Le zinc et le principe de la galvanisation à chaud contre la corrosion du fer
Le zinc est un métal de couleur grise. Il ne présente pas de bonnes propriétés mécaniques. cassant, il est peu malléable et ne peut être mis en forme facilement. Il a une faible dureté et n'est pas tenace. On peut toutefois le laminer à chaud, entre 100°C et 150°C pour fabriquer des feuilles à destination des toitures ou gouttières.
La poudre de zinc est obtenu en le chauffant vers 250°C, une température où il devient très fragile.
On peut également le mettre en forme par moulage, une technique préférable à l'usinage qui lui n'est pas aisé.
Il se prête bien à être soudé.
Propriétés physico-chimiques du zinc
Symbole chimique : Zn
Masse molaire : 65.38 g/mol
Couleur : gris-bleuté
Densité : 7.14
Point de fusion : 419 °C
Point d'ébullition : 907 °C
Nombre atomique : 30
Configuration électronique : 3d10 – 4s2
Minerai
Le zinc se trouve à l'état naturel sous différents minerais : sous forme d'oxydes ou sous formes de sulfures : blende (ZnS) et wurtzite
Applications
En raison de ses mauvaises propriétés mécaniques, c'est surtout pour lutter contre la corrosion de l'acier qu'il est utilisé.
Ses principales applications sont donc la galvanisation et la fabrication de laiton (alliage de cuivre et de zinc)
La galvanisation à chaud consiste à recouvrir le fer d'une couche de zinc. Les pièces métalliques sont dégraissées, rincées puis décapées chimiquement dans une solution acide. Un nouveau rinçage est effectué suivi du séchage. Les pièces sont ensuite prêtes à être plongées dans un bain de zinc en fusion (supérieur à 420°C). Après refroidissement à l'air, le dépôt de zinc est contrôlé.
Le potentiel électrochimique du zinc (E°Zn2+/Zn=-0.76V) étant inférieur à celui du fer (E°Fe2+/Fe = -0.44V) , le zinc va s'oxyder à la place du fer et protéger celui-ci.
La couche protectrice est relativement faible (de l'ordre de 100 µm). Cependant Le zinc réagit avec l'oxygène de l'air (il s'oxyde) et forme une couche protectrice qui ralentit fortement sa corrosion.
La durée de vie de l'acier galvanisé sera donc fortement augmenté. Ce procédé est par exemple utilisé pour protéger les glissières de sécurité, les brouettes…