь. Большая российская энциклопедия

Что будет, если сплавить все металлы вместе?

Люди издавна любили проводить самые разные опыты с материалами, чтобы понять свойства материй. Химиков, например, волнует вопрос – что будет, если сплавить все металлы вместе? При этом некоторые из них все-таки проводили несколько испытаний с плавлением нескольких видов металлов. Всего металлов в таблице Менделеева насчитывается около 100 позиций.

Сходства и отличия металлов

Можно ли получить путем общего плавления суперсплав на подобие вымышленного Вибраниума, который будет выдерживать высокие нагрузки или, наоборот, получится материал, быстро разрушающийся? Этот вопрос до сих пор волнует химиков.

Металлы, которые содержатся в таблице Менделеева, обладают некоторыми схожими свойствами, которые характерны для этого класса веществ. Они обладают следующими характеристиками:

• высокая твердость;
• высокая теплопроводность;
• высокая электропроводность;
• металлический блеск.

Также существуют и отличия между ними – уровень прочности, плавкости, окисляемости и ценности. Например, железо обладает высочайшей твердостью и прочностью, но очень быстро окисляется на воздухе. А медь, наоборот, имеет высокую теплопроводность, но является довольно мягким металлом. Поэтому еще с древних времен люди начали соединять несколько металлов воедино, чтобы получить более универсальные свойства нового суперсплава. К настоящему времени химики смогли придумать более 5 тысяч сплавов путем плавления нескольких исходных металлов. А есть ли возможность получить один сплав из всех металлов?

Особенности сплавления металлов

Плавка металла – это завораживающее зрелище, которое приводит в восторг не только химиков, но и обычных людей. Сплав – это смесь двух или более химических элементов с преобладанием металлических компонентов.

Интересные факты:

1. Первым плавным металлом в истории стала медь, которая часто встречается в природе. Поэтому получить медь было проще всего;
2. Первым сплавом в истории стала бронза, которая содержала в себе медь и металлический мышьяк. Мышьяк придавал материалу повышенную прочность и твердость. Но из-за чрезмерной токсичности, его со временем заменили оловом;
3. Один блогер-химик решил получить медь в домашних условиях. Он взял кусочек чистой меди и 9-процентное олово. Он взял 215 г чистой меди и 15 г олова. Опыт проводился в специальной плавильне, где температура достигает 1150ºС. Также была добавлена часть буры в качестве флюса. Это было сделано для того, чтобы сплав получился более чистым. После перемешивания массы в тигле ее помещают в камеру плавления, а затем в графитовую форму, чтобы получить слиток правильной структуры. Кстати, к графиту не прилипает ни один металл, поэтому именно графитовая форма является идеальной для проведения опытов;
4. На основе меди можно сделать еще один сплав, который называется латунь. Это сплав меди и цинка. При этом, если медь обладает пластичностью и мягкостью, то латунь – высокой хрупкостью, поэтому с легкостью раскалывается при малейшем ударе. При сплавлении меди и цинка, последний начинает быстро выгорать, но добавление буры позволяет снизить этот процесс;
5. Чтобы придать слитку завершенный вид, его полируют и удаляют окись. В таком виде можно заметить, что слитки отличаются по цвету. По техническим характеристикам наиболее прочным является сплав бронзы, из-за чего он плохо поддается механической обработке. А вот латунь, наоборот, легко поддается любой механической обработке, поэтому ее часто используют при производстве мелких деталей. Именно поэтому тонкие механизмы начали изготавливать из латуни. Но все же, бронза не идет ни в какое сравнение с железом и его сплавами. Именно поэтому за бронзовым веком идет железный. На протяжении многих лет на основе железа придумано более 1000 сплавов, используемых в разных отраслях производств для самых разных нужд человечества.

Сплавы на основе железа

Наиболее прочным сплавом из железа считается сплав Гадфильда, из которого производятся гусеницы для танков или тракторов. Кроме железа в составе содержится до 14% металлического марганца, который придает полученному материалу невероятную прочность и износостойкость. Блогеру-химику удалось сделать этот сплав в своей домашней плавильне. Получился прочный, но окисленный кусок материала, который не реагирует на магнит. Кстати, магнит делается из сплава Альнико (AlNiCo).

Состав магнита:

• 53% железа;
• 10% алюминия;
• 19% никеля;
• 18% кобальта.

Одного процесса плавления металлов для получения полноценного магнита недостаточно. Для того, чтобы магнит притягивал металл, его необходимо подвергать нагреванию и пропускать через него ток. То есть, это очень сложный технологический процесс.

Что будет, если сплавить воедино все известные металлы?

Помимо традиционных сплавов, используемых в производствах, химики не раз пытались соединить в один материал большое количество металлов. Для получения такого материала они брали 22 металла и сплавляли воедино. В качестве основы выступало железо, в котором способны растворяться все остальные металлы. Основными легирующими компонентами выступили хром, никель, кобальт и марганец. В состав сплава также вошли серебро, золото и платина. Щелочные металлы отсутствовали в составе.

Что же получилось из этого опыта? На самом деле получился достаточно текучий сплав, который горит при выливании в форму. После остывания образовался легкий кусочек металла, обладающий достаточно прочными свойствами и поддающийся механической обработке. При этом сплав очень выраженно реагировал на магнит.

Практика многокомпонентных сплавов может послужить прекрасной альтернативой для получения совершенно новых материалов, которые обладают неизвестными до сегодняшнего дня свойствами. Возможно, они будут использоваться при производстве автомобилей или космических кораблей.

Химия — 9

Физические свойства. Mедь – пластичный металл светло-розового цвета,
достаточно мягкий. Oн относится к тяжелым (ρ=8,96 г/см³) и тугоплавким
(t_пл.=1083°C) металлам. Mедь хорошо проводит электричество.

Химические свойства. На сухом воздухе и при обычной температуре медь
не изменяется. При высоких температурах она реагирует с простыми и
сложными веществами. Из кислот медь реагирует лишь с кислотами-окислителями (азотной и концентрированной серной кислотами):

Шкатулка знаний • На влажном воздухе, в результате окисления кислородом
воздуха – на поверхности меди образуется налет зеленого цвета, состоящий из
гидроксокарбоната меди(II) (CuOH)₂CO₃:

2Cu + O₂ + H₂O + CO₂ → (CuOH)₂CO₃

гидроксокарбонат меди(II) (составная часть малахита)

Применение. Чистая медь применяется для изготовления электропроводов,
кабелей, растворимых анодов (электродов), а также в теплообменных аппаратах.
Она используется в производстве различных сплавов (латунь, бронза и др.).

Mедный купорос CuSO₄·5H₂O используют для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Цинк

Деятельность

Взаимодействие цинка с кислотами и щелочами

Обеспечение: две пробирки, концентрированная соляная кислота, концентрированный раствор NaOH.
Ход работы: В одну из двух пробирок, содержащих по одной грануле цинка, налейте 2–3 мл соляной кислоты, в другую – столько же раствора NaOH и наблюдайте за
происходящим.
Обсудите результаты.

– Какие визуальные изменения происходили в каждой пробирке?

– Какое свойство цинка отражают явления, произошедшие в пробирках?

– Составьте уравнения реакций, которые были осуществлены.

Открытие. Цинк в виде сплавов с медью известен с древнейших времен.

Степень окисления цинка в соединениях +2.

В Периодической системе цинк расположен в 4-м периоде, побочной
подгруппе II группы. Электронное строение его атома: 1s²2s²2p⁶3s²3p6³d¹⁰4s² .

Нахождение в природе. Цинк в природе встречается только в виде соединений; например, сфалерит ZnS, галмей ZnCO₃ (цинковый шпат) и др.

В Азербайджане цинк встречается, в основном, на Гюмюшлинском свинцовоцинковом (Нахчыван) и Филизчайском полиметаллическом месторождениях.

7 удивительных вещей из латуни

Латунь — сплав меди и цинка — один из наиболее широко используемых сплавов. Латунь, известная своими декоративными свойствами и ярко-золотым внешним видом, также обладает долговечностью, коррозионной стойкостью и высокой электропроводностью.

Латунные листы и латунные плиты более податливы, чем бронза, и, как правило, их очень легко резать, обрабатывать и изготавливать, что делает их полезными в производственной, строительной, электротехнической и сантехнической промышленности.

Обзор изделий из латуни

Случайное открытие латуни

Насколько нам известно, латунь была обнаружена случайно, когда мастера по металлу в древней Азии выплавляли грубую форму латуни из богатых цинком медных руд. Затем около 2000 лет назад греки и римляне начали плавить каламиновую руду, которая содержала медь и цинк, в результате чего ионы цинка были рассеяны по меди.

На протяжении веков был разработан ряд других процессов изготовления латуни с добавлением дополнительных металлов, таких как алюминий, свинец и мышьяк, для создания сплавов с различными свойствами.

Растущее применение латуни

Благодаря своей универсальности латунь нашла применение в самых разных областях, в том числе:

Гильзы боеприпасов – Искроустойчивые, с низким коэффициентом трения, коррозионностойкие и немагнитные , латунь можно легко раскатать в тонкие листы и сформировать патронные гильзы. Его также легко переработать для перезарядки боеприпасов.

Морское оборудование – Благодаря своей твердости, ударной вязкости и коррозионной стойкости – даже в присутствии соленой воды – латунь веками использовалась для обшивки корпусов деревянных военно-морских кораблей, для навигационных инструментов, а позже и для судовых двигателей. и насосы.

Электронные компоненты – Для выключателей и реле на электрических щитах, а также штыревых штырей для печатных плат, розеток и клеммных колодок ковкая, немагнитная природа латуни и тот факт, что она стоит меньше, чем золото и серебро, делает это отличный выбор материала.

Сердечники, трубки и баки радиаторов – Паяные медно-латунные радиаторы для легковых и грузовых автомобилей стоят дешевле, чем алюминиевые радиаторы, их легче производить, они служат дольше и намного легче перерабатываются, что делает их более энергоэффективными. Также было показано, что они имеют более низкий перепад давления на стороне воздуха, чем алюминиевые радиаторы.

Музыкальные инструменты . Долговечность, удобство обработки, коррозионная стойкость и акустические свойства латуни делают ее отличным экономичным выбором для широкого спектра музыкальных инструментов, от труб, туб и тромбонов до тарелок, гонгов и колокольчиков.

Регулятор давления воды для жилых автофургонов и коленчатые фитинги – латунные фитинги намного прочнее и жестче, чем пластик, могут выдерживать высокое давление воды и снижать его до приемлемого уровня для использования в жилых автофургонах.

Технические инструменты — На протяжении веков немагнитная латунь использовалась для изготовления измерительных инструментов, таких как компасы, астролябии, барометры, хронометры, часы и часы. Сохраняя свою твердость и прочность, латунь легко обрабатывается и гравируется постоянными индикаторами для определения времени, прилива, направления или атмосферного давления.

Латунь всех форм и размеров

Латунь обычно можно приобрести в различных формах, включая:

• Круглый, квадратный, прямоугольный и шестигранный стержень
• Лист и плита
• Трубка
• Уголок и швеллер
• Прокладка
• Резьбовой стержень
• Фольга
• Декоративные перила и аксессуары

Industrial Metal Supply предлагает латунные листы и плиты различных форм, полноразмерные или предварительно нарезанные, а также линейку декоративных латунных перил от Lavi Industries. Вопросы? Свяжитесь с нами сегодня!

Предотвращение и обработка децинкификации латуни – Канадский институт охраны природы (CCI) Примечания 9/13

Список сокращений

CAC

Канадская ассоциация сохранения культурных ценностей

М

молярность

МИССИС

Общество исследования материалов

СКЭ

стандартный каломельный электрод

ШЭ

стандартный водородный электрод

В

вольт

мас. %

Весовой процент

Введение

Когда латунь подвергается коррозии, она может подвергнуться децинкификации, процессу, в котором цинк теряется, а медь остается. Мягкое обесцинкование может вызвать просто косметическое изменение, а именно изменение цвета поверхности с желтого на розовый, но сильное обесцинкование может привести к ослаблению латуни и даже к ее перфорации. В этом примечании объясняется, что такое обесцинкование и где с ним можно столкнуться при консервации, а также как его предотвратить и лечить. В примечании также описывается демонстрация мягкого обесцинкования.

Процесс удаления цинка

Делегирование и удаление цинка

Сплав представляет собой смесь двух или более элементов, где по крайней мере один из элементов является металлом. Стерлинговое серебро, сплав серебра и меди, содержит два металлических элемента; сталь содержит один металлический элемент (железо) и один неметаллический элемент (углерод). Латуни представляют собой сплавы в основном меди и цинка с небольшим процентным содержанием других элементов, таких как олово, свинец или мышьяк.

Во многих сплавах коррозия может привести к потере более реакционноспособного компонента сплава с сохранением менее реакционноспособного компонента. Общие термины для этого процесса: «удаление сплавов», «селективная коррозия» или «селективное выщелачивание». Более конкретные термины, применяемые к потере определенных металлов, — это «обесцвечивание» для потери меди, «дестаннификация» для потери олова и «децинкификация» для потери цинка.

Фактический механизм децинкификации до сих пор полностью не согласован. В течение многих лет существовало два конкурирующих предложения (Weisser 1975). В одном случае цинк преимущественно подвергается коррозии и удаляется из сплава, оставляя медь. В другом случае и медь, и цинк подвергаются коррозии и удаляются из сплава, но ионы меди в растворе пластины возвращаются на поверхность. В первом предложении поверхность металла после децинкификации должна стать пористой, но в остальном не должна изменяться. Второе предложение, хотя и более сложное, необходимо для объяснения случаев, когда кристаллы меди появляются на поверхности после децинкификации (Walker 19). 77).

В последнее время получает поддержку третий механизм (Weissmüller et al. 2009, Newman et al. 1988). В этом механизме цинк растворяется в латуни, оставляя медь, а затем медь перестраивается на поверхности металла, что приводит к образованию кристаллов меди. Эта перегруппировка возможна, потому что медь на поверхности притягивается отрицательными ионами в растворе. Притяжения недостаточно, чтобы растворить медь, но оно ослабляет связь меди с поверхностью, позволяя меди двигаться быстрее (Erlebacher et al. 2012).

Децинкификация обычно происходит в относительно мягких условиях, например, в слабокислых или щелочных растворах (Moss 1969). Например, Weisser (1975) наблюдал обесцинкование латунного предмета после обработки в щелочном растворе. Однако в сильных кислотах и ​​медь, и цинк растворяются, и поверхность не обогащается медью.

Децинкификация также может происходить, когда латунь подвергается воздействию растворов, содержащих ионы хлора, таких как морская вода (Moss 1969). Одним из примеров является удаление цинка с латунных дверей и латунных накладок, подвергшихся воздействию соли против обледенения. Morissette (2008) сообщил о децинкификации набора латунных дверей, которые изменили цвет с желтого на розовый после очистки соляной кислотой.

Латунь

Существует несколько возможных вариантов расположения атомов меди и цинка в латуни, но в коммерческих латунях важны только альфа- и бета-фазы. Альфа-фаза варьируется от чистой меди до примерно 35% цинка. Бета-фаза имеет содержание цинка около 50 мас.%. Латунь, содержащая от 35% до 50% цинка, представляет собой смесь альфа- и бета-фаз, называемую дуплексной латунью. Коммерческая латунь представляет собой альфа-латунь или дуплексную латунь.

Латунь, содержащая менее 15% цинка по массе, устойчива к обесцинкованию, но латунь с содержанием цинка более 15% по массе подвержена этому явлению. Дуплексная латунь даже более склонна к обесцинкованию, чем альфа-латунь (Scott 2002).

Первым признаком децинкификации латуни является изменение цвета от желтого, обычно встречающегося в латуни, до лососево-розового цвета чистой металлической меди. Затем розовый цвет может стать красноватым, а затем коричневым, если поверхность меди подвергается коррозии с образованием куприта. Более сильное обесцинкование дает пористый, слабый металл, в основном медь (Диннаппа и Майанна, 1987). Сильное удаление цинка из латунной сантехники может привести к перфорации латуни и вызвать утечку.

Рисунок 1 сравнивает цвет латуни с цветами чистой меди и цинка. Латунь на рисунке представляет собой сплав 70 % меди и 30 % цинка, который известен под различными терминами, такими как «латунь патрона», «сплав C26000» или «латунь C260». Именно сильное различие в цвете между латунью и медью приводит к резким изменениям внешнего вида, когда цинк удаляется из латуни путем удаления цинка.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 129915-0014
Рис. 1. Сверху вниз: картридж из латуни, чистой меди и чистого цинка.

Относительная реакционная способность цинка и меди

При коррозии металла или сплава атомы металла теряют электроны в результате электрохимической реакции и либо растворяются в растворе в виде ионов, либо включаются в продукт коррозии, такой как оксид. В сплаве, в отличие от чистого металла, более реакционноспособный компонент имеет большую склонность к реакции. В латуни цинк более реакционноспособен, чем медь, поэтому цинк теряется преимущественно.

Относительную реакционную способность цинка и меди можно оценить по их положению на электрохимической шкале. Для этой оценки можно использовать две общие шкалы. Шкала стандартного потенциала восстановления дает значения потенциала электрохимических реакций в стандартных условиях, обычно для концентраций 1 М для всех химических соединений в растворе. По этой шкале цинк имеет потенциал -0,763 В по сравнению со стандартным водородным электродом (SHE), тогда как медь имеет более высокое значение, 0,340 по сравнению с SHE (Dean 19).92). Более низкий потенциал для цинка указывает на то, что цинк более реакционноспособен, а величина разницы, около 1 В, указывает на значительную разницу в реакционной способности.

В качестве альтернативы цинк и медь можно сравнить с помощью гальванического ряда, который дает потенциалы металлов, измеренные в каком-либо растворе, обычно в морской воде. По этой шкале цинк находится в диапазоне от -0,8 до -1,03 В по сравнению со стандартным каломельным электродом (SCE), тогда как медь находится в диапазоне от -0,29 до -0,36 В по сравнению со SCE (LaQue 1975). Здесь цинк примерно на 0,6 В ниже меди, что снова указывает на то, что цинк значительно более реакционноспособен. Гальваническая серия обсуждается далее в учебном ресурсе CCI Understanding galvanic Corrosion.

Обезцинковка предметов

Примеры обесцинкования предметов

На рисунке 2 показана валторна, подвергшаяся обесцинкованию; для сравнения на рис. 3 показан аналогичный рупор в первозданном виде. Рога изготовлены из латуни, а подвижные ползуны, опоры и стойки — из нейзильбера (сплав меди, цинка и никеля). Децинкифицированный рог использовался в школьном оркестре около тридцати лет, и его редко, если вообще когда-либо, полировали или чистили. Децинкификация была вызвана прикосновением к рогу голыми руками. В музыкальном сообществе обесцинкование латуни в музыкальных инструментах называют «красной гнилью», но этот термин чаще используется в консервации для описания износа кожи.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 129915-0003
Рисунок 2. Валторна (примерно 1966 г.) с розовыми областями, типичными для обесцинкования.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 129915-0002
Рисунок 3. Современная валторна (произведена в 2010 г.) с типичным желтым цветом полированной латуни.

Некоторые коммерческие полироли для медных сплавов являются кислотными и могут вызывать обесцинкование. Обычно этого не замечают, потому что полироль также содержит абразив. Когда полироль втирают в поверхность, абразив удаляет богатую медью поверхность так же быстро, как происходит обесцинкование. Однако если полироль оставить на поверхности, можно наблюдать обесцинкование.

На рис. 4 показан латунный лоток с обесцинкованием, произведенным коммерческим средством для полировки, содержащим лимонную кислоту. Розовые области на фотографии изначально были закрыты малярным скотчем, который был наклеен вокруг небольшой прямоугольной полоски, оставшейся открытой. Центральную полосу и малярный скотч вокруг нее покрыли кислотным полиролем и оставили на ночь. После того, как полировка была стерта, центральная полоса была чистой и блестящей, вероятно, из-за абразива в полироли. Когда малярную ленту сняли, обнажились розовые участки. Эти области подверглись децинкификации, потому что жидкость из полироли просочилась под ленту или сквозь нее. Децинкификация также происходит при очистке латуни смесью соли и уксуса.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 129915-0018
Рис. 4. Часть латунного лотка после воздействия кислотной полироли в течение ночи. Розовые области, заклеенные малярной лентой, пострадали от обесцинковки, а на центральной полосе, где ленты не было, следы обесцинковки исчезли при стирании полироли.

Предотвращение децинкификации

Другие элементы могут быть добавлены в латунь с более высокой концентрацией цинка, чтобы сделать латунь более устойчивой к децинкификации. Древние латунные сплавы, которые обычно содержат олово или элементы-примеси, лучше противостоят обесцинкованию, чем современные латунные сплавы, содержащие только медь и цинк (Скотт, 2002). Современная оловянная латунь содержит от 0,5 до 1 мас.% олова, добавленного к медно-цинковому сплаву; такие сплавы значительно более устойчивы к обесцинкованию, чем такие же сплавы без олова (Selwyn 2004). Когда это количество олова добавляется к патронной латуни, полученный сплав называется адмиралтейской латунью. Дополнительная защита от обесцинкования достигается, если к оловянной латуни добавляются меньшие количества мышьяка, сурьмы или фосфора, в диапазоне от 0,02 до 0,1% масс. Сегодняшняя адмиралтейская латунь обычно содержит один из этих трех элементов в дополнение к олову.

Латунь следует содержать в чистоте и не допускать пыли. Работать с ним следует в перчатках, чтобы избежать контакта с солями и кислотами при потоотделении. Латунь в общественных местах следует регулярно чистить. По возможности следует избегать использования коммерческих полиролей. Некоторые из них содержат кислоты для ускорения очистки; другие содержат аммиак для удаления грязи и жира. Как кислоты, так и щелочные растворы могут вызывать обесцинкование. Вместо этого можно приготовить абразивную суспензию на основе осажденного карбоната кальция или других более твердых абразивов. Подробные инструкции по подготовке см. в CCI Note 9./11 Как приготовить и использовать полироль для серебра с осажденным карбонатом кальция .

При очистке латуни ее следует хорошо промыть, чтобы удалить все остатки очистки. Остатки коммерческой полироли, оставшиеся на медных сплавах, могут реагировать с медью с образованием зелено-голубых соединений. Лимонная кислота, например, содержится в некоторых лаках и дает зеленый цитрат меди. Даже нереакционноспособные остатки будут заметны, если они скопятся в щелях.

Полированную латунь часто покрывают (например, прозрачным лаком или воском) для защиты блестящей поверхности от потускнения. Такое покрытие также минимизирует обесцинкование, пока слой остается прилипшим и неповрежденным. Недостатком покрытия является то, что оно имеет ограниченный срок службы и требует регулярного ухода или удаления и замены. По вопросам о покрытиях следует проконсультироваться со специалистом по консервации. Для дальнейшего обсуждения ухода за исторической латунью и бронзой обратитесь к Deck (2016) и Harris (2006).

Удаление цинка

Признаки удаления цинка могут быть слабыми и ограничиваться поверхностью латуни или могут проникать глубоко в латунь, иногда насквозь. Сильное обесцинкование может потребовать замены детали, если это возможно. Последствия мягкого удаления цинка, напоминающие потускнение серебра, можно устранить с помощью абразивной полировки. Решение об обработке латунного предмета, демонстрирующего легкие эффекты обесцинкования, или о замене латунного предмета, серьезно пострадавшего от обесцинкования, должно приниматься совместно реставратором и куратором.

Демонстрация удаления цинка из латуни

На следующей демонстрации показано удаление цинка из латуни. Латунь, используемая в этой демонстрации, представляла собой прокладку с составом 70 % по массе меди и 30 % по массе цинка и толщиной 0,13 мм (0,005 дюйма). Эта толщина является удобным выбором, поскольку латунь можно легко разрезать ножницами или ножницами для листового металла, не сгибая ее. Более толстую латунь труднее резать, а более тонкая латунь согнется или сомнется при резке.

Перед выполнением процедуры децинкификации ознакомьтесь с паспортом безопасности каждого используемого химического вещества. Носите рекомендуемые средства индивидуальной защиты, такие как защита для глаз, одноразовые перчатки (например, нитриловые) и защитную одежду. При работе с соляной кислотой и органическими растворителями по возможности используйте вытяжной шкаф и всегда надевайте одноразовые нитриловые перчатки.

Оборудование и материалы, необходимые для удаления цинка из латуни

• Латунь, размер 51 мм × 13 мм × 0,13 мм
• Соляная кислота, около 0,1 М, pH 1,0 (на кусок латуни требуется около 15 мл)
• Этанол или ацетон
• Вода (дистиллированная или деионизированная)
• Салфетки без ворса, такие как Kimwipes
• Стакан, 20 мл
• Абразивные листы, такие как обычная наждачная бумага (зернистость 600–1500) или мягкие абразивы, такие как Micro-Mesh (обычная зернистость 1800–6000)

Процедура демонстрации децинкификации

1. Обезжирьте образец латуни, протирая его этанолом или ацетоном. (На латунные листы во время изготовления может быть нанесено масляное покрытие.) Не прикасайтесь к поверхности после очистки латуни. Всегда надевайте перчатки и держите изделие за край.
2. Отполируйте образец абразивным листом, таким как 6000 Micro-Mesh, используемым в этом примере. Сотрите остатки абразива безворсовой тканью, такой как Kimwipes, используемой в этой процедуре, смоченной этанолом или ацетоном.
3. Быстро высушите образец салфеткой, чтобы растворитель не охладил образец за счет испарения; в противном случае вода может сконденсироваться на образце и оставить пятна при высыхании.
4. Поместите латунную полоску размером 51 мм × 13 мм в химический стакан на 20 мл.
5. Наполните химический стакан 0,1 М соляной кислотой в количестве, достаточном, чтобы покрыть нижнюю половину латунной полоски.
6. Проверяйте цвет латуни примерно каждые два часа. При необходимости оставьте образец латуни в растворе на ночь.
7. Снимите латунную планку, промойте водой и высушите.
8. Отполируйте розовый участок без цинка, используя серию абразивных листов, таких как те, которые используются в этой процедуре. Начните с 1800 Micro-Mesh, затем используйте 3600, 4000 и, наконец, 6000.

Результаты этой демонстрации

На рис. 5 показано, как обесцинкование происходит во времени. Латунная полоска слева не погружалась в соляную кислоту, а остальные три полоски погружались на разное время. Децинкификация происходила в основном в первые несколько часов, и через 24 часа особых изменений не было.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 129915-0015
Рисунок 5. Четыре полоски латунных прокладок, демонстрирующие децинкификацию после разного времени пребывания в 0,1 М соляной кислоте без перемешивания. Слева направо: отсутствие воздействия соляной кислоты, 6 часов воздействия, 24 часа воздействия и 72 часа воздействия.

Слой, полученный в результате удаления цинка в этой демонстрации, достаточно тонкий, чтобы его можно было удалить полировкой. На рис. 6 показана полоска латуни, которая была частично обессцинкована в соляной кислоте в течение 24 часов, а затем частично отполирована. Правые две трети полоски латуни были погружены на 24 часа в кислоту, промыты и затем высушены, в результате чего поверхность стала розовой. Затем верхняя половина полосы полировалась абразивными листами Micro-Mesh, начиная с 1800, затем 3600, 4000 и, наконец, 6000. Полировка полностью удалила розовый обесцинкованный слой с правого конца латуни. Полированная область на рисунке 6 кажется тусклой, потому что освещение на фотографии было отрегулировано для усиления розового цвета. Вертикальные линии в нижней части латуни на рис. 6 соответствуют производственному процессу.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 129915-0016
Рисунок 6. Влияние полировки на слегка обесцинкованную латунь.

Благодарности

Особая благодарность Газале Рабии за ее помощь в разработке этой заметки. Спасибо также Роджеру Бэрду за предоставленные валторны, использованные на фотографиях.

Поставщики

Примечание: следующая информация предоставлена ​​только для помощи читателю. Включение компании в этот список никоим образом не означает одобрения ТПП.

Химические вещества и лабораторные принадлежности

Химические вещества, такие как 0,1 М соляная кислота, и лабораторные принадлежности можно приобрести в компаниях, поставляющих химические вещества, таких как Fisher Scientific.

Медные сплавы

Латунная фольга продается Lee Valley Tools в качестве прокладок.

Абразивные листы Micro-Mesh

Абразивные листы Micro-Mesh можно приобрести в компании Micro-Surface Finishing Products.

Библиография

Дин, Дж.А. Справочник Ланге по химии , 14 изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1992, стр. 8.124–8.139.

Палуба, C. Уход и сохранение исторической латуни и бронзы (формат PDF). Дирборн, Мичиган: Исследовательский центр Бенсона Форда, 2016.

Диннаппа, Р. К., и С.М. Майанна. «Децинкификация латуни и ее ингибирование в кислых растворах хлоридов и сульфатов». Corrosion Science 27,4 (1987), стр. 349–361.

Эрлебахер, Дж., Р.К. Ньюман и К. Серадзки. «Фундаментальная физика и химия эволюции нанопористости во время отслаивания». В А. Виттсток, Дж. Бинер, Дж. Эрлебахер и М. Боймер, ред., Нанопористое золото: от древней технологии к высокотехнологичному материалу . Кембридж, Великобритания: Королевское химическое общество, 2012 г., стр. 11–29.

Харрис Р. «Металлоконструкция». В Руководство по ведению домашнего хозяйства Национального фонда: уход за коллекциями в исторических домах, открытых для публики . Оксфорд, Великобритания: Баттерворт-Хайнеманн, 2006 г., стр. 248–259.

Лаку, Флорида Морская коррозия: причины и предотвращение . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 1975, с. 179.

Morissette, J.R. «По всей стране — Dans tout le pays: Québec Area — Центр консервации Квебека». Бюллетень CAC 33,1 (2008), стр. 17.

Мосс, А.К. «Коррозия меди и медных сплавов». ), pp. –886.

Скотт, Д. А. Медь и бронза в искусстве: коррозия, красители, консервация . Лос-Анджелес, Калифорния: Getty Publications, 2002, стр. 27–32.

Selwyn, L. Металлы и коррозия: Справочник для специалиста по консервации . Оттава, Онтарио: Канадский институт охраны природы, 2004 г., стр. 55 и 70.

Selwyn, L. Как приготовить и использовать полироль для серебра из осажденного карбоната кальция . Примечания ТПП 9/11. Оттава, Онтарио: Канадский институт охраны природы, 2016 г.

Уокер, Г.Д. «РЭМ и микроаналитическое исследование децинкификации латуни в процессе эксплуатации». Коррозия 33,7 (1977), стр. 262–264.

Вайссер Т.С. «Делегирование медных сплавов». Консервация в археологии и прикладном искусстве . Препринты докладов Стокгольмскому конгрессу, 2–6 июня 1975 г.