سيتم تضمين مادة واحدة أو أكثر من مواد تنقية الحبيبات في تركيبة سبائك الألومنيوم. ومواد تنقية الحبيبات هي مواد معروفة تُضاف مسبقًا إلى السبائك، وعادةً ما تكون على شكل قضبان صلبة أو أسلاك، وتُضاف بشكل مستمر إلى تيار الصب أو إلى ذوبان سبائك الألومنيوم للحصول على الحجم الدقيق المطلوب للحبيبات أثناء التصلب. تشمل المواد الكيميائية التي تعزز تنقية حبيبات الألومنيوم المعادن الانتقالية مثل التيتانيوم (Ti) والزركونيوم (Zr)؛ والمعادن مثل السريوم (Sr)؛ واللافلويات المضافة إلى المعادن المنصهرة، مثل البورون (B) والكربون (C). أما مواد تنقية الحبيبات المثلى فهي التيتانيوم (Ti) والزركونيوم (Zr) والبورون (B) والكربون (C).
من المعروف جيدًا في تكنولوجيا صب الألومنيوم أن العيوب السطحية المختلفة، مثل الحفر، والطيات الرأسية، وبقع الأكسيد، وما إلى ذلك، التي تتشكل أثناء صب السبائك، ستتطور إلى شقوق أثناء عملية الصب أو المعالجة اللاحقة. فعلى سبيل المثال، أثناء عملية الدرفلة اللاحقة، يمكن أن تنتشر الشقوق الموجودة في السبائك أو الألواح، مما يؤدي إلى أعمال إصلاح مكلفة أو إتلاف المواد المتشققة بالكامل. تخضع معظم السبائك لمعالجة ما. لكن المعالجة لا يمكنها إصلاح السبيكة المتصدعة. ولا يزال العيب السطحي في سبائك الألومنيوم يمثل مشكلة في مجال السبائك.
بعض السبائك معرضة بشكل خاص لحدوث عيوب سطحية وتشققات. في الماضي، كان يُضاف البريليوم عادةً إلى بعض هذه السبائك بمستويات تقدر بالجزء في المليون (ppm) للحد من العيوب السطحية. ومع ذلك، فقد تم حظر استخدام البريليوم في منتجات الألومنيوم المخصصة لتغليف الأغذية والمشروبات. بالإضافة إلى ذلك، هناك مخاوف متزايدة بشأن المخاطر الصحية المرتبطة بعمال المصانع الذين يستخدمون البريليوم والمنتجات المحتوية عليه. ولذلك، على الرغم من فعالية البريليوم في الحد من العيوب السطحية في سبائك الألومنيوم، لا تزال هناك حاجة إلى طرق بديلة مناسبة.
في عملية صهر وصب سبائك الألومنيوم، يُعتبر الكالسيوم والصوديوم عنصرين غير ضروريين بسبب تسببهما في تشقق الحواف. وعادةً ما تتم إزالة هذين العنصرين من المادة المنصهرة عن طريق تدفق التكرير قبل صب السبائك.
أُضيفت كمية صغيرة من الكالسيوم إلى سبائك الألومنيوم لتحسين خصائص سطح سبائك الألومنيوم. ويُضاف الكالسيوم ومُحسِّنات الحبيبات التي تصل نسبتها إلى 0.25% (مثل بورات التيتانيوم) إلى سبائك الألومنيوم أثناء الصهر جنبًا إلى جنب مع المعادن القلوية الترابية، والمعادن الانتقالية، والمعادن الأرضية النادرة، أو عناصر أخرى. وقد تم تقليل عيوب سطح الألومنيوم أو الحد منها بشكل ملحوظ. ومن المثير للدهشة أنه في أكثر من تقنية واحدة لصب السبائك، تؤدي إضافة كمية صغيرة من هذه المواد المضافة إلى القضاء بشكل أساسي على التجاعيد الرأسية والحفر والشقوق في السبائك. كما تعمل هذه المواد المضافة على تحسين مظهر السبيكة، بما في ذلك قدرتها على الانعكاس. ونتيجة لذلك، يمكن تقليص السبائك أو معالجتها مباشرةً خارج عملية الصب دون الحاجة أولاً إلى تعديل السطح، على سبيل المثال، عن طريق إزالة القشرة الأكسيدية.
