ZINC
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Utilisations du métal
En 2006, la répartition mondiale des utilisations du zinc se faisait ainsi : la protection anti-corrosion (principalement la galvanisation) (47 p. 100), les fabrications du laiton (19 p. 100), des autres alliages que le laiton (Zamak ...) [16 p. 100], des demi-produits (7 p. 100), les usages chimiques (7 p. 100) et la fabrication de produits divers (4 p. 100).
Protection anticorrosion des aciers
L'utilisation du zinc dans la protection contre la corrosion des aciers est fondée sur deux de ses propriétés :
– son potentiel électrochimique par rapport à l'électrode à hydrogène est de — 0,74 V, alors que celui du fer est de — 0,44 V ; la pile zinc/fer fonctionne avec dissolution du zinc et, dans ces conditions, un revêtement même discontinu de zinc sera protecteur ;
– le zinc se corrode à l'atmosphère ou dans des milieux dont le pH est compris entre 5,5 et 13, avec formation d'un film protecteur, généralement un carbonate basique bien adhérent ; ce film limite la vitesse d'attaque du zinc et permet de rendre économique la protection du fer ; les différents procédés varient selon la mise en œuvre du revêtement.
La galvanisation à chaud consiste à recouvrir l'acier par immersion dans un bain de zinc fondu. La surface de l'acier, convenablement préparée (décapage, fluxage, séchage), est attaquée par le zinc avec formation de composés intermétalliques zinc-fer. Lorsqu'on retire la pièce du bain, le zinc fondu retenu par capillarité par la couche zinc-fer se solidifie à l'air et constitue une couche externe de zinc pur. Il existe aussi un procédé en continu (Sendzimir). En plein développement, la galvanisation est vraisemblablement le meilleur système de protection de l'acier contre la corrosion atmosphérique.
Exemple des revêtements en zinc dans l'industrie.La galvanoplastie est le procédé employé pour recouvrir une pièce métallique d'une couche de zinc pour la protéger de l'oxydation.On soumet au préalable la pièce de métal à toute une série de traitements pour la laver à fond et...
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
La métallisation au pistolet (procédé Schoop ou Schori) consiste à déposer une couche de zinc sur une surface d'acier convenablement préparée (sablage ou grenaillage), en projetant du zinc fondu à l'aide d'un pistolet spécial. Le zinc utilisé peut être sous forme de fil ou de poudre.
Dans le zingage électrolytique, on dépose une couche de zinc par électrolyse d'un sel de zinc en solution. Ce procédé laisse une couche de métal pur dont l'épaisseur dépasse rarement 25 micromètres. Il convient bien aux revêtements complémentaires, par peinture ou plastification.
La shérardisation s'effectue par diffusion à chaud de poudre de zinc à la surface d'une pièce d'acier. Le revêtement est constitué uniquement de composés zinc-fer. Ce procédé est surtout utilisé pour de petites pièces (boulons, raccords, etc.).
La matoplastie consiste à traiter des pièces diverses de mécanique ou quincaillerie, boulonnerie, visserie, colliers, crochets, etc., placées dans un tonneau rotatif en présence de poudre de zinc, de billes de verre et d'un « promoteur » chimique pour faciliter l'accrochage du zinc par action mécanique.
Le zinc en poudre très fine peut être utilisé comme pigment dans les peintures antirouille, dites « peintures riches en zinc ». Le film sec obtenu doit contenir au moins 80 p. 100 de zinc (peintures à base de silicates) ou 88 p. 100 de zinc (peintures à base de liants organiques). Ces peintures sont utilisées pour la protection des gros ouvrages en acier (charpentes, ponts, coques de navires, etc.).
La protection cathodique est utilisée pour les coques de navire ou les conduites enterrées (pipeline, etc.).
Les alliages de zinc
Les alliages de zinc sont surtout employés en fonderie sous pression. Les principaux sont les zamaks, qui contiennent 4 p. 100 d'aluminium, 0,04 p. 100 de magnésium et 1 p. 100 de cuivre ou pas du tout. Ces alliages sont caractérisés par un point de fusion relativement bas (385 0C), une coulabilité excellente et une agressivité faible vis-à-vis de l'acier, ce qui permet d'obtenir de 200 000 à 400 000 pièces avec le même moule. Leurs propriétés mécaniques sont excellentes et permettent une multitude d'applications. Ces alliages se prêtent particulièrement aux traitements de surface par galvanoplastie.
Le zinc entre pour 10 à 40 p. 100 dans la composition des laitons, des maillechorts et de certains alliages d'aluminium (Zicral).
Le zinc laminé est utilisé pour la couverture et la fabrication d'accessoires pour le bâtiment. Cet emploi est fondé sur d [...]
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Écrit par :
- Noël DREULLE : directeur de recherche au Centre technique du zinc
- Paule DREULLE : chef des laboratoires de recherche et de contrôles de la Compagnie royale asturienne des mines
- Jean-Louis VIGNES : professeur d'université à l'I.U.F.M. de Créteil, chercheur au Centre d'études de chimie métallurgique (C.N.R.S.)
- Bernard WOJCIEKOWSKI : responsable zinc information de l'Union minière France
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Pour citer l’article
Noël DREULLE, Paule DREULLE, Jean-Louis VIGNES, Bernard WOJCIEKOWSKI, « ZINC », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 juillet 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/zinc/