Aluminijum (Al), koji se čini srebrno bijelim, pripada kubičnoj strukturi usmjerenoj na lice sa konstantom rešetke od 404959,6 nanometara, relativnom atomskom masom od 26,8, tačkom topljenja od 658 stepeni i tačkom ključanja od 2000 stepeni. Aluminij se prirodno ne nalazi u komercijalnom cinku. Međutim, aluminijum se namerno dodaje u rastopljeni cink tokom toplog cinkovanja. Svrha je da se poboljša sjaj cinkanog premaza na čeličnim cijevima, poboljša njegova fleksibilnost, promijeni struktura sloja legure gvožđa i cinka i da se suprotstavi uticaju željeza u rastopljenom cinku. Detaljan pregled je kako slijedi:
(1) Aluminij poboljšava sjaj i fleksibilnost pocinčanih čeličnih cijevi.
Teoretski, da bi se to postiglo, dovoljno je samo {{0}}.02% aluminijuma u rastopljenom cinku. Međutim, pošto se aluminijum lako oksidira na površini rastopljenog cinka, na osnovu iskustva, mora se dodati približno 0.2% aluminijuma da bi se održao sadržaj aluminijuma od 0,02% u rastopljenom cinku. Zbog visokog afiniteta između aluminijuma i kiseonika, koji formira sloj glinice, ovaj sloj efikasno sprečava difuziju kiseonika, štiteći ispod nje rastopljeni cink i rastopljeni cink od oksidacije. Slično tome, drugi metalni elementi u rastopljenom cinku su takođe zaštićeni od oksidacije. Kao što znamo, oksid cinka koji nastaje nakon oksidacije rastaljenog cinka je žut, a žuti su i oksidi olova i kadmija. Bez efekta aluminijuma, površina pocinkovanog sloja bi bila značajno potamnjena žutim komponentama, što bi u velikoj meri uticalo na njegov sjaj. Zbog toga se tokom vrućeg pocinčavanja dodaje određena količina aluminija kako bi se dobio svijetli pocinčani sloj. U međuvremenu, kada rastopljeni cink sadrži 0,2% aluminijuma, može se dobiti najbolji uzorak, a fleksibilnost pocinkovanog sloja je posebno dobra.
Međutim, Američko društvo za ispitivanje i materijale preporučuje da se aluminijum ne koristi kao metalni aditiv za posvjetljivanje, a ako se koristi, treba ga ograničiti na ispod 0.01%.
(2) Modifikacija strukture pocinčanog sloja
Teoretski, da bi se postigla svrha modifikacije strukture pocinčanog sloja, dovoljan je sadržaj aluminijuma od {{0}},2 do 0,3% u rastopljenom cinku. Međutim, u stvarnoj proizvodnji, aluminij u rastopljenom cinku lako reagira s kisikom i troši se. Stoga, da bi se održao sadržaj aluminijuma od 0,2 do 0,3% u rastopljenom cinku, mora se dodati približno 1,5% do 3,5% aluminijuma. Da bismo ilustrirali uticaj sadržaja aluminijuma na modifikaciju strukture pocinkovanog sloja, posmatrajmo promene u strukturi pocinkovanog sloja kako se sadržaj aluminijuma postepeno povećava od niskog ka visokom:
Povećanje sadržaja aluminijuma na 0.05% u rastopljenom cinku ima za cilj da poveća sjaj površine pocinkovanog sloja, ali ne utiče na njegovu strukturu. Prema tome, pocinčana struktura je ista kao ona presvučena od čistog rastaljenog cinka, a sastoji se od adhezionog sloja (faza a), međusloja (faza ), blago ispucalog sloja (faza δ₁), sloja koji se povlači (faza S), i čisti sloj cinka (faza η). Razlika u odnosu na pocinčani sloj prevučen od čistog rastaljenog cinka je u kristalnim oblicima faza.
Kada je sadržaj aluminijuma u rastopljenom cinku 0.1%, kristali lebdećeg sloja (faza δ₁) postoje u velikim blokovima i više nisu raspoređeni u kontinuirani sloj već kao odvojene inkluzije.
Kada je sadržaj aluminijuma u rastopljenom cinku 0.15%, distribucija lebdećeg sloja (faza δ₁) takođe nije kontinuirana, već se sastoji od većih, međusobno odvojenih kristalnih klastera, sa samo slojem (faza δ₁) pokazujući nešto gušću strukturu.
Kada je sadržaj aluminijuma u rastopljenom cinku 0.24%, inhibicijski efekat na jetkanje (legiranje) je jak. Ako se potapanjem pocinčavanje održava na temperaturi od 440 stepeni 1 sat u ovom rastopljenom cinku, a zatim se pregleda, nije utvrđeno da nije došlo do reakcije. Stoga na pocinčanom sloju uzorka postoji samo čisti sloj cinka. To je zato što reakcija između aluminija i čelične cijevi stvara tanak film spojeva FeAl₃ (ili Fe₂Al₅ prema nekim izvorima), ometajući difuziju iona željeza prema cinku.
Iz navedenog se vidi da je količina aluminijuma bitan faktor u promeni strukture pocinkovanog sloja. Kada je sadržaj aluminijuma fiksan, parametri procesa kao što su vrijeme potapanja, fluidnost (kao što je prikazano na slici 3-5) i temperatura uranjanja također utiču na promjenu strukture sloja cinka. Stoga je u proizvodnji toplog pocinčavanja odnos između ova tri faktora određen procesnim specifikacijama i samo pod strogo reguliranim radnim uvjetima može se dobiti željeni pocinčani sloj.
(3) Suprotstavljanje uticaju gvožđa u rastopljenom cinku
Aluminijum reaguje sa gvožđem u rastopljenom cinku i formira tri jedinjenja: FeAl, FeAl₂ i FeAl₃, čime se smanjuje njegov uticaj na pocinkovani sloj.
