एल्युमीनियम (अल), जो चांदी जैसा सफेद दिखाई देता है, 404959.6 नैनोमीटर के जाली स्थिरांक, 26.8 के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान, 658 डिग्री के पिघलने बिंदु और 2000 डिग्री के क्वथनांक के साथ चेहरे-केंद्रित घन संरचना से संबंधित है। वाणिज्यिक जस्ता में एल्युमीनियम प्राकृतिक रूप से नहीं होता है। हालाँकि, हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग के दौरान जानबूझकर पिघले हुए जस्ते में एल्युमीनियम मिलाया जाता है। इसका उद्देश्य स्टील पाइपों पर जस्ता कोटिंग की चमक को बढ़ाना, इसके लचीलेपन में सुधार करना, लौह-जस्ता मिश्र धातु परत की संरचना को बदलना और पिघले हुए जस्ता में लोहे के प्रभाव का प्रतिकार करना है। विस्तृत विवरण इस प्रकार है:
(1) एल्युमीनियम गैल्वेनाइज्ड स्टील पाइपों की चमक और लचीलेपन को बढ़ाता है।
सैद्धांतिक रूप से, इसे प्राप्त करने के लिए, पिघले हुए जस्ते में केवल {{0}}.02% एल्युमीनियम पर्याप्त है। हालाँकि, चूँकि एल्युमीनियम पिघले हुए जस्ते की सतह पर आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, अनुभव के आधार पर, पिघले हुए जस्ते में 0.02% एल्युमीनियम सामग्री बनाए रखने के लिए लगभग 0.2% एल्युमीनियम मिलाया जाना चाहिए। एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन के बीच उच्च संबंध के कारण, जो एल्यूमिना परत बनाता है, यह परत ऑक्सीजन के प्रसार को प्रभावी ढंग से रोकती है, अंतर्निहित पिघले हुए जस्ता और पिघले हुए जस्ता को ऑक्सीकरण से बचाती है। इसी प्रकार, पिघले हुए जस्ते में मौजूद अन्य धात्विक तत्व भी ऑक्सीकरण से सुरक्षित रहते हैं। जैसा कि हम जानते हैं, पिघले हुए जिंक के ऑक्सीकरण के बाद बनने वाला जिंक ऑक्साइड पीला होता है, और सीसा और कैडमियम के ऑक्साइड भी पीले होते हैं। एल्यूमीनियम के प्रभाव के बिना, गैल्वेनाइज्ड परत की सतह पीले घटकों के साथ काफी धूमिल हो जाएगी, जिससे इसकी चमक काफी प्रभावित होगी। इसलिए, एक चमकदार गैल्वनाइज्ड परत प्राप्त करने के लिए हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग के दौरान एल्यूमीनियम की एक निश्चित मात्रा जोड़ी जाती है। इस बीच, जब पिघले हुए जस्ता में 0.2% एल्यूमीनियम होता है, तो सबसे अच्छा पैटर्न प्राप्त किया जा सकता है, और गैल्वनाइज्ड परत का लचीलापन विशेष रूप से अच्छा होता है।
हालाँकि, अमेरिकन सोसाइटी फॉर टेस्टिंग एंड मटेरियल्स एल्युमीनियम को ब्राइटनिंग मेटैलिक एडिटिव के रूप में उपयोग नहीं करने की सलाह देता है, और यदि उपयोग किया जाता है, तो इसे 0.01% से नीचे तक सीमित किया जाना चाहिए।
(2) गैल्वेनाइज्ड परत की संरचना को संशोधित करना
सैद्धांतिक रूप से, गैल्वेनाइज्ड परत की संरचना को संशोधित करने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए, पिघले हुए जस्ता में {{0}}.2 से 0.3% की एल्यूमीनियम सामग्री पर्याप्त है। हालांकि, वास्तविक उत्पादन में, पिघले हुए जस्ता में एल्यूमीनियम आसानी से ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और भस्म हो जाता है। इसलिए, पिघले हुए जस्ते में एल्युमीनियम की मात्रा 0.2 से 0.3% बनाए रखने के लिए, लगभग 1.5% से 3.5% एल्युमीनियम मिलाया जाना चाहिए। गैल्वेनाइज्ड परत की संरचना को संशोधित करने पर एल्यूमीनियम सामग्री के प्रभाव को स्पष्ट करने के लिए, आइए गैल्वेनाइज्ड परत की संरचना में परिवर्तनों का निरीक्षण करें क्योंकि एल्यूमीनियम सामग्री धीरे-धीरे निम्न से उच्च तक बढ़ती है:
पिघले हुए जस्ते में एल्युमीनियम की मात्रा को 0.05% तक बढ़ाने का उद्देश्य गैल्वनाइज्ड परत की सतह की चमक को बढ़ाना है, लेकिन इसकी संरचना को प्रभावित नहीं करता है। इसलिए, गैल्वेनाइज्ड संरचना शुद्ध पिघले हुए जस्ता से बनी संरचना के समान होती है, जिसमें एक आसंजन परत (चरण ए), एक मध्यवर्ती परत (चरण), थोड़ी टूटी हुई परत (चरण δ₁), एक बहती हुई परत (चरण एस) शामिल होती है। और एक शुद्ध जस्ता परत (चरण η)। शुद्ध पिघले जस्ता से चढ़ाए गए गैल्वेनाइज्ड परत से अंतर चरणों के क्रिस्टलीय आकार में है।
जब पिघले हुए जस्ता में एल्युमीनियम की मात्रा 0.1% होती है, तो बहती परत (चरण δ₁) के क्रिस्टल बड़े ब्लॉकों में मौजूद होते हैं और अब एक सतत परत में व्यवस्थित नहीं होते हैं बल्कि अलग-अलग समावेशन के रूप में व्यवस्थित होते हैं।
जब पिघले हुए जस्ता में एल्युमीनियम की मात्रा 0.15% होती है, तो बहती परत (चरण δ₁) का वितरण भी निरंतर नहीं होता है, बल्कि इसमें बड़े, परस्पर अलग क्रिस्टलीय क्लस्टर होते हैं, केवल परत (चरण δ₁) के साथ थोड़ी सघन संरचना दिखा रहा है।
जब पिघले हुए जस्ते में एल्यूमीनियम की मात्रा 0.24% होती है, तो नक़्क़ाशी (मिश्रधातु) पर निरोधात्मक प्रभाव मजबूत होता है। यदि इस पिघले हुए जिंक में विसर्जन गैल्वनाइजिंग को 1 घंटे के लिए 440 डिग्री के तापमान पर बनाए रखा जाए और फिर निरीक्षण किया जाए, तो कोई प्रतिक्रिया नहीं हुई है। इसलिए, नमूने की गैल्वनाइज्ड परत पर केवल शुद्ध जस्ता परत मौजूद होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एल्यूमीनियम और स्टील पाइप के बीच प्रतिक्रिया FeAl₃ (या कुछ स्रोतों के अनुसार Fe₂Al₅) यौगिकों की एक पतली फिल्म बनाती है, जो जिंक की ओर लौह आयनों के प्रसार में बाधा डालती है।
ऊपर से, यह देखा जा सकता है कि गैल्वेनाइज्ड परत की संरचना को बदलने में एल्यूमीनियम की मात्रा एक महत्वपूर्ण कारक है। जब एल्यूमीनियम सामग्री तय हो जाती है, तो प्रक्रिया पैरामीटर जैसे विसर्जन समय, तरलता (जैसा कि चित्र 3-5 में दिखाया गया है), और विसर्जन तापमान भी जस्ता परत की संरचना में परिवर्तन को प्रभावित करते हैं। इसलिए, हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग उत्पादन में, इन तीन कारकों के बीच संबंध प्रक्रिया विनिर्देशों द्वारा निर्धारित किया जाता है, और केवल कड़ाई से विनियमित परिचालन स्थितियों के तहत ही वांछित गैल्वनाइज्ड परत प्राप्त की जा सकती है।
(3) पिघले हुए जस्ते में लोहे के प्रभाव का प्रतिकार करना
एल्यूमीनियम पिघले हुए जस्ता में लोहे के साथ प्रतिक्रिया करके तीन यौगिक बनाता है: FeAl, FeAl₂, और FeAl₃, जिससे गैल्वेनाइज्ड परत पर इसका प्रभाव कम हो जाता है।
