www.zlinskedumy.cz Pracovní list VY_32_INOVACE_41_07 Škola Střední průmyslová škola Zlín Název projektu, reg. č. Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/34.0333 Vzdělávací oblast Odborné vzdělávání Vzdělávací obor Základy výroby Tematický okruh Přehled technických materiálů Téma Tematická oblast Název Neželezné kovy – zinek, titan, hořčík Autor Ing. Renata Nesvadbová Vytvořeno, pro obor, roč. Srpen 2012, strojírenství 1. ročník Anotace Zinek, použití zinku, titan, použití titanu, hořčík, použití hořčíku Přínos/cílové kompetence Názorné vysvětlení učiva o zinku, titanu a hořčíku www.zlinskedumy.cz

NEŽELEZNÉ KOVY – ZINEK, TITAN, HOŘČÍK Použití zinku Titan Použití titanu Hořčík Použití hořčíku Téma: Přehled technických materiálů Určeno pro žáky středních průmyslových škol

Jaké další neželezné kovy se používají ve strojírenství?

ZINEK Zinek je bílý kov s modrošedým odstínem, středně tvrdý a za normální teploty křehký, dobře odolává atmosférickým vlivům, mořské vodě i organickým látkám. První použití zinku lze datovat ve starověku, kdy se používal ve slitině s mědí jako mosaz a to již ve starověkém Egyptě okolo roku 1400 př. n. l. Hlavním minerálem a rudou pro průmyslovou výrobu zinku je sfalerit neboli blejno zinkové ZnS.

POUŽITÍ ZINKU Zinek nachází významné uplatnění jako antikorozní ochranný materiál především pro ocel. Pozinkovaný železný plech se vyrábí řadou postupů, nejčastější je galvanické pokovování, postřikování, napařování nebo žárové nanášení tenkého povlaku zinku. Zinek má velmi dobré vlastnosti pro výrobu odlitků – díky výborné zatékavosti vyplňuje roztavený zinek dokonale odlévací formu. Vyrábí se tak kovové součástky, které jsou dobře odolné vůči atmosférickým vlivům (nekorodují), ale nemusejí snášet výrazné mechanické namáhání, protože zinek je mechanicky velmi málo odolný. Příkladem mohou být některé části motorových karburátorů, kovové ozdoby, okenní kliky, konve, vědra, vany, střešní okapy, střechy, obkládání nádrží atd. Ze slitin zinku je nejvýznamnější slitina s mědí – bílá a červená mosaz. Obecně se mosaz oproti čistému zinku vyznačuje výrazně lepší mechanickou odolností i vzhledem. Bílá mosaz se skládá z 85 % zinku, 5 % hliníku a 10 % mědi. Dalšími významnými slitinami jsou různé druhy bronzu – například se složením 88 % zinku, 6 % hliníku a 6 % mědi a slitina zelco, která má složení 83 % zinku, 15 % hliníku a 2 % mědi.

TITAN Titan je šedý až stříbřitě bílý, lehký a tvrdý kov. Je dobrým vodičem tepla i elektřiny. Vyznačuje se mimořádnou chemickou stálostí – je zcela netečný k působení vody a atmosférických plynů a odolává působení většiny běžných minerálních kyselin i roztoků alkalických hydroxidů. V malém množství je titan obsažen ve většině minerálů a mezi jeho nejvýznamnější rudy patří ilmenit – (FeTiO3 oxid železnato-titaničitý) a rutil (TiO2 – oxid titaničitý).

TITAN Hlavními výhodami titanu jsou nízká měrná hmotnost a zároveň vysoká pevnost (měrná pevnost je stejná nebo i vyšší než u ocelí), dobrá vrubová houževnatost i za nízkých teplot a dobrá odolnost proti korozi Hlavní nevýhodou Ti je obtížné zpracování, způsobené hlavně vysokou reaktivitou Ti za teplot nad 700°C, Ti má i horší obrobitelnost, slévatelnost a svařitelnost Hlavní oblasti použití titanu je chemický, papírenský a textilní průmysl (využívá se zejména odolnost proti Cl a jeho sloučeninám), součásti lodí (využívá se výborná odolnost proti mořské vodě), letecký a automobilový průmysl, zdravotní nezávadnost titanu dovoluje jeho použití v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, v chirurgii (nástroje, šrouby, implantáty), slitiny titanu (používají se zpravidla tehdy, nevyhovují-li slitiny hliníku)

POUŽITÍ TITANU Praktické využití titanu vyplývá především z jeho mimořádné chemické odolnosti a malé hustoty. Titan a jeho slitiny jsou proto základním materiálem při výrobě skeletů nebo povrchových ochranných štítů kosmických objektů (družice, vesmírné sondy a vesmírné stanice). Karbid a nitrid titanu se používají pro povlakování nástrojů V leteckém průmyslu nachází využití při výrobě zvláště namáhaných součástí letadel, tedy především při konstrukci vojenských stíhacích letounů a dnes i při konstrukci komerčních dopravních letounů. Vysoká odolnost titanu je využívána při výrobě některých chirurgických nástrojů.

POUŽITÍ TITANU Titan, ve formě čistého titanu nebo titanové slitiny (Ti-6Al-4V) se používá jako implantát za kostní tkáně v ortopedii, neurochirurgii, stomatologii, nebo v obličejové a plastické chirurgii. V chemickém průmyslu je titan používán pro výrobu nebo vystýlku chemických reaktorů, které pracují v extrémních podmínkách a vyžadují vysokou odolnost proti korozi. Titan je stále častěji používán v zařízeních, která dlouhodobě pracují ve styku s mořskou vodou. Mohou to být součásti lodí nebo ponorek (lodní šrouby), ale i komponenty průmyslových celků, sloužících k odsolování (desalinaci) mořské vody. V běžném každodenním životě se s titanem můžeme setkat například jako s materiálem pro výrobu luxusních náramkových hodinek nebo částí šperků. Titan se používá těž na výrobu golfových holí, luxusních rámů jízdních kol, nebo kvalitních sluchátek.

HOŘČÍK Hořčík je středně tvrdý, lehký, tažný kov, má vyšší hustotu než voda, vede hůře elektrický proud a teplo. Díky své poměrně velké reaktivitě se v přírodě hořčík vyskytuje pouze ve sloučeninách. V přírodě se vyskytuje jako dolomit, směsný uhličitan hořečnato-vápenatý CaMg(CO3)2.

POUŽITÍ HOŘČÍKU Hořčík je nejlehčí z konstrukčních kovů, za studena špatně tvárný. Zejména při vyšších teplotách je velmi reaktivní a jeho výroba a zpracování jsou obtížné. Hlavní oblasti použití hořčíku je jako redukční činidlo při výrobě titanu, modifikátor při výrobě tvárné litiny. Ve velké míře se používá ve slitinách hořčíku s hliníkem, mědí a manganem, které jsou známy pod názvem dural. Vyznačují se značnou mechanickou pevností a současně mimořádně nízkou hustotou. Zároveň jsou i značně odolné vůči korozi. Všechny tyto vlastnosti předurčují dural jako ideální materiál pro letecký a automobilový průmysl, ale užívá se i při výrobě výtahů, jízdních kol, lehkých žebříků ap. Další slitina hořčíku je magnalium, která obsahuje 10–30 % hořčíku a 70–90 % hliníku.

POUŽITÉ ZDROJE ALCHEMIST-HP. Soubor:Zinc fragment sublimed and 1cm3 cube.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2010 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Zinc_fragment_sublimed_and_1cm3_cube.jpg ALCHEMIST-HP. Soubor:Titan-crystal bar.JPG. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2009 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Titan-crystal_bar.JPG KARELJ. Soubor:Ti covered watches.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2006 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Ti_covered_watches.jpg BINTER, Peter. Soubor:Titanium nitride coating.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Titanium_nitride_coating.jpg SAPERAUD. Soubor:MagnesiumMetalUSGOV.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:MagnesiumMetalUSGOV.jpg WARUT. Soubor:Magnesium crystals.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2007 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Magnesium_crystals.jpg

POUŽITÉ ZDROJE FIRETWISTER. Soubor:Magnesium-products.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Magnesium-products.jpg KLUKA. Soubor:Dolomit Rumunia.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2006 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Dolomit_Rumunia.jpg PKO. Soubor:Torun kosciol garn dach.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2010 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Torun_kosciol_garn_dach.jpg SVDMOLEN. Soubor:Sphalerite.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Sphalerite.jpg BETACOMMANDBOT. Soubor:ZincMetalUSGOV.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2007 [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:ZincMetalUSGOV.jpg Zinek. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Zinek Titan(prvek). In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Titan_%28prvek%29 Hořčík. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2012-08-14]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Ho%C5%99%C4%8D%C3%ADk HLUCHÝ, Miroslav a Jan KOLOUCH. Strojírenská technologie 1. 3., přeprac. vyd. Praha: Scientia, 2002, 266 s. ISBN 80-718-3262-6. FISCHER, Ulrich. Základy strojnictví. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2004, 290 s. ISBN 80-867-0609-5.