Aluminium (Al), dengan rupa putih keperakan dan struktur padu berpusat muka, mempunyai pemalar kekisi 404959.6 nanometer, jisim atom relatif 26.8, takat lebur 658 darjah dan takat didih 2000 darjah . Aluminium tidak hadir secara semula jadi dalam zink komersial; sebaliknya, ia sengaja ditambah semasa proses galvanizing hot-dip. Tujuan menambah aluminium adalah untuk meningkatkan kilauan salutan zink pada paip keluli, meningkatkan kelenturannya, mengubah struktur lapisan aloi besi-zink, dan mengatasi kesan besi dalam zink cair. Ini diperincikan di bawah:
(1) Aluminium Meningkatkan Kilauan dan Fleksibiliti Paip Keluli Tergalvani
Secara teorinya, untuk mencapai matlamat ini, kandungan aluminium hanya {{0}}.02% dalam zink cair adalah mencukupi. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kecenderungan aluminium kepada pengoksidaan pada permukaan zink cair, penambahan aluminium empirik sekitar 0.2% diperlukan untuk mengekalkan kandungan aluminium 0.02% dalam zink cair. Aluminium mempunyai pertalian tinggi untuk oksigen, membentuk lapisan alumina yang berkesan menghalang resapan oksigen, melindungi zink lebur dan zink lebur asas daripada pengoksidaan. Begitu juga, unsur logam lain dalam zink cair juga terlindung daripada pengoksidaan. Zink teroksida, plumbum dan kadmium berwarna kuning, dan tanpa aluminium, lapisan tergalvani akan mengandungi komponen kuning dengan ketara, memberi kesan buruk kepada kilauannya. Oleh itu, sejumlah aluminium ditambah semasa galvanizing hot-dip untuk mendapatkan lapisan tergalvani yang terang. Selain itu, apabila zink cair mengandungi 0.2% aluminium, corak terbaik diperoleh, dan kelenturan lapisan tergalvani adalah sangat baik.
Walau bagaimanapun, Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika mengesyorkan agar tidak menggunakan aluminium sebagai bahan tambahan logam pencerah, dan jika digunakan, ia harus dihadkan kepada di bawah 0.01%.
(2) Mengubah Struktur Lapisan Tergalvani
Secara teorinya, untuk mengubah struktur lapisan tergalvani, kandungan aluminium {{0}}.2 hingga 0.3% dalam zink cair adalah mencukupi. Walau bagaimanapun, dalam pengeluaran praktikal, aluminium mudah bertindak balas dengan oksigen dalam zink cair dan dimakan, jadi penambahan aluminium sekitar 1.5% hingga 3.5% diperlukan untuk mengekalkan kandungan aluminium sebanyak 0.2 hingga 0.3%. Untuk menggambarkan kesan kandungan aluminium pada struktur lapisan tergalvani, mari kita periksa perubahan dalam struktur lapisan tergalvani apabila kandungan aluminium meningkat:
Peningkatan kandungan aluminium kepada 0.05% dalam zink lebur meningkatkan kilauan permukaan lapisan tergalvani tetapi tidak menjejaskan strukturnya. Oleh itu, struktur tergalvani adalah sama seperti yang diperoleh daripada zink cair tulen, terdiri daripada lapisan lekatan (fasa a), lapisan perantaraan (fasa ), lapisan retak sedikit (fasa δ₁), lapisan terapung (fasa S), dan lapisan zink tulen (fasa η). Perbezaan daripada lapisan tergalvani yang disadur daripada zink cair tulen adalah dalam bentuk hablur fasa.
Apabila kandungan aluminium dalam zink lebur ialah 0.1%, hablur lapisan terapung (fasa S) wujud dalam bongkah besar dan tidak lagi disusun dalam lapisan berterusan tetapi sebagai rangkuman yang dipisahkan.
Apabila kandungan aluminium dalam zink lebur ialah 0.15%, taburan lapisan terapung (fasa S) juga tidak berterusan tetapi terdiri daripada gugusan kristal yang lebih besar dan saling dipisahkan, dengan hanya lapisan (fasa δ₁) menunjukkan struktur yang sedikit lebih padat.
Apabila kandungan aluminium dalam zink lebur ialah 0.24%, kesan menghalang goresan (pengaloian) adalah kuat. Jika galvanizing dilakukan pada suhu 440 darjah selama 1 jam dalam zink cair ini dan kemudian diperiksa, tiada tindak balas ditemui. Oleh itu, hanya lapisan zink tulen wujud pada sampel tergalvani. Ini kerana tindak balas antara aluminium dan keluli menghasilkan filem nipis FeAl₃ (atau Fe₂Al₅ mengikut beberapa sumber), yang menghalang resapan ion besi ke arah zink.
Daripada perkara di atas, jumlah aluminium adalah faktor penting dalam mengubah struktur lapisan tergalvani. Apabila kandungan aluminium ditetapkan, parameter proses seperti masa galvanizing, kecairan (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3-5), dan suhu galvanizing juga mempengaruhi perubahan dalam struktur lapisan zink. Oleh itu, dalam pengeluaran galvanizing hot-dip, hubungan antara ketiga-tiga faktor ini ditentukan oleh spesifikasi proses, dan hanya di bawah keadaan operasi yang dikawal ketat boleh lapisan tergalvani yang dikehendaki diperolehi.
(3) Menangani Kesan Besi dalam Zink Lebur
Aluminium bertindak balas dengan besi dalam zink cair untuk membentuk tiga sebatian: FeAl, FeAl₂, dan FeAl₃, dengan itu mengurangkan kesannya pada lapisan tergalvani.
