مقاله درباره آندایزینگ آلومینیوم

مقاله درباره آندایزینگ آلومینیوم
مقدمه
آلومینیم فلزی است سبک با رنگ سفید متمایل به آبی که بعد از سیلیسیوم فراوان تریس درصد از عناصر پوسته زمین را تشکیل می دهند این فلز را در صنعت با استفاده از روش الکترولیتی از بوکسیت یا آلومین هیدراته ( AL203,2H2O) بدست می آورند . قابلیت چشم گیر آلومینیوم در هدایت جریان الکتریکی ، درخشندگی ، تورق پذیری و نیز استحکام قابل توجه برخی از آلیاژهای آن در مقایسه با فولاد ، آن در ردیف پر مصرف ترین فلزات در زمینه های صنعتی ، تزئینی و ساختمانی قرار داده است میل ترکیبی شدید آلومینیوم و آلیاژهای آن با اکسیژن باعث می گردد که در شرایط طبیعی لایه بسیار نازکی از اکسید ( AL203) بر سطح قطعات آلومینیومی تشکیل شود و به مثابه سپری محکم و فساد ناپذیر مابقی فلز را در مقابل عوامل خورنده جوی محافظت نماید . در مصارف صنعتی و تزئینی نیز با استفاده از روشهای شیمیایی و الکترولیتی لایه اکسیدی فوق را با کیفیت های متفاوت بر سطح فلز ایجاد می نمایند که اصطلاحا به روش اجرائی آن آندایزینگ اطلاق می گردد . این عمل باعث افزایش کیفیت آلومینیوم ، گسترش دامنه مصرف و مقاومت بیشتر آن در برابر خوردگی می شود .

مفاهیم کلی آندایزینگ آلومینیوم
اندایزینگ آلومینیوم، مفاهیم و کاربردها:
به مجموعه عملیاتی که با تشکیل یک لایه نازک اکسیدی بر روی قطعات آلومینیومی باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آنها می گردد آندایزینگ اطلاق می شود.
مکانیزم کلی عمل بدین صورت است که جریان مستقیم برق از مایع الکترولیت مناسبی می گذرد که در آن آلومینیوم آند بوده و فلز مناسب دیگری کاتد می باشد. در این صورت بر سطح آلومینیوم لایه نازکی از اکسید ایجاد می گردد که ضخامت آن به عوامل گوناگونی بستگی دارد.
آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسیدی می شود بطوری که در مجاورت هوا و بطور معمول لایه ای از اکسید به ضخامت ۰۱/۰ میکرون و به صورت غیرمتخلخل 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 آندایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی است.
قطعات و سطوح آلومینیومی را به دلایل زیر اندایزینگ می نمایند:
الف – افزایش مقاومت در مقابل خوردگی.
پوشش اکسیدی – آندی سیل شده آلومینیوم باعث محافظت فلز در برابر عوامل خورنده جوی و نمکها می گردد.
ب – افزایش قدرت چسبندگی رنگها:
لایه اکسیدی- آندی سبب به وجود آمدن سطح فعال شیمیایی شده و زمینه و بستر مناسبی را جهت رنگ آمیزی ایجاد می نماید.
ج – به عنوان یکی از مراحل آبکاری:
تخلخل موجود در پوشش اکسیدی – آندی باعث افزایش قابلیت آبکاری قطعات آلومینیومی می شود. (بطور مثال از آندایزینگ در الکترولیت اسید فسفریک میتوان نام برد که به عنوان مرحله ماقبل آبکاری بکار می رود).
د – ایجاد نمای ظاهری مناسب جهت دکوراسیون و تزئینات:
لایه اکسیدی – آندی آلومینیوم بطور طبیعی درخشان بوده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارد. لذا میتوان از آن به عنوان سطح نهایی مورد نظر جهت تزئینات و نماسازی استفاده نمود. درخشندگی و براقیت سطح مزبور به نوع آلیاژ، روش اچ کاری و براق کاری و سایر شرایط مناسب بستگی دارد.
ه – عایق کاری:
اکسید آلومینیوم عایق می باشد و میتواند در مقابل ولتاژهایی که از چند تا چندین هزار ولت به عنوان عایق عمل کند که کیفیت و کمیت آن به نوع آلیاژ و ضخامت لایه اکسیدی بستگی دارد.
و – کاربرد در صنایع فتوگراف و لیتوگراف:
وجود حفره ها و تخلخل های بی شمار در پوشش اکسیدی – آندی باعث بالا رفتن قدرت مکانیکی صفحات لیتوگراف در نگهداری محلول های مربوط به فتوگراف و لیتوگراف می گردد.
ز – افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت:
لایه اکسیدی – آندی در ضخامت های بیش از ۰۳۲/۰ میلیمتر باعث افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت می گردد. بطور مثال ورق آندایز شده آلومینیومی پس از رنگ آمیزی با رنگ سیاه می تواند به نحو بسیار مطلوبی جهت جذب حرارت تا حدود ۲۳۰ درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرد.
ح – افزایش مقاومت سایشی:
با استفاده از مکانیزم آندایزینگ سخت بر روی قطعات آلومینیومی پوشش به ضخامت حدود ۱ تا ۴ میلیمتر ایجاد می شود که دارای سختی بالایی است و میتوان از آنها جهت ساخت یاتاقانها و قطعات دوار و یا سایر مواردی که نیاز به مقاومت سایشی دارند استفاده نمود. تمام پوششهای اکسیدی – آندی نسبت به خود آلومینیوم سخت تر هستند اما در برخی از موارد (مانند لایه اکسیدی – آندی حاصل از آندایزینگ در حمام اسیدکرومیک) نرم بوده و جهت کاربری در شرایطی که به مقاومت سایشی نیاز دارد مناسب نمی باشد.
ط – ردیابی و کنترل درزهای سطحی:
پوشش اکسیدی – آندی حاصل از حمام اسید کرومیک میتواند به عنوان یک عامل بازرسی جهت کشف و بررسی درزهای سطحی موجود بر روی ورق یا قطعات آلومینیومی عمل نماید. بدین صورت که پس از آندایزینگ قطعات مزبور در داخل اسید فوق الذکر آنها را سریعا” با آب شسته و خشک می کنند .
اسید کرومیک باقیمانده در شکاف درزها و ترک های مویی، بیرون زده می شود و موقعیت عیوب را از نظر مکانی نشان می دهد. در بخشهای بعدی کتاب روشهای مختلف آندایزینگ آلومینیوم، خواص و ویژگی های بوجود آمده در فلز بعد از اجرای عملیات و نیز تجهیزات مورد نیاز بطور مشروح بیان خواهد گردید.