Mipako ya anodized: ni nini, inatumika wapi, jinsi inavyotengenezwa

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Anodizing ni mchakato wa kielektroniki unaotumika kuongeza unene wa safu ya oksidi asilia kwenye uso wa bidhaa. Teknolojia hii ilipata jina lake kwa sababu ya ukweli kwamba nyenzo zilizosindika hutumiwa kama anode kwenye elektroliti. Kutokana na operesheni hii, upinzani wa nyenzo kwa kutu na kuvaa huongezeka, na uso pia umeandaliwa kwa matumizi ya primer na rangi.

Utumiaji wa tabaka za ziada za kinga baada ya uwekaji anodization ya chuma hufanywa bora zaidi kuliko nyenzo asili. Mipako ya anodized yenyewe, kulingana na njia ya matumizi yake, inaweza kuwa porous, kunyonya dyes vizuri, au nyembamba na ya uwazi, kusisitiza muundo wa nyenzo za awali na kutafakari mwanga vizuri. Filamu ya kinga iliyoundwa ni dielectri, yaani, haitumii mkondo wa umeme.

Kwa nini hii inafanywa

Makala isiyo na mafuta hutumika inapohitajikakutoa ulinzi dhidi ya kutu na kuepuka kuongezeka kwa kuvaa katika sehemu za kuwasiliana za taratibu na vifaa. Miongoni mwa njia nyingine za ulinzi wa uso wa metali, teknolojia hii ni mojawapo ya gharama nafuu na ya kuaminika zaidi. Matumizi ya kawaida ya anodizing ni kulinda alumini na aloi zake. Kama unavyojua, chuma hiki, kuwa na mali ya kipekee kama mchanganyiko wa wepesi na nguvu, ina uwezekano mkubwa wa kutu. Teknolojia hii pia imetengenezwa kwa idadi ya metali nyingine zisizo na feri: titanium, magnesiamu, zinki, zirconium na tantalum.

Baadhi ya Vipengele

Mchakato unaofanyiwa utafiti, pamoja na kubadilisha umbile hadubini kwenye uso, pia hubadilisha muundo wa fuwele wa chuma kwenye mpaka na filamu ya kinga. Walakini, kwa unene mkubwa wa mipako ya anodized, safu ya kinga yenyewe, kama sheria, ina porosity kubwa. Kwa hiyo, ili kufikia upinzani wa kutu wa nyenzo, muhuri wake wa ziada unahitajika. Wakati huo huo, safu nene hutoa upinzani ulioongezeka wa kuvaa, zaidi ya rangi au mipako mingine, kama vile kunyunyizia dawa. Nguvu ya uso inapoongezeka, inakuwa brittle zaidi, yaani, rahisi zaidi kwa ngozi kutoka kwa joto, kemikali, na athari ya ngozi. Nyufa katika mipako yenye anodized wakati wa kukanyaga si jambo la kawaida, na mapendekezo yaliyoundwa hayasaidii hapa kila wakati.

Uvumbuzi

Kwanza imerekodiwamatumizi ya kumbukumbu ya anodizing yalitokea mwaka wa 1923 nchini Uingereza ili kulinda sehemu za seaplane kutokana na kutu. Hapo awali, asidi ya chromic ilitumiwa. Baadaye, asidi ya oxalic ilitumiwa nchini Japani, lakini leo, katika hali nyingi, asidi ya sulfuriki ya classical hutumiwa kuunda mipako ya anodized katika muundo wa electrolyte, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa gharama ya mchakato. Teknolojia inaboreshwa na kuendelezwa kila mara.

Alumini

Imeongezwa mafuta ili kuboresha uwezo wa kustahimili kutu na kujiandaa kwa kupaka rangi. Na pia, kulingana na teknolojia iliyotumiwa, ama kuongeza ukali au kuunda uso laini. Wakati huo huo, anodizing yenyewe haina uwezo wa kuongeza kwa kiasi kikubwa nguvu za bidhaa zilizofanywa kutoka kwa chuma hiki. Alumini inapogusana na hewa au gesi nyingine yoyote iliyo na oksijeni, chuma kwa kawaida huunda safu ya oksidi yenye unene wa nm 2-3 kwenye uso wake, na kwenye aloi thamani yake hufikia nm 5-15.

Unene wa mipako ya alumini yenye anodized ni mikroni 15-20, yaani, tofauti ni amri mbili za ukubwa (micron 1 ni sawa na nm 1000). Wakati huo huo, safu hii iliyoundwa inasambazwa kwa idadi sawa, kwa kusema, ndani na nje ya uso, ambayo ni, huongeza unene wa sehemu kwa ½ ya saizi ya safu ya kinga. Ingawa anodizing hutoa mipako mnene na sare, nyufa za microscopic zilizopo ndani yake zinaweza kusababisha kutu. Kwa kuongeza, safu ya kinga ya uso yenyewe inakabiliwa na kuoza kwa kemikali.kwa sababu ya kufichuliwa na mazingira yenye asidi nyingi. Ili kukabiliana na hali hii, teknolojia hutumiwa kupunguza idadi ya mikunjo midogo na kuanzisha vipengele vya kemikali vilivyo imara zaidi katika muundo wa oksidi.

Maombi

Nyenzo za mashine hutumika sana. Kwa mfano, katika anga, vipengele vingi vya kimuundo vina aloi za alumini chini ya utafiti, hali sawa ni katika ujenzi wa meli. Sifa za dielectri za mipako ya anodized ilitanguliza matumizi yake katika bidhaa za umeme. Bidhaa zilizotengenezwa kutoka kwa nyenzo zilizosindika zinaweza kupatikana katika vifaa anuwai vya nyumbani, pamoja na wachezaji, taa, kamera, simu mahiri. Katika maisha ya kila siku, mipako ya chuma ya anodized hutumiwa, kwa usahihi, pekee yake, ambayo inaboresha kwa kiasi kikubwa mali zake za walaji. Wakati wa kupikia, mipako maalum ya Teflon inaweza kutumika ili kuepuka kuchoma chakula. Kawaida vile vyombo vya jikoni ni ghali kabisa. Walakini, sufuria ya kukaanga ya alumini isiyo na anodized inaweza kutoa suluhisho kwa shida sawa. Wakati huo huo, kwa gharama ya chini. Katika ujenzi, mipako ya anodized ya wasifu hutumiwa kwa kuweka madirisha na mahitaji mengine. Kwa kuongeza, maelezo ya rangi huvutia usikivu wa wabunifu na wasanii, hutumiwa katika vitu mbalimbali vya kitamaduni na sanaa duniani kote, na pia katika utengenezaji wa kujitia.

Teknolojia

Duka maalum za uwekaji umeme naviwanda ambavyo vinachukuliwa kuwa "vichafu" na vyenye madhara kwa afya ya binadamu. Kwa hivyo, mapendekezo ya mchakato wa nyumbani, yanayotangazwa katika vyanzo vingine, yanapaswa kuchukuliwa kwa tahadhari kali, licha ya kuonekana kwa urahisi wa teknolojia zilizoelezwa.

Mipako isiyo na mafuta inaweza kuundwa kwa njia kadhaa, lakini kanuni ya jumla na mlolongo wa kazi hubakia kuwa wa kawaida. Wakati huo huo, nguvu na mali ya mitambo ya nyenzo zilizopatikana hutegemea, kwa kweli, chanzo cha chuma yenyewe, juu ya sifa za cathode, nguvu za sasa na muundo wa electrolyte kutumika. Inapaswa kusisitizwa kuwa kutokana na utaratibu, hakuna vitu vya ziada vinavyotumiwa kwenye uso, na safu ya kinga hutengenezwa kwa kubadilisha nyenzo za chanzo yenyewe. Kiini cha electroplating ni athari ya sasa ya umeme kwenye athari za kemikali. Mchakato mzima umegawanywa katika hatua kuu tatu.

Hatua ya kwanza - maandalizi

Katika hatua hii, bidhaa husafishwa vizuri. Uso huo umepunguzwa mafuta na kung'olewa. Kisha kuna kinachojulikana etching. Inafanywa kwa kuweka bidhaa katika suluhisho la alkali, ikifuatiwa na kuhamia kwenye suluhisho la asidi. Taratibu hizi zinakamilishwa kwa kuvuta maji, wakati ambapo ni muhimu sana kuondoa mabaki yote ya kemikali, ikiwa ni pamoja na maeneo magumu kufikia. Matokeo ya mwisho kwa kiasi kikubwa inategemea ubora wa hatua ya kwanza.

Hatua ya pili - kemia ya kielektroniki

Katika hatua hii, mipako ya alumini yenye anodized itaundwa. Kazi iliyoandaliwa kwa uangalifuHung juu ya mabano na dari ndani ya kuoga na electrolyte, kuwekwa kati ya cathodes mbili. Kwa alumini na aloi zake, cathodes zilizofanywa kwa risasi hutumiwa. Kawaida muundo wa electrolyte ni pamoja na asidi ya sulfuriki, lakini asidi nyingine inaweza kutumika, kwa mfano, oxalic, chromic, kulingana na madhumuni ya baadaye ya sehemu ya mashine. Asidi ya oxalic hutumiwa kuunda mipako ya kuhami ya rangi tofauti, asidi ya chromic hutumika kusindika sehemu ambazo zina umbo changamano wa kijiometri na matundu madogo ya kipenyo.

Muda unaohitajika ili kuunda mipako ya kinga inategemea halijoto ya elektroliti na nguvu ya mkondo. Ya juu ya joto na chini ya sasa, kasi ya mchakato. Hata hivyo, katika kesi hii, filamu ya uso ni porous kabisa na laini. Ili kupata uso mgumu na mnene, joto la chini na wiani wa juu wa sasa unahitajika. Kwa electrolyte ya sulfate, kiwango cha joto ni kutoka digrii 0 hadi 50, na nguvu maalum ya sasa ni kutoka kwa 1 hadi 3 amperes kwa decimeter ya mraba. Vigezo vyote vya utaratibu huu vimefanyiwa kazi kwa miaka mingi na vimo katika maagizo na viwango vinavyohusika.

Hatua ya tatu - uimarishaji

Baada ya electrolysis kukamilika, bidhaa ya anodized ni fasta, yaani, pores katika filamu ya kinga imefungwa. Hii inaweza kufanyika kwa kuweka uso wa kutibiwa kwa maji au katika suluhisho maalum. Kabla ya hatua hii, uchoraji wa ufanisi wa sehemu unawezekana, kwani uwepo wa pores utaruhusu kunyonya vizuri.rangi.

Maendeleo ya teknolojia ya anodizing

Ili kupata filamu ya oksidi nzito kwenye uso wa alumini, mbinu iliundwa kwa kutumia utungaji changamano wa elektroliti mbalimbali katika uwiano fulani, pamoja na ongezeko la taratibu la msongamano wa sasa wa umeme. Aina ya "cocktail" ya sulfuriki, tartaric, oxalic, citric na asidi ya boroni hutumiwa, na nguvu ya sasa katika mchakato hatua kwa hatua huongezeka mara tano. Kutokana na athari hii, muundo wa seli ya vinyweleo vya safu ya oksidi ya kinga hubadilika.

Unapaswa kutaja maalum teknolojia ya kubadilisha rangi ya kitu kilichowekwa anodized, ambayo inaweza kufanywa kwa njia tofauti. Rahisi zaidi ni kuweka sehemu katika suluhisho na rangi ya moto mara baada ya utaratibu wa anodizing, yaani, kabla ya hatua ya tatu ya mchakato. Mchakato wa kuchorea na matumizi ya viungio moja kwa moja kwenye elektroliti ni ngumu zaidi. Viungio kwa kawaida ni chumvi za metali mbalimbali au asidi ogani, huku kuruhusu kupata aina mbalimbali za rangi - kutoka nyeusi kabisa hadi karibu rangi yoyote kutoka kwa ubao.