黄銅(真鍮)メッキを作る際の亜鉛について

Question

黄銅(真鍮)メッキを作るのに、銅板に亜鉛をメッキした後にバーナーなどで加熱することで銅内に亜鉛が入りこみ表面を黄銅にするという手法があると思います。

この際、表面が金色になりだした頃が最も表面の合金の亜鉛濃度が高く、さらに加熱することで亜鉛が銅内部に入り込み表面の濃度が下がることで赤みかかった表面（丹銅）になっていくという解釈で良いのでしょうか？

実際にバーナーであぶると金色→赤色になっていきます。表面が金色になった時点で合金になり、亜鉛の融点は高くなると思いますので亜鉛は気化してはいないだろうという考えから上記の考えになりました。

亜鉛は時間をかければ低温で銅内に入り込むという性質があると聞いたことがあります。つまり、銅に黄銅メッキした状態は「不安定な状態」だという事でしょうか？それとも黄銅になった時点で亜鉛は安定して、ある程度の温度をかけないと亜鉛は内部にしみ込まなくなるのでしょうか？

ご教授いただけると助かります。

Ligandable · Accepted Answer

ORUKA1951様に追加すると、亜鉛の浸潤は比較的低温でも起こります。
「工業的に」とか、様々な条件があると思いますが、科学工作教室レベルでは
ホットプレートの１６０～１８０℃で十分です。約90℃でも数時間で金色になります。

＞実際にバーナーであぶると
　気化の他に,酸化による脱亜鉛もありそうです。

＞「不安定な状態」
　これも、条件次第。科学工作教室レベルで、工作後1週間も持てばいいのか、
長期に持たせたいかです。　メッキ後 十分に水洗いされ、低温で、特に乾燥
状態にあれば、結構持ちます。　つまり、亜鉛の浸潤より、亜鉛の酸化・溶脱
の効果が大きいようです。

液としては、科学工作教室の場合は、炭酸カリウム(水酸化カリウム)をお勧め
します。市販の銅板がそのまま使えます。理由として、指紋程度の手脂は鹸化し
て除かれる。軽い変色程度の酸化皮膜は還元され除かれる。　　からです

Ligandable · Answer

亜鉛の浸潤はそれほど望めません

その用途でしたら、丸棒をスライスするしかないかもしれません
業者は限られますので、非鉄金属取り扱いのお店に問い合わせられると
ワイヤ放電加工についても教えてもらえるでしょう
http://www.bk83.com/bankin/bankinf05.html

理科教育に拘る先生方は、自主教材として、直径160mm位の各種金属板を
生徒に提示していらっしゃいました。

安価にすましたいときは、金属回収業さんから端材をもらう手もあります
検索したら、　この業者さんはお持ちのようです。多分入手ルートも
http://blog.livedoor.jp/ohata_riku/archives/27442145.html

ORUKA1951 · Answer

膨大な時間スケールで見ると亜鉛は常温でも銅の構造内に拡散する可能性がありますが通常は無視できます。
　亜鉛はきれいにメッキする必要があります。電解液や電流は工夫してください。

加熱しすぎると、亜鉛はどんどん内部に拡散していって銅色に戻ります。

なお冷却にはアルコールを使うと良いでしょう。(アルコールには還元力がありますから)
　ただし引火には十分気をつけてください。熱した銅を入れると激しく沸騰してアルコール蒸気が出ます。引火点より高いですから近くに火気があると引火します。

ORUKA1951様に追加すると、亜鉛の浸潤は比較的低温でも起こります。