銀白色に見えるアルミニウム (Al) は、面心立方構造に属し、格子定数 404959.6 ナノメートル、相対原子質量 26.8、融点 658 度、沸点 2000 度です。アルミニウムは市販の亜鉛中に自然には発生しません。ただし、溶融亜鉛めっきでは、溶融亜鉛にアルミニウムが意図的に添加されます。その目的は、鋼管上の亜鉛コーティングの光沢を高め、その柔軟性を改善し、鉄 - 亜鉛合金層の構造を変化させ、溶融亜鉛中の鉄の影響を打ち消すことです。詳しい内訳は以下の通りです。
(1) アルミニウムは亜鉛メッキ鋼管の光沢と柔軟性を向上させます。
理論的には、これを達成するには、溶融亜鉛中の{{0}}.02%のアルミニウムだけで十分です。ただし、アルミニウムは溶融亜鉛の表面で容易に酸化されるため、経験に基づいて、溶融亜鉛中のアルミニウム含有量を 0.02% に維持するには、約 0.2% のアルミニウムを添加する必要があります。アルミナ層を形成するアルミニウムと酸素の親和性が高いため、この層は酸素の拡散を効果的に防ぎ、その下の溶融亜鉛と溶融亜鉛を酸化から保護します。同様に、溶融亜鉛中の他の金属元素も酸化から保護されます。ご存知のとおり、溶融亜鉛の酸化後に形成される酸化亜鉛は黄色で、鉛やカドミウムの酸化物も黄色です。アルミニウムの効果がなければ、亜鉛メッキ層の表面は黄色成分で著しく変色し、光沢に大きな影響を及ぼします。そのため、溶融亜鉛めっき中に一定量のアルミニウムを添加して、光沢のある亜鉛めっき層を得る。一方、溶融亜鉛がアルミニウムを０．２％含む場合、最も良好なパターンが得られ、亜鉛めっき層の柔軟性が特に良好である。
ただし、米国材料試験協会は、光沢金属添加剤としてアルミニウムを使用しないことを推奨しており、使用する場合は、0.01% 未満に制限する必要があります。
(2) 亜鉛めっき層の組織変更
理論的には、亜鉛めっき層の構造を修正するという目的を達成するには、溶融亜鉛中のアルミニウム含有量が{{0}}.2〜0.3%であれば十分です。しかし、実際の製造では、溶融亜鉛中のアルミニウムが酸素と反応しやすく消費されてしまいます。したがって、溶融亜鉛中のアルミニウム含有量を 0.2 ～ 0.3% に維持するには、約 1.5% ～ 3.5% のアルミニウムを添加する必要があります。亜鉛めっき層の構造の変更に対するアルミニウム含有量の影響を説明するために、アルミニウム含有量が低濃度から高濃度に徐々に増加するときの亜鉛めっき層の構造の変化を観察してみましょう。
溶融亜鉛中のアルミニウム含有量の 0.05% への増加は、亜鉛めっき層の表面の光沢を高めることを目的としていますが、その構造には影響しません。したがって、亜鉛めっきの組織は純粋な溶融亜鉛からめっきされたものと同じで、密着層（a相）、中間層（▲相）、軽度の亀裂層（δ₁相）、流動層（S相）、純粋な亜鉛層（η相）。純粋な溶融亜鉛からメッキされた亜鉛メッキ層との違いは、相の結晶形状にあります。
溶融亜鉛中のアルミニウム含有量が 0.1% の場合、漂流層 (δ1 相) の結晶は大きなブロックで存在し、連続層ではなく、分離した介在物として配置されます。
溶融亜鉛中のアルミニウム含有量が 0.15% の場合、漂流層 (δ1 相) の分布も連続的ではなく、層 (δ1 相) のみを含む、より大きな相互に分離した結晶クラスターから構成されます。わずかに緻密な構造を示しています。
溶融亜鉛中のアルミニウム含有量が0.24%の場合、エッチング(合金化)の抑制効果が強くなります。この溶融亜鉛中で浸漬亜鉛めっきを４４０度の温度で１時間保持して検査したところ、反応は生じていないことが確認された。したがって、サンプルの亜鉛メッキ層上には純粋な亜鉛層のみが存在します。これは、アルミニウムと鋼管の間の反応により FeAl3 (または一部の情報源によると Fe2Al5) 化合物の薄膜が形成され、亜鉛への鉄イオンの拡散が妨げられるためです。
以上のことから、アルミニウムの量は亜鉛めっき層の構造を変化させる重要な要素であることがわかります。アルミニウム含有量が固定されている場合、浸漬時間、流動性 (図 3-5 を参照)、浸漬温度などのプロセス パラメータも亜鉛層の構造の変化に影響します。したがって、溶融亜鉛めっきの製造においては、これら 3 つの要素の関係がプロセス仕様によって規定され、厳密に規定された運転条件のもとでのみ所望の亜鉛めっき層が得られます。
(3) 溶融亜鉛中の鉄の影響を軽減する
アルミニウムは溶融亜鉛中で鉄と反応して、FeAl、FeAl₂、FeAl₃という 3 つの化合物を形成し、それによって亜鉛めっき層への影響を軽減します。
