อะลูมิเนียม (Al) ที่มีลักษณะเป็นสีขาวเงินและมีโครงสร้างลูกบาศก์อยู่ตรงกลางหน้า มีค่าคงตัวของโครงตาข่ายที่ 404959.6 นาโนเมตร มีมวลอะตอมสัมพัทธ์ 26.8 จุดหลอมเหลว 658 องศา และจุดเดือดที่ 2000 องศา อลูมิเนียมไม่มีอยู่ตามธรรมชาติในสังกะสีเชิงพาณิชย์ แต่จะถูกเพิ่มโดยเจตนาในระหว่างกระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน วัตถุประสงค์ของการเติมอะลูมิเนียมคือเพื่อเพิ่มความเงางามของการเคลือบสังกะสีบนท่อเหล็ก ปรับปรุงความยืดหยุ่น ปรับเปลี่ยนโครงสร้างของชั้นโลหะผสมเหล็ก-สังกะสี และแก้ไขผลกระทบของเหล็กในสังกะสีหลอมเหลว โดยมีรายละเอียดดังนี้:
(1) อลูมิเนียมเพิ่มความเงางามและความยืดหยุ่นของท่อเหล็กชุบสังกะสี
ตามทฤษฎี เพื่อให้บรรลุเป้าหมายเหล่านี้ ปริมาณอะลูมิเนียมเพียง {{0}}.02% ในสังกะสีหลอมเหลวก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอลูมิเนียมไวต่อการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวของสังกะสีหลอมเหลว การเติมอะลูมิเนียมเชิงประจักษ์ประมาณ 0.2% จึงจำเป็นเพื่อรักษาปริมาณอะลูมิเนียม 0.02% ในสังกะสีหลอมเหลว อลูมิเนียมมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนสูง โดยสร้างชั้นอลูมินาที่ป้องกันการแพร่กระจายของออกซิเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปกป้องสังกะสีหลอมเหลวและสังกะสีหลอมเหลวที่อยู่เบื้องล่างจากการเกิดออกซิเดชัน ในทำนองเดียวกัน ธาตุโลหะอื่นๆ ในสังกะสีหลอมเหลวก็ได้รับการปกป้องจากการเกิดออกซิเดชันเช่นกัน สังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมที่ถูกออกซิไดซ์จะมีสีเหลือง และหากไม่มีอลูมิเนียม ชั้นสังกะสีก็จะมีส่วนประกอบที่เป็นสีเหลืองอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งส่งผลเสียต่อความมันเงา ดังนั้นจึงมีการเติมอลูมิเนียมจำนวนหนึ่งในระหว่างการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเพื่อให้ได้ชั้นสังกะสีที่สดใส นอกจากนี้ เมื่อสังกะสีหลอมเหลวมีอะลูมิเนียม 0.2% จะได้รูปแบบที่ดีที่สุด และความยืดหยุ่นของชั้นสังกะสีจะดีเป็นพิเศษ
อย่างไรก็ตาม American Society for Testing and Materials ไม่แนะนำให้ใช้อะลูมิเนียมเป็นสารเติมแต่งโลหะเพื่อความสดใส และหากใช้ ควรจำกัดไว้ที่ต่ำกว่า 0.01%
(2) การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของชั้นสังกะสี
ตามทฤษฎี ในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของชั้นสังกะสี ปริมาณอะลูมิเนียม {{0}}.2 ถึง 0.3% ในสังกะสีหลอมเหลวก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง อลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในสังกะสีหลอมเหลวได้ง่ายและถูกใช้ไป ดังนั้นการเติมอะลูมิเนียมประมาณ 1.5% ถึง 3.5% จึงจำเป็นเพื่อรักษาปริมาณอะลูมิเนียมไว้ที่ 0.2 ถึง 0.3% เพื่อแสดงให้เห็นผลกระทบของปริมาณอะลูมิเนียมต่อโครงสร้างชั้นสังกะสี เรามาตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างชั้นสังกะสีเมื่อปริมาณอลูมิเนียมเพิ่มขึ้น:
การเพิ่มขึ้นของปริมาณอะลูมิเนียมเป็น 0.05% ในสังกะสีหลอมเหลวช่วยเพิ่มความมันวาวของพื้นผิวของชั้นสังกะสี แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของชั้นสังกะสี ดังนั้นโครงสร้างสังกะสีจึงเหมือนกับที่ได้จากสังกะสีหลอมเหลวบริสุทธิ์ประกอบด้วยชั้นยึดเกาะ (เฟส a) ชั้นกลาง (เฟส ) ชั้นที่มีรอยแตกเล็กน้อย (เฟส δ₁) ชั้นลอย (เฟส S) และชั้นสังกะสีบริสุทธิ์ (เฟส η) ความแตกต่างจากชั้นสังกะสีที่ชุบออกจากสังกะสีหลอมเหลวบริสุทธิ์จะอยู่ในรูปผลึกของเฟส
เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมในสังกะสีหลอมเหลวอยู่ที่ 0.1% ผลึกของชั้นลอย (เฟส S) จะมีอยู่ในบล็อกขนาดใหญ่และไม่ได้จัดเรียงเป็นชั้นต่อเนื่องกันอีกต่อไปแต่เป็นแบบรวมที่แยกออกจากกัน
เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมในสังกะสีหลอมเหลวอยู่ที่ 0.15% การกระจายตัวของชั้นลอย (เฟส S) ก็ไม่ต่อเนื่องเช่นกัน แต่ประกอบด้วยกระจุกผลึกที่มีขนาดใหญ่กว่าและแยกออกจากกัน โดยมีเพียงชั้นเดียว (เฟส δ₁) แสดงโครงสร้างที่หนาแน่นขึ้นเล็กน้อย
เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมในสังกะสีหลอมเหลวอยู่ที่ 0.24% ผลของการยับยั้งการกัดกร่อน (อัลลอยด์) จะมีความเข้มข้นสูง หากทำการชุบสังกะสีที่อุณหภูมิ 440 องศา เป็นเวลา 1 ชั่วโมงในสังกะสีหลอมเหลวนี้ แล้วตรวจสอบแล้ว ไม่พบปฏิกิริยาใด ๆ ดังนั้นตัวอย่างสังกะสีจึงมีเพียงชั้นสังกะสีบริสุทธิ์เท่านั้น เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างอลูมิเนียมกับเหล็กทำให้เกิดฟิล์ม FeAl₃ บางๆ (หรือ Fe₂Al₅ ตามแหล่งที่มาบางแหล่ง) ซึ่งจะขัดขวางการแพร่กระจายของไอออนของเหล็กไปยังสังกะสี
จากที่กล่าวมาข้างต้น ปริมาณอลูมิเนียมถือเป็นปัจจัยสำคัญในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของชั้นสังกะสี เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมได้รับการแก้ไขแล้ว พารามิเตอร์กระบวนการ เช่น เวลาการชุบสังกะสี ความลื่นไหล (ดังแสดงในรูปที่ 3-5) และอุณหภูมิการชุบสังกะสีก็มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างชั้นสังกะสีเช่นกัน ดังนั้นในการผลิตชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน ความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทั้งสามนี้จึงถูกกำหนดโดยข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการ และเฉพาะภายใต้สภาวะการทำงานที่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเท่านั้นจึงจะสามารถได้ชั้นสังกะสีที่ต้องการ
(3) การต่อต้านผลกระทบของเหล็กในสังกะสีหลอมเหลว
อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับเหล็กในสังกะสีหลอมเหลวเพื่อสร้างสารประกอบสามชนิด: FeAl, FeAl₂ และ FeAl₃ ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อชั้นสังกะสี
