Mae gan alwminiwm (Al), sydd ag edrychiad ariannaidd-gwyn a strwythur ciwbig wyneb-ganolog, gysonyn dellt o 404959.6 nanometr, màs atomig cymharol o 26.8, pwynt toddi o 658 gradd, a berwbwynt o 2000 gradd. Nid yw alwminiwm yn bresennol yn naturiol mewn sinc masnachol; yn hytrach, caiff ei ychwanegu'n fwriadol yn ystod prosesau galfaneiddio dip poeth. Pwrpas ychwanegu alwminiwm yw gwella sglein y cotio sinc ar bibellau dur, gwella eu hyblygrwydd, newid strwythur yr haen aloi haearn-sinc, a gwrthweithio effeithiau haearn yn y sinc tawdd. Manylir ar y rhain isod:
(1) Mae Alwminiwm yn Gwella Sglein a Hyblygrwydd Pibellau Dur Galfanedig
Yn ddamcaniaethol, i gyflawni'r nodau hyn, mae cynnwys alwminiwm o {{{0}} yn unig.02% yn y sinc tawdd yn ddigon. Fodd bynnag, oherwydd tueddiad alwminiwm i ocsidiad ar wyneb y sinc tawdd, mae angen ychwanegiad alwminiwm empirig o tua 0.2% i gynnal cynnwys alwminiwm o 0.02% yn y sinc tawdd. Mae gan alwminiwm gysylltiad uchel ag ocsigen, gan ffurfio haen alwmina sy'n atal trylediad ocsigen yn effeithiol, gan amddiffyn y sinc tawdd gwaelodol a'r sinc tawdd rhag ocsideiddio. Yn yr un modd, mae elfennau metel eraill yn y sinc tawdd hefyd yn cael eu cysgodi rhag ocsideiddio. Mae sinc, plwm a chadmiwm ocsidiedig yn felyn, a heb alwminiwm, byddai'r haen galfanedig yn cynnwys cydrannau melyn yn sylweddol, gan effeithio'n andwyol ar ei sglein. Felly, mae rhywfaint o alwminiwm yn cael ei ychwanegu yn ystod galfaneiddio dip poeth i gael haen galfanedig llachar. Yn ogystal, pan fydd y sinc tawdd yn cynnwys 0.2% o alwminiwm, ceir y patrwm gorau, ac mae hyblygrwydd yr haen galfanedig yn arbennig o dda.
Fodd bynnag, mae Cymdeithas America ar gyfer Profi a Deunyddiau yn argymell peidio â defnyddio alwminiwm fel ychwanegyn metel sy'n goleuo, ac os caiff ei ddefnyddio, dylid ei gyfyngu i lai na 0.01%.
(2) Newid Strwythur yr Haen Galfanedig
Yn ddamcaniaethol, i newid strwythur yr haen galfanedig, mae cynnwys alwminiwm o {{0}}.2 i 0.3% yn y sinc tawdd yn ddigon. Fodd bynnag, mewn cynhyrchiad ymarferol, mae alwminiwm yn adweithio'n hawdd ag ocsigen yn y sinc tawdd ac yn cael ei fwyta, felly mae angen ychwanegiad alwminiwm o tua 1.5% i 3.5% i gynnal cynnwys alwminiwm o 0.2 i 0.3%. Er mwyn dangos effaith cynnwys alwminiwm ar y strwythur haen galfanedig, gadewch i ni archwilio'r newidiadau yn y strwythur haen galfanedig wrth i'r cynnwys alwminiwm gynyddu:
Mae cynnydd mewn cynnwys alwminiwm i 0.05% yn y sinc tawdd yn gwella sglein wyneb yr haen galfanedig ond nid yw'n effeithio ar ei strwythur. Felly, mae'r strwythur galfanedig yr un fath â'r hyn a geir o sinc tawdd pur, sy'n cynnwys haen adlyniad (cam a), haen ganolraddol (cyfnod), haen wedi cracio ychydig (cyfnod δ₁), haen arnofiol (cam S), a haen sinc pur (cyfnod η). Mae'r gwahaniaeth o'r haen galfanedig sydd wedi'i blatio o sinc tawdd pur yn siâp crisialog y cyfnodau.
Pan fo'r cynnwys alwminiwm yn y sinc tawdd yn 0.1%, mae crisialau'r haen arnofio (cyfnod S) yn bodoli mewn blociau mawr ac nid ydynt bellach wedi'u trefnu mewn haen barhaus ond fel cynhwysiadau wedi'u gwahanu.
Pan fo'r cynnwys alwminiwm yn y sinc tawdd yn 0.15%, nid yw dosbarthiad yr haen arnofio (cam S) hefyd yn barhaus ond mae'n cynnwys clystyrau crisialog mwy, wedi'u gwahanu oddi wrth ei gilydd, gyda dim ond yr haen (cyfnod δ₁) yn dangos strwythur ychydig yn ddwysach.
Pan fo'r cynnwys alwminiwm yn y sinc tawdd yn 0.24%, mae effaith atal ysgythru (aloiing) yn gryf. Os perfformir y galfaneiddio ar dymheredd o 440 gradd am 1 awr yn y sinc tawdd hwn ac yna'i archwilio, ni chanfyddir unrhyw adwaith. Felly, dim ond haen sinc pur sy'n bodoli ar y sampl galfanedig. Mae hyn oherwydd bod yr adwaith rhwng alwminiwm a dur yn cynhyrchu ffilm denau o FeAl₃ (neu Fe₂Al₅ yn ôl rhai ffynonellau), sy'n rhwystro trylediad ïonau haearn tuag at y sinc.
O'r uchod, mae faint o alwminiwm yn ffactor pwysig wrth newid strwythur yr haen galfanedig. Pan fydd y cynnwys alwminiwm yn sefydlog, mae paramedrau proses megis amser galfaneiddio, hylifedd (fel y dangosir yn Ffigur 3-5), a thymheredd galfaneiddio hefyd yn dylanwadu ar y newid yn strwythur haen sinc. Felly, wrth gynhyrchu galfaneiddio dip poeth, mae'r berthynas rhwng y tri ffactor hyn wedi'i nodi gan fanylebau'r broses, a dim ond o dan amodau gweithredu a reolir yn llym y gellir cael yr haen galfanedig a ddymunir.
(3) Gwrthweithio Effeithiau Haearn mewn Sinc Tawdd
Mae alwminiwm yn adweithio â haearn mewn sinc tawdd i ffurfio tri chyfansoddyn: FeAl, FeAl₂, a FeAl₃, gan leihau ei effaith ar yr haen galfanedig.
