Այս հոդվածը կկենտրոնանա մետաղների օքսիդացման երեւույթի վերլուծության վրա։ Այստեղ մենք կքննարկենք այս երևույթի ընդհանուր գաղափարը, կծանոթանանք որոշ սորտերի հետ և կուսումնասիրենք դրանք՝ օգտագործելով պողպատի օրինակը: Ընթերցողը կսովորի նաև, թե ինչպես անել այս գործընթացը ինքներդ:
Օքսիդացման սահմանում
Սկզբից մենք կկենտրոնանանք բուն օքսիդացման հայեցակարգի վրա: Սա գործընթաց է, որի ընթացքում օքսիդային թաղանթ է ստեղծվում արտադրանքի մակերեսի վրա, ինչպես նաև աշխատանքային մասի վրա: Դա հնարավոր է դառնում ռեդոքս ռեակցիաների շնորհիվ։ Ամենից հաճախ նման միջոցներն օգտագործվում են մետաղների, դեկորատիվ տարրերի օքսիդացման և դիէլեկտրական շերտի ձևավորման համար: Հիմնական սորտերից են հետևյալը՝ ջերմային, պլազմային, քիմիական և էլեկտրաքիմիական ձևերը։
Տեսակների բազմազանություն
Անդրադառնալով վերը թվարկված տեսակների նկարագրությանը, նրանցից յուրաքանչյուրի մասին կարող ենք ասել, որ.
- Օքսիդացման ջերմային ձևը կարող է իրականացվել որոշակի արտադրանքի տաքացման կամգործիք ջրի գոլորշու կամ թթվածնի մթնոլորտում: Երբ մետաղները, ինչպիսիք են երկաթը և ցածր լեգիրված պողպատը, օքսիդացվում են, գործընթացը կոչվում է կապտացում:
- Օքսիդացման քիմիական ձևն իրեն բնութագրում է որպես մշակման գործընթաց՝ հալվածքների կամ օքսիդացնող նյութերի լուծույթների օգտագործմամբ։ Սրանք կարող են լինել քրոմատների, նիտրատների և այլնի ներկայացուցիչներ: Ամենից հաճախ դա արվում է արտադրանքին կոռոզիայից պրոցեսներից պաշտպանելու համար:
- Էլեկտրաքիմիական տիպի օքսիդացումը բնութագրվում է նրանով, որ այն տեղի է ունենում էլեկտրոլիտների ներսում։ Այն նաև կոչվում է միկրո-աղեղային օքսիդացում:
- Պլազմային օքսիդացման ձևը կարող է իրականացվել միայն ցածր ջերմաստիճանի պլազմայի առկայության դեպքում: Այն պետք է պարունակի O2: Երկրորդ պայմանը DC արտանետման, ինչպես նաև ռադիոհաճախականության և/կամ միկրոալիքային վառարանի առկայությունն է:
Օքսիդացման ընդհանուր հայեցակարգ
Ավելի լավ հասկանալու համար, թե ինչ է սա՝ մետաղների օքսիդացում, ցանկալի կլինի նաև ծանոթանալ օքսիդացման ընդհանուր, համառոտ բնութագրերին։
Օքսիդացումը քիմիական բնույթի գործընթաց է, որն ուղեկցվում է այս երեւույթի ենթարկվող նյութի ատոմային օքսիդացման աստիճանի բարձրացմամբ։ Դա տեղի է ունենում բացասական լիցքավորված մասնիկների՝ էլեկտրոնների փոխանցման միջոցով ատոմից, որը վերականգնող նյութ է։ Այն կարող է նաև կոչվել դոնոր: Էլեկտրոնների փոխանցումը կատարվում է օքսիդացող ատոմի՝ էլեկտրոն ընդունողի նկատմամբ։
Երբեմն, օքսիդացման ժամանակ, սկզբնական միացությունների մոլեկուլները կարող են դառնալ անկայուն և տրոհվել ավելի փոքր բաղադրիչ մասերի: Որտեղմոլեկուլային մասնիկների կողմից ձևավորված որոշ ատոմներ կունենան օքսիդացման ավելի բարձր աստիճան, քան նույն տեսակի ատոմները, բայց իրենց սկզբնական վիճակում:
Պողպատի օքսիդացման օրինակով
Ի՞նչ է մետաղի օքսիդացումը: Այս հարցի պատասխանը ավելի լավ կլինի դիտարկել օրինակով, որի համար մենք կօգտագործենք այս գործընթացը պողպատի հետ:
Մետաղ-պողպատի քիմիական օքսիդացման ներքո մենք հասկանում ենք աշխատանքի կատարման գործընթացը, որի ընթացքում մետաղի մակերեսը ծածկվելու է օքսիդ թաղանթով։ Այս գործողությունը, առավել հաճախ, իրականացվում է պաշտպանիչ ծածկույթ ստեղծելու կամ դեկոր տարրին նոր հատկություն հաղորդելու համար. նրանք դա անում են նաև պողպատե արտադրանքների վրա դիէլեկտրական շերտեր ստեղծելու համար։
Խոսելով քիմիական օքսիդացման մասին՝ կարևոր է իմանալ. նախ՝ արտադրանքը մշակվում է քրոմատի, նիտրատի կամ մի շարք այլ օքսիդացնող նյութերի համաձուլվածքով կամ լուծույթով: Սա մետաղին կպաշտպանի կոռոզիայի հետևանքներից: Պրոցեդուրան կարող է իրականացվել նաև ալկալային կամ թթվային բնույթի կոմպոզիցիաների միջոցով։
Օքսիդացման քիմիական ձևը, որն իրականացվում է ալկալիների օգտագործմամբ, պետք է իրականացվի 30-ից 180 °C ջերմաստիճանում: Նման ընթացակարգերի համար անհրաժեշտ է օգտագործել ալկալիներ փոքր քանակությամբ օքսիդացնող նյութերի խառնուրդով: Այն բանից հետո, երբ մասը մշակվել է ալկալային միացությամբ, այն պետք է շատ մանրակրկիտ լվանալ, ապա չորացնել: Երբեմն արդեն օքսիդացման պրոցեդուրան անցած աշխատանքային մասը կարող է լրացուցիչ յուղապատվել:
Թթվային մեթոդի մանրամասները
Թթվային գործողությունների մեթոդը կիրառելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել մի քանի թթուներ, սովորաբար երկու կամ երեք: Այս տեսակի հիմնական նյութերն են աղաթթուները, օրթոֆոսֆորական և ազոտական թթուները։ Դրանց ավելացվում են փոքր քանակությամբ մանգանի միացություններ և այլն: Ջերմաստիճանի ցուցիչների տատանումները, որոնց դեպքում կարող է տեղի ունենալ մետաղ-պողպատի օքսիդացում, թթվային մեթոդի կիրառմամբ, գտնվում է 30-ից մինչև 100 ° С:
Քիմիական օքսիդացումը, որը նկարագրված է երկու եղանակով, մարդուն հնարավորություն է տալիս ինչպես արտադրության, այնպես էլ տանը ձեռք բերել թաղանթ, որն առաջացնում է արտադրանքի բավականաչափ ուժեղ պաշտպանություն: Այնուամենայնիվ, կարևոր կլինի իմանալ, որ պողպատի և այլ մետաղների պաշտպանությունն ավելի հուսալի կլինի, եթե օգտագործվի էլեկտրաքիմիական ընթացակարգ: Դա պայմանավորված է էլեկտրաքիմիական առավելություններով: մեթոդ քիմիական օքսիդացման նկատմամբ, վերջինս ավելի հազվադեպ է օգտագործվում պողպատե առարկաների համար:
Օքսիդացման անոդիկ ձև
Մետաղների օքսիդացումը կարող է տեղի ունենալ անոդային պրոցեսի միջոցով: Ամենից հաճախ էլեկտրաքիմիական օքսիդացման գործընթացը կոչվում է անոդիկ: Այն իրականացվում է ագրեգացման պինդ կամ հեղուկ վիճակի էլեկտրոլիտների հաստությամբ։ Նաև այս մեթոդի օգտագործումը թույլ կտա բարձրորակ թաղանթ կիրառել օբյեկտի վրա՝
- Բարակ շերտի ծածկույթի հաստությունը տատանվում է 0,1-ից մինչև 0,4 միկրոմետր:
- Էլեկտրամեկուսիչ և մաշվածության դիմացկուն հատկություններ հնարավոր են, եթե հաստությունըտատանվում է երկու-երեքից երեք հարյուր միկրոն:
- Պաշտպանիչ ծածկույթ=0,3 – 15 մկմ:
- Կարելի է կիրառվել էմալին նման հատկություններով շերտեր: Մասնագետները հաճախ նման թաղանթն անվանում են էմալ ծածկույթ։
Անոդացված արտադրանքի առանձնահատկությունը դրական ներուժի առկայությունն է: Այս ընթացակարգը խորհուրդ է տրվում ինտեգրալ սխեմաների տարրերը պաշտպանելու, ինչպես նաև կիսահաղորդիչների, համաձուլվածքների և պողպատների մակերեսին դիէլեկտրիկ ծածկույթ ստեղծելու համար։
Անոդացված տիպի մետաղների օքսիդացման գործընթացը ցանկության դեպքում կարող է իրականացվել ցանկացած անձի կողմից տանը, տանը։ Այնուամենայնիվ, շատ կարևոր կլինի պահպանել անվտանգության բոլոր պայմանները, և դա պետք է արվի անվերապահորեն: Դա պայմանավորված է այս մեթոդի մեջ շատ ագրեսիվ միացությունների կիրառմամբ։
Անոդացման առանձնահատուկ դեպքերից է միկրոաղեղային օքսիդացման մեթոդը։ Այն թույլ է տալիս մարդուն ձեռք բերել դեկորատիվ, ջերմակայուն, պաշտպանիչ, մեկուսիչ և հակակոռոզիոն տեսակի բարձր պարամետրերով մի շարք եզակի ծածկույթներ: Գործընթացի միկրոարկային ձևը կարող է իրականացվել միայն փոփոխական կամ իմպուլսային հոսանքի ազդեցության տակ էլեկտրոլիտների հաստությամբ, որոնք ունեն մի փոքր ալկալային բնույթ: Քննարկվող մեթոդը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել ծածկույթի հաստությունը երկու հարյուրից երկու հարյուր հիսուն միկրոն: Վիրահատությունից հետո մակերեսը նման կլինի կերամիկայի։
Կապույտացման գործընթաց
Սև մետաղների օքսիդացում մասնագիտական տերմինաբանությամբ կոչվում էկապտություն.
Երբ խոսում ենք պողպատի կապտացման մասին, օրինակ՝ օքսիդացման, սևացման կամ կապտման մասին, կարող ենք ասել, որ սա մի գործընթաց է, որի ընթացքում չուգունի կամ ցածր լեգիրված պողպատի վրա ձևավորվում է երկաթի օքսիդի շերտ: Որպես կանոն, նման թաղանթի հաստությունը գտնվում է մեկից տասը միկրոն միջակայքում: Շերտի հաստությունը նաև որոշում է որոշակի երանգի գույնի առկայությունը: Կախված թաղանթի հաստության ավելացումից՝ գույները կարող են լինել՝ դեղին, շագանակագույն, բալի, մանուշակագույն, կապույտ և մոխրագույն։
Ներկայումս կան բլուինգի մի քանի տեսակներ.
- Ալկալային տեսակը բնութագրվում է համապատասխան լուծույթների կիրառմամբ՝ օքսիդացնող նյութերի ավելացմամբ՝ 135-ից 150 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճանի պայմաններում։
- Թթվային տիպի բլյուինգը օգտագործում է թթվային լուծույթներ և քիմիական կամ էլեկտրաքիմիական մեթոդներ:
- Մշակման ջերմային ձևը բնութագրվում է բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանների կիրառմամբ (200-ից մինչև 400 °C): Գործընթացը տեղի է ունենում գերտաքացած ջրի գոլորշու մթնոլորտի հաստությամբ։ Եթե օգտագործվում է ամոնիակ-ալկոհոլ խառնուրդ, ապա ջերմաստիճանի պահանջները բարձրանում են մինչև 880 °C, իսկ հալած աղերում՝ 400-ից մինչև 600 °C։ Օդային մթնոլորտի օգտագործումը պահանջում է մասի մակերեսը նախապես ծածկել լաքի բարակ շերտով, որը պետք է լինի ասֆալտ կամ յուղ:
ներածություն ջերմային օքսիդացման
Մետաղների ջերմային օքսիդացումն այն տեխնիկան է, որի դեպքում օքսիդ թաղանթը կիրառվում է պողպատի վրաջրային գոլորշու մթնոլորտի տարածություն. Կարող են օգտագործվել նաև թթվածին պարունակող այլ կրիչներ, որոնք ունեն բավականաչափ բարձր ջերմաստիճան: Տանը ջերմային բուժում իրականացնելը բավականին դժվար է, և, հետևաբար, այն, որպես կանոն, չի իրականացվում։ Խոսելով պլազմայի տեսակի օքսիդացման մասին՝ կարևոր է իմանալ, որ դա գրեթե անհնար է տանը անել։
Ինքնավիրահատություն
Տնային պայմաններում մետաղի օքսիդացումը կարող է իրականացվել ինքնուրույն։ Ամենահեշտ ճանապարհը պողպատե արտադրանքը նման մշակման ենթարկելն է։ Դրա համար նախ պետք է փայլեցնել կամ մաքրել այն հատվածը, որի վրա կիրականացվեն օքսիդացման աշխատանքները։ Այնուհետև օքսիդները պետք է հեռացվեն մակերեսից՝ օգտագործելով հինգ տոկոս H2SO4 լուծույթներ (ծծմբաթթու): Ապրանքը պետք է հեղուկի մեջ պահվի վաթսուն վայրկյան։
Հաջորդ քայլերը
Մասը թթվային բաղնիքում տեղադրելու փուլն անցնելուց հետո այն պետք է լվանալ տաք ջրի տակ և պասիվացնել կամ, այլ կերպ ասած, հինգ րոպե եռացնել առարկան։ Դա անելու համար օգտագործեք ջրամատակարարման ջրի լուծույթը հիսուն գրամ պարզ լվացքի օճառով: Այստեղ հաշվարկը 1 լիտր հեղուկի համար է։ Այս բոլոր գործողությունները կատարելով՝ մենք հասել ենք օքսիդացման ավարտին։ Ընթացակարգն իրականացնելու համար դուք պետք է՝
- Օգտագործեք էմալապատ տարաներ, որոնք ներսից չունեն չիպսեր կամ քերծվածքներ:
- Տանը լցրեք ջրով և նոսրացրեք համապատասխան քանակությամբ գրամ կաուստիկ սոդա (1 լիտրի համար=50 գրամ):
- Նավը տեղափոխեք այնտեղիցջուրը վառարանի վրա դնել և արտադրանքը դնել վերևում։
- Խառնուրդը տաքացրեք մոտ 135-150°C:
90 րոպե հետո դուք կարող եք դուրս հանել հատվածը և մտածել ձեր սեփական աշխատանքի մասին:
Որոշ տվյալներ
Ընթերցողը կիմանա, որ եթե անհրաժեշտ է նման վիրահատություն, բայց հմտության կամ ցանկության բացակայության դեպքում, նման խնդրանքով կարելի է դիմել տարբեր մասնագետների։ Մետաղների օքսիդացումն, օրինակ, Մոսկվայում կարող է իրականացվել ինչպես ծառայությունների տարբեր ոլորտների մասնագետների, այնպես էլ տանը՝ մարդկանց կողմից։ Մասին պաշտպանություն հաղորդելու նման միջոցների որոշ տեսակներ կարող են բավականին թանկ արժենալ: Ռուսաստանի Դաշնության մայրաքաղաքում օքսիդացման անոդացված տեսակը բավականին թանկ կարժենա, բայց այն օբյեկտին կտա հուսալիության բարձր ցուցանիշ։ Նման դեպքում մասնագետներ գտնելու համար բավական է մուտքագրել Google-ի որոնման հարցումը, օրինակ՝ «performing chemical oxidation in … (որոշակի քաղաքում կամ տարածաշրջանում)», կամ նման բան։
