آنودایز آلومینیوم فرایندی است که در طی آن یک لایه اکسیدی روی سطح این فلز تشک یل م یشود و باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آن میگردد . این فرایند برای متریالهای مختلف قابل انجام است اما به دلیل کاربردهای گسترده آلومینیوم، آنودایزینگ آلومینیوم بسیار معروف است
مکانیزم کلی این فرایند بدین صورت است که جریان مستقیم برق ا ز مایع الکترولیت مناسبی گذرانده م یشود که در آن آلومینیوم آند بوده و فلز مناسب دیگری کاتد م یباشد. در این شرایط بر سطح آلومینیوم لایه نازکی از اکسید ایجاد میگردد که ضخامت آن به عوامل گوناگونی بستگی دارد .
لازم به ذکر است آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسید م یشود بطوری که درمجاورت هوا و بطور معمول لای های از اکسید به صورت غیر متخلخل بر روی سطوح قطعات آلومینیومی تشکیل م یگردد که وظیفه حفاظت از سطح فلز را در محیط برعهده دارد.
اما برتری و مزیت اکسید ایجاد شده در روش آنودایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی است .
به زبان ساده آنوادایز آلومینیوم یعنی آبکاری کردن مقاطع آلومینیومی که باعث سخ تتر و مقاومتر شدن این فلز م یشود
مراحل پوشش اکسیدی
روش آندی یا الکترو شیمیای ی : در یک شرایط خاص و کنترل شده اکسید فلز تولید شده و اکسید فلز متراکم و غیر قابل
نفوذ )آنودایز آلومینیوم( میگردد
روش شیمیای ی : ایجاد یک لایه ضخیم و پایدار بر روی اکسید فلز )کروماته کردن (
فرایند آنودایز آلومینیوم
آنودایزینگ روشی برای تغییر خصوصیات شیمیایی سطح فلزات و سایر سطوح است. آنودایزینگ کمک م یکند تا سطوح فلزات در برابر خوردگی مقاومت پیدا کنند، ویژگیهای زیبایی شناختی آنها بهبود پیدا کرده و در برابر خراشیدگی مقاوم باشند .
ضمن اینکه یکی از مقاومترین روشهای پرداخت نهایی سطوح فلزی هم میباشد. آنودایزینگ را م یتوان روی متریالهای مختلفی
انجام داد ولی با توجه به زمینه فعالیت دیجی آلوم در این مطلب قصد داریم در رابطه با فرایند آنودایز آلومینیوم صحبت کنیم .
پاسخ ۸ سئوال مهم در مورد آنودایزینگ آلومینیوم ۱- روش آنودایزینگ آلومینیوم چگونه است ؟
ابتدا فلز آلومینیوم تحت فرایندهای پاکسازی و شستشوی کامل قرار میگیرد تا برای فرایند آنودایزینگ آماده شود. سپس درون حمامی از محلولهای الکترولیت مثل اسید سولفوریک قرار م یگیرد. محلول الکترولیت، محلولی است که با یونهای مثبت و منفی بسیار زیاد برای انتقال جریان، هادی جریان الکتریسیته محسوب م یشود
بار الکتریکی مثبت روی آلومینیوم قرار گرفته و سطح این فلز را تب دیل به آند م یکند و بار منفی به صفحات معلق موجود در محلول الکترولیت منتقل م یشود. برقراری جریان الکتریکی در این مدار باعث م یشود تا یونهای مثبت جذب صفحات منفی شوند و یونهای منفی به سمت آند مثبت بروند که همان قطعه آلومینیومی است
۲- منظور از لایه مانع در آنودایزینگ چیست ؟
واکنش الکتروشیمیایی که گفته شد باعث ایجاد یکسری سوراخ یا حفره روی سطح آلومینیوم م یشود که عامل آن فرار یونهای مثبت اضافی است. این سوراخها یک الگوی منظم هندسی تشکیل م یدهند و درون ماده فرو م یروند. سطح آلومینیوم با یونهای اکسیژن با بار منفی واکنش نشان داده و آلومینیوم اکسید تشکیل میدهد. به این لایه نازک، لایه مانع م یگویند که یک سد دفاعی در برابر واکنشهای شیمیایی در این نقاط است .
با ادامه پیدا کردن جریان اعمال شده، نواحی اطراف سوراخها که نسبتا ضعیف و فعال از لحاظ واکنشی هستند، بیشتر درون آلومینیوم فرو م یروند و یکسری ساختارهای توخالی ستون مانند تشکیل م یدهند. هر چقدر جریان بیشتر ادامه پیدا کند، عمق نفوذ هم بیشتر خواهد شد .
برای روکشهای نه چندان سخت و مقاوم معمولی، عمق نفوذ به ۱۰ میکرومتر م یرسد. وقتی به عمق ۱۰ میکرومتری برسد و رنگ
آمیزی نیاز باشد، این فرایند متوقف شده و سطح آلومینیوم را م یتوان صرفا با شستشو در آب، کاملا بست .
با این کار یک لایه آلومینیوم اکسید طبیعی و بسیار سخت تشکیل خواهد شد که م یتواند در برابر حملات شیمیایی و خراشیدگی تا حد بسیار زیادی مقاومت کند. آلومینیوم اکسید از لحاظ مقیاس سختی موس، نمره ۹ از ۱۰ را کسب کرده که به معنای رتبه دوم بعد از الماس م یباشد
۳- منظور از آنودایزینگ سخت چیست ؟
آنودایزینگ سخت که گاهی اوقات به آن تیپ ۳ هم م یگویند، در محیطهای با شرایط غیر متعارف و سخت یا در قطعات مکانیکی
متحرک که اصطکاک زیادی با یکدیگر دارند کاربرد دارد و در برابر سایش و خوردگی مقاومت بسیار زیادی ایجاد م یکند .
: انتخاب روش پوشش پودری برای اکستروژن آلومینیو م
این شیوه آنودایزینگ با برقراری جریان الکتریکی تا زمانی که عمق حفرات ایجاد شده به بیشتر از ۱۰ میکرومتر یعنی ۲۵
میکرومتر یا حتی بیشتر برسد، انجام میشود. این فرایند زمان بیشتری طول م یکشد و هزینه بیشتری دارد اما نتیجه نهایی بسیارعالیست
۴- آلومینیوم نیاز ب ه محافظت در برابر خوردگی دارد ؟
با اینکه آلومینیوم دچار پوسیدگی نمیشود اما در حضور اکسیژن، کیفیت خود را از دست م یدهد و فرسوده م یشود که به این فرایند، اکسیداسیون م یگویند .
اکسیداسیون چیست؟ اکسیداسیون به معنای واکنش با اکسیژن است. اکسیژن بسیار واکنشگر و فعال است و فوراً با سایر عناصر، ترکیبات مختلف تشکیل م یدهد. آلومینیومی که در معرض تماس با هوا قرار دارد، فوراً لای های از آلومینیوم اکسید روی سطح آن تشکیل میشود که این لایه، در برابر خوردگی حفاظت بیشتری ایجاد میکند .
آلومینیوم باید در برابر عواملی فراتر از هوای خالص و آب هم مقاوم باشد. آسیب در برابر باران اسیدی، آب شور و سایر آلایندهها میتواند از نقاط ضعف آلومینیوم در نواحی غیر فعال سطحی باشد. حتی آلیاژهای مدرن هم از لحاظ واکنش با این عوامل محیطی، از تغییر رنگ ناچیز سطحی گرفته تا خسارت و آسیب مکانیکی، با یکدیگر فرق دارند
۵- چطور رنگ به آنودایزینگ آلومینیوم اضافه م یشود ؟
یکی از مواردی که موقع فکر کردن به فرایند آنودایزینگ به ذهن اکثر ما خطور م یکند، آلومینیوم رنگی است! حفرات پایداری که
در سطح آلومینیوم ایجاد شد هاند، موقعیتی عالی برای اضافه کردن رنگ یا مواد رنگی هستند
مواد رنگی درون حفرات را به طور کامل تا سطح آلومینیوم پر م یکنند و سپس حفرات را به طور کامل بسته م یشود. به همین دلیل رنگهای آنودایز شده بسیار با دوام هستند و نمی توان این رنگها را از روی سطح آلومینیوم خراش داد چون در واقع این رنگها به عمق این فلز نفوذ کرد هاند و تنها با ساییدن سطح فلز برداشته م یشوند
۶- چرا آلومینیوم آنودایز شده خاصیت درخشندگی دارد ؟
بعد از رنگ آمیزی، آلومینیوم آنودایز شده، ظاهر متالیک پیدا م یکند. این مورد تحت تأثیر دو عامل است. عامل اول بخاطر حکاکی الکتروشیمیایی همگن است که س طحی زمخت و سخت بر جای م یگذارد. هر چقدر عمق حفرات ایجاد شده بیشتر باشد، سطح فلز سختی و زبری بیشتری خواهد داشت اما از طرفی هم رنگ آلومینیوم، پایداری بیشتری پیدا خواهد کرد .
دومین عامل برخورد نور با سطح آلومینیوم است که کمی با ماده رنگی و کمی هم با سطح فلز رن گ نشده واکنش نشان م یدهد. در نتیجه نوری که به بازتاب خورده و به چشم شما برخورد م یکند در حقیقت ترکیبی از دو طول موج مختلفی است که حاصل انعکاس از سطوح تقریبا متفاوت م یباشد. همین عامل باعث م یشود تا ظاهر براق خاص آلومینیوم ایجاد گردد
۷- فرایند آنودایزینگ برای متریالهای دیگری هم بجز آلومینیوم کاربرد دارد ؟
بله فرایند آنودایزینگ برای فلزاتی مثل منیزیم، تیتانیوم و حتی پلاستیکهای رسانا هم کاربرد دارد. فرایند آنودایزینگ ارزان است و پایداری بسیار زیادی برای فلز ایجاد میکند. به همین دلیل از این فرایند برای مقاوم سازی اتصالات معماری استفاده م یکنند که هم از لحاظ زیبایی مناسب است و هم اینکه تقریبا در برابر اثرات هوازدگی، آسیب ناپذیر م یشود
۸- چرا نم یتوان کل یک قطعه را آنودایز کرد ؟
در فرایند آنودایزینگ، قطعه مورد نظر باید در یکسری حمامهای شیمیایی قرار داده شود. نگهداری این قطعه در یک موقعیت خاص، نیازمند آویزان نگهداشتن آن با نوعی آویز است تا جلوی افتادن قطعه به عمق مخزن گرفته شود .
بخش نگهدارنده با هر قسمتی از قطعه که در تماس باشد، همان ناحیه بلوکه شده و مواد شیمیایی آنودایزینگ روی آن عمل نخواهند کرد. به همین دلیل طر احی بخشی روی قطعه که هم برای نگهداشتن مناسب باشد و هم اینکه از لحاظ زیبایی، تأثیر نامطلوبی نگذارد بسیار هوشمندانه است
