آنودایز آلومینیوم چیست؟
آنودایز آلومینیوم فرایندی است که در طی آن یک لایه اکسیدی روی سطح این فلز تشکیل می شود و باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آن می گردد. این فرایند برای متریالهای مختلف قابل انجام است اما به دلیل کاربردهای گسترده آلومینیوم، آنودایزینگ آلومینیوم بسیار معروف است که در بخش راهنمای آنودایز آلومینیوم با آن آشنا شدیم.
آنودایز آلومینیوم
مکانیزم کلی این فرایند بدین صورت است که جریان مستقیم برق از مایع الکترولیت مناسبی گذرانده می شود که در آن آلومینیوم آند بوده و فلز مناسب دیگری کاتد می باشد. در این شرایط بر سطح آلومینیوم لایه نازکی از اکسید ایجاد می گردد که ضخامت آن به عوامل گوناگونی بستگی دارد.
لازم به ذکر است آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسید می شود بطوری که در مجاورت هوا و بطور معمول لایه های از اکسید به صورت غیر متخلخل بر روی سطوح قطعات آلومینیومی تشکیل می گردد 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 سخت تر و مقاومتر شدن این فلز می شود.
مراحل پوشش اکسیدی
- روش آندی یا الکترو شیمیایی: در یک شرایط خاص و کنترل شده اکسید فلز تولید شده و اکسید فلز متراکم و غیر قابل نفوذ (آنودایز آلومینیوم) م یگردد.
- روش شیمیایی: 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 می کند تا سطوح فلزات در برابر خوردگی مقاومت پیدا کنند، ویژگی های زیبایی شناختی آنها بهبود پیدا کرده و در برابر خراشیدگی مقاوم باشند.
ضمن اینکه یکی از مقاومترین روشهای پرداخت نهایی سطوح فلزی هم می باشد. آنودایزینگ را می توان روی متریال های مختلفی انجام داد ولی با توجه به زمینه فعالیت آلوتک در این مطلب قصد داریم در رابطه با فرایند آنودایز آلومینیوم صحبت کنیم.
پاسخ ۸ سئوال مهم در مورد آنودایزینگ آلومینیوم
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 می گیرد. محلول الکترولیت، محلولی است که با یونهای مثبت و منفی بسیار زیاد برای انتقال جریان، هادی جریان الکتریسیته محسوب می شود.
بار الکتریکی مثبت روی آلومینیوم قرار گرفته و سطح این فلز را تبدیل به آند میکند و بار منفی به صفحات معلق موجود در محلول الکترولیت منتقل میشود. برقراری جریان الکتریکی در این مدار باعث میشود تا یونهای مثبت جذب صفحات منفی شوند و یونهای منفی به سمت آند مثبت بروند که همان قطعه آلومینیومی است.
منظور از لایه مانع در آنودایزینگ چیست؟
واکنش الکتروشیمیایی که گفته شد باعث ایجاد یکسری سوراخ یا حفره روی سطح آلومینیوم میشود که عامل آن فرار یونهای مثبت اضافی است. این سوراخها یک الگوی منظم هندسی تشکیل میدهند و درون ماده فرو میروند. سطح آلومینیوم با یونهای اکسیژن با بار منفی واکنش نشان داده و آلومینیوم اکسید تشکیل می دهد. به این لایه نازک، لایه مانع می گویند که یک سد دفاعی در برابر واکنشهای شیمیایی در این نقاط است.
با ادامه پیدا کردن جریان اعمال شده، نواحی اطراف سوراخها که نسبتاً ضعیف و فعال از لحاظ واکنشی هستند، بیشتر درون آلومینیوم فرو میروند و یکسری ساختارهای توخالی ستون مانند تشکیل میدهند. هر چقدر جریان بیشتر ادامه پیدا کند، عمق نفوذ هم بیشتر خواهد شد.
برای روکش های نه چندان سخت و مقاوم معمولی، عمق نفوذ به ۱۰ میکرومتر میرسد. وقتی به عمق ۱۰ میکرومتری برسد و رنگ آمیزی نیاز باشد، این فرایند متوقف شده و سطح آلومینیوم را میتوان صرفا با شستشو در آب، کاملا بست.
با این کار یک لایه آلومینیوم اکسید طبیعی و بسیار سخت تشکیل خواهد شد که میتواند 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 میباشد.
منظور از آنودایزینگ سخت چیست؟
آنودایزینگ سخت که گاهی اوقات به آن تیپ ۳ هم میگویند، 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 می کند.
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 میکشد و هزینه بیشتری دارد اما نتیجه نهایی بسیار عالیست.
آلومینیوم نیاز به محافظت در برابر خوردگی دارد؟
با اینکه آلومینیوم دچار پوسیدگی نمی شود اما در حضور اکسیژن، کیفیت خود را از دست میدهد و فرسوده می شود که به این فرایند، اکسیداسیون می گویند.
اکسیداسیون چیست؟
اکسیداسیون به معنای واکنش با اکسیژن است. اکسیژن بسیار واکنشگر و فعال است و فوراً با سایر عناصر، ترکیبات مختلف تشکیل می دهد. آلومینیومی که در معرض تماس با هوا قرار دارد، فوراً لایهای از آلومینیوم اکسید روی سطح آن تشکیل می شود که این لایه، در برابر خوردگی حفاظت بیشتری ایجاد می کند.
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.
چطور رنگ به آنودایزینگ آلومینیوم اضافه می شود؟
یکی از مواردی که موقع فکر کردن به فرایند آنودایزینگ به ذهن اکثر ما خطور می کند، آلومینیوم رنگی است! حفرات پایداری که در سطح آلومینیوم ایجاد شده اند، موقعیتی عالی برای اضافه کردن رنگ یا مواد رنگی هستند.
مواد رنگی درون حفرات را به طور کامل تا سطح آلومینیوم پر می کنند و سپس حفرات را به طور کامل بسته می شود. 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 کردهاند و تنها با ساییدن سطح فلز برداشته می شوند.
چرا آلومینیوم آنودایز شده خاصیت درخشندگی دارد؟
بعد از رنگ آمیزی، آلومینیوم آنودایز شده، ظاهر متالیک پیدا میکند. این مورد تحت تأثیر دو عامل است. عامل اول بخاطر حکاکی الکتروشیمیایی همگن است که سطحی زمخت و سخت بر جای می گذارد. 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 رنگ نشده واکنش نشان می دهد. در نتیجه نوری که به بازتاب خورده و به چشم شما برخورد می کند در حقیقت ترکیبی از دو طول موج مختلفی است که حاصل انعکاس از سطوح تقریبا متفاوت میباشد. همین عامل باعث می شود تا ظاهر براق خاص آلومینیوم ایجاد گردد.
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 می کند. به همین دلیل از این فرایند برای مقاوم سازی اتصالات معماری استفاده می کنند که هم از لحاظ زیبایی مناسب است و هم اینکه تقریباً در برابر اثرات هوازدگی، آسیب ناپذیر می شود.
چرا نمی توان 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 طراحی بخشی روی قطعه که هم برای نگهداشتن مناسب باشد و هم اینکه از لحاظ زیبایی، تأثیر نامطلوبی نگذارد بسیار هوشمندانه است.
آنودایزینگ برای پروژه ما مناسب است؟
موقعی که با مشاوران حرفهای ما تماس بگیرید، به طور رایگان توصیههایی در رابطه با خدمات پرداخت نهایی روی آلومینیوم خواهیم کرد تا براساس بودجه و تناسب با پروژه خود بتوانید بهترین روش را انتخاب کنید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با آنودایزینگ، ورق کامپوزیت آلومینیوم و... با شماره های مندرج در وبسایت آلوتک تماس بگیرید.