بیشتر فلز ها تمایل به اکسیدی شدن یا زنگ زدن دارند که این عمل در حوزه صنعت هم می تواند سود آورد و کاربردی باشد و هم آسیب زننده باشد با ما همراه باشید تا با فرآیند آنودایز و مراحل و ویژگی‌های آن بیشتر آشنا شوید.
آنودایز چیست؟
آنودایز یک روش برای ایجاد لایه هایی از اکسید متصل به سطح فلز است که برای بهبود و تقویت خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سطح فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.. طی این فرآیند، محلول الکترولیتی (معمولاً اسید سولفوریک) به عنوان الکترولیت استفاده می شود و قطعه فلزی (مانند آلومینیوم) به عنوان آنود و یک قطعه فلز دیگر (مانند فولاد) به عنوان کاتود عمل می کند. با اعمال جریان الکتریکی، یون های منفی سولفات موجود در الکترولیت به سمت آنود مهاجرت کرده و با اکسیده شدن آلومینیوم، لایه اکسید آلومینیوم روی سطح فلز ایجاد می شود. این لایه اکسیدی بسیار نازک و مقاوم در برابر آسیب دیدگی است و معمولاً به عنوان محافظی بر روی فلزات استفاده میشود و از تماس مستقیم فلز با محیط جلوگیری می کند. همچنین، این لایه عایق الکتریکی است و می تواند برای اعمال رنگ و دیگر پوشش ها استفاده شود.
این لایه اکسیدی را به دو روش می‌توان تشکیل داد
روش شیمیایی: جذب اکسید روی سطح فلز و تشکیل یک لایه پایدار (کروماته کردن)
روش الکتروشیمیایی یا آنودی
لایه اکسیدی دریک شرایط مشخص و کنترل شده روی سطح فلز به صورت متراکم ایجاد میشود (آنودایزینگ)
مزایای آنودایز کردن فلزات
اکسیده کردن فلزات مختلف در مواردی می‌تواند مفید و بسیار کاربردی باشد و سبب افزایش مقاومت و ضخامت و سایر تغییرات در فلزاتی از جمله آلومینیوم، آهن و. شود... در زیر برخی از این مزیت ها را برای شما عزیزان آورده‌ایم:
- ایحاد مقاومت در برابر خوردگی: این فرآیند باعث ایجاد یک لایه اکسیدی بر روی سطح فلز میشود که از آسیب‌های دیدن فلز جلوگیری می‌کند.
- ایجاد مقاومت در برابر سایش: لایه اکسیدی ایجاد شده معمولاً دارای سطحی سخت‌تر است که می‌تواند در برابر ساییدگی مقاوم باشد.
- ایجاد زیبایی در ظاهر: فرآیند Anodizing می‌تواند به فلزات ظاهری زیبا و متنوع بدهد و رنگ های متفاوتی به آنها ببخشد.
- عایق‌سازی الکتریکی: لایه اکسیدی ایجاد شده می‌تواند به عنوان عایق الکتریکی عمل کند و کاربردهای الکتریکی مفیدی داشته باشد.
- افزایش قدرت چسبندگی رنگ ها: پس از عمل اکسیداسیون رنگ آمیزی فلزات آسان تر و راحت تر میشود. چونکه اکسیداسیون موجب ایجاد سطح فعال شیمیایی بر روی فلز میشود و جذب رنگ را بالا می‌برد.
این عمل علاوه بر مزایای ذکر شده می‌تواند معایبی نیز داشته باشد که شامل:
- کاهش انعطاف پذیری فلزات
- بوجود آوردن مشکلات زیست محیطی بخاطر استفاده از مواد شیمیایی
مهم است بدانید که مزایای فرآیند Anodizing ممکن است با توجه به نوع فلز و شرایط فرآیند متغیر باشد.
آنودایز کردن در چه صنایع و مشاغلی بکار می رود
- آنودایز کردن به عنوان یک فرآیند پوشش‌دهی سطحی بر روی فلزات در صنایع و شغل‌ها مختلفی به کار می‌رود. در زیر، برخی از این شغل‌ها و صنایع را برای شما معرفی می‌کنیم:
- صنعت خودروسازی: در تولید قطعات خودرویی مانند رینگ‌ها، ردیابی‌ها، پنل‌ها و قطعات دیگر برای افزایش مقاومت به خوردگی و بهبود ظاهر استفاده میشود.
- صنعت هوا و فضا: از این عمل در تولید قطعات هواپیماها و سیستم‌های فضایی به عنوان یک لایه محافظتی برای مقابله با شرایط سخت فضایی و خوردگی استفاده میشود.
- صنایع الکترونیکی: قطعات الکترونیکی مانند کیس‌ها و شاسی‌ها از این روش برای افزایش مقاومت در برابر ضربه و دیگر ویژگی‌های الکتریکی استفاده می‌کنند.
- تولید تجهیزات ورزشی: مثلاً در تجهیزات دوچرخه‌ها، تجهیزات کوهنوردی و سایر تجهیزات ورزشی ممکن است از این عمل برای تقویت سطح و ظاهر استفاده کنند.
- تولید تجهیزات پزشکی: در ابزارهای پزشکی مانند ایمپلنت‌ها و تجهیزات جراحی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و بهداشت استفاده می‌کنند.
- معماری و ساخت و ساز: برای ایجاد مقاومت در قاب درب و پنجره و سایر پنل ها
- تولید قطعات مکانیکی: در صنایع مختلف از قطعات مکانیکی از جمله مهندسی مکانیکی، خودروسازی و صنعت عمومی ممکن است از این فرایند برای بهبود ویژگی‌های سطحی استفاده می کنند.
آنودایزینگ سخت چیست؟
آنودایزینگ سخت یا Hard Anodizing یک فرایند پوشش دهی سطحی است که در آن با استفاده از جریان الکتریکی و اسید سولفوریک، پوششی سخت و مقاوم در برابر خوردگی روی سطح فلزی ایجاد می شود. در این فرایند، پوشش به صورت یک لایه پوسته ای ایجاد می شود که بسیار ضخیم تر از آنودایز معمولی است و ضخامت آن به بیش از ۲۰۰ میکرون می رسد در حالیکه ضخامت آنودایز معلولی به ۵ الی ۲۵ میکرون می باشد. در نتیجه این لایه ایجاد شده در برابر سایش و آسیب های سطحی مقاوم تر خواهد بود؛ و سبب افزایش مقاومت در برابر خوردگی، سایش و سایر آسیب های سطحی می شود. از این پوشش در قطعات صنعتی، خودروها، هواپیماها استفاده می شود.
آنودایزینگ آلومینیوم
آنودایز کردن آلومینیوم یک فرآیند شیمیایی است که به منظور ایجاد یک لایه اکسیدی محافظ بر روی سطح آلومینیوم انجام میشود، ضخامت این لایه به ضخامت آلومینیوم اضافه تر می کند و باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی، سختی، بهبود ظاهر، پایداری شیمیایی آلومینیوم میشود.
مراحل کلی این فرایند شامل موارد زیر است:
- تمیز کردن: ابتدا سطح قطعه آلومینیوم که قرار است انودایز شود، باید کاملاً تمیز شود. این شامل حذف زنگ و روغن‌ها با استفاده از مواد شوینده میشود.
- آماده‌سازی سطح: پس از تمیز کردن، سطح آلومینیوم به مرحله آماده‌سازی می‌رود. این مرحله شامل حمام گذاری آلکالاین(میشود تا سطح آلومینیوم آماده برای ایجاد لایه اکسیدی باشد.
- آنودایزاسیون: قطعه آلومینیوم به عنوان آنود در یک حمام اسیدی قرار می‌گیرد. که معمولاً از سولفوریک اسید یا همچنین اسید فسفریک استفاده میشود. جریان الکتریکی از طریق آلومینیوم عبور داده میشود تا لایه اکسیدی روی سطح شروع به تشکیل شود. این لایه اکسیدی به مرور زمان رشد می‌کند و می‌توانید ضخامت آن را کنترل کنید.
- رنگ‌آمیزی: اگر نیاز به رنگ‌آمیزی قطعه آلومینیوم دارید، می‌توانید از مواد رنگی و الکترولیت‌های خاصی استفاده کنید تا رنگ مورد نظر بر روی لایه اکسیدی ایجاد شود.
- نفوذ: در مرحله نفوذ، لایه اکسیدی می‌تواند با یک رنگ ثانویه یا مواد شیمیایی دیگر اشباع شود تا ویژگی‌های خاصی ایجاد شود.
- تثبیت: نهایتاً، لایه اکسیدی با استفاده از یک حمام آبکاری تثبیت میشود تا پایداری خود را بیشتر کند.
در نتیجه این فرآیند، در آلومینیوم به ایجاد یک لایه اکسیدی مقاوم و زیبا می‌انجامد که به عنوان محافظی بر روی سطح آلومینیوم عمل می‌کند و می‌تواند به عنوان یک پوشش تزئینی نیز استفاده شود.
آنودایزینگ آلومینیوم با چه روش هایی امکان پذیر است؟
به سه روش می‌توان آنودایزینگ آلومینیوم را انجام داد
روش اول: در نوع اول از اسید کرومیک برای ایجاد یک لایه نازک تر و منعطف تر استفاده میشود و لایه‌ای که روی آلومینیوم یا سیر فلزات ایجاد میشود، یک لایه معمولی، شفاف است که می‌تواند دارای رنگ‌های مختلفی باشد.
روش دوم: در این روش از محلول اسید سولفوریک برای ایجاد یک لایه ضخیم‌تر از روش اول استفاده می‌کنیم و سرعتی که با استفاده این محلول لایه شکل می‌گیرد تقریباً ۲۵ میکرومتر در ساعت است.
روش سوم: در روش سوم علاوه بر اسید سولفوریک و از اسید اگزالیک برای تشکیل یک لایه ضخیم تر و مقاوم تر استفاده میشود به این روش Hard Anodizing نیز می‌گویند و سرعت تشکیل پوشش به ۳۰ میکرومتر در ساعت می‌رسد.
پیام پایانی
امیدواریم که توانسته باشیم مطالب کاربردی و مفیدی در اختیار شما قرار داده باشیم. شما با مطالعه این مقاله با فرآیند آنودایزینگ و مراحل آن آشنا شدید و آموختید که چه مزیت‌هایی دارد و می تواند در چه صنایعی بکار برده شود.
