1.Hvad er det materielle grundlag for zinklagskrystallisation?
Fysiske og kemiske egenskaber ved zink
Smeltningspunktet for zink er 419,5 grad, kogepunktet er 907 grader, og det har god duktilitet og korrosionsbestandighed ved stuetemperatur. Under galvaniseringsprocessen, når flydende zink størkner på overfladen af stålpladen, påvirkes dens krystallisationsadfærd af faktorer, såsom temperaturgradient, sammensætningssuperkøling og interfacenergi.
Krystallstrukturen af zink er hexagonal tætpakket (HCP) med gitterkonstanter a =0.266 nm, c =0.495 nm. Denne struktur bestemmer dens anisotrope vækstegenskaber under krystallisation, det vil sige, at vækstraterne for forskellige krystalflader er forskellige.
2. Hvad er de termodynamiske og kinetiske principper for krystallisationsfaseovergang?
Termodynamisk drev: Når flydende zink størkner, falder systemets frie energi, og drivkraften i krystallisationsprocessen kommer fra superkøling (forskellen mellem den faktiske temperatur og smeltepunktet). Jo større superkøling er, jo stærkere drivkraften for krystallisation og jo højere er hastigheden af kornnukleation.
Kinetisk proces: Krystallisation inkluderer to trin: nucleation og vækst. Nukleation er opdelt i ensartet nucleation (spontan nucleation inde i flydende zink) og ikke-ensartet nucleation (nucleation baseret på urenheder, substratoverfladedefekter osv.); Kornvækst opnås ved diffusion af atomer ved den faste væske-grænseflade, og vækstraten påvirkes af temperatur, opløst diffusionskoefficient osv.
3.Hvad er de kernefaktorer, der påvirker krystalmorfologien i zinklaget?
Underkøling: Når underkøling øges, øges nucleationshastigheden, og kornene bliver finere; Når underkølingen er utilstrækkelig, dannes grove korn eller søjle krystaller let.
Substratoverfladetilstand: Roughness, oxidfilm og fordeling af legeringselement af substratoverfladen påvirker nukleationspositionen og vækstretningen, og ikke-ensartet nucleation forekommer fortrinsvis ved defekter.
Tilsætning af legeringselement: legeringselementer som Al, Ni og Mg kan ændre smeltepunktet, overfladespænding og diffusionshastighed for zinkvæske, hæmme eller fremme væksten af specifikke krystalfly.
Afkølingshastighed: Hurtig køling (såsom luftknivinjektion og vandkøling) øger underkølingen, fremmer nucleation og hæmmer kornvækst; Langsom afkøling er befordrende for korn grov.
Opløsningsfordeling og adskillelse: Under størkning adskiller opløsninger (såsom Fe-Zn-legeringsfaser) ved korngrænser eller mellem dendritter, der påvirker grænsefladestabiliteten og resulterer i forskelle i dendritisk eller ækvivalent krystalmorfologi.
4.Hvad er krystallisationsprincippet for zinkblomster?
Zinkblomster er den mest almindelige krystallinske form i det galvaniserede lag. I det væsentlige er de det makroskopiske udseende af zinkkorn. Deres dannelse er tæt knyttet til tilsætning af legeringselementer (såsom PB og SN) og kontrol med afkølingshastighed.
Mekanisme: Når flydende zink størkner, beriges legeringselementer ved den faste væske-interface for at danne en superkølet zone, der fremmer væksten af zinkkorn på en dendrit måde og til sidst danner radiale eller kronbladformede zinkblomster.
5.Hvad er krystallisationskontrolprincippet for zink spanglefrit?
Tilføjelse af AL for at hæmme dannelsen af zinkspangler: Al danner fortrinsvis fine partikler, såsom al₂o₃ i det tidlige stadium af zinkvæskstørrelse, som tjener som kernen i ikke-ensartet nukleation, hvilket forbedrer nukleationshastigheden, hvilket gør kornene ekstremt fine, og zinkspangler kan ikke ses makroskopisk. ◦ På samme tid forbedrer den hurtige afkølingsproces (såsom at øge luftknivtrykket og sænke substrattemperaturen) kernene yderligere og styrker den zink-spanglefri effekt.