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热浸镀纯锌层时会发生什么化学反应?

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-26  浏览次数:623

热浸镀纯锌时固态的金属铁浸入熔融的金属锌液之中后,会发生一系列原子之间的扩散和反应。主要有以下两个方面:

 

   第一,铁溶解于锌中。钢带进入锌液以后,表面的铁原子会扩散到镀液中,溶解于锌液里。在镀锌温度(450℃)下锌液中铁的溶解度最大可达0.03%(500℃时为0.15%,600℃时为0.40%)。这些铁可以随镀层的锌液一起冷却凝固,成为固态的铁溶于锌中的固溶体。

 

第二,铁和锌反应生成金属化合物。如果扩散到锌液中的铁的数量超过了铁在锌液中的溶解度,则剩余的铁就会跟锌反应,生成铁锌金属化合物,以固体的形态从液体中析出来。当然,锌液中铁原子浓度在越靠近钢带处越高,所以固态的金属化合物是在钢带表面处开始形成的,最容易形成的铁锌金属化合物是一个铁原子和13个锌原子组成的FeZnla,其中含铁量为6.0%~6.2%,其次是一个铁原子和7个锌原子组成的FeZn7,其中含铁量为7.0%~11.5%,如果反应时间足够的长,还会形成Fe5Zn21,其中含铁量为20.5%~28.0%,但在钢带热镀锌较短的时间内来不及生成这么高铁含量的化合物。

 

这些固态化合物存在于钢带与锌液的交界面上,当钢带在锌锅.内移动时,有部分会从钢带表面脱落,进入锌渣,另一部分会粘附在钢带表面,随钢带离开锌锅,成为镀层的一部分。

 

   其实,从钢带进入锌液的那一刻起,到镀层凝固的那一刻结束,铁不断地溶入锌中,也不断地产生铁锌合金。在镀层内部,从钢带表面到镀层的最外层,铁的浓度越来越低,铁锌化合物的组成也在逐级变化。最内层是铁浓度最高的FeZn7,其组织疏松,呈栅状,又叫栅状层,次内层是FeZnl3,它呈柱状,极易从钢带表面漂移脱落,又叫漂移层。在最外层就是纯锌层,其中铁含量最大为0.03%。

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