1.Mis on tsinkkihi kristalliseerumise materiaalne alus?
Tsingi füüsikalised ja keemilised omadused
Tsingi sulamistemperatuur on 419,5 kraadi, keemistemperatuur on 907 kraadi ja sellel on hea elastsus ja korrosioonikindlus toatemperatuuril. Galvaniseerimisprotsessi ajal, kui vedel tsink tahkestub terasplaadi pinnal, mõjutavad selle kristalliseerimiskäitumist sellised tegurid nagu temperatuuri gradient, koostise superjahutamine ja liidesenergia.
Tsingi kristallstruktuur on kuusnurkne sulgedega (HCP), võrekonstantidega a =0.266 nm, c =0.495 nm. See struktuur määrab selle anisotroopsed kasvuomadused kristalliseerumise ajal, see tähendab, et erinevate kristallpindade kasvukiirus on erinev.
2.Mis on kristalliseerumise faasi ülemineku termodünaamilised ja kineetilised põhimõtted?
Termodünaamiline ajam: kui vedel tsink tahkestub, väheneb süsteemi vaba energia ja kristallimisprotsessi edasiviiv jõud tuleneb superjahutamisest (erinevus tegeliku temperatuuri ja sulamistemperatuuri vahel). Mida suurem on superjahutus, seda tugevam on kristalliseerumise edasiviiv jõud ja seda suurem on terade tuuma moodustumise kiirus.
Kineetiline protsess: kristalliseerumine hõlmab kahte etappi: tuuma moodustumine ja kasv. Tuuma moodustumine jaguneb ühtlaseks tuuma moodustumiseks (spontaanse tuuma moodustumine vedelas tsingis) ja ebaühtlane tuuma moodustumine (tuuma moodustumine, mis põhineb lisanditel, substraadi pinna defektidel jne); Terade kasv saavutatakse aatomite difusiooniga tahke-vedeliku liidesel ja kasvukiirust mõjutab temperatuur, lahustunud difusioonikoefitsient jne.
3. Millised on tsingi kihi kristallmorfoloogiat mõjutavad põhitegurid?
Alumine: alajahutuse suurenedes suureneb tuuma moodustumiskiirus ja terad muutuvad peenemaks; Kui alajahutamine on ebapiisav, on hõlpsasti moodustuvad jämedad terad või veerukristallid.
Substraadi pinna olek: substraadi pinna karedus, oksiidkile ja sulami elementide jaotus mõjutavad tuumade asukohta ja kasvusuunda ning ebaühtlane tuuma moodustub eelistatavalt defektide korral.
Sulami elementide lisamine: sulami elemendid nagu Al, Ni ja Mg võivad muuta tsinkvedeliku sulamistemperatuuri, pindpinevust ja difusiooni kiirust, pärssides või soodustades spetsiifiliste kristalltasandite kasvu.
Jahutuskiirus: kiire jahutamine (näiteks õhu nuga süstimine ja veejahutus) suurendab alajahutust, soodustab tuuma moodustumist ja pärsib teravilja kasvu; Aeglane jahutamine soodustab teravilja jämedat.
Lahustatud jaotus ja segregatsioon: tahkestamise ajal eralduvad lahustunud ained (näiteks Fe-Zn sulami faasid) terade piirides või dendriitide vahel, mõjutades liidese stabiilsust ja põhjustades erinevusi dendriitses või võrdsustatud kristallmorfoloogias.
4.Mis on tsingilillede kristalliseerumise põhimõte?
Tsingililled on tsingitud kihis kõige tavalisemad kristalsed vormid. Sisuliselt on need tsingi terade makroskoopilised välimused. Nende moodustumine on tihedalt seotud legeerivate elementide (näiteks PB ja SN) lisamisega ja jahutuskiiruse kontrolliga.
Mehhanism: kui vedel tsink tahkestub, rikastatakse legeerivad elemendid tahke-vedeliku liideses, moodustades ülejahutatud tsooni, mis soodustab tsingi terade kasvu dendriidi viisil ja moodustab lõpuks radiaalsed või kroonlehekujulised tsingililled.
5.Mis on tsingipõhise kristallimise juhtimise põhimõte?
AL lisamine pärssib tsingipõrke moodustumist: Al moodustab eelistatavalt peeneid osakesi nagu al₂o₃ tsingi vedeliku tahkumise varases staadiumis, mis toimib ebaühtlase tuuma tuumina, parandades tunduvalt tuuma moodustumiskiirust, muutes terad äärmiselt peeneks, ja tsingi spangleid ei saa makroskroskoopiliselt näha. ◦ Samal ajal täpsustab kiire jahutusprotsess (näiteks õhu nuga rõhu suurendamine ja substraadi temperatuuri alandamine) veelgi teravilja ja tugevdab tsinkivaba efekti.