近几年来，我国在锌合金、锌基材料的研制方面有不少进展，取得了很多成果，使我们对锌基材料的认识、生产和使用进一步的加深。但到目前为止，我国还没有一本科学的、全面的、系统的介绍锌、锌合金、锌基材料的图书，这不能不说是我们在认知锌基材料方面的一个缺口。

《锌与锌合金及应用》作者高仑等从事锌、锌合金的生产及研究多年，积累了一些经验，收集了国内外有关的一部分资料，集成此书，意图对我国锌事业的认知、发展、推广有所裨益。

高仑等的《锌与锌合金及应用》全面地、系统地介绍了锌、锌合金及锌基材料的性能、生产及应用，包括锌的特点及其应用与生产的历史状况；防腐蚀用锌及锌合金；重力铸造及压力铸造用锌合金；加工锌合金；锌基材料(主要为锌基复合材料及锌粉、氧化锌)；锌与生物及锌的回收与利用等内容。

本书从每项材料的产生、发展述起，逐层扩展至该项材料在现今国内外的生产，使用状况及其最新研究成果；注重理论联系实际，包括基本理论及实际应用与生产要点；着眼于每项技术的全局，重点阐述其在锌领域的应用。

第1篇绪论及锌的特性

第1章绪论1

11锌、锌合金与锌基材料的性能特点及应用1

12锌的资源3

13锌的生产4

131人类使用和生产锌的历史4

132锌生产方法概述7

14锌的生产、消费和锌矿的开采11

15锌的消费结构13

第2章锌的特性15

21锌的原子结构、晶体结构及其对锌物理化学性质的影响15

211锌的原子结构15

212导电性和电离能15

213蒸发潜热和沸点16

214熔点和熔化潜热16

215表面张力17

216化学亲和力17

217原子直径的影响18

218晶体结构18

22锌的物理性能20

23锌的化学性能和电化学性能22

231锌的化学性能22

232锌的电化学性能22

24锌的力学性能26

241锌在常温时的力学性能26

242纯度、温度及加工状态对锌力学性能的影响26

25锌及其合金的工艺性能28

26杂质对锌性能的影响30

27锌合金的类型31

第2篇防腐蚀锌合金

第3章锌的腐蚀性能及其在防腐蚀各领域的应用32

31锌在大气中的腐蚀情况32

311影响锌大气腐蚀性能的因素32

312锌在不同大气中的腐蚀情况34

32锌在水中的腐蚀36

321pH值的影响36

322温度的影响37

323充气对锌在水中腐蚀速率的影响37

324CO2含量的影响38

325碳酸盐类的影响38

326锌与酸、碱、盐的作用41

327雨水对锌的作用41

328锌中杂质含量对锌腐蚀速率的影响42

33锌在土壤中的腐蚀42

331土壤环境的基本特点42

332土壤腐蚀的影响因素43

333锌在各种土壤中的腐蚀性44

334建筑材料对锌的腐蚀45

34双金属腐蚀45

35锌在防腐蚀领域中的应用46

第4章热镀锌及锌合金48

41热浸镀锌层的结构和性能48

411FeZn二元合金系统状态图48

412钢铁热镀锌层的结构、各相层的性质及其形成过程49

413影响热浸镀锌层结构的因素51

42钢材热镀锌67

421镀锌钢板的腐蚀过程67

422热浸镀锌层的耐蚀性和镀锌钢板的使用寿命68

43钢材热镀锌铝合金70

431热浸镀铝层的结构和性能特点70

432热镀锌铝合金的研制70

433锌铝二元合金相图71

434热镀锌铝合金的化学成分、组织结构及其性能特点72

435热镀锌铝合金钢板的性能78

44高耐蚀锌铝镁合金镀层93

441Zn6%Al3%Mg合金镀层钢板93

442Zn11%Al3%Mg02%Si合金镀层钢板99

45其他合金镀层钢板106

451Zn05%Mg合金镀层钢板106

452ZnNi合金镀层109

453ZnBi合金镀层112

454ZnSn合金镀层113

46热镀锌用的锌锅及熔锌操作要点114

461镀锌锅的发展过程114

462金属锌锅115

463陶瓷锌锅117

464锌浴中锌渣与浮渣的形成、影响及减渣除渣措施119

第5章电镀、机械镀、渗镀、热喷涂及富锌漆用锌及锌合金125

51电镀锌及锌合金125

511电镀锌的特点125

512电镀锌电解液类型、特点及镀锌层使用寿命125

513镀锌层的铬酸钝化处理127

514铁系电镀锌合金128

515其他电镀锌合金131

516几种主要电镀锌合金的性能比较133

517电镀锌合金国内外应用情况133

52机械镀和黏附镀134

521机械镀134

522黏附镀134

523机械镀的特性与应用135

53渗镀锌135

531渗镀工艺过程135

532渗镀锌层的特性136

533渗镀锌的应用137

54热喷涂锌及锌合金137

541热喷涂设备137

542热喷涂工艺140

543喷涂材料140

544热喷涂涂层特性142

545锌喷涂的应用143

55富锌漆144

551富锌漆的组成及其性能144

552富锌漆和热浸镀锌的比较与选用146

553锌粉/氧化锌体系146

第6章牺牲阳极法阴极保护系统中的牺牲阳极锌和锌合金148

61牺牲阳极法阴极保护原理与电偶序148

611牺牲阳极法阴极保护原理148

612电偶序149

62牺牲阳极材料概论150

621对牺牲阳极材料的要求150

622常用牺牲阳极材料的种类及其特点151

63锌和锌合金牺牲阳极153

631高纯锌牺牲阳极153

632ZnAlCd三元合金牺牲阳极154

633ZnAl合金牺牲阳极157

634其他锌合金牺牲阳极160

635牺牲阳极的规格161

64牺牲阳极的其他用途163

641牺牲阳极用作接地极163

642牺牲阳极用作接地电池164

643牺牲阳极用于接地排流和安全防范164

第3篇铸造锌合金系列

第7章铸造锌合金166

71铸造锌合金的发展过程166

72铸造锌合金的牌号及其性能167

721我国铸造锌合金牌号的表示方法和铸造锌合金国家标准167

722国外有关铸造锌合金的标准168

723国内外铸造锌合金标准中部分锌合金相应牌号合金成分含量的对比172

724铸造锌合金的物理性能172

725铸造锌合金的力学性能175

73铸造锌合金的组织及性能176

731ZnAl二元合金相图176

732Zn中加Al的作用178

733ZnCu二元相图及Zn中加Cu的影响178

734ZnAlCu三元合金及其相图180

735ZnMg二元合金及其相图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等杂质的影响189

739铸造锌合金的性能老化及其防范措施190

7310铸造锌铝合金的耐腐蚀性194

7311热处理对锌铝合金性能的影响198

7312铸造锌合金的蠕变性能205

7313铸造锌合金的疲劳性能209

7314铸造锌合金的高温及低温性能212

7315铸造锌合金的组织、特点及用途217

74锌与锌合金的熔炼特性222

741锌和锌合金在熔炼过程中的氧化行为222

742锌与锌合金熔炼时影响氧化烧损的因素及降低氧化烧损的措施227

743锌与锌合金的挥发性与吸气性228

744锌合金熔体的净化处理229

745锌合金熔体的变质、细化处理233

746铸造锌合金熔炼工艺要点239

75锌合金的铸造特性241

751压铸锌合金的铸造特性241

752重力铸造锌合金的铸造特性243

76铸造锌合金的综合评价250

761各个锌铝合金的性能评价250

762铸造锌合金的共同特性251

第8章铸造锌合金的摩擦磨损特性和阻尼性能253

81锌铝合金作为耐磨材料的发展过程253

82ЦАМ系列锌铝耐磨合金的性能253

83铸造锌铝合金ZA12与ZA27的摩擦磨损性能254

831铸造锌铝合金ZA12、ZA27在润滑油中的滑动摩擦性能254

832ZA12、ZA27在干摩擦及边界润滑条件下的摩擦磨损性能256

833锌合金的摩擦磨损特性与合金的组织及加硅、加稀土的影响259

834ZA12、ZA27合金用作轴承时的pv值曲线和使用温度等因素的影响260

84铸造高铝锌合金(含Al 30%～45%)的摩擦磨损性能264

841ZAC 303、ZAC403和ZAC45C三种高铝锌合金的耐磨性能264

842高铝锌基合金ZA43的摩擦磨损性能266

85铸造锌铝合金的阻尼性能270

851减振材料的提出270

852减振合金阻尼性能的表征与量度271

853减振合金的种类及锌铝减振合金的减振机制273

854锌铝减振合金的成分及性能274

第9章锌合金在模具中的应用279

91国内外应用锌合金模具的发展过程279

92模具用锌合金的成分和性能279

93锌合金作为模具材料的性能特点280

94锌合金拉延成形模280

941锌合金拉延成形模的设计要点281

942锌合金拉延成形模的制造工艺282

95锌合金冲裁模285

951锌合金模具冲裁过程的特点285

952锌合金冲裁模的设计要点286

953锌合金冲裁模制模工艺288

954锌合金冲裁模具的安装调试及使用290

96锌合金钢皮导板冲裁模和钢带冲裁模291

961锌合金钢皮导板冲裁模291

962锌合金钢带冲裁模293

97锌合金塑料模294

971热塑性塑料成形工艺条件295

972塑料模结构295

973制模工艺296

第4篇变形锌合金系列

第10章锌与锌合金的塑性变形行为300

101锌晶体的塑性变形行为与变形机制300

1011锌晶体的滑移面及滑移方向300

1012滑移时晶面的转动301

1013锌晶体滑移时的临界分切应力303

1014锌单晶体的应力应变曲线及切变强化304

1015锌晶体的孪生变形306

1016锌单晶的弯曲和扭折308

1017断裂和解理310

1018锌多晶体的塑性变形311

102锌的轧制变形行为312

1021锌铸锭312

1022锌的热轧313

1023锌的冷轧315

1024退火与再结晶319

103锌加工材力学性能的各向异性323

1031锌加工材力学各向异性的生成及其对冲压生产的影响323

1032轧制工艺对锌材力学各向异性的影响325

1033退火对锌加工材力学各向异性的影响328

1034加入物对锌加工材力学各向异性的影响330

第11章各类变形锌合金的成分、性能及应用331

111各合金元素对变形锌合金力学性能的影响331

112锌铅镉系合金333

1121电池用锌合金333

1122印刷用锌合金346

1123小五金用锌合金347

1124锌铅镉系合金成分、性能、用途综述347

113锌铝、锌铝铜及锌铝镁合金349

1131锌铝及锌铝铜加工合金349

1132锌铝铜耐磨合金352

1133锌铝镁合金354

114锌铜系锌铜合金及锌铜钛合金355

1141锌铜合金355

1142锌铜钛合金356

115超塑锌合金364

1151发展过程364

1152金属超塑性变形的特性365

1153按照实现超塑性的条件对超塑性分类366

1154超塑性材料变形时的组织结构变化367

1155锌基超塑合金的成分、组织及超塑性能369

1156几种常用锌铝超塑合金的室温力学性能374

1157已知的锌基超塑合金的牌号及其超塑性374

1158超塑锌铝合金的生产工艺要点375

1159锌铝合金的超塑成形方法376

11510超塑锌合金的应用范围380

第12章变形锌合金的生产工艺及设备382

121变形锌合金的熔炼382

1211熔炼工艺要点382

1212变形锌合金熔炼设备384

122锌锭的铸造384

1221锭模铸造384

1222连续铸造技术386

123锌合金的轧制391

1231变形锌合金轧制时的力学条件391

1232轧制传动负荷与单位能耗曲线409

1233锌合金的轧制工艺及设备416

124国内外几个有代表性的锌材加工厂主要工艺技术装备概况427

第13章锌及锌合金的焊接和锌基合金钎料429

131锌及其合金的焊接特点429

132电阻焊429

133气焊431

134电弧焊432

1341钨极氩弧焊432

1342熔化极氩弧焊433

1343电弧焊接的蠕变性能和冲击韧性434

135锌合金的钎焊434

1351钎焊的基本情况434

1352焊前处理435

1353锌合金钎焊用钎料435

1354锌合金钎焊用钎剂438

136锌合金焊接件的腐蚀性能438

137锌基合金钎料及含锌合金钎料440

1371锌基合金钎料及含锌合金钎料的应用领域440

1372锌基合金钎料及含锌合金钎料的成分及特性440

第5篇锌基材料及其新技术

第14章锌基复合材料442

141金属基复合材料的发展过程442

142金属基复合材料的分类443

1421按增强材料形态分类443

1422按金属基体分类444

143金属基复合材料的特点444

144金属基复合材料对复合原料的要求及复合原则445

1441纤维复合材料445

1442颗粒增强复合材料446

145复合材料的界面及相容性446

1451界面的相容性446

1452界面类型及晶面结合447

146增强相的类型及其基本性质447

1461纤维增强体的性质447

1462晶须增强体的性能449

1463颗粒增强体的性能449

147锌基复合材料450

1471纤维增强体锌基复合材料450

1472颗粒增强体复合材料453

1473增强体对复合材料摩擦性能的影响457

148锌基复合材料的制备工艺458

1481金属基复合材料制备工艺概述458

1482固态法458

1483液态及半固态铸造法459

1484喷涂、喷射与电沉积制备复合材料463

1485原位复合成形制备复合材料464

149锌铝硅合金及球硅增强锌基复合材料466

1491锌铝硅合金中的硅相467

1492锌铝硅合金的性能467

1493球硅增强锌基复合材料469

第15章新技术助推氧化锌开展新的应用领域474

151氧化锌的应用与研究发展过程474

152ZnO的结构与性能475

153ZnO纳米线的场发射特性及其应用476

1531场发射原理及ZnO纳米线的发射性能476

1532影响ZnO低维材料场发射性能的因素477

154ZnO半导体薄膜及掺铝氧化锌透明导电薄膜的特性与应用478

1541ZnO及ZAO半导体薄膜的光学电学性能478

1542ZAO薄膜的湿敏特性479

1543ZAO薄膜的气敏特性479

1544ZAO薄膜的制备方法479

1545ZnO及ZAO半导体薄膜的应用480

155氧化锌的能带工程——氧化锌在发光领域的应用480

1551氧化锌在发光领域的应用480

1552通过合金化来改变ZnO的禁带宽度481

156纳米氧化锌在紫外屏蔽剂中的应用482

1561太阳紫外线辐射及其生物效应482

1562纳米氧化物的紫外屏蔽特性482

1563纳米氧化锌在紫外屏蔽剂中的应用483

157ZnO紫外光电探测器484

1571ZnO紫外光探测器的特点484

1572ZnO紫外光探测器的结构485

158氧化锌在气敏传感器中的应用485

1581气体检测的需求485

1582气体传感器的工作原理486

1583氧化锌半导体气敏传感器的应用486

1584纳米氧化锌气体传感器的应用487

159氧化锌压敏电阻片的特性与应用——在避雷器上的应用489

1591ZnO避雷器的特性及其在电子系统中的应用489

1592ZnO压敏电阻片的材料组成490

1593ZnO压敏电阻片的发展趋势491

1510纳米氧化锌在光催化剂中的应用——污染治理492

15101纳米氧化锌的光催化机理及其在污染治理领域的应用492

15102纳米氧化锌单一光催化剂的应用492

15103纳米氧化锌复合光催化剂的应用493

1511ZAO纳米粉体在红外隐身中的应用494

第16章锌粉和鳞片状超细锌粉496

161锌粉生产的发展过程496

162锌粉的标准496

163锌粉的特性498

1631锌粉的物理特性498

1632锌粉的化学与电化学行为500

164锌粉的生产方式503

1641蒸馏法504

1642雾化法504

1643电沉积法509

165锌粉的应用领域510

1651在轻工业领域的应用510

1652在冶金工业领域的应用510

1653在碱性锌锰电池中用作负极511

1654用于防护涂料511

1655其他方面的应用512

166鳞片状锌粉512

1661鳞片状锌粉的性能特点512

1662鳞片状锌粉的生产513

1663鳞片状锌粉的应用514

第6篇锌与生物及锌的回收再生和利用

第17章锌与生物515

171锌与人体健康515

1711人体中锌的存在与代谢515

1712锌的生理功能516

1713锌与人体疾病517

1714人体中锌的补充与来源517

172锌与动物518

173锌与植物518

1731锌对植物正常生长的重要性518

1732植物缺锌病的症状519

1733土壤与植物补锌520

第18章锌的回收再生与利用522

181国内外再生锌生产概况522

182再生锌的原料来源523

183从锌废料中回收锌的方法524

1831从含锌废渣灰中回收锌524

1832钢铁厂含锌烟尘的处理526

1833废干电池的管理与回收利用533

参考文献543