ستركز هذه المقالة على تحليل ظاهرة أكسدة المعادن. هنا سننظر في فكرة عامة عن هذه الظاهرة ، والتعرف على بعض الأصناف ودراستها باستخدام مثال الفولاذ. سيتعلم القارئ أيضًا كيفية القيام بهذه العملية بنفسك.
تعريف الأكسدة
بادئ ذي بدء ، سنركز على مفهوم الأكسدة نفسها. هذه عملية يتم خلالها إنشاء فيلم أكسيد على مساحة سطح المنتج ، وكذلك على قطعة العمل. يصبح من الممكن بسبب تفاعلات الأكسدة والاختزال. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام هذه التدابير في أكسدة المعادن والعناصر الزخرفية وتشكيل طبقة عازلة. من بين الأصناف الرئيسية ما يلي: شكل حراري ، بلازما ، كيميائي وكهروكيميائي.
تنوع الأنواع
مسكنًا في وصف الأنواع المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نقول عن كل منها:
- يمكن إجراء شكل حراري من الأكسدة أثناء تسخين منتج معين أوأداة في أجواء بخار الماء أو الأكسجين. عندما تتأكسد معادن مثل الحديد وسبائك الفولاذ المنخفض ، فإن العملية تسمى التبييض.
- يميز الشكل الكيميائي للأكسدة نفسه ، كعملية معالجة ، من خلال استخدام المواد المنصهرة أو محاليل العوامل المؤكسدة. يمكن أن يكون هؤلاء ممثلين للكرومات والنترات وما إلى ذلك. وغالبًا ما يتم ذلك من أجل توفير حماية المنتج ضد عمليات التآكل.
- تتميز الأكسدة من النوع الكهروكيميائي بأنها تحدث داخل الإلكتروليتات. ويسمى أيضًا أكسدة القوس الصغير.
- شكل أكسدة البلازما لا يمكن أن تتحقق إلا في وجود البلازما ذات درجة حرارة منخفضة. يجب أن يحتوي على O2. الشرط الثاني هو وجود تفريغ التيار المباشر وكذلك RF و / أو الميكروويف.
المفهوم العام للأكسدة
لفهم ماهية هذا بشكل أفضل - أكسدة المعادن ، سيكون من المرغوب أيضًا أن تتعرف على الخصائص العامة والمختصرة للأكسدة.
الأكسدة عملية ذات طبيعة كيميائية تصاحبها زيادة في درجة الأكسدة الذرية لمادة تتعرض لهذه الظاهرة. يحدث هذا من خلال نقل الجسيمات سالبة الشحنة - الإلكترونات ، من الذرة ، وهي عامل الاختزال. قد يطلق عليه أيضًا اسم المتبرع. يتم نقل الإلكترونات فيما يتعلق بالذرة المؤكسدة ، متقبل الإلكترون.
في بعض الأحيان ، أثناء الأكسدة ، يمكن أن تصبح جزيئات المركبات الأصلية غير مستقرة وتتفتت إلى أجزاء مكونة أصغر. حيثبعض الذرات التي تكونت بواسطة الجزيئات الجزيئية سيكون لها درجة أكسدة أعلى من نفس أنواع الذرات ، ولكن في حالتها الأصلية الأصلية.
في مثال أكسدة الصلب
ما هي أكسدة المعادن؟ سيتم النظر في الإجابة على هذا السؤال بشكل أفضل مع مثال سنستخدم فيه هذه العملية مع الفولاذ.
تحت الأكسدة الكيميائية للمعدن - الفولاذ ، نفهم عملية القيام بالعمل ، والتي يتم خلالها تغطية السطح المعدني بفيلم أكسيد. يتم تنفيذ هذه العملية ، في أغلب الأحيان ، لتشكيل طبقة واقية أو إعطاء ميزة جديدة لعنصر الديكور ؛ يفعلون ذلك أيضًا من أجل إنشاء طبقات عازلة على منتجات الصلب.
عند الحديث عن الأكسدة الكيميائية ، من المهم معرفة: أولاً ، يتم معالجة المنتج ببعض السبائك أو بمحلول من الكرومات أو النترات أو عدد من العوامل المؤكسدة الأخرى. سيعطي هذا المعدن حماية ضد آثار التآكل. يمكن أيضًا تنفيذ الإجراء باستخدام تركيبات ذات طبيعة قلوية أو حمضية.
يجب أن يتم الشكل الكيميائي للأكسدة ، باستخدام القلويات ، عند درجة حرارة 30 إلى 180 درجة مئوية. لمثل هذه الإجراءات ، من الضروري استخدام القلويات مع خليط من كمية صغيرة من العوامل المؤكسدة. بعد معالجة الجزء بمركب قلوي ، يجب شطفه جيدًا ثم تجفيفه. في بعض الأحيان ، يمكن أيضًا تزييت قطعة العمل التي مرت بالفعل بعملية الأكسدة.
تفاصيل الطريقة الحمضية
لتطبيق طريقة العمليات الحمضية ، من الضروري استخدام عدة أحماض ، عادة اثنين أو ثلاثة. المواد الرئيسية من هذا النوع هي أحماض الهيدروكلوريك والفوسفوريك والنتريك. تضاف إليها كمية صغيرة من مركبات المنجنيز وغيرها. الاختلاف في مؤشرات درجة الحرارة التي يمكن أن تحدث فيها أكسدة المعدن - الصلب ، باستخدام طريقة الحمض ، يكمن في النطاق من 30 إلى 100 درجة مئوية.
الأكسدة الكيميائية ، الموصوفة لطريقتين ، تمنح الشخص فرصة الحصول ، سواء في الإنتاج أو في المنزل ، على فيلم يسبب حماية قوية بما فيه الكفاية للمنتج. ومع ذلك ، سيكون من المهم معرفة أن حماية الفولاذ والمعادن الأخرى ستكون أكثر موثوقية إذا تم استخدام إجراء كهروكيميائي. إنه بسبب مزايا الكهروكيميائية. على الأكسدة الكيميائية ، يتم استخدام الأخير بشكل أقل تكرارًا للأجسام الفولاذية.
شكل انوديك من الأكسدة
يمكن أن تحدث أكسدة المعادن باستخدام عملية أنوديك. في أغلب الأحيان ، تسمى عملية الأكسدة الكهروكيميائية أنوديك. يتم إجراؤه في سمك الإلكتروليتات في الحالة الصلبة أو السائلة للتجمع. أيضًا ، سيسمح لك استخدام هذه الطريقة بتطبيق فيلم عالي الجودة على الكائن:
- يتراوح سمك طبقة الطلاء الرقيقة من 0.1 إلى 0.4 ميكرومتر.
- خصائص العزل الكهربائي ومقاومة التآكل ممكنة إذا كانت السماكةتتقلب من اثنين إلى ثلاثمائة ميكرون إلى ثلاثمائة ميكرون.
- طلاء واقي=0.3 - 15 ميكرون.
- يمكن تطبيق طبقات ذات خصائص مشابهة للمينا. غالبًا ما يطلق المتخصصون على مثل هذا طلاء المينا.
سمة المنتج الذي تم معالجته بأكسيد الألومنيوم هو وجود إمكانات إيجابية. يوصى بهذا الإجراء من أجل حماية عناصر الدوائر المتكاملة ، وكذلك لإنشاء طلاء عازل على سطح أشباه الموصلات والسبائك والفولاذ.
يمكن إجراء عملية أكسدة المعادن المؤكسدة ، إذا رغبت في ذلك ، من قبل أي شخص في المنزل ، في المنزل. ومع ذلك ، سيكون من المهم للغاية الامتثال لجميع شروط السلامة ، ويجب أن يتم ذلك دون قيد أو شرط. ويرجع ذلك إلى استخدام مركبات شديدة العدوانية في هذه الطريقة.
واحدة من الحالات الخاصة للأنودة هي طريقة أكسدة ميكروارك. يسمح لأي شخص بالحصول على عدد من الطلاءات الفريدة ذات المعلمات العالية من النوع الزخرفي والمقاوم للحرارة والوقاية والعازل والمضاد للتآكل. لا يمكن تنفيذ شكل microarc للعملية إلا تحت تأثير التيار المتردد أو النبضي في سمك الإلكتروليتات ذات الطابع القلوي قليلاً. تتيح الطريقة قيد الدراسة إمكانية الحصول على سمك طلاء من مائتين إلى مائتين وخمسين ميكرون. بعد العملية يصبح السطح مشابها للسيراميك
عملية Bluing
يسمى أكسدة المعادن الحديدية في المصطلحات المهنيةالأزرق.
عند الحديث عن زرقة الفولاذ ، مثل الأكسدة أو السواد أو الصبغة الزرقاء ، يمكننا القول أن هذه عملية يتم خلالها تكوين طبقة من أكسيد الحديد على الحديد الزهر أو سبائك الصلب المنخفضة. كقاعدة عامة ، يتراوح سمك هذا الفيلم من واحد إلى عشرة ميكرون. تحدد سماكة الطبقة أيضًا وجود لون خفيف معين. اعتمادًا على الزيادة في سمك طبقة الفيلم ، يمكن أن تكون الألوان: الأصفر والبني والكرزي والأرجواني والأزرق والرمادي.
يوجد حاليًا عدة أنواع من الصبغة الزرقاء:
- يتميز النوع القلوي باستخدام المحاليل المناسبة مع إضافة عوامل مؤكسدة تحت ظروف درجة حرارة من 135 إلى 150 درجة مئوية.
- الصبغة الحمضية تستخدم المحاليل الحمضية والطرق الكيميائية أو الكهروكيميائية.
- يتميز الشكل الحراري للمعالجة باستخدام درجات حرارة عالية بدرجة كافية (من 200 إلى 400 درجة مئوية). تتم هذه العملية في سمك الغلاف الجوي لبخار الماء شديد السخونة. إذا تم استخدام خليط من الأمونيا والكحول ، فإن متطلبات درجة الحرارة تزداد إلى 880 درجة مئوية ، وفي الأملاح المنصهرة - من 400 إلى 600 درجة مئوية. يتطلب استخدام الغلاف الجوي طلاء سطح الجزء مسبقًا بطبقة رقيقة من الورنيش ، والتي يجب أن تكون من الأسفلت أو الزيت.
مقدمة في الأكسدة الحرارية
الأكسدة الحرارية للمعادن هي تقنية يتم فيها تطبيق فيلم أكسيد على الفولاذمساحة جو بخار الماء. يمكن أيضًا استخدام وسائط أخرى تحتوي على الأكسجين ذات درجات حرارة عالية بدرجة كافية. من الصعب جدًا إجراء المعالجة الحرارية في المنزل ، وبالتالي ، كقاعدة عامة ، لا يتم إجراؤها. بالحديث عن نوع البلازما من الأكسدة ، من المهم معرفة أنه يكاد يكون من المستحيل القيام بذلك في المنزل.
التشغيل الذاتي
يمكن أن يتم أكسدة المعدن في المنزل بشكل مستقل. أسهل طريقة هي إخضاع منتجات الصلب لمثل هذه المعالجة. للقيام بذلك ، تحتاج أولاً إلى تلميع أو تنظيف الجزء الذي سيتم تنفيذ أعمال الأكسدة عليه. بعد ذلك ، يجب إزالة الأكاسيد من السطح باستخدام محاليل بنسبة خمسة بالمائة H2SO4 (حمض الكبريتيك). يجب حفظ المنتج في السائل لمدة ستين ثانية.
الخطوات التالية
بعد مرور مرحلة وضع الجزء الموجود في الحمام الحمضي ، يجب غسله بالماء الدافئ وتخميده ، أو بعبارة أخرى ، غليه الجسم لمدة خمس دقائق. للقيام بذلك ، استخدم محلولًا من الماء من مصدر المياه مع خمسين جرامًا من صابون الغسيل البسيط. هنا يتم حساب 1 لتر من السائل. بعد أن قمنا بكل هذه الأعمال ، وصلنا إلى نهاية الأكسدة. لتنفيذ الإجراء ، يجب عليك:
- استخدم الحاويات المطلية بالمينا ولا تحتوي على رقائق أو خدوش من الداخل.
- املأ الوعاء بالماء وخففه بالكمية المناسبة من جرامات الصودا الكاوية (لكل 1 لتر=50 جرام).
- انقل السفينة منالماء على الموقد ووضع المنتج فوقه.
- سخني الخليط إلى حوالي 135-150 درجة مئوية.
بعد 90 دقيقة ، يمكنك سحب الجزء والتفكير في عملك.
بعض البيانات
سيعرف القارئ أنه إذا كانت هناك حاجة لمثل هذه العملية ، ولكن في حالة عدم وجود مهارة أو رغبة ، يمكن توجيه مثل هذا الطلب إلى مختلف المتخصصين. أكسدة المعادن في موسكو ، على سبيل المثال ، يمكن أن يتم إجراؤها من قبل المتخصصين في مختلف مجالات الخدمات ، وفي المنزل ، من قبل الناس. يمكن أن تكون بعض أنواع وسائل نقل الحماية للجزء باهظة الثمن. في عاصمة الاتحاد الروسي ، سيكون نوع الأكسدة المؤكسد مكلفًا للغاية ، لكنه سيعطي مؤشر موثوقية عاليًا للكائن. للعثور على متخصصين في مثل هذه الحالة ، يكفي كتابة استعلام بحث Google ، على سبيل المثال: "إجراء أكسدة كيميائية في … (مدينة أو منطقة معينة)" ، أو شيء مشابه.
