亜鉛は何に使われるのか？亜鉛の用途と特性の完全ガイド

人々は自問する、 亜鉛は何に使われるのか？ 亜鉛めっき鋼板から栄養補助食品まで、答えは何でもある。金属亜鉛は、低コスト、耐腐食性、加工のしやすさといった特徴を併せ持ち、世界経済において欠かすことのできない金属である。製造業、医療、工業、消費財、建築に必要で広く使われている金属です。 

このガイドでは、亜鉛の歴史、その最も顕著な性質、最も頻繁に使用される用途を詳しく見ていくとともに、ステンレス鋼や亜鉛メッキ鋼などの他の材料と比較していきます。エンジニアとして、製品デザイナーとして、あるいは業界研究者として、この内訳は、亜鉛が最近非常に多くの参考用途で選ばれている材料である理由とその説明を提供します。それでは、この文章を最後までお読みください。

なぜ亜鉛は多くの工業生産の基幹なのか - 歴史的概観

この金属の歴史を深く探ってみると、亜鉛は2500年以上も前から使われていたと言える。その化合物は古代の医学で使われていた化合物のひとつであり、真鍮（銅を含む亜鉛合金）の成分のひとつとして使われていた。しかし、亜鉛としての明確な金属形態は、18世紀によく知られるようになった。この金属は、人々が合金化や亜鉛めっきにおける亜鉛の有用性を知るにつれ、産業の可能性を変え始めていた。

今日でも、亜鉛の自然の恩恵は環境への悪影響を軽減している。最先端の技術に役立つ近代的な製造技術が開発され、洗練された抽出方法、リサイクルへの取り組み、合金の開発によって環境に優しい生産方法が拡大している。つまり、これらすべてが亜鉛の価値を高めているのだ。 

なぜ亜鉛は最も万能な金属なのか？- この合金の多目的利用

亜鉛の多用途性は、卑金属としても合金元素としても使用できるという事実に起因している。 世界の亜鉛市場はこの重要性を反映しており、年間消費量は世界で1,300万トンを超えている。 アルミニウム、マグネシウム、銅と組み合わせて特定の性能特性を向上させることができ、鋳造、成形、機械加工が容易である。また、鋳造、成型、機械加工が容易である。 CNC加工 それに応じて

国際要件と産業における亜鉛の応用

金属亜鉛の世界市場の需要は、その用途のために増加し続けている：

• 自動車部品
• エレクトロニクス
• 建設資材
• 健康器具とバーム

栄養製品は亜鉛めっきだけで世界の亜鉛供給量の50％以上を使用している。

調達と自然の豊かさ

統計分析によると、亜鉛は地殻で24番目に多い元素である。亜鉛は主に閃亜鉛鉱から抽出され、中国、ドイツ、オーストラリアなどで大量に生産されている。また、市場に豊富に供給されているため、亜鉛を大規模に生産するのは安価である。

亜鉛の工業的価値は？

亜鉛の特性は、産業界でかなりの市場として認められている。最も価値のある特性には次のようなものがある：

耐食性

亜鉛が亜鉛めっきされるのは、その保護カバーが自身を治癒するためである。空気に触れることで、表面に保護パティーナ（炭酸亜鉛）が形成され、耐腐食性が高まります。 

非常に高い強度重量比

亜鉛合金は非常に強靭でありながら軽量である。このため、亜鉛は電子機器、輸送機器、家具の金物構造などに使用される資格がある。

亜鉛合金の生体適合性

亜鉛は無毒であるため、人が触れても安全であり、理想的である：

• 医療器具
• 酸化亜鉛皮膚科用クリーム
• 栄養補助食品

リサイクル性

亜鉛は物理的、化学的特性を失うことなく100%リサイクル可能です。リサイクル亜鉛は環境福祉に有益であり、グリーン製造プログラムに沿っています。

費用対効果

亜鉛は銅やチタンのような他の金属に比べて安価で、類似の使用メリットがある。また、溶融温度が低いため、製造工程で消費されるエネルギーも少なくて済む。

亜鉛の一般的な工業用途

金属亜鉛の使用と応用に関しては、次のような疑問がある。 亜鉛は何に使われるのか？ は明白だ。この疑問に答えるために、次のプロセスに進む。 

亜鉛めっきのプロセス 

亜鉛めっきは亜鉛の最大の工業用途の一つである。亜鉛メッキは、腐食を避けるために鋼鉄や鉄を薄い亜鉛で覆うことを意味する。鉄は空気や湿気に触れると錆びる。亜鉛はその下の金属の代わりに錆びるため、犠牲皮膜の役割を果たし、鋼鉄を長持ちさせます。

亜鉛メッキ鋼板は以下の分野で数多く使用されている：

• 建設業者（シートルーフ、ガードレール、構造梁）
• 自動車フレームおよび足回りボディ
• フェンスと農機具
• インフラ橋、道路標識

亜鉛と亜鉛メッキ鋼板の比較

亜鉛と亜鉛メッキ鋼板の間に混乱がある。亜鉛メッキ工程で使用される金属は亜鉛である。亜鉛メッキ鋼板は、容易に亜鉛メッキ鋼板と呼ぶことができる。亜鉛はもともと腐食に対してかなりの抵抗力があるが、亜鉛メッキは工場で大量の鋼鉄を腐食から守るための安価なコーティングの代替手段である。亜鉛が犠牲的保護を提供するのに対し、スチールは構造的完全性を提供する。

ダイカストと機械加工部品における亜鉛の使用

金型に溶かした亜鉛を流し込み、複雑な形状を精密に成形するダイカスト。他の亜鉛の使用方法よりも一般的に使用されています。亜鉛は（他の金属に比べて）低い溶融温度を利用して様々なデザインに鋳造することができ、そのため流動性が非常に良く、他の金属や材料では多くのコストがかかる。

亜鉛合金材料のCNC加工は、その中でも特に好まれている：

• 電子コネクター
• 機械部品であるギアとレバー
• オートトリム＆エンブレム 自動車用トリム＆エンブレム
• カスタム・プロトタイピング（医療業界と 家電業界 特に）

亜鉛ダイキャスト部品は、繊細で良好な表面仕上げ、寸法安定性、堅牢性を備えています。また、ラピッドプロトタイピングサービスでは、機械加工性と低価格のため、金属亜鉛が好まれるからです。

消費者製品

亜鉛の用途は、産業分野から実生活にまで及んでいる。消費者を相手にするいくつかの製品に組み込まれている：

• バッテリー： 亜鉛-炭素電池とアルカリ電池は、負極の形で亜鉛を利用するものである。
• 塗料とコーティング： 酸化亜鉛は塗料で機能する防錆顔料である。
• 酸化亜鉛： 酸化亜鉛は、痛みを和らげ、肌を癒す日焼け止めや化粧品を提供する。
• プラスチックとゴム製品： ステアリン酸亜鉛は、離型剤や潤滑剤として使用される。

国内製品に含まれる亜鉛の成分リストを見ると、健康、衛生、クリーニング製品に機能性を付与する亜鉛化合物に出会うのが普通である。

医学と栄養学

亜鉛は人間にとって栄養価の高い微量元素である。何百もの酵素反応に関与し、免疫システムを維持し、細胞を修復し、傷を癒す。

対象地域は以下の通り：

• サプリメント： 一般的な食事形態としては、グルコン酸亜鉛と 硫酸亜鉛.
• 外用軟膏： ごく一般的で常識的なものは 亜鉛華また、同じ発疹クリームや日焼け止めにも含まれている。
• 医薬品： また、医薬品の触媒や安定剤として使用されることもある。

つまり、亜鉛は微量であれば無毒であり、外用剤や消耗品として使用できるので安全であるということだ。

さまざまな種類の亜鉛合金とその工学的用途を探る

一般的な亜鉛合金の種類

• ザマック合金 (ザマック2と3と5と7）：これらは通常、最も広く使用されているダイカスト合金です。また、ザマック3は強度と延性の組み合わせが優れているのが特徴です。
• ZA合金 (ZA8、ZA12、ZA27): ザマック合金よりもアルミニウムの量が多いため、耐摩耗性と強度が高く、構造設計に適している。

ザマックとZA合金は、圧力ダイカストの大量鋳造に使用でき、良好な性能と表面特性を与える。

CNC加工亜鉛部品と成形亜鉛部品の比較

• CNC亜鉛加工： 精度が高く、少量生産や試作に適している。機械加工は、設計内の公差と柔軟性を強化する方法です。
• ダイキャスト： 生産数は多ければ多いほどいい。ダイカストはデザインの調整には対応できないが、大量生産には早く、コスト効率も高い。

亜鉛とステンレスの比較

亜鉛とステンレスを比較した場合、用途によってそれぞれに適材適所がある：

特徴	亜鉛	ステンレス鋼
コスト	より低い	より高い
耐食性	高い（特に合金において）	非常に高い
重量	ライト	より重い
加工性	素晴らしい	中程度
アプリケーション	消費財、ダイカスト	海洋、医療、建設

亜鉛は、コスト、成形性、重量が優先される場合に選択されることが多い。ステンレス鋼は、高い構造的完全性と長期的な耐食性を必要とする頑丈な用途に好まれます。

亜鉛と亜鉛メッキ鋼板の比較

主な違いは、建設や製造、さらには特定の製品を設計する際に使用する材料の種類を決定する際に生じるが、通常遭遇する大きな論争は、亜鉛と亜鉛メッキ鋼板の間である。どちらも何らかの形で亜鉛を含んでいるにもかかわらず、構造的特性、価格、環境への影響という点で大きく異なる。

亜鉛合金を現代メーカーの最有力候補にする特徴

亜鉛メッキスチール-亜鉛ソリッド

溶融亜鉛メッキ鋼板は、通常の鋼鉄に腐食を防ぐために亜鉛の薄い皮膜を施したものです。多くの場合、溶融亜鉛メッキか電気メッキによってコーティングされます。逆に、無垢の亜鉛部品は、純亜鉛または亜鉛合金で、厚さによる材料特性の変化はありません。

長寿命と耐腐食性

亜鉛メッキ鋼板は、そのほとんどの用途において、特に表面に適度な露出がある場合には高い耐錆性を持つ。とはいえ、亜鉛メッキが剥がれたり削れたりすると、鋼材は露出し、腐食の攻撃を受ける。このような耐性を持つため、より永続的な材料となるのが固体の亜鉛で、特に合金化によって強化されると、材料全体が耐食性を持つようになる。

価格と供給

無垢の亜鉛は非常に高価だが、亜鉛メッキ鋼板は低価格で容易に入手できる。費用対効果を第一に考え、完全な亜鉛性能を必要としないプロジェクトに最も適している。一方、金属亜鉛と亜鉛合金は、その純度と更なる加工のためにコストがかかる場合があります。

製造と加工性

亜鉛メッキ鋼板は、亜鉛メッキ鋼板に比べて加工が比較的軽く、特にCNC加工が容易です。亜鉛メッキ鋼板は亜鉛でコーティングされているため、加工を誤ると有毒ガスが発生する可能性があります。逆に、亜鉛合金は流動性があり、融点が低く、工具の摩耗が非常に少ないため、CNC機械加工やダイカストではより好まれます。

環境への影響

亜鉛は100％リサイクル可能で、再利用や再溶解の際に環境に与える影響は少ない。亜鉛メッキ鋼板もリサイクル可能ですが、亜鉛メッキ層は加工時に適切に処理されなければなりません。一般的に、無垢の亜鉛は長期的に持続可能な生産において環境に優しいとされています。

亜鉛の主な特徴

亜鉛の溶解温度とそれが重要な理由

亜鉛は特殊な遷移金属であり、幅広い物理的、化学的、機械的特性を有している。これらの特徴により、亜鉛めっきやダイカスト、栄養補助食品、電子機器などで大きな価値を発揮します。以下は、亜鉛の最も重要な技術的特性についての詳細な説明です。

亜鉛の構造：物理的・化学的性質

亜鉛（Zn）は銀青色の金属で、原子番号は30。419.5℃（華氏787.1度）というかなり低い温度で溶融し、907℃（華氏1665度）で沸騰する。これは、ダイカスト鋳造のような低温成形が好まれる用途に適しているためである。

中反応性化合物でもあり、空気や水と接触すると容易に酸化し、他の元素と混合する。この特性は亜鉛めっきの腐食に不可欠である。

パワーと頑丈さ

純粋な亜鉛の強度は鋼鉄ほどではないにせよ、亜鉛合金（アルミニウム、マグネシウム、銅を特に添加したタイプ）は非常に硬く、寸法が安定し、変形しにくい。このような特性により、亜鉛合金は自動車の部品、金物部品、電気筐体などに使用されています。

電気伝導率／熱伝導率

亜鉛は電気伝導性が高く、電気部品やヒューズ、バッテリー接点に最適です。また、熱伝導性にも優れており、LEDライトや電気ケースのような熱分散システムにも有用である。

CNC加工と製品設計のための亜鉛の選択

耐久性、精度、製造コスト（特にダイカストやCNC機械加工において）。ですから 亜鉛の用途 アルミニウム、スチール、プラスチックとは違うのですか？

他の金属より亜鉛を選ぶ理由 

• アルミニウムだ： 耐摩耗性、寸法安定性など、より強度が必要な場合は亜鉛を選択する。
• 鋼鉄の上： 軽量で加工しやすく、安価に作るために使われることもある。
• プラスチックの上だ： より高い耐衝撃性や長寿命が必要な場合、耐久性と寿命のために。

現代のメーカーは、最小限のリスクを得るために、上記のシナリオで亜鉛合金を使用している。 

主な産業用アプリケーション

• 電気部品
• 自動車用ハードウェア
• 家電製品のケーシング 生産
• 機械部品とカスタムギア

機械加工された亜鉛をリアルタイムで撮影

ある最大手の電子機器メーカーも、機器の筐体を覆うためにCNC加工による亜鉛を採用した。その結果、長寿命で公差が小さく、高品質に仕上がり、しかもアルミ削り出しよりも低価格を実現した。

亜鉛はあなたの使用に適しているか？ 

亜鉛は私の使用に適しているのか？この質問はメーカーを悩ませる。亜鉛は、パワー、精度、耐食性、経済的コストの面で最良のソリューションとして知られています。とはいえ、亜鉛は自動車部品、家電製品、工業用ハウジングなど幅広い用途で選ばれている素材です。 

結論

結論から言うと、我々は次のようなアイデアを得た。 亜鉛は何に使われるか亜鉛の働き 難しい形状や寸法のアルミニウムや鋼鉄を使用しますか？過酷な条件下であれ、進行中の工程であれ、高性能金属の代替材料として必ずしも適しているとは限りません。亜鉛のコスト効率とリサイクル性は、CNC機械加工や製品設計の試行錯誤の大部分において、この材料を完璧な選択にしています。信頼性が高く、環境にやさしく、様々な形状に変形できる材料を求めて構造物を設計する人にとって、ジンクは賢い現代的なソリューションです。

亜鉛の用途に関するFAQ

Q1: 日常生活における亜鉛の最も一般的な用途は何ですか？

亜鉛は鉄鋼の亜鉛メッキ、ダイカスト部品の製造、バッテリー、スキンケア、サプリメントなどに使われている。

Q2: 亜鉛の耐食性はステンレス鋼と比べてどうですか？

亜鉛は保護層によって腐食に耐えるが、ステンレス鋼はより強く長期的な耐性を持つ。

Q3: 亜鉛の溶融温度と、それが製造に与える影響は？

亜鉛は419.5℃で溶融するため、鋳造や機械加工が容易で、エネルギーコストも低い。

Q4: 亜鉛合金は消費者向け製品として安全で耐久性がありますか？

そう、亜鉛合金は無毒で耐久性があり、電子機器や工具、家電製品に最適なのだ。

Q5: 亜鉛メッキと亜鉛メッキの違いは何ですか？

亜鉛は母材であり、亜鉛メッキ鋼板は錆を防ぐために亜鉛でコーティングされている。

Q6: 亜鉛はCNCで簡単に加工できますか？

はい、亜鉛は機械加工性が高く、精密なCNC部品に最適です。