اندایزینگ آلومینیوم، مفاهیم و کاربردها

اندایزینگ آلومینیوم، مفاهیم و کاربردها

55 صفحه در قالب word

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 01/0 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 &ndash افزایش مقاومت در مقابل خوردگی.

پوشش اکسیدی &ndash آندی سیل شده آلومینیوم باعث محافظت فلز در برابر عوامل خورنده جوی و نمکها می گردد.

ب &ndash 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 &ndash به عنوان یکی از مراحل آبکاری:

تخلخل موجود در پوشش اکسیدی &ndash 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 &ndash ایجاد نمای ظاهری مناسب جهت دکوراسیون و تزئینات:

لایه اکسیدی &ndash 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 &ndash 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 &ndash کاربرد در صنایع فتوگراف و لیتوگراف:

وجود حفره ها و تخلخل های بی شمار در پوشش اکسیدی &ndash آندی باعث بالا رفتن قدرت مکانیکی صفحات لیتوگراف در نگهداری محلول های مربوط به فتوگراف و لیتوگراف می گردد.

ز &ndash افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت:

لایه اکسیدی &ndash آندی در ضخامت های بیش از 032/0 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 230 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرد.

ح &ndash افزایش مقاومت سایشی:

با استفاده از مکانیزم آندایزینگ سخت بر روی قطعات آلومینیومی پوشش به ضخامت حدود 1 تا 4 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 &ndash آندی نسبت به خود آلومینیوم سخت تر هستند اما در برخی از موارد (مانند لایه اکسیدی &ndash آندی حاصل از آندایزینگ در حمام اسیدکرومیک) نرم بوده و جهت کاربری در شرایطی که به مقاومت سایشی نیاز دارد مناسب نمی باشد.

ط &ndash ردیابی و کنترل درزهای سطحی:

پوشش اکسیدی &ndash 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&rdquo 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.

مکانیزم تشکیل لایه اکسیدی &ndash آندی:

حمام اسیدسولفوریک به غلظت 10% حجمی را در نظر گرفته و در آن یک قطعه آلومینیومی را به قطب مثبت منبع الکتریسیته (آند) وصل کنید و فلز مناسب دیگری مانند قلع را به عنوان کاتد به قطب منفی منبع الکتریسیته تصال دهید دانسیته جریان مستقیم ( DC ) مورد نیاز در این پروسه حدود 1 تا 6/1 آمپر بر دسیمتر مربع می باشد که از پتانسیلی حدود13 تا 17 ولت ایجاد می شود. در دمای معمولی اتاق وقتی که جریان برق برقرار می گردد اسید سولفوریک شروع به تجزیه می کند، در اثر این فعل و انفعالات در قطب منفی (کاتد) هیدروژن ایجاد می گردد و به موازات یون های اکسیژن و سولفات &ndash (آنیون ها) توسط قطب مثبت (آند) که آلومینیوم به آن اتصال است جذب می گردند.

شارژ الکتریکی در داخل سیستم فوق باعث می گردد که یون های مثبت آلومینیوم (کاتیون ها) به سمت کاتد هدایت شوند و در همان حال در سطح آند ، کاتیون ها یا آلومینیوم با آنیون های اکسیژن ترکیب شده و تشکیل اکسید آلومینیوم را می دهند. مقداری از یون های آلومینیوم نیز قادر به ترکیب با اکسیژن نبوده و به صورت نامحلول در الکترولیت باقی می مانند.

پوشش اکسیدی &ndash آندی آلومینیوم از تعداد زیادی حفره های شش ضلعی ساخته شده است که اندازه آنها در یک اینچ مربع حدود چند میلیون عدد می باشد. در وسط هر کدام از این شش ضلعی ها سوراخی وجود دارد که اطراف و قسمت تحتانی ن توسط لایه ای اکسیدی از فلز مبنا جدا شده است. ابعاد حفره ها در الکترولیت های مختلف تفاوت دارد و بطور تقریبی به شرح زیر می باشد:

ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است

متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است

لینک منبع و پست :http://campiran.ir/project-3007-%d8%a7%d9%86%d8%af%d8%a7%d9%8a%d8%b2%d9%8a%d9%86%da%af-%d8%a2%d9%84%d9%88%d9%85%d9%8a%d9%86%d9%8a%d9%88%d9%85%d8%8c-%d9%85%d9%81%d8%a7%d9%87%d9%8a%d9%85-%d9%88-%d9%83%d8%a7%d8%b1%d8%a8/