65. W jakich warunkach powstaje żużel cynkowy? Jakie są jego składniki i właściwości?

Żużel cynkowy składa się głównie z produktów reakcji cynku z żelazem, a jego głównym składnikiem jest warstwa stopu cynku z fazą ζ-żelaza- powstałą w wyniku ich połączenia. W rezultacie żużel cynkowy zazwyczaj zawiera 3-6% żelaza i 94-97% cynku. W niektórych procesach cynkowania ogniowego ołów dodaje się w celu ochrony dna naczynia do cynkowania, w wyniku czego powstaje żużel cynkowy zawierający 1,5–2% ołowiu. Dodatkowo czasami dodaje się aluminium w celu poprawy gładkości powierzchni i mikrostruktury warstwy ocynkowanej, co prowadzi do śladowych ilości aluminium w żużlu cynkowym.
Żelazo w żużlu cynkowym pochodzi głównie z soli żelaza przylegających do powierzchni rur stalowych podczas obróbki wstępnej, a także z warstw stopu żelaza-cynku utworzonych w wyniku rozpuszczenia ciekłego cynku i wzajemnej dyfuzji pomiędzy atomami żelaza i cynku w rurach, garnkach do cynkowania i sprzęcie do galwanizacji. Wykrystalizowana warstwa fazy ζ- (zwana warstwą dryfu) oddziela się od podłoża stalowego i gromadzi się na dnie wanny cynkowniczej, stopniowo tworząc warstwę żużla cynkowego.
Tworzenie się żużla cynkowego obejmuje dwie główne reakcje: 1) Reakcję indukowaną solą żelaza-: FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn₇; FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₃. 2) Reakcja indukowana stalą-: Fe₃C + 21Zn → 3FeZn₁₃ + C; Fe₃C + 39Zn → 3FeZn₁₃ + C. Kluczowe właściwości żużla cynkowego obejmują: 1) Wyższą temperaturę topnienia niż czysty cynk; 2) Większa gęstość niż czysty cynk. Według metody Schullmana gęstość żużla cynkowego przy zawartości żelaza 6,2%, 7,0%, 9,0% i 22% wynosi odpowiednio 7,15, 7,24, 7,24 i 7,36 kg/dm⁻⁸.
3) Krystaliczna morfologia żużla cynkowego wykazuje symetryczne struktury jednoskośne i sześciokątne z charakterystycznymi cechami kątowymi; 4) Ma szarawą-białą barwę ze srebrzystym połyskiem; 5) Żużel zawiera zanieczyszczenia, takie jak nierozpuszczalne związki ołowiu, glinu, antymonu, kadmu, miedzi i kwasów; 6) Zawartość cynku waha się od 94% do 97%; 7) Zawartość żelaza wynosi około 3% do 6%; 8) Ze względu na swoją kruchość żużel cynkowy nie ma elastyczności czystego cynku; 9) Zasadniczo żużel cynkowy jest stopem utworzonym przez cynk zmieszany z fazą ζ warstwy pływającej, fazą δ1 warstwy siatkowej i innymi zanieczyszczeniami.