1. Care este baza materială pentru cristalizarea straturilor de zinc?
Proprietățile fizice și chimice ale zincului
Punctul de topire al zincului este de 419,5 grade, punctul de fierbere este de 907 grade și are o bună rezistență la ductilitate și coroziune la temperatura camerei. În timpul procesului de galvanizare, atunci când zincul lichid se solidifică pe suprafața plăcii de oțel, comportamentul său de cristalizare este afectat de factori precum gradientul de temperatură, supercoolarea compoziției și energia de interfață.
Structura de cristal a zincului este Hexagonal Close-Placked (HCP), cu constante de zăpadă A =0.266 nm, C =0.495 nm. Această structură determină caracteristicile sale de creștere anisotropă în timpul cristalizării, adică ratele de creștere ale diferitelor fețe de cristal sunt diferite.
2. Care sunt principiile termodinamice și cinetice ale tranziției în faza de cristalizare?
Conducerea termodinamică: atunci când zincul lichid se solidifică, energia liberă a sistemului scade, iar forța motrice a procesului de cristalizare provine de la supercooling (diferența dintre temperatura reală și punctul de topire). Cu cât este mai mare supercooling, cu atât forța motrice a cristalizării este mai puternică și cu atât rata de nucleare a cerealelor.
Procesul cinetic: cristalizarea include două etape: nucleare și creștere. Nuclearea este împărțită în nucleare uniformă (nucleare spontană în zinc lichid) și nucleare neuniformă (nucleare bazată pe impurități, defecte de suprafață a substratului etc.); Creșterea cerealelor este obținută prin difuzarea atomilor la interfața solid-lichid, iar rata de creștere este afectată de temperatură, coeficient de difuzie a solutului, etc.
3. Care sunt factorii de bază care afectează morfologia cristalină a stratului de zinc?
Undercooling: Pe măsură ce scăderea subteranului crește, rata de nucleare crește și boabele devin mai fine; Când subcoolarea este insuficientă, se formează cu ușurință cereale grosiere sau cristale coloane.
Starea suprafeței substratului: Distribuția rugozității, a filmului de oxid și a elementelor din aliaj a suprafeței substratului afectează poziția nucleării și direcția de creștere, iar nuclearea neuniformă are loc preferențial la defecte.
Adăugarea elementului de aliaj: elemente din aliaj, cum ar fi Al, Ni și Mg, pot schimba punctul de topire, tensiunea de suprafață și rata de difuzie a lichidului de zinc, inhibând sau promovând creșterea planurilor de cristal specifice.
Rata de răcire: răcirea rapidă (cum ar fi injecția cu cuțit de aer și răcirea apei) crește subterarea, promovează nuclearea și inhibă creșterea cerealelor; Răcirea lentă este favorabilă îngrozirii cerealelor.
Distribuția și segregarea solutului: În timpul solidificării, solutele (cum ar fi fazele din aliaj Fe-Zn) se separă la limitele cerealelor sau între dendrite, afectând stabilitatea interfeței și rezultând diferențe de morfologie de dendritică sau de cristal dendritic.
4.Care este principiul de cristalizare al florilor de zinc?
Florile de zinc sunt cea mai frecventă formă cristalină în stratul galvanizat. În esență, acestea sunt aspectul macroscopic al boabelor de zinc. Formarea lor este strâns legată de adăugarea de elemente de aliere (cum ar fi PB și SN) și de controlul ratei de răcire.
Mecanism: Când zincul lichid se solidifică, elementele de aliere sunt îmbogățite la interfața solid-lichid pentru a forma o zonă supercoolată, care promovează creșterea boabelor de zinc într-o manieră dendrite și formează în sfârșit flori de zinc radiale sau petale.
5. Care este principiul controlului de cristalizare al zincului fără spank?
Adăugând AL pentru a inhiba formarea de spille de zinc: AL formează în mod preferențial particule fine, cum ar fi Al₂o₃, în stadiul incipient al solidificării lichidelor de zinc, care servește ca nucleu al nucleării neuniforme, îmbunătățind considerabil rata de nucleare, ceea ce face ca cerealele să fie extrem de fine, iar spillele de zinc nu pot fi văzute macroscopic. ◦ În același timp, procesul de răcire rapidă (cum ar fi creșterea presiunii cu cuțitul de aer și scăderea temperaturii substratului) rafinează în continuare boabele și întărește efectul fără spank-zinc.