Glossaire de l'ingénierie métallurgique :explication des termes Z

Glossaire des termes techniques à l'usage des ingénieurs métallurgistes Termes commençant par l'alphabet « Z »

• satyendra
•  5 août 2025
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Glossaire de termes techniques à l'usage des ingénieurs métallurgistes

Termes commençant par l'alphabet « Z »

Corrections ZAF – Il s'agit d'un programme de rayons X quantitatif qui corrige les effets du numéro atomique (Z), de l'absorption (A) et de la fluorescence (F) dans une matrice.

axe z – C'est la troisième dimension dans un système de coordonnées cartésiennes tridimensionnelles. Il est perpendiculaire à la fois aux axes x et y et est utilisé pour représenter la profondeur ou la hauteur. En termes plus simples, dans un espace 3D, l'axe des x est gauche-droite, l'axe y est haut-bas et l'axe z est avant-arrière. Dans les stratifiés composites, l'axe z est l'axe de référence normal au plan du stratifié.

Effet Zeeman – Il s’agit d’une division d’un niveau d’énergie électronique dégénéré en états d’énergies légèrement différentes en présence d’un champ magnétique externe. Cet effet est utile pour la correction de fond dans les spectromètres d'absorption atomique.

Panne Zener – Il s'agit d'un type de claquage électrique dans une diode à jonction p-n polarisée en inverse, où un champ électrique puissant provoque le tunneling des électrons de la bande de valence à la bande de conduction, entraînant une augmentation soudaine du courant inverse. Cela se produit dans des diodes fortement dopées avec une région d'appauvrissement étroite.

Diode Zener – C'est le surnom donné aux « diodes régulatrices de tension » qui peuvent s'appuyer soit sur l'effet Zener, soit sur le claquage par avalanche pour maintenir une tension à peu près constante. Les deux effets ont des coefficients de température et de tension opposés.

Traînée Zener – Également connu sous le nom d'épinglage Zener. C'est l'interaction entre les particules et les joints de grains qui est responsable de la présence de forces de retenue affectant la mobilité des joints de grains. Il s'agit d'un phénomène dans lequel les particules de deuxième phase (comme les précipités) entravent le mouvement des joints de grains dans un matériau, ralentissant ainsi voire arrêtant la migration des joints de grains. Cet effet est crucial dans le contrôle de la microstructure et des propriétés des matériaux, en particulier lors de processus tels que la croissance des grains.

Effet Zener – On l’appelle également panne Zener. Il s'agit d'un type de panne électrique dans une diode à jonction p-n polarisée en inverse. Cela se produit lorsqu'un champ électrique puissant provoque le tunneling des électrons de la bande de valence à la bande de conduction, entraînant une augmentation soudaine du courant inverse. Cet effet est normalement utilisé dans les diodes Zener pour la régulation de tension.

Paramètre Zener-Hollomon – Il est généralement noté « Z ». Il est utilisé pour relier les changements de température ou de vitesse de déformation au comportement contrainte-déformation d'un matériau. Il a été largement appliqué au formage des aciers à température élevée, lorsque le fluage est actif. Il est donné par l'équation Z =e exp(Q/RT)Z=ε˙exp⁡(Q/RT) où 'e'ε˙ est le taux de déformation, 'Q' est l'énergie d'activation, 'R' est la constante du gaz et 'T' est la température. Le paramètre Zener-Hollomon est également connu sous le nom de taux de déformation compensé en température, car les deux sont inversement proportionnels dans la définition.

Épinglage Zener  – Il s'agit de l'influence d'une dispersion de fines particules sur le mouvement des joints de grains à faible angle et à grand angle à travers un matériau polycristallin. Les petites particules agissent pour empêcher le mouvement de ces limites en exerçant une pression de blocage qui contrecarre la force motrice qui repousse les limites. L'épinglage Zener est très important dans le traitement des matériaux car il a une forte influence sur la récupération, la recristallisation et la croissance des grains.

Tension Zener – Elle est définie comme la tension à laquelle une diode Zener subit un claquage inverse, lui permettant de réguler la tension dans une plage spécifiée, généralement contrôlée par les dimensions et les impuretés de la diode. Cette tension de claquage peut être ajustée d'environ 2,4 volts jusqu'à des centaines de volts.

Fonction Zener-Wert-Avrami (ZWA) – Elle est également connue sous le nom d’équation d’Avrami. Il s'agit d'un modèle mathématique utilisé pour décrire la cinétique des transformations de phase dans les matériaux, en particulier dans le contexte de transformations à l'état solide telles que la précipitation, la cristallisation et la recristallisation. Elle est fréquemment appliquée pour comprendre et prédire comment les contraintes résiduelles se relâchent au cours des processus de traitement thermique. Essentiellement, l'équation de Zener-Wert-Avrami décrit la fraction d'un matériau transformé en fonction du temps et de la température. La fonction Zener-Wert-Avrami est un outil puissant pour fournir un cadre permettant de prédire l'évolution de ces processus au fil du temps et de la température.

Zéolite  – Il s’agit d’une sorte de matériau alumino-silicate cristallin hydraté avec une structure de pores régulière. Ses propriétés physiques et chimiques uniques lui confèrent de bonnes caractéristiques d’adsorption, catalytiques, de sélectivité de forme et d’échange d’ions. Par rapport à d'autres matériaux inorganiques, les zéolites sont largement utilisées comme catalyseurs, échangeurs d'ions et adsorbants en raison de leurs propriétés chimiques réglables, de leurs structures de pores contrôlables et de leur bonne stabilité hydrothermale. Les zéolites sont une classe de minéraux aluminosilicates microporeux et cristallins caractérisés par leur structure unique en nid d'abeille, qui leur permet d'agir comme des tamis moléculaires et des catalyseurs sélectifs de forme. Ils sont composés de silicium, d'aluminium et d'oxygène, certains atomes de silicium étant remplacés par de l'aluminium, créant ainsi une structure chargée négativement pouvant accueillir des cations. Cette structure leur permet d'adsorber sélectivement les molécules en fonction de leur taille et de leur forme. Les zéolites sont de deux types à savoir (i) les zéolites naturelles et (ii) les zéolites synthétiques. Les zéolites naturelles sont non poreuses, par exemple la Natrolite (Na2O.Al2O3.4SiO2.2H2O). Les zéolites synthétiques sont poreuses et préparées en chauffant ensemble du kaolin et du feldspath ( AlNaO8Si3) et du carbonate de sodium. Les zéolites synthétiques possèdent une capacité d'échange par unité de poids plus élevée que les zéolites naturelles.

Membrane zéolite – Il s'agit d'une fine couche de matériau alumino-silicate cristallin avec une structure poreuse hautement ordonnée, utilisée pour séparer les mélanges gazeux et liquides en fonction de la taille moléculaire et des propriétés d'adsorption. Ces membranes sont connues pour leur grande stabilité chimique et thermique, ce qui les rend adaptées à plusieurs processus de séparation tels que la séparation des gaz, la pervaporation et le dessalement de l'eau.

Procédé zéolite – On l’appelle aussi processus Permutit. Il s'agit d'un processus d'élimination de la dureté permanente et temporaire de l'eau. Il s’agit de la précipitation des ions calcium et magnésium présents dans l’eau. L’échange d’ions et d’ions se produit à l’aide de la zéolite et est donc connu sous le nom de processus d’adoucissement de la zéolite. Pour adoucir l'eau par le procédé à la zéolite, l'eau dure est percolée à un débit spécifié à travers un lit de zéolite, conservé dans un récipient cylindrique. Les ions provoquant la dureté (Ca2+, Mg2+) sont retenus par la zéolite sous forme de CaZe et MgZe, tandis que l'eau sortante contient des sels de sodium. Les réactions ayant lieu pendant le processus de ramollissement sont (i) Na2Ze + Ca(HCO3)2 =CaZe + 2NaHCO3, (ii) Na2Ze + Mg(HCO3)2 =MgZe + 2NaHCO3, (iii) Na2Ze + CaCl2 =CaZe + 2NaCl et (iv) Na2Ze + MgCl2 =MgZe + 2NaCl. Après un certain temps, la zéolite est complètement transformée en zéolites de calcium et de magnésium et elle cesse d'adoucir l'eau, c'est-à-dire qu'elle s'épuise. A ce stade, l'alimentation en eau est arrêtée et la zéolite épuisée est récupérée en traitant le lit avec une solution de saumure (solution de NaCl à 10 %). La réaction qui a lieu lors de la régénération est donnée par l'équation CaZe (ou MgZe) + 2NaCl =Na2Ze + CaCl2 (ou MgCl2). Les eaux de lavage (liqueur usée) contenant CaCl2 et MgCl2 sont envoyées à l'égout et le lit de zéolite régénéré ainsi obtenu est à nouveau utilisé à des fins d'adoucissement.

Budget base zéro (ZBB) – C'est un concept apparu en 1970 pour aider les organisations à mieux gérer leurs coûts. La budgétisation base zéro, contrairement à la budgétisation traditionnelle, n’inclut automatiquement aucun poste dans le budget de l’année suivante. Bien que le concept soit devenu vague et obsolète à mesure que les organisations sont revenues aux techniques budgétaires conventionnelles, il gagne du terrain car certains experts constatent que le budget annuel créé grâce à la budgétisation base zéro est aligné sur la stratégie globale et contribue à améliorer l'efficacité opérationnelle en remettant en question les hypothèses de la budgétisation conventionnelle.

Zéro fond perdu – Il s’agit d’un procédé de fabrication de stratifié qui ne permet pas de perte de résine pendant le durcissement. Il décrit également un préimprégné réalisé avec la quantité de résine souhaitée dans la pièce finale, de sorte qu'aucune résine ne doive être éliminée pendant le durcissement.

Vecteur d'énergie zéro carbone – Il est défini comme une substance, telle que l'hydrogène ou l'ammoniac, qui facilite le transfert d'énergie sans émettre de dioxyde de carbone, soutenant ainsi les efforts de décarbonation à l'échelle de l'économie et relevant les défis techniques et économiques liés au transport et au stockage de l'énergie.

Taux de passage à zéro (ZCR) – Il est défini comme la mesure du nombre de fois qu'une forme d'onde traverse l'axe zéro, déterminée en comptant les cas où le signal passe du négatif au positif et vice versa, tout en tenant compte d'un seuil pour éviter les erreurs de comptage dues au bruit.

Commutation à courant nul (ZCS) – Elle est définie comme une technique dans laquelle un interrupteur est éteint lorsque le courant qui le traverse est nul. Il est obtenu grâce à la résonance entre une inductance et un condensateur. Cette méthode vise à façonner la forme d'onde du courant de commutation pendant la conduction pour garantir une condition de courant nul au moment de la commutation.

Zéro défaut (ZD) – Il s’agit d’un programme dirigé par la direction pour éliminer les défauts de la production industrielle. Bien qu'applicable à tout type d'organisation, il a été principalement adopté au sein des chaînes d'approvisionnement où de grands volumes de composants sont achetés (les articles courants tels que les écrous et les boulons en sont de bons exemples).

Modèle à dimension zéro – Il est défini comme un modèle simplifié qui réalise des bilans de masse et de chaleur sur l'ensemble d'un système pour prédire la composition des gaz, sans tenir compte des variations spatiales au sein du système.

Température de ductilité nulle (ZDT) – C'est la température à laquelle un matériau perd toute ductilité mesurable, ce qui signifie qu'il se fracturera sans aucune déformation plastique. Essentiellement, il s'agit de la température en dessous de laquelle un matériau passe d'une certaine capacité à se déformer avant de se briser (comportement ductile) à une fracture immédiatement après avoir atteint sa limite d'élasticité (comportement fragile).

Zéro émission – Cela signifie l’absence de gaz nocifs ou de rejets de polluants dans l’atmosphère. Plus précisément, il s'agit de véhicules ou de technologies qui ne produisent aucune émission pendant leur fonctionnement, tels que les voitures électriques et les véhicules à pile à hydrogène. Ce concept est crucial pour réduire la pollution et atténuer le changement climatique en éliminant les émissions liées à la combustion de combustibles fossiles.

Batteries zéro émission – Ces batteries font référence aux batteries qui, pendant leur fonctionnement, ne produisent aucune émission nocive ni polluant. Cela signifie qu’ils ne rejettent aucun gaz à effet de serre ni aucune autre substance toxique dans l’atmosphère. Ils constituent un élément clé des véhicules à zéro émission (ZEV), qui dépendent de ces batteries pour alimenter les moteurs électriques et éviter l'utilisation de combustibles fossiles.

Bâtiment zéro émission – Il est défini comme des structures qui atteignent une efficacité énergétique élevée et produisent suffisamment d’énergie renouvelable sans émissions pour répondre à leurs demandes énergétiques sur une période spécifique. Il joue un rôle crucial dans la réduction de la dépendance aux combustibles fossiles et dans la minimisation des émissions de gaz à effet de serre dans le secteur du bâtiment.

Technologies zéro émission – Il s’agit de solutions énergétiques qui ne produisent aucune émission de dioxyde de carbone pendant leur fonctionnement, réduisant ainsi considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Ces technologies peuvent inclure des sources d'énergie renouvelables telles que le photovoltaïque, l'énergie éolienne et les piles à combustible, ainsi que des centrales nucléaires avancées.

Bâtiment zéro énergie – Il est défini comme le bâtiment qui atteint zéro émission de carbone chaque année en réduisant la demande d’énergie et en utilisant des sources d’énergie renouvelables pour répondre aux besoins réduits. Un bâtiment à consommation énergétique nulle peut être évalué de différentes manières, notamment une consommation d'énergie nette nulle sur le site, une consommation d'énergie nette à la source nulle et des émissions d'énergie nettes nulles.

Zéro erreur – Dans le contexte des instruments de mesure, il fait référence à la lecture affichée par l'instrument lorsqu'elle doit idéalement être à zéro. Il s'agit d'un type d'erreur systématique qui se produit lorsque le repère zéro de l'instrument ne s'aligne pas avec le point zéro réel, ce qui entraîne des inexactitudes constantes dans les mesures.

Précodage sans forçage – Il est défini comme une technique de précodage linéaire qui annule efficacement les interférences multi-utilisateurs dans des conditions de rapport signal/bruit (SNR) élevé, permettant un multiplexage spatial complet et des gains de diversité multi-utilisateurs, tout en étant limité à desservir un nombre d'utilisateurs d'antenne unique égal au nombre d'antennes d'émission.

Fréquence zéro – Il fait référence à la substitution des points de données par 0 (zéro) en cas de manque d'observation pour une classe, conduisant à des prédictions inexactes.

Taux de croissance nul – Il est également connu sous le nom de taux de non-croissance. Cela signifie une situation dans laquelle il n'y a ni augmentation ni diminution d'une valeur ou d'une quantité au fil du temps. Dans des contextes financiers, cela signifie que la valeur des actifs ou des flux de trésorerie reste constante.

Ressort de longueur nulle  – C’est un terme désignant un ressort hélicoïdal spécialement conçu qui exerce une force nulle s’il a une longueur nulle, c’est-à-dire que dans un graphique linéaire de la force du ressort en fonction de sa longueur, la ligne passe par l’origine. Un vrai ressort hélicoïdal ne se contracte pas jusqu'à une longueur nulle puisqu'à un moment donné, les spires se touchent. La « longueur » est définie ici comme la distance entre les axes des pivots à chaque extrémité du ressort, quelle que soit toute partie inélastique entre les deux. Les ressorts de longueur nulle sont fabriqués en fabriquant un ressort hélicoïdal avec une tension intégrée (une torsion est introduite dans le fil lors de son enroulement lors de la fabrication. Cela fonctionne puisqu'un ressort hélicoïdal se déroule en s'étirant), donc s'il peut se contracter davantage, le point d'équilibre du ressort, le point auquel sa force de rappel est nulle, se produit à une longueur nulle. Dans la pratique, la fabrication des ressorts n'est généralement pas assez précise pour produire des ressorts avec une tension suffisamment constante pour les applications utilisant des ressorts de longueur nulle. Ils sont donc fabriqués en combinant un ressort de longueur négative, fabriqué avec encore plus de tension afin que son point d'équilibre soit à une longueur négative, avec un morceau de matériau inélastique de la longueur appropriée afin que le point de force nulle se produise à une longueur nulle.

Zéro rejet liquide (ZLD) – Il est défini comme un processus de traitement qui élimine le rejet d'effluents liquides dans les eaux de surface, empêchant ainsi la pollution de l'environnement et favorisant le recyclage et la réutilisation des eaux usées pour la conservation de l'eau.

Zone de Laue d'ordre zéro (ZOLZ) – C'est un plan spécifique dans l'espace réciproque qui contient l'origine (000) et est perpendiculaire au faisceau d'électrons incident en diffraction électronique. Il représente essentiellement l'intersection de la sphère d'Ewald avec le plan du réseau réciproque passant par l'origine. Les réflexions dans la zone de Laue d'ordre zéro sont caractérisées par leur proximité avec le faisceau transmis et leur symétrie, qui reflète la structure cristalline projetée dans la direction du faisceau incident.

Convoyeur accumulateur sans pression – Il s’agit d’un système de convoyeur méticuleusement conçu pour éradiquer toute pression ou force exercée entre des produits rapprochés.

 Circuit homopolaire – Il est défini comme un modèle de circuit équivalent dans lequel les trois tensions homopolaires sont en phase les unes avec les autres, ce qui entraîne un déphasage de zéro entre les tensions d'entrée et de sortie. Il est influencé par les connexions des enroulements des transformateurs série et shunt et par leur construction de noyau.

Composants homopolaires – Ces composants font référence aux composants d'amplitude et de phase égales qui résultent de conditions de défaut de terre asymétriques et de charges déséquilibrées dans un système triphasé. Ils ne peuvent circuler que là où un chemin de retour vers le neutre existe et sont distincts des impédances directes et négatives.

Tension homopolaire – Il est défini comme un tiers de la somme des tensions de phase dans un système triphasé. Il est représenté mathématiquement par Va0 =1/3 (Va + Vb + Vc). Cette mesure de tension peut être obtenue à l'aide de configurations spécifiques de transformateurs de tension ou d'impédances équilibrées connectées aux trois lignes.

Température de résistance nulle (ZST) – Il fait référence à la température à laquelle un matériau, généralement l'acier, perd toute résistance mesurable et ne peut plus supporter aucune charge. Cela se produit en raison de la fusion des joints de grains lors du chauffage ou de la solidification, empêchant le matériau de transférer des forces perpendiculairement à la direction de solidification. Il s'agit d'un paramètre critique dans des processus tels que le moulage et le soudage, où la compréhension de la température de résistance nulle aide à prévenir les défauts.

Délai zéro – Il est défini comme la réponse immédiate d'un système ou d'un instrument lors de l'excitation de porteurs de charge, comme dans une expérience de pompe/sonde infrarouge moyen, où la génération de porteurs de charge se produit instantanément lors de l'absorption de photons.

Rapprochement du zéro – Elle est définie comme une approche dans laquelle l’énergie d’un atome individuel dans un système est déterminée par le degré d’ordre moyen prévalant dans l’ensemble du système, plutôt que par les configurations fluctuantes des atomes voisins. Cette approximation se caractérise par son insensibilité à la structure détaillée ou à la dimensionnalité du réseau.

Loi zéro de la thermodynamique – Il stipule que si deux systèmes thermodynamiques sont chacun en équilibre thermique avec un troisième, alors ils sont en équilibre thermique l'un avec l'autre, c'est-à-dire que si le corps « A » est en équilibre thermique (aucun transfert de chaleur entre eux lorsqu'il est en contact) avec le corps « C » et que le corps « B » est en équilibre thermique avec le corps « C », alors « A » est en équilibre thermique avec « B ». Par conséquent, l’équilibre thermique entre les systèmes est une relation transitive. Deux systèmes sont dits en relation d’équilibre thermique s’ils sont reliés par une paroi perméable uniquement à la chaleur et s’ils n’évoluent pas dans le temps. Par commodité de langage, on dit parfois aussi que les systèmes sont en relation d'équilibre thermique s'ils ne sont pas liés de manière à pouvoir transférer de la chaleur les uns aux autres, mais ne le peuvent toujours pas (même) s'ils sont reliés par une paroi perméable uniquement à la chaleur.

Zéro temps – C'est le moment où les conditions de chargement ou de contrainte données sont initialement obtenues respectivement lors d'essais de fluage ou de contrainte-relaxation.

Commutation à tension nulle (ZVS) – Il est défini comme une méthode qui permet à un interrupteur d'alimentation et à une diode de s'allumer et de s'éteindre à tension nulle, minimisant ainsi les contraintes de tension et de courant, réduisant ainsi les pertes de commutation dans les convertisseurs.

Couche Zêta  – Il s’agit de la troisième couche d’alliage zinc-fer issue de l’acier de base formée pendant le processus de galvanisation. La composition chimique de cette couche est d'environ 94 % de zinc et 6 % de fer. La couche Zeta a une dureté DPN (numéro pyramidal du diamant) de 179, comparée à la dureté DPN de l'acier de base de 159.

Potentiel Zêta – On l’appelle aussi potentiel électrocinétique. Il s’agit d’une différence de potentiel dans la solution provoquée par une répartition résiduelle et déséquilibrée des charges dans la solution adjacente, produisant une double couche. Le potentiel Zêta est différent du potentiel d'électrode dans le sens où il se produit exclusivement dans la phase solution, c'est-à-dire qu'il représente le travail réversible nécessaire pour amener la charge unitaire de l'infini dans la solution jusqu'à l'interface en question mais pas à travers l'interface.

Mesures du potentiel zêta – Ces mesures font référence à la caractérisation de la charge superficielle des nanomatériaux, qui permet d'étudier l'efficacité des agents de coiffage et d'évaluer la stabilité des nanoparticules. La valeur du potentiel zêta peut être positive ou négative, selon la nature de l'agent de coiffage.

Polypropylène Ziegler-Natta – Il fait référence au polypropylène produit à l'aide de catalyseurs Ziegler-Natta au titane, qui sont généralement fabriqués sous forme de solides supportés par du chlorure de magnésium et activés avec des alkyles d'aluminium. Ce processus est normalement utilisé dans plusieurs technologies.

Méthode de réglage Ziegler-Nichols – Il s'agit d'une technique heuristique largement utilisée pour régler les contrôleurs PID (proportionnel-intégral-dérivé). Il fournit une approche systématique pour déterminer les valeurs initiales des paramètres proportionnels-intégraux-dérivés (gain proportionnel, temps intégral et temps dérivé) en fonction du comportement du système contrôlé. Le procédé vise à obtenir un système de contrôle stable et réactif, fréquemment en trouvant le gain qui produit des oscillations soutenues, puis en utilisant ces oscillations pour calculer les paramètres proportionnels-intégraux-dérivés.

Protocole ZigBee – Il est défini comme une norme de communication sans fil conçue pour les applications de courte durée et à faible consommation d'énergie, principalement dans l'Internet des objets (IoT), utilisant le protocole de base IEEE 802.15.4 de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers. Il prend en charge plusieurs types de périphériques, notamment les coordinateurs, les routeurs et les périphériques finaux, facilitant ainsi une gestion et une communication efficaces du réseau.

Configuration en zigzag – Il fait référence à une méthode de connexion de trois transformateurs monophasés qui fournit un chemin pour les courants de charge homopolaires, gérant efficacement les charges déséquilibrées et les conditions de défaut à la terre en construisant les enroulements en zigzag.

Bacs de mise à la terre en zigzag – Ces banques sont utilisées pour fournir un quatrième fil pour les charges phase-terre sur les systèmes de distribution. Ils utilisent une configuration de transformateur en zigzag pour abaisser la tension de manière plus efficace qu'un transformateur étoile-triangle.

Transformateur en zigzag – Il s'agit d'un transformateur triphasé à plusieurs enroulements qui est parfois utilisé pour la mise à la terre.

Enroulement de transformateur en zigzag - Il s'agit d'un enroulement de transformateur à usage spécial avec une connexion en zigzag ou en « étoile interconnectée », de telle sorte que chaque sortie est la somme vectorielle de deux (2) phases décalées de 120 degrés. Il est utilisé comme transformateur de mise à la terre, créant une connexion neutre manquante à partir d'un système triphasé non mis à la terre pour permettre la mise à la terre de ce neutre à un point de référence de terre, pour effectuer une atténuation des harmoniques, car ils peuvent supprimer les courants harmoniques triples (3e, 9e, 15e et 21e, etc.), pour fournir une alimentation triphasée en tant qu'auto-transformateur (servant de primaire et de secondaire sans circuits isolés) et pour fournir une alimentation non standard, Alimentation triphasée déphasée. Les transformateurs triphasés à neuf enroulements ont généralement trois primaires et six enroulements secondaires identiques, qui peuvent être utilisés dans une connexion d'enroulements en zigzag.

Zinc (Zn) – C'est un élément chimique ayant le numéro atomique 30. C'est un métal légèrement cassant à température ambiante et a un aspect grisâtre brillant lorsque l'oxydation est éliminée. À certains égards, le zinc est chimiquement similaire au magnésium (Mg), les deux éléments ne présentant qu'un seul état d'oxydation normal (+2), et les ions Zn2+ et Mg2+ sont de taille similaire. Le zinc est plus réactif que le fer (le principal composant de l’acier). Lorsqu'il est exposé à l'humidité et à l'oxygène, le zinc forme une couche protectrice d'oxyde de zinc, d'hydroxyde de zinc et de carbonate de zinc, qui adhère à la surface et bloque la corrosion. Le zinc s'altère très lentement, le revêtement a donc normalement une longue durée de vie. Le zinc a une électronégativité plus grande que le fer et offre donc une protection cathodique (ou sacrificielle) à l'acier. Il en résulte une corrosion du zinc de préférence à l'acier si le revêtement est ébréché ou endommagé pour exposer le métal de base, en plus d'agir comme protecteur galvanique. Le zinc possède cinq isotopes stables. Le minerai de zinc le plus courant est la sphalérite (mélange de zinc) qui est un minéral sulfure de zinc. Le zinc est raffiné par flottation par mousse du minerai, grillage et extraction finale à l'aide de l'électricité (électro-gainage). Dans sa forme la plus pure, le zinc est disponible sous forme de plaques, de lingots, de grenaille, de poudre et de poussière. Le zinc en dalles est produit en trois qualités. Les limites d’impuretés sont très importantes lorsque le zinc est utilisé à des fins d’alliage. Le dépassement des limites d'impuretés peut entraîner de mauvaises propriétés mécaniques et de corrosion. La grenaille de zinc pure est principalement utilisée pour les ajouts aux bains d'électrogalvanisation, et la poudre et la poussière de zinc sont utilisées dans les batteries et dans les peintures améliorées résistantes à la corrosion.

Piles zinc-air – Ces batteries sont définies comme des cellules électrochimiques qui utilisent des anodes en poudre de zinc, des cathodes catalytiques et un électrolyte alcalin, où l'oxygène atmosphérique sert de cathode active. Ils sont connus pour leur grande capacité de stockage d'énergie et leurs courbes de décharge plates, bien qu'ils aient généralement une courte durée de vie de 1 mois à 3 mois en raison des fuites d'air.

Pièces moulées en alliage de zinc – Les alliages de zinc sont largement utilisés dans les moulages sous pression et par gravité. Lorsqu'ils sont utilisés comme alliages de coulée générale, les alliages de zinc peuvent être coulés à l'aide de procédés tels que le moulage sous pression à haute pression, le moulage sous pression à basse pression, le moulage en sable, le moulage en moule permanent (moules en fer, en graphite ou en plâtre), le moulage par rotation (moules en caoutchouc de silicone), le moulage de précision (cire perdue), la coulée continue ou semi-continue et la coulée centrifuge. Un procédé plus récent implique le moulage semi-solide, dont plusieurs techniques peuvent être utilisées. La corrosion n'est pas un problème pour la majorité des applications. Cependant, pour les pièces moulées soumises à une attaque corrosive modérée à sévère, il faut s'attendre à une certaine perte de propriétés. Le vieillissement à long terme peut également entraîner une légère perte de propriétés ; les effets varient d'un alliage à l'autre et dépendent de la méthode de coulée utilisée. Tous les alliages de zinc coulé ont d'excellentes propriétés d'usinage, avec une longue durée de vie, de faibles forces de coupe, une bonne finition de surface, une faible usure des outils et une faible formation de copeaux. Les opérations d'usinage courantes effectuées sur ces alliages comprennent le perçage, le taraudage, l'alésage, le brochage, le fraisage, le tournage, le fraisage, le filetage et le sciage. Les pièces moulées en alliage de zinc peuvent être facilement assemblées par brasage ou brasage, ou par certaines techniques de soudage utilisant des charges à base de zinc. Les soudures à base de cadmium, d'étain ou de plomb ne sont pas recommandées car elles peuvent favoriser des problèmes de corrosion intergranulaire à moins que les pièces moulées ne soient plaquées avec des couches épaisses de nickel ou de cuivre avant le soudage. De nouvelles soudures à base de zinc deviennent disponibles. Le collage ou les fixations mécaniques sont également d’excellentes méthodes pour assembler des pièces moulées. Les pièces moulées en zinc peuvent être rivetées, jalonnées et serties. Les fixations filetées, y compris les vis autotaraudeuses, ne doivent pas être trop serrées mais plutôt serrées aux couples recommandés. Jusqu'à 40 % de perte de couple doit être intégrée dans la conception pour les pièces fonctionnant à des températures élevées de 50 deg C ou plus. Une perte de couple substantielle peut être évitée en utilisant des fixations spéciales, notamment des rondelles coniques (à ressort ou Belleville) ou en étoile de la bonne qualité.

Placage en alliage de zinc – Il s'agit d'un processus par lequel une fine couche d'un alliage à base de zinc est appliquée sur un objet métallique, généralement par électrodéposition, pour améliorer sa résistance à la corrosion, sa résistance à l'usure et son apparence. Ce revêtement fournit une couche sacrificielle protégeant le métal sous-jacent de la rouille et d’autres formes de corrosion. Les alliages de zinc couramment utilisés dans le placage comprennent le zinc-nickel et le zinc-fer.

Chlorure de zinc et d'ammonium  – C'est le composant typique de la solution de flux utilisée dans la phase de nettoyage du processus de galvanisation.

Mélange de zinc – Il s’agit d’une forme minérale de sulfure de zinc (ZnS) avec une structure cristalline cubique. Il est également connu sous le nom de sphalérite et constitue un minerai sulfuré de zinc commun. La mélange de zinc a un rapport 1:1 d'atomes de zinc et de soufre, avec un arrangement tétraédrique d'ions.

Batterie à flux zinc-brome – Il est défini comme un type de batterie à flux qui présente une densité énergétique élevée et peut se charger et se décharger avec une grande capacité et une longue durée de vie, en utilisant une solution aqueuse de bromure de zinc comme réactif principal. Il permet une décharge profonde fréquente à 100 % sans affecter les performances. Sa conception favorise la sécurité et la recyclabilité.

Calcinats de zinc – C'est le produit de la réaction de concentrés sulfurés de zinc et éventuellement d'autres matériaux contenant du zinc primaires ou secondaires qui sont grillés dans un four à haute température ou soufflés à l'air.

Patine au carbonate de zinc  – C'est la couche de carbonate de zinc relativement insoluble qui se forme lorsque le revêtement galvanisé vieillit, offrant une protection supplémentaire contre la corrosion et une résistance à l'abrasion.

Piles zinc-carbone – Il s’agit d’un type de cellule galvanique qui utilise du zinc comme anode, du dioxyde de manganèse comme cathode et du chlorure d’ammonium ou du chlorure de zinc comme électrolyte. Il offre une source d'alimentation économique avec des performances acceptables pour plusieurs applications.

Alliages de zinc pour fonderie – Les alliages de zinc coulé ont des microstructures dendritiques/eutectiques. Les alliages hypoeutectiques se solidifient avec des dendrites riches en zinc (eta), tandis que les alliages hypereutectiques se solidifient avec des dendrites riches en aluminium. Il est extrêmement important que tous les alliages de coulée zinc-aluminium soient manipulés avec soin pour éviter une collecte excessive d’impuretés nocives telles que le plomb, le cadmium, l’étain et le fer, entre autres. La contamination croisée provoquée par la fusion des alliages dans les fours utilisés pour couler des alliages de cuivre et d'aluminium ou de fer est particulièrement gênante car ces alliages contiennent des éléments nocifs pour les alliages de zinc. Les préoccupations en matière de pureté ont conduit les producteurs à exiger que seules des matières 100 % vierges soient utilisées dans la production d'alliages de zinc de fonderie. A maximum 50 % remelt of foundry returns to the melting furnace is acceptable during the making of castings. Zinc alloys have low melting points, need relatively low heat input, do not need fluxing or protective atmospheres, and are non-polluting. The rapid chilling rate inherent in zinc die castings results in minor property and dimensional changes with time, particularly if the casting is quenched from the die rather than air cooled. Although this is rarely a problem, a stabilizing heat treatment can be applied prior to service if rigid dimensional tolerances are to be met. The higher the heat treatment temperature, the shorter the stabilizing time needed with 100 deg C is a practical limit to prevent blistering of the casting or other problems. A common treatment consists of 3 hours to 6 hours at 100 deg C, followed by air cooling. The time extends to 10 hours to 20 hours for a treatment temperature of 70 deg C. Because of their high fluidity, zinc alloys can be cast in much thinner walls than other die castings alloys, and they can be die-cast to tighter dimensional tolerances. Zinc alloys allow the use of very low draft angles. In some cases, a zero draft angle is possible.

Zinc castings – These castings refer to components fabricated through the die-casting process using zinc alloys, characterized by their ability to be produced rapidly, with intricate detail, tight dimensional tolerances, and excellent surface finish. They are known for their thin-wall casting capability, good machinability, and receptiveness to different finishing techniques, making them widely applicable in industries such as automotive and electronics.

Zinc chloride (ZnCl2) – It is a chemical compound composed of zinc and chlorine. It is a white, crystalline, and hygroscopic solid that readily absorbs moisture from the air. It is highly soluble in water and has several industrial applications, including use as a flux, dehydrating agent, and in textile and paper processing.

Zinc coated sheet and strip – In this the sheet and strip are coated with zinc (i) by dipping in a bath of molten zinc with the mass of the zinc varies in general between 100 grams per square meter to 700 grams per square meter total on both the sides and the coating having a spangle, minimized spangle, or without spangle finish, and (ii) by electrolytic deposition with the mass of the zinc varying in general between 7 grams per square meter and 107 grams per square meter on each side corresponding to a coating thickness of 1 micro-meter to 15 micro-meters on each side. After zinc coating, the surfaces can be passivated by chromating or phosphating.

Zinc-coated steel – It is also known as galvanized steel. It is steel that has been coated with a layer of zinc to protect it from corrosion. This coating acts as a barrier, preventing the steel from rusting when exposed to moisture and oxygen. The zinc also provides sacrificial protection, meaning it corrodes preferentially to the steel if the coating is damaged.

Zinc coating – It is a protective layer of zinc applied to a metal surface, typically steel, to prevent corrosion (rusting). This process, frequently called galvanizing, uses zinc’s ability to act as a sacrificial anode, meaning it corrodes preferentially to the underlying metal, hence protecting it from rust. The use of zinc as a coating to protect steel and iron from corrosion is the largest single application for the metal worldwide. Metallic zinc coatings are applied to steels namely (i) from a molten metal bath (hot dip galvanizing), (ii) by electrochemical means (electro-galvanizing), (iii) from a spray of molten metal (metallizing), and (iv) in the form of zinc powder by chemical / mechanical means (mechanical galvanizing). Zinc coatings are applied to several different types of products, ranging in size from small fasteners to continuous strip to large structural shapes and assemblies.

Zinc-cobalt plating – Zinc-cobalt coatings contain 0.6 % to 2 % cobalt. Zinc-cobalt alloys find extensive use for relatively inexpensive components in applications which need improved abrasion resistance and corrosion protection. Typically, an 8 micrometers film with 1 % cobalt lasts up to 500 hours in a neutral salt spray test before red rust appears if the proper chromate is applied. Some reduction in corrosion resistance is experienced after exposure to high temperature, but not as much as with zinc-iron alloys. A unique attribute of zinc-cobalt is its corrosion resistance to sulphur di-oxide in accelerated corrosion tests. This suggests that these coatings can be suitable for use in sulphur-containing corrosive environments. There are two types of zinc-cobalt plating baths namely acid and alkaline. Alkaline baths are preferred for tubes and other configurations with internal unplated areas. Exposure to acidic electrolyte reduces the corrosion resistance of such parts. Available chromates include clear, yellow, iridescent and black.

Zinc concentrate – It is a processed mineral material containing a high concentration of zinc, typically extracted from zinc ore through beneficiation processes like flotation. It is a crucial intermediate product used in the production of metallic zinc and different zinc-containing products.

Zinc deposits – These deposits refer to the different morphological forms of zinc which are plated from aqueous alkaline electrolytes, which can include heavy spongy, dendritic, filamentous mossy, boulder, and layer-like structures, each influenced by factors such as substrate type, surface treatment, electrolyte composition, and current density. For practical applications, well-adherent boulder or layer-like deposits are preferred, while other forms can hinder performance in battery cycling.

Zinc di-alkyl-di-thio-phosphate (ZDDP) – It is a chemical compound widely used as an anti-wear and antioxidant additive in lubricants, particularly in engine oils. It’s a coordination compound consisting of zinc bound to the anion of a di-alkyl-di-thio-phosphoric acid. Zinc di-alkyl-di-thio-phosphates are known for their ability to form protective tribo-films on metal surfaces under friction, which reduces wear and extends the life of engine components.

Zinc dust – It is a fine powder composed of metallic zinc. It is characterized by its bluish-gray colour and is used as a reducing agent, a pigment in corrosion-resistant coatings, and in several industrial applications. It is produced by condensing zinc vapour and is frequently spherical in shape.

Zinc electrode – It is defined as a component in nickel-zinc battery technology, typically composed of zinc oxide mixed with additives like calcium oxide, which improve conductivity and anti-corrosive properties, while also influencing discharge product solubility and cell energy density.

Zinc flake coatings  – These are non-electrolytically applied coatings, which provide good protection against corrosion. These coatings consist of a mixture of zinc and aluminium flakes, which are bonded together by an inorganic matrix. The specifications for zinc flake coatings are defined in International Organization for Standardization standard ISO 10683 and also in European standard EN 13858. ISO 10683 sets out the requirements for zinc flake coatings for threaded fasteners and EN 13858 describes the requirements for zinc flake coatings for fasteners with no thread and for other parts as well. There are three groups of zinc flake coatings namely (i) zinc flake coatings containing Cr (VI) (hexavalent chromium) with surfaces containing Cr (VI) provide higher anti-corrosion protection with a thinner coating, but Cr (VI) is carcinogenic and poses a potential risk to the environment, (ii) solvent-based Cr (VI)-free zinc flake coatings, and (iii) water-based Cr (VI)-free zinc flake coatings.

Zinc flake powder – It is made from spherical zinc powder by dry ball milling with lubricants. Zinc flake powder has stronger covering, floating and shielding properties as well as better metallic lustre than spherical zinc powder.

Zinc-ion battery (ZIB) – It is defined as energy storage device which utilizes zinc as the charge carrier, offering advantages such as low cost, environmental friendliness, safety, and a long life cycle compared to lithium-ion batteries. They feature high volumetric energy density and operate with aqueous electrolytes, avoiding issues like dendrite formation.

Zinc hydroxide  – It is the corrosion product formed in response to the presence of moisture on galvanized articles.

Zinc-iron alloy layers  – These are inner layers of the galvanized coating formed from interdiffusion reactions between iron in the base steel and molten zinc metal, (e.g., delta, gamma, and zeta layers).

Zinc-iron plating – It is a process where a thin layer of zinc alloyed with a small amount of iron is deposited onto a metal substrate, typically steel. This alloy coating provides improved corrosion resistance compared to plain zinc plating and is frequently used as an alternative to cadmium plating. The iron content in the coating is normally between 0.4 % and 1 % by weight. Zinc-iron plating involves depositing a layer of zinc alloyed with iron onto a metal surface. The iron content in the deposit is a key factor in its properties. Zinc-iron plating produces alloys containing 15 % to 25 % iron (Fe) as-plated. Advantages of this alloy are good weldability and ductility. It is electroplated on steel coil and strip for auto bodies. Strip for the manufacture of automotive components is also plated in baths that produce 1 % Fe in the alloy deposit, a special feature of this alloy is its suitability for deep black chromating. The corrosion resistance of zinc-iron is normally lower than that of the other zinc alloys, especially after exposure to high temperatures such as those encountered by under-the-hood automotive components.

Zinc mine – It is defined as a location where zinc ores, which typically contain 5 % to 15 % zinc, are extracted for processing and production of zinc metal. The majority of zinc mines are operated underground, with some utilizing open pit methods.

Zinc nickel (Zn-Ni) – It is an alloy coating, typically composed of 85 % to 88 % zinc and 12 % to 15 % nickel, used to protect metal surfaces from corrosion. This alloy is applied through electro-plating, where a layer of zinc-nickel is deposited onto a base metal, normally steel, using an electric current. This coating offers superior corrosion resistance compared to zinc alone, particularly in demanding environments.

Zinc-nickel alloy – Zinc-nickel alloys produce the highest corrosion resistance of electroplated zinc alloys. These alloys contain from 5 % to 15 % nickel. Corrosion resistance improves with nickel content up to 1 % to 18 %. Beyond this range the alloy becomes more noble than steel and loses its sacrificial protection property. An alloy containing 10 % to 13 % nickel is electro-plated on steel strip and coil as an alternative to zinc-iron or electro-galvanizing. An advantage of this composition is the formability of the steel after coiling. For components, chromatizing is needed. However, best results are achieved on alloys containing 5 % to 10 % nickel Ni. For alloys in this range of nickel content, corrosion resistance to neutral salt spray reaches 1000 hours or more before red rust. An advantage of zinc-nickel alloys is their retention of 60 % to 80 % of their corrosion resistance after forming and after heat treatment of plated components. This attribute makes these alloys suitable for automotive applications such as fasteners, brake and fuel lines, and other under-the-hood components.

Zinc-nickel alloy coated sheet and strip – In this product sheet or strip is coated electrolytically with a zinc-nickel alloy, with a coating thickness normally between 1 micro-meter to 8.5 micro-meters per side.

Zinc-nickel alloys plating – Zinc-nickel alloys plated from alkaline baths have shown potential as substitutes for cadmium coatings. Available chromates are clear, iridescent, bronze, and black. Alkaline formulations are preferred for their ease of operation and since they provide more uniform alloy composition and better overall corrosion resistance, especially on tubing and on internal configurations of parts.

Zinc ore – It is a naturally occurring rock or mineral deposit containing zinc, a metallic element used in several industrial applications. It is not found as a pure metal in the earth, but rather as compounds like zinc sulphide (sphalerite), zinc carbonate (smithsonite), and zinc silicate. These ores are mined and processed to extract the zinc metal.

Zinc oxide  – Combined with oxygen, zinc is available as zinc oxide powder. Zinc oxide is used as a pigment in primers and finish paint, as a reducing agent in chemical processes, and as a common additive in the production of rubber products. Zinc oxide is also the basic corrosion product formed almost instantaneously on freshly galvanized articles after withdrawal from the molten zinc metal.

Zinc oxide nano-particles – These nano-particles are defined as nano-structured zinc oxide materials which show unique properties different from their bulk counterpart, and they are utilized in several applications including chemical sensors, photo-catalysis, and opto-electronics because of their excellent structural, electrical, and optical characteristics.

Zinc patina  – It is relatively insoluble zinc carbonate layer which forms as the galvanized coating weathers, providing added corrosion protection and abrasion resistance.

Zinc phosphate coating – It is a type of chemical conversion coating used to treat metal surfaces, mainly steel, to improve corrosion resistance and improve the adhesion of subsequent coatings like paint. They are formed by reacting the metal surface with a phosphate solution, resulting in a crystalline layer of zinc phosphate. This layer acts as a barrier to corrosion and provides a good foundation for other finishes. Zinc phosphate coatings are inorganic, crystalline layers formed on metal surfaces through a chemical reaction.

Zinc plating – It is a process in which a thin layer of zinc is electroplated onto a metal substrate, typically steel or iron. The main purpose of zinc plating is to provide corrosion resistance to the underlying metal, helping prevent rust and degradation when exposed to moisture and air. The zinc layer acts as a sacrificial barrier, corroding first before the base metal does, offering protection over time. The plating process is relatively simple and cost-effective, making it widely used in manufacturing. Zinc Plating also provides a smooth, shiny finish which improves the aesthetic appearance of the product. It is frequently used in industries such as automotive, construction, and electronics.

Zinc powder – It refers to a finely divided form of metallic zinc, typically with particles ranging from sub-micron to a few hundred micro-meters in size. This powder is used as a raw material to create several components and products through powder processing techniques. The high surface area of zinc powder makes it reactive and suitable for several applications, including chemical reactions and as a component in batteries.

Zinc refining – It is defined as a process mainly involving electrolysis to recover metallic zinc from ores, with techniques such as electro-winning representing over 80 % of global zinc production. It also includes the recovery of by-products such as indium and other minor metals through electrolytic methods.

Zinc-rich paint  – It is also called cold galvanizing. It is the material used to touch-up and or repair hot-dipped galvanized surfaces, providing barrier protection and some cathodic protection (if the concentration of zinc is above 94 % in dry film thickness).

Zinc smelting – It is defined as the process of extracting zinc metal from its ores, mainly through methods such as roasting zinc concentrates to produce zinc oxide, which is then reduced by carbon in furnaces at high temperatures. This process includes various techniques like blast furnace processing and use of vertical retorts to efficiently produce zinc.

Zinc solder  – It is the material which is used to touch-up and / or repair hot-dip galvanized surfaces.

Zinc spelter – It typically refers to impure zinc, frequently in the form of slabs, got from the reduction of zinc ores. It is a commercially available form of zinc but contains impurities like lead and sometimes copper. Zinc spelter can also refer to a zinc-lead alloy which resembles bronze in appearance when aged.

Zinc stearate – It is a fine, white powder which acts as a lubricant. It is used to reduce friction during the pressing and compacting of metal powders, which helps prevent die wear and improves the flow of powder into the die cavity. This results in a more consistent and defect-free powder compact, known as a green compact.

Zinc sulphate – It is a chemical compound with the formula ZnSO4, normally known as white vitriol. It is an inorganic compound. It forms hydrates ZnSO4.nH2O, where ‘n’ can range from 0 to 7. All are colourless solids. The most common form includes water of crystallization as the heptahydrate, with the formula ZnSO4·7H2O.

Zinc sulphide (ZnS) – It is a naturally occurring inorganic compound with the chemical formula ZnS. It is a white, crystalline material which is normally found as the mineral sphalerite. Pure zinc sulphide is white, but it can appear black because of the impurities. It has several applications, including use as a pigment, in optics, and as a component in electronic devices because of its luminescent properties.

Zinc sulphide films – These are thin layers of the compound zinc sulphide (ZnS) which are used in several opto-electronic and optical applications because of their unique properties. These films are known for their wide band-gap, high refractive index, and ability to transmit light in the visible and infrared spectrum.

Zinc sulphide nano-particles – These nano-particles are defined as nano-scale structures of zinc sulphide which show unique morphologies, such as one-dimensional nano-wires and three-dimensional micro-spheres, and possess significant opto-electronic properties, making them suitable for applications in solar cells and photo-detectors.

Zinc worms – These are surface imperfections, characteristic of high-zinc brass castings, which occur when zinc vapour condenses at the mould / metal interface, where it is oxidized and then becomes entrapped in the solidifying metals.

Zincrometal – It is a steel coil-coated product consisting of a mixed-oxide underlayer containing zinc particles and a zinc-rich organic (epoxy) topcoat. It is weldable, formable, paintable, and compatible with normally used adhesives. Zincrometal is used to protect outer body door panels in automobiles from corrosion.

Zircon  – It is a mineral belonging to the group of nesosilicates and is a source of the metal zirconium. Its chemical name is zirconium (IV) silicate, and its corresponding chemical formula is ZrSiO4. An empirical formula showing some of the range of substitution in zircon is (Zr1-y, REEy)(SiO4)1-x(OH)4x-y. Zircon precipitates from silicate melts and has relatively high concentrations of high field strength incompatible elements. For example, hafnium is almost always present in quantities ranging from 1 % to 4 %. The crystal structure of zircon is tetragonal crystal system. The natural colour of zircon varies between colourless, yellow-golden, red, brown, blue, and green.

Zirconia – It is also known as zirconium dioxide (ZrO2). It is a white crystalline oxide of zirconium. It is a versatile material with applications ranging from jewelry to dental implants and even nuclear reactors. It is also known as a popular diamond simulant called cubic zirconia.

Zirconia grain stabilization – It refers to the process of preventing the phase transformation of zirconium di-oxide (zirconia) from its tetragonal or cubic form to its monoclinic form at lower temperatures by adding a stabilizing agent like yttria. This transformation can cause a substantial volume expansion and lead to cracking and failure of the material. By stabilizing the tetragonal or cubic phase, the material’s strength and toughness are improved, making it more durable and suitable for several applications.

Zirconia refractories  – These are refractories mainly composed of zirconium oxide (ZrO2). They are frequently used for glass furnaces since they have low thermal conductivity, are not easily wetted by molten glass and have low reactivity with molten glass. These refractories are also useful for applications in high temperature construction materials.

Zirconia toughened alumina (ZTA) – It is a composite material made from alumina and zirconia. It combines the outstanding characteristics of both materials. Compared to conventional alumina, zirconia toughened alumina possesses superior hardness, higher flexural strength, and similar density. Compared to conventional zirconia, it possesses a lower coefficient of linear thermal expansion and higher thermal conductivity. By leveraging these features, zirconia toughened alumina has been widely adopted in milling parts and wear-resistant parts which need cooling. Zirconia-toughened is frequently used in structural applications, cutting tools, and medical devices.

Zirconium (Zr) – It is a chemical element having atomic number 40. Pure zirconium is a lustrous transition metal with a greyish-white colour that closely resembles hafnium and, to a lesser extent, titanium. It is solid at room temperature, ductile, malleable and corrosion-resistant. The mineral zircon is the most important source of zirconium. Besides zircon, zirconium occurs in over 140 other minerals, including baddeleyite and eudialyte. Majority of zirconium is produced as a byproduct of minerals mined for titanium and tin. Zirconium forms a variety of inorganic compounds, such as zirconium dioxide, and organometallic compounds, such as zirconocene dichloride. Five isotopes occur naturally, four of which are stable. The metal and its alloys are mainly used as a refractory and opacifier. The properties of zirconium indicate that it is ductile and has useful mechanical properties similar to those of titanium and austenitic stainless steel. Zirconium has excellent resistance to several corrosive media, including super-heated water, and it is transparent to thermal energy neutrons. Because of these properties, zirconium is used in water-cooled nuclear reactors as cladding for uranium fuel. In 1958, zirconium became available for industrial use and began to supplant stainless steel as a fuel cladding in commercial power station nuclear reactors. Also, the chemical-processing industries began to use zirconium in several severe corrosion environments. Zirconium also finds uses in flashbulbs, biomedical applications and water purification systems. Zirconium alloys are used to clad nuclear fuel rods because of their low neutron absorption and strong resistance to corrosion, and in space vehicles and turbine blades where high heat resistance is necessary.

Zirconium alloys – These are defined as metallic materials mainly composed of zirconium, frequently alloyed with elements such as tin, niobium, chromium, iron, and hafnium. These alloys are used extensively in the nuclear industry for applications like fuel cladding, fuel channels, and structural components in water-cooled reactors. These alloys, including Zircaloy-1, Zircaloy-2, and Zircaloy-4, are selected for their superior corrosion resistance and mechanical properties under reactor conditions.

Zirconium alloy welding – Zirconium alloys are weldable with procedures and equipment are similar to those used for welding titanium and austenitic stainless steels. Zirconium has a low coefficient of thermal expansion, which contributes to low distortion during welding. Because of the reactivity of zirconium with oxygen, nitrogen, and hydrogen, the metal is to be shielded during welding with high-purity inert gas or a good vacuum. Also, zirconium is to be free of oil, grease, and dirt to avoid the dissolving of carbon-containing and oxygen-containing materials, which can embrittle the metal or create porosity and can reduce the corrosion-resistant properties of the metal. Zirconium and its alloys are available in two general categories namely commercial grade and reactor grade. Commercial-grade zirconium designates zirconium which contains hafnium as an impurity. Reactor-grade zirconium designates zirconium from which majority of the hafnium has been removed to make it suitable for nuclear reactor applications. Since pure zirconium has relatively low mechanical properties, different alloying elements are added to enhance its mechanical properties. Zirconium and its alloys are available in plate, sheet, bar, rod, and tubing form in a variety of material specifications.

Zirconium alloy welding process – Zirconium alloys are highly reactive to oxygen and nitrogen in air at high temperatures. Hence, the selected welding processes and procedures are to be capable of shielding the weldment and heat-affected zones (HAZ) from contamination. The use of fluxes is normally avoided, since reactivity with the chemicals in the fluxes causes brittleness and can reduce the corrosion resistance of zirconium weldments. The welding processes which can be used for welding are (i) gas tungsten arc welding, (ii) gas metal arc welding, (iii) plasma arc welding, (iv) electron beam welding, (v) laser beam welding, (vi) friction welding, (vii) resistance welding, (viii) resistance spot welding, and (ix) resistance seam welding. The selection of a welding process depends on several factors, e.g., weld joint, tensile and corrosion-resistant property requirements, cost, and design configuration. Gas-tungsten arc welding is very widely used process for joining zirconium alloys. It uses techniques similar to those used for welding stainless steel, i.e., the direct current power supply is connected for straight polarity (electrode negative, DCEN). Two desirable features are a contactor for making and breaking the arc and high-frequency arc starting. Plasma arc welding is also commonly used, especially for autogenous welding of butt joint thicknesses from 3 millimeters to 1.5 millimeters. Gas-metal arc welding is occasionally used for joint thicknesses from 3 millimeters or more, because of its more-rapid weld time and the consequent savings in shielding gas and production time. Weld quality is more difficult to maintain, because of weld spatter and arc instability, which result in weld contamination and weld defects. Electron-beam welding is rarely used, because of high equipment operating cost as well as weld chamber size limitations. Laser-beam welding has had very limited use in joining zirconium and has been applied mainly in nuclear reactors. Friction welding is used to join zirconium tubes to zirconium rods, as well as to dissimilar metal alloys (e.g., zirconium to stainless steel) for heat-exchanger applications. Resistance welding is especially useful for the seam or spot welding of thin sheets, since no shielding is needed.

Zirconium carbide (ZrC) – It is a hard, refractory ceramic material known for its high melting point, high thermal and electrical conductivity, and strong chemical resistance. It has a metallic gray colour and a cubic crystal structure. It is frequently used in aerospace and nuclear applications because of its strength and ability to maintain properties at high temperatures.

Zirconium carbide cermets -These are composite materials combining the hardness of zirconium carbide (ZrC) ceramic with the toughness and ductility of a metallic component, typically a metal like nickel, cobalt, or tungsten. These materials are engineered to leverage the beneficial properties of both ceramic and metallic phases, resulting in materials with high temperature strength, wear resistance, and fracture toughness.

Zirconium casting – It refers to the process of creating zirconium or zirconium alloy components by melting the metal and pouring it into a mould to solidify into the desired shape. This technique is similar to titanium casting, but zirconium alloys are more reactive at high temperatures, needing careful process control. Zirconium casting utilizes two melting methods namely vacuum arc skull melting and vacuum induction melting. Both furnace systems are capable of melting all reactive alloys. Castings can be produced with the receiving moulds in a static mode as well as by centrifugal casting. Centrifugal casting is accomplished by mounting the moulds on a turntable. This setup utilizes a centre sprue with a runner system to feed from the outside of the mould in. The mould is filled against the centrifugal forces, allowing a slower fill rate and reducing the potential for entrapped gases in the casting.

Zirconium di-boride  (ZrB2) – It is a highly covalent refractory ceramic material with a hexagonal crystal structure. Zirconium di-boride is an ultra-high temperature ceramic (UHTC) with a melting point of 3,246 deg C. This along with its relatively low density of around 6.09 grams per cubic centimeters (measured density can be higher because of hafnium impurities) and good high temperature strength makes it a candidate for high temperature aerospace applications such as hypersonic flight or rocket propulsion systems. It is an unusual ceramic, having relatively high thermal and electrical conductivities, properties it shares with iso-structural titanium di-boride and hafnium di-boride. Zirconium di-boride parts are normally hot pressed (pressure applied to the heated powder) and then machined to shape. Sintering of zirconium di-boride is hindered by the  material’s covalent nature and presence of surface oxides which increase grain coarsening before densification during sintering. Pressure-less sintering of zirconium di-boride is possible with sintering additives such as boron carbide and carbon which react with the surface oxides to increase the driving force for sintering but mechanical properties are degraded compared to hot pressed zirconium di-boride. Additions of around 30 volume percent silicon carbide (SiC) to zirconium di-boride is frequently done to improve oxidation resistance through silicon carbide creating a protective oxide layer which is similar to aluminum’s protective alumina layer.

Zirconium oxide based cermets – Zirconia is a ceramic material which can be bonded with metal to give useful refractory products. Even when combined with only small quantities of metal, such as 5 % to 15 % titanium, strong and thermal shock resistant materials suitable for crucibles to melt rare and reactive metals can be produced. If the zirconium oxide is combined with molybdenum, the resulting cermet shows excellent corrosion resistance against molten steel, in addition to high-temperature strength and limited sensitivity to thermal shock, especially when the metal content is around 50 % by volume. Thermocouple sheaths for temperature measurements of metallic melts, extrusion dies used for forming non-ferrous metals, and wear resistant parts made from these cermets with somewhat higher ceramic content, such as 60 % by volume, are some of the applications.

Zirconium oxide refractory – It consists of refractory products consisting substantially of zirconium di-oxide. It is known for their high temperature resistance and chemical stability. Zirconium oxide casting r efractories are used in several high-temperature applications, including furnace linings, crucibles, and casting nozzles, because of their exceptional properties.

Zirconium powder – It is a fine, particulate form of the metallic element zirconium. It’s typically a grayish-white or bluish-black powder, depending on its purity and form, and is characterized by its high flammability in its dry state. Zirconium powder can be produced through various methods and is used in a wide range of applications, including pyrotechnics, explosives, and as a component in alloys.

Zirconium oxy-chloride (ZrOCl2) – It is a chemical compound used in textile treatments, particularly in fire retardant applications, frequently combined with citric acid and hydrochloric acid. It is utilized to improve the flame resistance of materials like wool fabric under specified conditions.

Zirconium titanate – It is also called lead zirconate titanate (PZT). It is defined as a ceramic perovskite material. It is known for its significant piezo-electric properties, which enable it to change shape when an electric field is applied. It is widely used in many industrial applications because of its high performance, low loss, and versatility in fabrication into different forms.

Zircon refractory – It consists of refractory products consisting substantially or entirely of crystalline zirconium orthosilicate (ZrSiO4). Zircon refractories are specialized ceramic materials known for their exceptional resistance to high temperatures and chemical corrosion. These materials are widely used in industries like metallurgy, glass manufacturing, and ceramics because of their ability to withstand harsh conditions without substantial degradation.

ZK60 alloy – It refers to a magnesium alloy which is known for its limited precipitation hardening and is improved in strength through the co-addition of minor elements such as calcium (Ca) and erbium (Er), resulting in ultra-high tensile and yield strengths.

Z-mill – It is also known as a Sendzimir mill. It is a type of cold rolling mill known for its ability to produce high-quality, thin-gauge steel sheets and plates with precise tolerances and surface finishes. It achieves this through a unique design featuring multiple small-diameter work rolls backed by a series of larger backup rolls. This configuration allows for high rolling forces and precise control over the rolling process, resulting in minimal surface defects and consistent thickness.

Zonal safety analysis (ZSA) – It is defined as a tool in the system safety process which examines the proximity aspects of individual system installations and assesses the potential for mutual influence between systems installed in close proximity.

Zone  – It typically refers to a defined area or region within a system, structure, or process which is distinguished by specific characteristics or functionalities. These zones can be created for different purposes, such as designating different areas within a building for specific uses, defining areas of risk in hazardous environments, or establishing regions with specific regulations or tolerances.  In geology, zone is an area of distinct mineralization. Zone is also any group of crystal planes that are all parallel to one line, which is called the zone axis.

Zone axis – In crystallography, it is a crystallographic direction which is parallel to the intersection line of two or more crystal planes. Essentially, it is the direction along which these intersecting planes align.

Zone control – It is a feature in conveyor systems where different zones of the conveyor can be controlled independently, allowing for better energy efficiency and product handling.

Zoned heating – It refers to a system that divides a furnace into multiple temperature-controlled areas (zones) to optimize heating efficiency. Instead of heating the entire furnace to a single temperature, zoned systems allow for different temperatures in different areas, based on needs and preferences. This approach can lead to substantial energy savings.

Zone melting – It means highly localized melting, normally by induction heating, of a small volume of an otherwise solid metal piece, normally a metal rod. By moving the induction coil along the rod, the melted zone can be transferred from one end to the other. In a binary mixture where there is a large difference in composition on the liquidus and solidus lines, high purity can be attained by concentrating one of the constituents in the liquid as it moves along the rod.

Zone of oxidation  – It is the upper portion of an ore-body which has been oxidized.

Zone, primary combustion – In this zone of combustion, the primary combustion takes place. It is defined as the region within a combustion chamber where a portion of the air is mixed with fuel at an optimal air / fuel ratio, typically around 15:1, for facilitating efficient burning of the fuel. This zone is characterized by a toroidal vortex that stabilizes the flame and promotes the rapid ignition of fuel droplets.

Zone refining – It is a technique which is used to purify materials, especially metals and semiconductors, by repeatedly melting and solidifying a small zone of the material. Impurities tend to concentrate in the molten zone, leaving behind a purer solid as the zone moves. This process is repeated multiple times to achieve high levels of purity.

Zones concept, sintering – Typical sintering furnaces can be thought of as having three or more interconnected zones (depending on the powder material being sintered), each with a separate function. The sintering process consists of several sequential phases, each needing a unique combination of temperature, time and atmosphere composition, flow, direction, and circulation. Each phase of the sintering process occurs in a specific zone of the furnace. Separating these zones and phases conceptually improves design flexibility. A close match between the temperature and atmosphere of each zone and the function of each phase results in an optimum overall sintering process. In a single system, the base nitrogen can be modified with other gases or active ingredients to produce an appropriate and optimum atmosphere composition for each sintering phase before introduction into proper furnace zone.

Zone segregation – It refers to the separation of different groups or elements into distinct areas or zones. This can apply to different contexts, including social groups, waste management, and even network security.

Zone segregation, steel ingot – It refers to the uneven distribution of chemical elements or phases within the solidified metal, creating distinct zones with varying compositions. This occurs during the solidification process when some elements prefer to remain in the liquid phase while others solidify into the metal structure, leading to localized variations in composition. Zone segregation in the steel ingots cannot be eliminated completely by rolling or forging, though the shape of the segregated zone possibly can be changed, e.g., square-shape segregation frequently appears in the cross section of hot rolled steel. Hence, heat treatment distortion Is intensified because of this segregation.

Zone, sintering – In powder metallurgy, it consists of highly localized, progressive heating during sintering to produce a desired grain structure, such as grain orientation, and directional properties without subsequent working.

Zones, reheating furnace – A reheating furnace, used in steel and metalworking industries, is typically divided into three or more zones to gradually heat metal stock to the desired temperature. These zones are namely preheating zone, heating zone, and soaking zone. Each zone has specific functions and temperature profiles. Some furnaces can have more than one heating zone. In the preheating zone, the charged steel material is preheated. The role of the preheating zone is to increase the temperature of the steel material progressively. Slow heating of the steel surface initially is necessary for the control of the thermal stresses in the steel material. In the heating zone the surface temperature of the steel material is raised rapidly. The majority of heat absorption by steel material is accomplished in this zone. In the soaking zone, the internal temperature of the steel material is controlled so as to have as far as possible a uniform temperature throughout the cross section of the steel material. The temperature of this zone is progressively increased so as to have the target or desired discharging temperature for the steel material. In the reheating furnace, the major amount of heating takes place in the heating zone. The temperature uniformity up to desired limits between the core and the surface of the steel material is achieved in the soaking zone. The flue gases move in a direction opposite to that of the steel material and thus ensures considerable amount of waste heat recovery by convection in the preheating zone. Preheating zone is also sometimes called the recuperative zone. The velocity and the retention time of the exhaust gases in the furnace are important for the effective transfer of its sensible heat to the steel material.

Zoning – It is a device of land use planning. The word is derived from the practice of designating permitted uses of land based on mapped zones which separate one set of land uses from another. Zoning can be use-based (regulating the uses to which land can be put) or it can regulate building height, lot coverage and similar characteristics or some combination of these.

Zoom – In image processing, zoom refers to the geometric transformation which magnifies or reduces the size of an image. It is a way to make an image appear larger or smaller, frequently to reveal details or fit it within a display area. Zooming can be achieved through different methods, including optical zoom (using lens movement) and digital zoom (image processing).

Zoom scope sight – It is an optical device which uses a telescopic lens system to magnify a distant target. The ‘zoom’ aspect refers to the ability to adjust the magnification, typically through a variable power setting, to bring the target closer or further away visually.

Z-phase – It refers to different things depending on the context. In materials science, it typically describes a specific phase in metal alloys, frequently a complex nitride, or a phase formed in sodium-ion battery cathodes. In encoder systems, the Z-phase signal is a reset or origin signal. It can also refer to a phase in zeolites or a concept in photo–catalysis.

Z-pins – These are a type of reinforcement used in composite materials which improve strength in the through-the-thickness direction, improving resistance to delamination and enabling the creation of joints capable of withstanding higher mechanical loads.

Z-section – It is a structural component shaped like the letter ‘Z’. It is used mainly in construction for supporting roofs and walls. It is characterized by a central web and two flanges extending at opposing angles, providing strength and flexibility, especially in metal building framing. Z-sections are frequently used as purlins (for roofs) and girts (for walls) to support cladding and distribute loads evenly. The Z-shape provides a good strength-to-weight ratio and resistance to bending and torsion, making it suitable for spanning between main structural elements like rafters or trusses.

Z-transform – It is a mathematical operation which converts a set of evenly spaced measurements of an analog signal into a series of frequency components. It is a mathematical tool used to convert a discrete-time signal (a sequence of numbers) into a complex frequency-domain representation. It is analogous to the Laplace transform for continuous-time signals and is particularly useful for analyzing discrete-time systems and solving difference equations.

Zwitterion – It is also called an inner salt or dipolar ion. It is a molecule which contains an equal number of positively and negatively charged functional groups. Some zwitterions, such as amino acid zwitterions, are in chemical equilibrium with an uncharged ‘parent’ molecule.

Zwitterionic materials – These materials are defined as – that contain both positively and negatively charged groups, resulting in an overall neutral charge. They show strong hydrophilicity and antifouling properties because of the ionic structuring of water, which creates a hydrated layer which repels foulants.

Zwitterionic surfactant – It is defined as an amphiphilic organic compound which possesses both hydrophobic groups in its tail and hydrophilic groups in its head, which can substantially reduce interfacial tension in oil recovery applications.

Zylon  – It is is a trademarked name for a high-performance synthetic polymer material, specifically a range of thermoset liquid-crystalline poly-oxazole. Its IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) name is poly (p -phenylene-2,6-benzobisoxazole. In generic usage, the fibre is referred to as PBO. Zylon has 5.8 gigapascals of tensile strength, which is 1.6 times that of Kevlar. Additionally, Zylon has a high Young’s modulus of 270 gigapascals, meaning that it is stiffer than steel. Like Kevlar, Zylon is used in a number of applications which need very high strength with excellent thermal stability.