純粋な金属亜鉛は 室温での密度は約7.13～7.14g・cm-³（≒7,134kg・m-³）。 同素体によって六方晶／正方晶構造）。この値は現代の参考文献の中で一貫しており、工学的な質量体積計算、コスト見積もり、鋳物設計に使用される実用的な数値である。
金属にとっての密度とは
密度とは物質の単位体積あたりの質量のことである（一般的に はグラム/立方センチメートル（g-cm-³）またはキログラム/立方 メートル（kg-m-³）で表される）。エンジニアや冶金学者にとっ て密度の運用上の重要性には、出荷や材料原価計算のための重量の 体積への換算、プロセス流体中の沈没/浮遊挙動の推定、構造設 計のための慣性および比剛性の計算、鋳造作業における凝固収縮の 予測などが含まれる。以下のセクションでは、これらの使用事例を具体的な数値と作業表を用いて説明します。
亜鉛（固体及び液体）の標準基準値
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一般的な固体値（20℃付近）： 7.134 g-cm-³ (現代の情報源では7.13-7.14 g-cm-³と報告されていることが多い）。これは、データシートや元素特性表で使用される一般的な工学的数値である。
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液体（融点）： 亜鉛が溶融（m.p. ≈ 419.5 °C）すると密度は低下する。 ≈6.57 g-cm-³ (m.p.における液体密度は、測定源および参照する正確な温度によって異なる）。
エンジニアはよく、次のように言う。 7.14 g-cm-³ (≈7,140 kg-m-³) 権威ある編纂書では、版と測定温度によって7.133～7.14とされている。
温度および位相依存性
金属の体積は熱によって膨張するため、密度は温度に依存する。亜鉛の場合
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周囲温度付近の固相密度がベースラインである（20℃で～7.13 g-cm-³）。
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温度が上昇するにつれて、熱膨張は融解変態まで密 度を徐々に低下させる（注：結晶同素体や相転移は変態 温度付近で非線形挙動を示す）。高品質な編集物や一部の冶金ハンドブックには、温度に対する密度の表と内挿に必要な係数が記載されている。
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融点における液相は、ソースと正確な温度にもよるが、おおよそ6g-cm-³の中間の値（≒6.5-6.9g-cm-³）までさらに低下する。鋳物質量の推定には、注湯温度での液体密度が正しい入力となります。
結晶構造、相と微細構造の効果
亜鉛は低温で異なる構造挙動を示し（超低温ではα↔β変態が起こる）、通常の常温結晶充填は充填率に影響し、したがって密度に影響する。結晶粒径、気孔率、冷間加工は原子密度を変化させませ んが、その結果密度は変化します。 明白 粉体または多孔質鋳物の嵩密度（ボイド率）。設計部品に密度を指定する場合は、その意味するところを明確にすること：
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理論的（結晶学的）密度 - 格子定数と原子量から計算される；
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見かけのかさ密度 - には、ボイド／ポロシティと表面粗さが含まれる；
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アルキメデス（液体変位）密度 - ラボで固形物に使われる実用的な方法。
合金と不純物による亜鉛の密度変化
他の元素を加えるたびに、質量体積比が変化する。例
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亜鉛アルミニウム鋳造合金（ZA）アルミニウムを添加すると、純亜鉛に比べて平均密度が低下する（Alの割合による）。
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亜鉛銅合金（黄銅のようなもの）銅は密度が高い（～8.96g-cm-³）ので、銅を添加すると合金密度が上がる。
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微量汚染物質 (鉛、鉄、錫)は密度をわずかに変化させるが、大量生産や重量制限のある設計では重要な意味を持つ。
調達／仕様書では、質量または体積精度が重要な場合は、「亜鉛」ではなく、常に正確な合金呼称（ZA-8、Zamak-3など）を参照すること。
測定方法と標準へのトレーサビリティ
一般的な実験室および工業用測定技術
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静水圧（アルキメデス）法 - 完成部品に広く使用される。適切に密閉された場合にのみ、閉気孔を含む見かけの密度が得られる。
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ガスピクノメトリー - 密閉された空隙を除いた真の固体体積を測定する。
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X線/中性子回折格子定数法 - は、結晶金属の格子定数から理論密度を計算します。
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オンライン/現場プロセス密度測定 - 浸漬プローブまたは電磁気法を用いた溶融金属浴に使用。
トレーサビリティ：高精度の要件には、国家計量標準機関（NIST、NPL、PTB） に準拠した認証標準物質および方法を使用する。元素密度および熱物理定数については、権威ある編集物（NIST、CRC、RSC、査読付き冶金学テキスト）を参照する。
換算表とクイックリファレンスチャート
表1 純亜鉛の核物理定数（参照条件）
| プロパティ | 値（代表値） | 備考／出典 |
|---|---|---|
| 密度（固体、≈20 °C） | 7.134 g-cm-³ | 元素コンパイルと材料データベース。 |
| 密度（ソリッド、丸め） | 7.14 g-cm-³ | データシートで使用される一般的な四捨五入。 |
| 密度（液体、m.p.） | ≈6.57 g-cm-³ | 融点における液体密度（温度依存性）。 |
| 原子質量 | 65.38 g-mol | 標準原子量。 |
| 融点 | 419.5 °C | 鋳造／凝固の計算に役立つ。 |
表2 - 単位変換（実用的）
| 単位 | 亜鉛の等価値（7.134g-cm-³を使用） |
|---|---|
| 1 g-cm-³ | 1000 kg-m-³ |
| 7.134 g-cm-³ | 7,134 kg-m-³ |
| 1 m³の亜鉛 | ~7,134キロ |
| 1リットル (1,000 cm³) | ~7.134キロ |
| 1立方インチ | 0.0163871 L → 質量 ≒ 0.1169オンス（常衡オンス） |
表3 - 密度：亜鉛と他の一般的な金属（クイック・デザイン・コンテクスト）
| メタル | 密度 (g-cm-³) | 備考 |
|---|---|---|
| アルミニウム（純） | 2.70 | 重量が重要な場合に使用。 |
| マグネシウム（純） | 1.74 | 非常に軽い構造用途 |
| 亜鉛（純） | 7.13 | 中重量金属; 耐腐食性コーティング |
| 鉄 / スチール（約） | 7.85 | バルクの密度と強度が高い |
| 銅 | 8.96 | より重く、優れた導電性 |
| リード | 11.34 | より重い。 |
設計と製造への影響
亜鉛メッキ
亜鉛の密度を知ることで、塗膜の厚さ（ミクロン） を面積あたりの質量（g-m-²）に換算し、在庫とコスト の見積もりに利用することができます。例：10 µmコーティングは、質量≈（密度×厚さ）= 7.134 g-cm-³ × 0.001 cm = 0.007134 g-cm-² → 71.34 g-m-² に相当します。
ダイカストとシュリンク
亜鉛ダイカストの収縮許容量は凝固体積変化から計算されます。液状の亜鉛は室温の固体より密度が著しく低いため、内部空隙を避けるために、凝固収縮をゲートとフィーダーの設計に考慮する必要があります。体積収縮を見積もるには、注湯温度での液体密度と周囲温度での固体密度を使用します。
バッテリーのアノードと腐食
亜鉛の密度は、ある体積のセルにどれだけの活性質量を詰め込めるかに影響する。体積エネルギー密度の計算では、エンジニアは活性質量（kg）に比容量を掛けます。正確な密度値はセルレベルの設計に不可欠です。
実例とテンプレート
例1 - 体積から質量
200mm×150mm×50mmの亜鉛ブロックの質量が必要：
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体積＝0.2×0.15×0.05＝0.0015m³。
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質量＝密度×体積＝7,134kg・m-³×0.0015m³＝質量 10.701 kg
例2 - 厚みからのコーティング質量
ステンレスパネル面積2m²、必要な亜鉛コーティング20μm：
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コーティングの体積 = 面積 × 厚さ = 2 m² × 20×10-⁶ m = 4×10-⁵ m³
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質量＝7,134 kg・m-³ × 4×10-⁵ m³ ＝＝。 0.28536 kg → 285.36 g 亜鉛の総使用量。
これらのシンプルなテンプレートは、コスト見積もり、重量予算、工程計画の基礎となる。
密度を指定する際によくある落とし穴
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温度を明記していない - 密度は温度によって変化するため、常に基準温度（例：20℃）を指定する。
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亜鉛」と亜鉛合金の混同 - 合金は密度が異なるので、必ず合金規格（Zamak-、ZA-、ASTMグレードなど）の名前を付けること。
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嵩比重と真比重の使い分けを誤る - パウダー、多孔質鋳物、発泡部品は異なる定義を必要とする。
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トラップされたガス／多孔性の無視 - 見かけの密度は、引け巣のある鋳物では理論値よりかなり低くなることがある。
溶融亜鉛の単位体積当たりの重量と、それに関連するるつぼと取鍋の質量が、ホイストの容量とるつぼの壁応力を決定します。溶融亜鉛は常温では固体より密度が低いため、レベリングシステムと供給システムは、飛散を避け、凝固中に適切な供給ができるようなサイズにする必要があります。
よくあるご質問
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Q: エンジニアリングに使用される純亜鉛の密度として許容される値は？
A: 用途 7.13-7.14 g-cm-³ at ~20 °C 標準的な計算には、仕様書に材料データベースまたは元素表を引用する。 -
Q: 亜鉛の密度をkg-m-³に換算するには？
A: g-cm-³に1000を掛ける。つまり、7.134 g-cm-³ = 7,134 kg-m-³. -
Q: 亜鉛は溶けると密度が大きく変わるのですか？
A: 融点における液状の亜鉛は、一般的に以下の温度である。 6g-cm-³半ば 正確な値は温度に依存する。鋳造の計算には、注湯温度での液密度を使用する。 -
Q: 固体の亜鉛の密度を最も正確に測定できる方法はどれですか？
A: バルク金属用、 静水圧測定 粉体にはガスピクノメトリーが最適である。 -
Q: アルミニウムとの合金は亜鉛の密度にどのような影響を与えますか？
A: Al≈2.70g-cm-³であるため、Alは平均密度を低下させる。合金の密度は、組成と相分布によってスケールする。 -
Q: 亜鉛メッキの亜鉛メッキの質量を見積もる際、どのような密度を使用すればよいですか？
A: 固体密度（7.134g-cm-³）を使用し、厚さを面積あたりの質量に換算する（質量＝密度×厚さ）。コストの見積もりには、適切な有効数字に丸める。 -
Q: テクニカル・データシートで亜鉛濃度を指定するには？
A: 値、参照温度（例：「密度：7.134 g-cm-³ at 20 °C」）、測定方法および標準参照（NIST/RSC/CRC）を明記する。 -
Q: 気孔率によって、材料データシートに記載される密度は変わりますか？
A: 材料データシートには通常、次のように記載されている。 理論密度 多孔質または焼結部品は、見掛け密度または嵩密度を測定し、別途指定しなければならない。 -
Q: 高温プロセスでは、密度をどのように調整すればよいですか？
A: 温度依存の膨張係数または密度対温度の表データを用い て、使用温度における密度を補間する。 -
Q: 正確な密度値はどこで確認できますか？
A: 国家計量標準機関および評判の高い編集物（NIST PML、RSC周期表、CRCハンドブック、査読付き冶金ハンドブック）。
実用的な仕様言語
密度（参考値）：7.134 g-cm-³ at 20 °C (固体、結晶性亜鉛)。測定方法：アルキメデス法 (ISO XYZ / ASTM ABC)。参考文献RSC周期表項目およびNIST PML組成データ。
供給されたロットの予想密度を計算できるよう、密 度の測定値（重要な場合）を示すバッチ証明書と合 金証明書（化学組成）を必ず要求すること。
亜鉛濃度を使用する必要があるエンジニアのための簡単なチェックリスト
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基準温度を記載する。
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材料を正確に指定する（純亜鉛または特定の合金の指定）。
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理論密度、見かけ密度、液体密度の中から正しいものを選びなさい。
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認証された測定方法を使用し、トレーサブルな証明書を要求する。
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BOMとロジスティクスにおいて、体積→質量変換を一貫して適用する。
最後の実践メモ
ほとんどの工業やエンジニアリングの作業では 7.13-7.14 g-cm-³ は信頼性の高い質量-体積変換とコスト 計算を提供します。溶融亜鉛、合金、粉体、温度に敏感なプロセスを扱う場 合は、温度と合金組成を特定し、正しい密度値を得るためにトレーサブルな 測定方法または信頼できる表を使用してください。
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