Mae alwminiwm (Al), sy'n ymddangos yn wyn ariannaidd, yn perthyn i'r strwythur ciwbig sy'n canolbwyntio ar wyneb gyda chysonyn dellt o 404959.6 nanometr, màs atomig cymharol o 26.8, pwynt toddi o 658 gradd, a phwynt berwi o 2000 gradd. Nid yw alwminiwm yn digwydd yn naturiol mewn sinc masnachol. Fodd bynnag, mae alwminiwm yn cael ei ychwanegu'n fwriadol at y sinc tawdd yn ystod galfaneiddio dip poeth. Y dibenion yw gwella sglein y cotio sinc ar bibellau dur, gwella ei hyblygrwydd, newid strwythur yr haen aloi haearn-sinc, a gwrthweithio dylanwad haearn yn y sinc tawdd. Mae dadansoddiad manwl fel a ganlyn:
(1) Mae alwminiwm yn gwella sglein a hyblygrwydd pibellau dur galfanedig.
Yn ddamcaniaethol, i gyflawni hyn, dim ond {{0}}.02% alwminiwm yn y sinc tawdd sy'n ddigon. Fodd bynnag, gan fod alwminiwm yn cael ei ocsidio'n hawdd ar wyneb y sinc tawdd, yn seiliedig ar brofiad, rhaid ychwanegu tua 0.2% o alwminiwm i gynnal cynnwys alwminiwm o 0.02% yn y sinc tawdd. Oherwydd yr affinedd uchel rhwng alwminiwm ac ocsigen, sy'n ffurfio haen alwmina, mae'r haen hon yn atal lledaeniad ocsigen yn effeithiol, gan amddiffyn y sinc tawdd gwaelodol a'r sinc tawdd rhag ocsideiddio. Yn yr un modd, mae elfennau metelaidd eraill yn y sinc tawdd hefyd yn cael eu cysgodi rhag ocsideiddio. Fel y gwyddom, mae sinc ocsid a ffurfiwyd ar ôl ocsidiad sinc tawdd yn felyn, ac mae ocsidau plwm a chadmiwm hefyd yn felyn. Heb effaith alwminiwm, byddai wyneb yr haen galfanedig yn cael ei lychwino'n sylweddol â chydrannau melyn, gan effeithio'n fawr ar ei sglein. Felly, mae rhywfaint o alwminiwm yn cael ei ychwanegu yn ystod galfaneiddio dip poeth i gael haen galfanedig llachar. Yn y cyfamser, pan fydd y sinc tawdd yn cynnwys 0.2% alwminiwm, gellir cael 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 metelaidd sy'n goleuo, ac os caiff ei ddefnyddio, dylid ei gyfyngu i lai na 0.01%.
(2) Addasu strwythur yr haen galfanedig
Yn ddamcaniaethol, er mwyn cyflawni pwrpas addasu strwythur yr haen galfanedig, mae cynnwys alwminiwm o {{0}}.2 i 0.3% yn y sinc tawdd yn ddigon. Fodd bynnag, mewn cynhyrchiad gwirioneddol, mae alwminiwm yn y sinc tawdd yn adweithio'n hawdd ag ocsigen ac yn cael ei fwyta. Felly, er mwyn cynnal cynnwys alwminiwm o 0.2 i 0.3% yn y sinc tawdd, rhaid ychwanegu tua 1.5% i 3.5% o alwminiwm. Er mwyn dangos effaith cynnwys alwminiwm ar addasu strwythur yr haen galfanedig, gadewch i ni arsylwi'r newidiadau yn strwythur yr haen galfanedig wrth i'r cynnwys alwminiwm gynyddu'n raddol o isel i uchel:
Bwriedir i gynnydd mewn cynnwys alwminiwm i 0.05% yn y sinc tawdd wella sglein wyneb yr haen galfanedig ond nid yw'n effeithio ar ei strwythur. Felly, mae'r strwythur galfanedig yr un peth â'r un sydd wedi'i blatio o sinc tawdd pur, sy'n cynnwys haen adlyniad (cam a), haen ganolraddol (cyfnod), haen wedi cracio ychydig (cyfnod δ₁), haen ddrifftio (cam S), a haen sinc pur (cyfnod η). Mae'r gwahaniaeth o'r haen galfanedig sydd wedi'i blatio o sinc tawdd pur yn siapiau crisialog y cyfnodau.
Pan fo'r cynnwys alwminiwm yn y sinc tawdd yn 0.1%, mae crisialau'r haen ddrifftio (cyfnod δ₁) yn bodoli mewn blociau mawr ac nid ydynt bellach wedi'u trefnu mewn haen barhaus ond fel cynhwysiadau ar wahân.
Pan fo'r cynnwys alwminiwm yn y sinc tawdd yn 0.15%, nid yw dosbarthiad yr haen drifft (cyfnod δ₁) hefyd yn barhaus ond mae'n cynnwys clystyrau crisialog mwy, ar wahân, 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'r effaith ataliol ar ysgythru (aloi) yn gryf. Os yw'r galfaneiddio trochi yn cael ei gynnal ar dymheredd o 440 gradd am 1 awr yn y sinc tawdd hwn ac yna'n cael ei archwilio, ni chanfyddir bod unrhyw adwaith wedi digwydd. Felly, dim ond haen sinc pur sy'n bodoli ar haen galfanedig y sampl. Mae hyn oherwydd bod yr adwaith rhwng alwminiwm a'r bibell ddur yn ffurfio ffilm denau o gyfansoddion FeAl₃ (neu Fe₂Al₅ yn ôl rhai ffynonellau), gan rwystro trylediad ïonau haearn tuag at y sinc.
O'r uchod, gellir gweld bod faint o alwminiwm yn ffactor pwysig wrth newid strwythur yr haen galfanedig. Pan fydd y cynnwys alwminiwm yn sefydlog, mae paramedrau proses megis amser trochi, hylifedd (fel y dangosir yn Ffigur 3-5), a thymheredd trochi hefyd yn dylanwadu ar y newid yn strwythur yr haen sinc. Felly, wrth gynhyrchu galfaneiddio dip poeth, mae'r berthynas rhwng y tri ffactor hyn yn cael ei nodi gan fanylebau'r broses, a dim ond o dan amodau gweithredu a reoleiddir yn llym y gellir cael yr haen galfanedig a ddymunir.
(3) Gwrthweithio dylanwad haearn yn y sinc tawdd
Mae alwminiwm yn adweithio â haearn yn y sinc tawdd i ffurfio tri chyfansoddyn: FeAl, FeAl₂, a FeAl₃, gan leihau ei effaith ar yr haen galfanedig.
