2.7/5
6رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

آلومینیوم یکی از فلزات پرکاربرد و پرطرفدار در صنایع مختلف است. به دلیل وزن سبک و استحکام و انعطاف ‌پذیری بسیار بالا و همچنین مقاومت به خوردگی و ویژگی ‌های مثبت دیگر، آلومینیوم در صنایع مهمی همچون هوافضا و خودروسازی جایگاه خاصی پیدا کرده است. مهندسان نیز برای بهبود خواص این فلز پرکاربرد راهکارهای علمی و شیمیایی در نظر می ‌گیرند. یکی از این روش ‌ها آندایزینگ نامیده می ‌شود که در طی آن مقاومت آلومینیوم به خوردگی به مراتب بیشتر و بهتر می ‌گردد. در ادامه مطلب به بررسی فرآیند آندایزینگ و تاثیر آن بر مقاومت فلز خواهیم پرداخت.

مشاهده نسخه pdf آلومینیوم آندایزینگ شده چیست

آلومینیوم آندایزینگ شده چیست؟

آلومینیوم آندایزینگ شده چیست؟

بیشتر فلزاتی که با آنها سروکار داریم تمایل به ترکیب شدن با اکسیژن محیط و اکسید شدن دارند. وقتی که لایه سطحی فلز اکسید می‌ شود یک لایه نازک پایدار روی آن تولید می‌ گردد که باعث بالا رفتن مقاومت فلز به خوردگی می‌ شود. فلز آلومینیوم نیز از آن دسته فلزات است که این اکسید فلز روی سطح آن شکل می ‌گیرد. اما این لایه اکسید فلز بسیار ضخامت کمی دارد و نمی ‌تواند مدت طولانی بخش‌ های داخلی فلز را از خوردگی حفظ کند. فلز آلومینیوم به دلیل سبکی، استحکام، خاصیت ارتجاعی، رسانای الکتریکی و حرارتی، قابلیت چکش‌ خواری، انعطاف‌ پذیری، قابلیت بازتاب نور، غیر مغناطیس بودن، عدم جرقه زایی، شکل‌ پذیری و جوش ‌پذیری بالا در صنایع بسیاری مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

از این رو باید به اندازه کافی به خوردگی و فرسایش مقاوم باشد. برای حل مشکل کم بودن ضخامت لایه اکسید آلومینیوم، مهندسان از روش ‌های الکتروشیمیایی کمک می ‌گیرند. بنابراین فرآیندی که در طی آن لایه اکسید آلومینیوم روی سطح آلومینیوم در شرایط کنترل شده رشد کرده و ضخیم شود آندایزینگ یا Anodizing گفته می‌ شود. این فرایند کمک می ‌کند که لایه اکسید آلومینیوم تا چندین هزار برابر ضخامت طبیعی رشد کند و ورق آلومینیوم تا حد بسیار زیادی نسبت به حالت طبیعی به خوردگی مقاوم‌ تر شود.

روش آندایزینگ آلومینیوم چگونه است؟

فرآیند آندایزینگ آلومینیوم اینگونه انجام می ‌شود که قطعه کار یا همان آلومینیوم در یک محیط الکترولیت مثل اسید اگزالیک یا اسید سولفوریک به عنوان آند قرار می ‌گیرد. بعد از آن ماده مناسب دیگری مثل فولاد ضد زنگ، گرافیت، سرب یا خود آلومینیوم به عنوان کاتد در نظر گرفته می‌ شود. سپس جریان الکتریکی را از بین ماده الکترولیت عبور می ‌دهند و بر اثر جریان الکتریکی کنش و واکنش‌ های شیمیایی روی سطح آلومینیوم رخ داده و باعث به وجود آمدن لایه‌ ای ضخیم از اکسید آلومینیوم می ‌شود.

لازم ‌به ‌ذکر است که در هنگام تشکیل لایه اکسید آلومینیوم، روی آن یک لایه با چگالی بالا و با تخلخل بسیار زیاد نیز شکل می ‌گیرد. لایه متخلخل قابلیت جذب گرد و غبار، مواد خورنده، رطوبت و غیره را دارد. این مواد‌ در طولانی مدت به لایه اکسید آلومینیوم نفوذ کرده و آن را دچار خوردگی می‌ کند. از ‌این ‌رو لازم است که بعد از انجام عملیات آندایزینگ حتما سطح کار با پوششی از رنگ ‌های مخصوص پوشیده شود تا از ورود ذرات خورنده به لایه متخلخل جلوگیری به عمل آید.

مراحل آندایزینگ آلومینیوم

مراحل آندایزینگ آلومینیوم

آلومینیوم طی مراحل و پرداخت ‌هایی آندایزینگ می‌ شود که به اختصار در ادامه به معرفی آنها می‌ پردازیم. برخی مراحل مربوط به قبل از انجام عملیات آندایزینگ و برخی مراحل مربوط به بعد از فرآیند مورد نظر است.

  • مرحله اول، پرداخت ‌کاری مکانیکی

در این مرحله ابتدا قطعه مورد نظر به صورت مکانیکی به شکل دلخواه تغییر داده می ‌شود. دلیل اینکه پرداخت مکانیکی قبل از آندایزینگ کردن صورت می‌ گیرد این است که لایه اکسید آلومینیوم بر اثر ضربه یا چکش ‌کاری آسیب نبیند و از بین نرود.

  • مرحله دوم، تمیز کردن قطعه کار

در اینجا لازم است که قبل از آندایز کردن، قطعه مورد نظر تمیز و چربی ‌زدایی شود که این کار به ‌واسطه حلال ‌ها و محلول ‌های قلیایی امکان‌ پذیر است. اگر قطعه کار یا سطح آلومینیوم به خوبی تمیز نشود و اکسید آلومینیوم روی کثیفی شکل بگیرد، فلز مورد نظر خیلی سریع دچار خوردگی شده و عملیات آندایزینگ بی فایده خواهد بود.

  • مرحله سوم، دوده زدایی

این مرحله نیز قبل از آندایز کردن بسیار حائز اهمیت است. دوده‌ های شکل گرفته‌ شده روی سطح آلومینیوم توسط اسید نیتریک به خوبی زدوده می ‌شود تا فرآیند آندایزینگ با کیفیت بیشتر و صحیح ‌تر اجرا شود.

  • مرحله چهارم، صیقل ‌کاری

بعد از تمیز کردن و دوده زدایی سطح فلز آلومینیوم بایستی آن را به درستی به روش ‌های الکتروشیمیایی براق و صیقلی کنند. هر چقدر سطح فلز با هوا و الکترولیت تماس بیشتری داشته باشد لایه اکسید آلومینیوم به صورت یکنواخت روی آن شکل می ‌گیرد و ناهموار نمی ‌شود.

آلومینیوم آندایزینگ شده

  • مرحله پنجم، آندایزینگ

اجرای این مرحله منوط به انجام مراحل قبل است که بدون آنها عملیات آندایزینگ بی اثر بوده و جلوی خوردگی را نخواهد گرفت. چه بسا حتی ممکن است به دلیل حبس شدن مواد خورنده در لابلای آن، باعث تسریع خوردگی فلز نیز بشود. در این مرحله همانطور که قبلا اشاره شد، قطعه کار در الکترولیت و به ‌واسطه نیروی الکتریکی آندایز شده و یک لایه بسیار ضخیم اکسید آلومینیوم روی آن ساخته می ‌شود که باعث مقاومت چند برابری آلومینیوم به خوردگی می‌ گردد.

  • مرحله ششم، رنگ کردن

همانطور که قبلا گفته شد لایه آندایز شده اکسید آلومینیوم می‌ بایست در اسرع وقت با لایه ‌ای از رنگ پوشیده شود. معمولا دو روش برای این کار یعنی رنگ کردن آلومینیوم آندایزینگ شده در نظر گرفته شده است.

در روش اول از رنگدانه ‌های غیرآلی برای رنگین کردن سطح فلز استفاده می ‌کنند. به این ترتیب که پیگمنت‌ های رنگ غیر آلی با نمک واکنش نشان داده و روی سطح اکسید آلومینیوم رسوب می ‌کند. این رسوب‌ ها تمام حفره‌ های لایه متخلخل را پر می ‌کنند و از ورود مواد خورنده به آن جلوگیری به عمل می‌آورند. هر کدام از نمک ‌های غیرآلی آلومینیوم آندایز شده را به یک رنگ خاص رنگین می ‌کنند. به عنوان مثال دی کرومات نقره به رنگ نارنجی، فریک فروسیانید به رنگ آبی، سولفات باریم به رنگ سفید و دی کرومات سرب نیز به رنگ زرد در می ‌آید.

در روش دوم از رنگدانه‌های نمک‌های آلی برای رنگین کردن قشر اکسید شده آلومینیوم استفاده می ‌شود. برای اینکار آلومینیوم را در حمام سرد محتوی درصد کمی اسید اگزالیک قرار می ‌دهند تا کمپلکس پیگمنت ‌های آلی با آن واکنش داده و در حفره ‌های اکسید آلومینیوم نفوذ و رسوب کنند. البته روش دیگری نیز وجود دارد که به آن الکترولیت آندایزینگ خود رنگ گفته می ‌شود و خیلی معمول نیست. در این روش و‌ در حین عملیات اکسیداسیون فلز، لایه اکسید شده خودبه خود رنگین می ‌شود. در این روش معمولا همه حفره‌ ها به خوبی با رنگ پر نمی ‌شوند و لذا احتمال جذب مواد خورنده وجود دارد. به همین سبب از این روش به ندرت و برای کاربری ‌های خاص استفاده می ‌شود.

  • مرحله هفتم، آب ‌بندی یا سیل‌ کاری

در این مرحله نیز نیاز است که بعد از انجام رنگ ‌آمیزی، قطعه کار آب بندی شود تا هم رنگ در جای خود ثابت شود و هم هر گونه احتمال خوردگی از بین برود. این روش نیز یکی از راهکارهای پر کردن حفره ‌های روی اکسید فلز است. برای آب ‌بندی کردن روش ‌های مختلفی وجود دارد اما معمول ‌ترین و متداول ‌ترین آنها استفاده از آب جوش ۹۸ درجه است. به این ترتیب که ورق‌ های آلومینیومی آندایز شده در آب جوش به مدت ۲۰ الی ۵۰ دقیقه خوابانده می ‌شوند تا حفره ‌های آنها با اکسید آلومینیوم هیدراته پر شوند. در کنار آب جوش از محلول نمک ‌های فلزی نیز استفاده می ‌کنند. نمک فلزی استفاده شده در این حالت می ‌تواند یکی از موارد زیر باشد:

محلول سولفات مس یا سولفات کرومیم، محلول کبالت، محلول سیلیکات سدیم و اسید استیک، محلول استات سرب در اسید استیک یا اسید فرمیک، محلول کلرید روی، سولفات کلسیم یا کلرید سدیم، سولفات سدیم. لازم ‌به ‌ذکر است که نیکل به عنوان استات نیکل و کبالت و اسیدبوریک به جهت آب‌ بندی آلومینیوم استفاده می ‌شود.

  • مرحله هشتم، خشک کردن قطعه کار

در پایان عملیات آندایزینگ و مراحل بعد از آن، قطعه کار بایستی به سرعت به روش الکتروشیمیایی خشک شود. این کار در حرارت پایین و با دقت بسیار زیاد انجام می ‌گیرد تا جلوی هر گونه ترک خوردگی رنگ و لایه اکسید آلومینیوم گرفته شود. حالا فلز آلومینیوم آماده است تا در هر شرایط آب‌ و هوایی استفاده گردد، زیرا به اندازه کافی مستحکم شده و خورده نمی‌ شود.

مزایای آلومینیوم آندایزینگ شده

آندایزینگ سخت آلومینیوم

هارد آندایزینگ یا آندایزینگ سخت زمانی اتفاق می ‌افتد که لایه اکسید آلومینیوم را ضخیم ‌تر از حد معمول و بیشتر از ۲۵ میکرون رشد دهند. آندایزینگ سخت برای قطعات فلزی یا آلومینیومی اجرا می ‌شود که نیاز است مقاومت آنها به خوردگی و فرسایش بیشتر باشد و یا اینکه خواص حرارتی و الکتریکی خاصی از آن قطعات مدنظر باشد. به‌ عنوان ‌مثال در ساخت تجهیزات دریایی و یا در صنایع پتروشیمی و هوافضا از آندایزینگ سخت برای آلومینیوم استفاده می‌ شود.

مزایای آلومینیوم آندایزینگ شده

فرآیند آندایزینگ آلومینیوم مزایای بسیار زیادی دارد.

  • افزایش مقاومت آلومینیوم به خوردگی: با ایجاد یک لایه ضخیم از اکسید آلومینیوم AL2O3 روی سطح آلومینیوم، یک سد مستحکم به خوردگی ایجاد می ‌شود.
  • افزایش حالت چسبندگی رنگ روی آلومینیوم: به دلیل ایجاد شدن یک بستر شیمیایی، رنگدانه ‌ها به ‌راحتی روی سطح آلومینیوم می ‌نشینند.
  • کمک به آبکاری هر چه بهتر: همانطور که قبلا گفته شد، روی لایه اکسید یک لایه متخلخل نیز ایجاد می ‌شود که با جذب مواد آبکاری باعث افزایش کیفیت این کار می ‌شود.
  • بهبودسازی نمای ظاهری آلومینیوم: اکسید آلومینیوم باعث ایجاد سطحی براق روی فلز می ‌شود و به‌ همین علت آلومینیوم آندایزینگ شده در ساخت تزیینات و دکوراسیون منزل کاربرد زیادی دارد.
  • بهبود خاصیت عایق بودن به الکتریسیته: اکسید آلومینیوم یک عایق الکتریکی است که بستگی به ضخامت آن می ‌تواند تا چند هزار ولت را نیز تحمل کند.
  • افزایش خاصیت بازتاب نور و انتشار حرارت: اکسید آلومینیوم خاصیت بازتاب نور و جذب نور را دارد و اگر به رنگ سیاه رنگ ‌آمیزی شود می ‌تواند تا حرار ۲۳۰ درجه سانتیگراد را نیز در خود جذب و منتشر کند.
  • ‌امکان استفاده از آلومینیوم آندایزینگ شده در صنایع لیتوگراف و فوتوگراف: به دلیل ایجاد لایه متخلخل روی اکسید آلومینیوم، این نوع آلومینیوم می‌ تواند رنگ ‌ها را بهتر در خود نگه داشته و بنابراین در صنایع لیتوگرافی و فوتوگرافی مورد استفاده قرار می‌ گیرد.
  • بهبود خواص ضدسایشی: اکسید آلومینیوم به اندازه کافی استحکام دارد تا در برابر ساییدگی و ضربات مقاومت کند و هر چه لایه اکسید صخیم ‌تر باشد قابلیت ضد سایشی آلومینیوم افزایش می ‌یابد.
  • ساده شدن امکان عیب‌ یابی سطحی آلومینیوم: قطعاتی که با اسید کرومیک آندایزینگ می ‌شوند را به سرعت شسته و خشک می ‌کنند. اضافات اسید کرومیک از درزهای سطحی خارج شده و به این ترتیب موقعیت عیوب آلومینیوم مشخص می ‌گردد.

سخن پایان

آلومینیوم آندایزینگ شده یک تکنولوژی مدرن به جهت بهبود خواص و عملکرد آلومینیوم و در نتیجه پوشش طیف وسیع ‌تری از صنایع است. از آلومینیوم آندایز شده در صنایع مهم و مختلفی همچون هواپیماسازی، نفت و پتروشیمی، دکوراسیون منزل، ساخت وسایل تزیینی، خودروسازی، ساختمان ‌سازی و غیره استفاده می ‌شود.

2.7/5
6رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود
پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید
0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
0

سوالات و نظرات کاربران

اختیاری

اشتراک گذاری

تماس 03135155000 03135156000 0