Tämä artikkeli keskittyy metallien hapettumisilmiön analyysiin. Tässä tarkastelemme yleistä käsitystä tästä ilmiöstä, tutustumme joihinkin lajikkeisiin ja tutkimme niitä teräksen esimerkin avulla. Lukija oppii myös tekemään tämän prosessin itse.
Hapettumisen määritelmä
Aluksi keskitymme itse hapettumisen käsitteeseen. Tämä on prosessi, jonka aikana tuotteen pinta-alalle sekä työkappaleeseen muodostuu oksidikalvo. Se tulee mahdolliseksi redox-reaktioiden ansiosta. Useimmiten tällaisia toimenpiteitä käytetään metallien, koriste-elementtien hapetuksessa ja dielektrisen kerroksen muodostamiseksi. Tärkeimpiä lajikkeita ovat seuraavat: lämpö-, plasma-, kemiallinen ja sähkökemiallinen muoto.
Lajien monimuotoisuus
Yllä lueteltujen lajien kuvauksen parissa, joista jokaisesta voidaan sanoa seuraavaa:
- Hapettumisen lämpömuoto voidaan suorittaa tietyn tuotteen kuumentamisen aikana tailaite vesihöyryn tai hapen ilmakehässä. Kun metallit, kuten rauta ja niukkaseosteinen teräs hapetetaan, prosessia kutsutaan sinertymiseksi.
- Hapettumisen kemiallinen muoto luonnehtii itseään prosessointiprosessina käyttämällä sulatteita tai hapettavien aineiden liuoksia. Nämä voivat olla kromaattien, nitraattien jne. edustajia. Useimmiten tämä tehdään tuotteen suojaamiseksi korroosioprosesseja vastaan.
- Sähkökemiallisen tyypin hapettumiselle on tunnusomaista, että se tapahtuu elektrolyyttien sisällä. Sitä kutsutaan myös mikrokaarihapetukseksi.
- Plasmahapettuminen voidaan toteuttaa vain matalan lämpötilan plasman läsnä ollessa. Sen tulee sisältää O2:ta. Toinen ehto on tasavirtapurkaus sekä RF ja/tai mikroa altouuni.
Hapettumisen yleinen käsite
Ymmärtääksesi paremmin mitä tämä on - metallien hapettumista, olisi myös toivottavaa tutustua hapettumisen yleisiin, lyhyisiin ominaisuuksiin.
Hapetus on kemiallinen prosessi, johon liittyy tämän ilmiön läpikäyvän aineen atomihapetusasteen kasvu. Tämä tapahtuu siirtämällä negatiivisesti varautuneita hiukkasia - elektroneja - atomista, joka on pelkistävä aine. Sitä voidaan kutsua myös luovuttajaksi. Elektronien siirto tapahtuu suhteessa hapettavaan atomiin, elektronin vastaanottajaan.
Joskus hapettumisen aikana alkuperäisten yhdisteiden molekyylit voivat muuttua epävakaiksi ja hajota pienemmiksi ainesosiksi. Jossajoillakin molekyylihiukkasten muodostamilla atomeilla on korkeampi hapettumisaste kuin samantyyppisillä atomeilla, mutta niiden alkuperäisessä, alkuperäisessä tilassaan.
Esimerkissä teräksen hapetuksesta
Mitä metallin hapetus on? Vastausta tähän kysymykseen harkitaan paremmin esimerkillä, jossa käytämme tätä prosessia teräksen kanssa.
Metallin - teräksen kemiallisen hapettumisen alla ymmärrämme työntekoprosessin, jonka aikana metallipinta peittyy oksidikalvolla. Tämä toimenpide suoritetaan useimmiten suojapinnoitteen muodostamiseksi tai uuden ominaisuuden antamiseksi sisustuselementille; he tekevät tämän myös luodakseen dielektrisiä kerroksia terästuotteisiin.
Kemiallisesta hapettamisesta puhuttaessa on tärkeää tietää: ensin tuotetta käsitellään jollakin kromaatti-, nitraatin- tai useiden muiden hapettimien seoksella tai liuoksella. Tämä antaa metallille suojan korroosion vaikutuksilta. Toimenpide voidaan suorittaa myös käyttämällä emäksisiä tai happamia koostumuksia.
Hapettumisen kemiallinen muoto, joka suoritetaan käyttämällä alkaleja, on suoritettava lämpötilassa 30-180 °C. Tällaisissa toimenpiteissä on tarpeen käyttää alkaleja, joissa on pieni määrä hapettavia aineita. Kun osa on käsitelty emäksisellä yhdisteellä, se on huuhdeltava hyvin perusteellisesti ja kuivataan sitten. Joskus hapetusprosessin läpikäynyt työkappale voidaan lisäksi öljytä.
Happomenetelmän tiedot
Happooperaatiomenetelmän soveltamiseksi on tarpeen käyttää useita happoja, yleensä kahta tai kolmea. Tämän tyyppiset pääaineet ovat kloorivety-, ortofosfori- ja typpihappo. Niihin lisätään pieni määrä mangaaniyhdisteitä yms. Lämpötila-indikaattoreiden vaihtelu, jossa metalli-teräksen hapettumista voi tapahtua happomenetelmällä, on alueella 30-100 °С.
Kahdelle menetelmälle kuvattu kemiallinen hapetus antaa ihmiselle mahdollisuuden saada sekä tuotannossa että kotona kalvo, joka suojaa tuotetta riittävän vahvasti. On kuitenkin tärkeää tietää, että teräksen ja muiden metallien suojaus on luotettavampaa, jos käytetään sähkökemiallista menettelyä. Se johtuu sähkökemian eduista. menetelmä kemiallisen hapetuksen sijaan, jälkimmäistä käytetään harvemmin teräsesineissä.
Hapettumisen anodinen muoto
Metallien hapettuminen voi tapahtua anodisella prosessilla. Useimmiten sähkökemiallista hapetusprosessia kutsutaan anodiseksi. Se suoritetaan kiinteässä tai nestemäisessä aggregaatiotilassa olevien elektrolyyttien paksuudessa. Tämän menetelmän käyttö mahdollistaa myös korkealaatuisen kalvon levittämisen kohteeseen:
- Ohutkerroksen pinnoitteen paksuus vaihtelee välillä 0,1-0,4 mikrometriä.
- Sähköä eristävät ja kulutusta kestävät ominaisuudet ovat mahdollisia, jos paksuus onvaihdella kahdesta kolmeen kolmesataa mikronia.
- Suojapinnoite=0,3 – 15 mikronia.
- Voidaan levittää kerroksia, joiden ominaisuudet ovat samank altaisia kuin emali. Asiantuntijat kutsuvat usein tällaista kalvoa emalipinnoitteeksi.
Anodisoidun tuotteen ominaisuus on positiivinen potentiaali. Tätä menettelyä suositellaan integroitujen piirien elementtien suojaamiseksi sekä dielektrisen pinnoitteen luomiseksi puolijohteiden, metalliseosten ja terästen pinnalle.
Eloksoitujen metallien hapetusprosessin voi haluttaessa suorittaa kuka tahansa kotona, kotona. On kuitenkin erittäin tärkeää noudattaa kaikkia turvallisuusehtoja, ja tämä on tehtävä ehdoitta. Tämä johtuu erittäin aggressiivisten yhdisteiden käytöstä tässä menetelmässä.
Yksi anodisoinnin erikoistapauksista on mikrokaarihapetusmenetelmä. Sen avulla henkilö voi saada useita ainutlaatuisia pinnoitteita, joilla on korkeat parametrit, koristeellinen, lämmönkestävä, suojaava, eristävä ja korroosionestotyyppi. Prosessin mikrokaarimuoto voidaan suorittaa vain vaihto- tai pulssivirran vaikutuksesta elektrolyyttien paksuudessa, joilla on hieman alkalinen luonne. Tarkasteltavalla menetelmällä on mahdollista saada pinnoitteen paksuus kahdestasadasta kahteensataanviisikymmeneen mikrometriin. Toimenpiteen jälkeen pinnasta tulee keramiikan k altainen.
Bluing-prosessi
Rautametallien hapetusta kutsutaan ammattiterminologiassasinistys.
Kun puhutaan teräksen sinistymisestä, kuten hapettumisesta, mustumisesta tai sinertymisestä, voidaan sanoa, että tämä on prosessi, jonka aikana valuraudalle tai niukkaseosteiselle teräkselle muodostuu kerros rautaoksidia. Tällaisen kalvon paksuus on yleensä yhdestä kymmeneen mikronia. Kerroksen paksuus määrittää myös tietyn sävyvärin olemassaolon. Kalvokerroksen paksuuden kasvusta riippuen värit voivat olla: keltainen, ruskea, kirsikka, violetti, sininen ja harmaa.
Tällä hetkellä on olemassa useita sinistystyyppejä:
- Emäksiselle tyypille on ominaista sopivien liuosten käyttö, joihin on lisätty hapettavia aineita 135-150 celsiusasteen lämpötilaolosuhteissa.
- Happotyyppinen sinistys käyttää happamia liuoksia ja kemiallisia tai sähkökemiallisia menetelmiä.
- Prosessoinnin lämpömuodolle on ominaista riittävän korkeiden lämpötilojen käyttö (200 - 400 °C). Prosessi tapahtuu tulistetun vesihöyryn ilmakehän paksuudessa. Jos käytetään ammoniakki-alkoholiseosta, lämpötilavaatimukset nousevat 880 °C:seen ja sulaissa suoloissa 400 - 600 °C. Ilmakehän käyttö edellyttää osan pinnan esipinnoittamista ohuella lakkakerroksella, jonka tulee olla asf alttia tai öljyä.
Johdatus lämpöhapetukseen
Metallien lämpöhapetus on tekniikka, jossa teräkseen levitetään oksidikalvovesihöyryilmakehän tila. Myös muita happea sisältäviä väliaineita, joiden lämpötila on riittävän korkea, voidaan käyttää. Lämpökäsittelyn suorittaminen kotona on melko vaikeaa, ja siksi sitä ei yleensä tehdä. Plasmahapettumistyypistä puhuttaessa on tärkeää tietää, että sen tekeminen kotona on lähes mahdotonta.
Itsetoiminta
Metallin hapetus kotona voidaan tehdä itsenäisesti. Helpoin tapa on kohdistaa terästuotteet tällaiseen käsittelyyn. Tätä varten sinun on ensin kiillotettava tai puhdistettava osa, jolla hapetustyö suoritetaan. Seuraavaksi oksidit tulee poistaa pinn alta käyttämällä viiden prosentin H2SO4 (rikkihappo) liuoksia. Tuotetta on pidettävä nesteessä kuusikymmentä sekuntia.
Seuraavat vaiheet
Kun osan happohauteeseen asettamisvaihe on ohi, se tulee pestä lämpimän veden alla ja passivoida tai toisin sanoen keittää esinettä viisi minuuttia. Käytä tätä varten vesijohdon vesiliuosta ja 50 grammaa yksinkertaista pesusaippuaa. Tässä laskelma koskee 1 litraa nestettä. Kun kaikki nämä toimet on suoritettu, olemme tulleet hapettumisen loppuun. Toimenpiteen toteuttamiseksi sinun on:
- Käytä astioita, jotka on emaloitu ja joiden sisällä ei ole kolhuja tai naarmuja.
- Täytä astia vedellä ja laimenna sopivalla määrällä kaustista soodaa (litraa kohden=50 grammaa).
- Siirrä alusvettä liedelle ja aseta tuote päälle.
- Lämmitä seos noin 135-150 °C:seen.
90 minuutin kuluttua voit vetää osan esiin ja miettiä omaa työtäsi.
Jotkut tiedot
Lukija tietää, että jos tällaista toimenpidettä tarvitaan, mutta taidon tai halun puuttuessa, tällainen pyyntö voidaan osoittaa useille asiantuntijoille. Esimerkiksi metallien hapetuksen Moskovassa voivat suorittaa sekä eri palvelualojen asiantuntijat että kotona ihmiset. Jotkin tällaiset keinot osan suojaamiseksi voivat olla melko kalliita. Venäjän federaation pääkaupungissa anodisoitu hapetus on melko kallista, mutta se antaa esineelle korkean luotettavuuden indikaattorin. Asiantuntijoiden löytämiseksi tällaisessa tapauksessa riittää, että kirjoitat Google-hakukyselyn, esimerkiksi: "suorittaa kemiallista hapetusta … (tietyllä kaupungissa tai alueella)" tai jotain vastaavaa.
