อะลูมิเนียม (Al) ซึ่งปรากฏเป็นสีขาวเงิน อยู่ในโครงสร้างลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง โดยมีค่าคงตัวของโครงตาข่ายที่ 404959.6 นาโนเมตร มีมวลอะตอมสัมพัทธ์ 26.8 จุดหลอมเหลว 658 องศา และจุดเดือดที่ 2000 องศา อลูมิเนียมไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสังกะสีเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม มีการจงใจเติมอลูมิเนียมลงในสังกะสีหลอมเหลวในระหว่างการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน วัตถุประสงค์คือเพื่อเพิ่มความมันวาวของการเคลือบสังกะสีบนท่อเหล็ก ปรับปรุงความยืดหยุ่น ปรับเปลี่ยนโครงสร้างของชั้นโลหะผสมเหล็ก-สังกะสี และต่อต้านอิทธิพลของเหล็กในสังกะสีหลอมเหลว รายละเอียดโดยละเอียดมีดังนี้:
(1) อลูมิเนียมเพิ่มความเงางามและความยืดหยุ่นของท่อเหล็กชุบสังกะสี
ตามทฤษฎี เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ มีเพียงอะลูมิเนียม {{0}}.02% ในสังกะสีหลอมเหลวก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอะลูมิเนียมออกซิไดซ์ได้ง่ายที่พื้นผิวของสังกะสีหลอมเหลว จากประสบการณ์แล้ว จึงต้องเติมอะลูมิเนียมประมาณ 0.2% เพื่อรักษาปริมาณอะลูมิเนียม 0.02% ในสังกะสีหลอมเหลว เนื่องจากความสัมพันธ์สูงระหว่างอลูมิเนียมและออกซิเจนซึ่งก่อตัวเป็นชั้นอลูมินา ชั้นนี้จึงป้องกันการแพร่กระจายของออกซิเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปกป้องสังกะสีหลอมเหลวและสังกะสีหลอมเหลวที่อยู่เบื้องล่างจากการเกิดออกซิเดชัน ในทำนองเดียวกัน องค์ประกอบโลหะอื่นๆ ในสังกะสีหลอมเหลวก็ได้รับการปกป้องจากการเกิดออกซิเดชันเช่นกัน ดังที่เราทราบ ซิงค์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นหลังจากการออกซิเดชันของสังกะสีหลอมเหลวจะมีสีเหลือง และออกไซด์ของตะกั่วและแคดเมียมก็มีสีเหลืองเช่นกัน หากไม่มีผลกระทบของอะลูมิเนียม พื้นผิวของชั้นสังกะสีจะมัวหมองอย่างเห็นได้ชัดด้วยส่วนประกอบสีเหลือง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเงาของมัน ดังนั้นจึงมีการเติมอลูมิเนียมจำนวนหนึ่งในระหว่างการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเพื่อให้ได้ชั้นสังกะสีที่สดใส ในขณะเดียวกัน เมื่อสังกะสีหลอมเหลวมีอลูมิเนียม 0.2% จะได้รูปแบบที่ดีที่สุด และความยืดหยุ่นของชั้นสังกะสีนั้นดีเป็นพิเศษ
อย่างไรก็ตาม American Society for Testing and Materials ไม่แนะนำให้ใช้อะลูมิเนียมเป็นสารเพิ่มความสดใสของโลหะ และหากใช้ ก็ควรจำกัดให้ต่ำกว่า 0.01%
(2) การปรับเปลี่ยนโครงสร้างของชั้นสังกะสี
ตามทฤษฎี เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของชั้นสังกะสี ปริมาณอะลูมิเนียม {{0}}.2 ถึง 0.3% ในสังกะสีหลอมเหลวก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง อลูมิเนียมในสังกะสีหลอมเหลวจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ง่ายและถูกนำไปใช้ไป ดังนั้น เพื่อรักษาปริมาณอะลูมิเนียมไว้ที่ 0.2 ถึง 0.3% ในสังกะสีหลอมเหลว จึงต้องเติมอะลูมิเนียมประมาณ 1.5% ถึง 3.5% เพื่อแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของปริมาณอะลูมิเนียมต่อการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของชั้นสังกะสี ลองสังเกตการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของชั้นสังกะสีกัน เนื่องจากปริมาณอลูมิเนียมจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากต่ำไปสูง:
การเพิ่มปริมาณอะลูมิเนียมเป็น 0.05% ในสังกะสีหลอมเหลวมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มความมันวาวของพื้นผิวของชั้นสังกะสี แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของชั้นสังกะสี ดังนั้นโครงสร้างสังกะสีจึงเหมือนกับที่ชุบจากสังกะสีหลอมเหลวบริสุทธิ์ ประกอบด้วยชั้นยึดเกาะ (เฟส a) ชั้นกลาง (เฟส ) ชั้นที่มีรอยแตกเล็กน้อย (เฟส δ₁) ชั้นลอย (เฟส S) และชั้นสังกะสีบริสุทธิ์ (เฟส η) ความแตกต่างจากชั้นสังกะสีที่ชุบจากสังกะสีหลอมเหลวบริสุทธิ์จะอยู่ในรูปผลึกของเฟส
เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมในสังกะสีหลอมเหลวอยู่ที่ 0.1% ผลึกของชั้นดริฟท์ (เฟส δ₁) จะอยู่ในบล็อกขนาดใหญ่และไม่ได้จัดเรียงเป็นชั้นต่อเนื่องอีกต่อไปแต่เป็นแบบแยกออกจากกัน
เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมในสังกะสีหลอมเหลวอยู่ที่ 0.15% การกระจายตัวของชั้นลอย (เฟส δ₁) ก็ไม่ต่อเนื่องกันเช่นกัน แต่ประกอบด้วยกระจุกผลึกที่มีขนาดใหญ่กว่าและแยกออกจากกัน โดยมีเพียงชั้นเดียว (เฟส δ₁) แสดงโครงสร้างที่หนาแน่นขึ้นเล็กน้อย
เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมในสังกะสีหลอมเหลวอยู่ที่ 0.24% ผลในการยับยั้งการกัด (อัลลอยด์) จะมีความเข้มข้นสูง หากการชุบสังกะสีแบบแช่คงที่อุณหภูมิ 440 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมงในสังกะสีหลอมเหลวนี้แล้วตรวจสอบแล้ว ไม่พบปฏิกิริยาใด ๆ เกิดขึ้น ดังนั้นจึงมีเพียงชั้นสังกะสีบริสุทธิ์เท่านั้นบนชั้นสังกะสีของตัวอย่าง เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างอะลูมิเนียมกับท่อเหล็กทำให้เกิดฟิล์มบางๆ ของสารประกอบ FeAl₃ (หรือ Fe₂Al₅ ตามแหล่งที่มาบางแหล่ง) ซึ่งขัดขวางการแพร่กระจายของไอออนของเหล็กไปยังสังกะสี
จากที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่าปริมาณอะลูมิเนียมเป็นปัจจัยสำคัญในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของชั้นสังกะสี เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมได้รับการแก้ไขแล้ว พารามิเตอร์ของกระบวนการ เช่น เวลาในการแช่ ความลื่นไหล (ดังแสดงในรูปที่ 3-5) และอุณหภูมิในการแช่จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของชั้นสังกะสีด้วย ดังนั้นในการผลิตชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน ความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทั้งสามนี้จึงถูกกำหนดโดยข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการ และเฉพาะภายใต้สภาวะการทำงานที่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเท่านั้นจึงจะสามารถได้รับชั้นสังกะสีที่ต้องการได้
(3) ต่อต้านอิทธิพลของเหล็กในสังกะสีหลอมเหลว
อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับเหล็กในสังกะสีหลอมเหลวเพื่อสร้างสารประกอบสามชนิด: FeAl, FeAl₂ และ FeAl₃ ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อชั้นสังกะสี
