מאמר זה יתמקד בניתוח התופעה של חמצון מתכות. כאן נשקול רעיון כללי של תופעה זו, נכיר כמה זנים ונלמד אותם באמצעות דוגמה של פלדה. הקורא ילמד גם איך לעשות את התהליך הזה בעצמך.
הגדרה של חמצון
לכתחילה נתמקד במושג החמצון עצמו. זהו תהליך שבמהלכו נוצר סרט תחמוצת על שטח הפנים של המוצר, כמו גם על חומר העבודה. זה הופך אפשרי בגלל תגובות החיזור. לרוב, אמצעים כאלה משמשים בחמצון של מתכות, אלמנטים דקורטיביים ועל מנת ליצור שכבה דיאלקטרית. בין הזנים העיקריים ניתן למצוא את הבאים: תרמית, פלזמה, צורה כימית ואלקטרוכימית.
מגוון המינים
מתעכב על התיאור של המינים הרשומים לעיל, על כל אחד מהם נוכל לומר ש:
- צורה תרמית של חמצון יכולה להתבצע במהלך חימום של מוצר מסוים אומכשיר באטמוספרות של אדי מים או חמצן. כאשר מתכות כגון ברזל ופלדה מסגסוגת נמוכה מתחמצנות, התהליך נקרא הכחול.
- הצורה הכימית של החמצון מאפיינת את עצמה, כתהליך עיבוד, באמצעות שימוש בהמסים או בתמיסות של חומרי חמצון. אלה יכולים להיות נציגים של כרומטים, חנקות וכו'. לרוב זה נעשה על מנת להעניק למוצר הגנה מפני תהליכי קורוזיה.
- חמצון מהסוג האלקטרוכימי מתאפיין בכך שהוא מתרחש בתוך האלקטרוליטים. זה נקרא גם חמצון מיקרו-קשת.
- ניתן לממש צורת חמצון בפלזמה רק בנוכחות פלזמה בטמפרטורה נמוכה. זה חייב להכיל O2. התנאי השני הוא נוכחות של פריקת DC, כמו גם RF ו/או מיקרוגל.
תפיסה כללית של חמצון
כדי להבין טוב יותר מה זה - חמצון של מתכות, רצוי גם להכיר את המאפיינים הכלליים והקצרים של החמצון.
חמצון הוא תהליך בעל אופי כימי, המלווה בעלייה בדרגת החמצון האטומי של חומר שעובר תופעה זו. זה קורה באמצעות העברה של חלקיקים בעלי מטען שלילי - אלקטרונים, מהאטום, שהוא הגורם המפחית. זה יכול להיקרא גם תורם. העברת האלקטרונים מתבצעת ביחס לאטום המחמצן, מקבל האלקטרונים.
לפעמים, במהלך החמצון, המולקולות של התרכובות המקוריות עלולות להפוך לבלתי יציבות ולהתפרק לשברים מרכיבים קטנים יותר. איפהלחלק מהאטומים שנוצרו על ידי החלקיקים המולקולריים תהיה דרגת חמצון גבוהה יותר מאשר אותם סוגי אטומים, אך במצבם המקורי, המקורי.
על הדוגמה של חמצון פלדה
מהו חמצון מתכות? התשובה לשאלה זו תישקל טוב יותר עם דוגמה שעבורה נשתמש בתהליך זה עם פלדה.
תחת החמצון הכימי של מתכת - פלדה, אנו מבינים את תהליך ביצוע העבודה, שבמהלכו משטח המתכת יהיה מכוסה בסרט תחמוצת. פעולה זו מתבצעת, לרוב, כדי ליצור ציפוי מגן או לתת תכונה חדשה לאלמנט העיצוב; הם גם עושים זאת כדי ליצור שכבות דיאלקטריות על מוצרי פלדה.
אם כבר מדברים על חמצון כימי, חשוב לדעת: ראשית, המוצר מטופל בסגסוגת כלשהי או בתמיסה של כרומט, חנקה, או מספר חומרי חמצון אחרים. זה יעניק למתכת הגנה מפני השפעות קורוזיה. ההליך יכול להתבצע גם באמצעות קומפוזיציות בעלות אופי בסיסי או חומצי.
הצורה הכימית של החמצון, המתבצעת באמצעות שימוש באלקליות, חייבת להתבצע בטמפרטורה של 30 עד 180 מעלות צלזיוס. עבור נהלים כאלה, יש צורך להשתמש באלקליות עם תערובת של כמות קטנה של חומרי חמצון. לאחר שהחלק טופל בתרכובת אלקלית, יש לשטוף אותו היטב ולאחר מכן לייבש אותו. לפעמים חומר עבודה שכבר עבר את הליך החמצון ניתן לשמן בנוסף.
פרטי שיטת החומצה
כדי ליישם את השיטה של פעולות חומצה, יש צורך להשתמש במספר חומצות, בדרך כלל שתיים או שלוש. החומרים העיקריים מסוג זה הם חומצות הידרוכלוריות, אורתופוספוריות וחנקתיות. מתווספת להם כמות קטנה של תרכובות מנגן ואחרות.השונות במדדי הטמפרטורה שבהן יכול להתרחש חמצון של מתכת - פלדה, בשיטת החומצה, נעה בטווח שבין 30 ל-100° С.
חמצון כימי, המתואר לשתי שיטות, נותן לאדם אפשרות להשיג, גם בהפקה וגם בבית, סרט שגורם להגנה חזקה מספיק על המוצר. עם זאת, חשוב לדעת כי ההגנה על פלדה ומתכות אחרות תהיה אמינה יותר אם נעשה שימוש בהליך אלקטרוכימי. זה בגלל היתרונות של אלקטרוכימיים. שיטה על פני חמצון כימי, האחרונה משמשת בתדירות נמוכה יותר עבור חפצי פלדה.
צורה אנודית של חמצון
חמצון מתכות יכול להתרחש באמצעות תהליך האנודי. לרוב, תהליך החמצון האלקטרוכימי נקרא אנודי. זה מתבצע בעובי של אלקטרוליטים במצב צבירה מוצק או נוזלי. כמו כן, השימוש בשיטה זו יאפשר לך להחיל סרט באיכות גבוהה על האובייקט:
- עובי ציפוי השכבה הדקה נע בין 0.1 ל-0.4 מיקרומטר.
- אפשרויות בידוד חשמלי ועמידות בפני שחיקה אם העובי הואתנודות בין שתיים לשלוש עד שלוש מאות מיקרון.
- ציפוי מגן=0.3 – 15 מיקרון.
- ניתן ליישם שכבות בעלות תכונות דומות לאמייל. מומחים מכנים לעתים קרובות סרט כזה ציפוי אמייל.
המאפיין של המוצר שעבר אנודייז הוא נוכחות של פוטנציאל חיובי. הליך זה מומלץ על מנת להגן על האלמנטים של מעגלים משולבים, כמו גם ליצור ציפוי דיאלקטרי על פני השטח של מוליכים למחצה, סגסוגות ופלדות.
תהליך החמצון של מתכות מסוג אנודיז יכול, אם תרצה, להתבצע על ידי כל אדם בבית, בבית. עם זאת, יהיה חשוב מאוד לעמוד בכל תנאי הבטיחות, ויש לעשות זאת ללא תנאי. זה נובע מהשימוש בתרכובות אגרסיביות מאוד בשיטה זו.
אחד המקרים המיוחדים של אילגון הוא השיטה של חמצון מיקרו-קשת. היא מאפשרת לאדם לקבל מספר ציפויים ייחודיים בעלי פרמטרים גבוהים מסוג דקורטיבי, עמיד בחום, מגן, מבודד ואנטי קורוזיה. צורת המיקרו-קשת של התהליך יכולה להתבצע רק בהשפעת זרם חילופין או פועם בעובי של אלקטרוליטים בעלי אופי מעט בסיסי. השיטה הנבחנת מאפשרת לקבל עובי ציפוי ממאתיים עד מאתיים וחמישים מיקרון. לאחר הפעולה, המשטח יהפוך לדומה לקרמיקה.
תהליך הכחול
חימצון של מתכות ברזליות במינוח המקצועי נקראהכחול.
כשמדברים על הכחלת פלדה, כמו חמצון, השחרה או השחרה, אפשר לומר שזהו תהליך שבמהלכו נוצרת שכבה של תחמוצת ברזל על ברזל יצוק או פלדה מסגסוגת נמוכה. ככלל, העובי של סרט כזה נע בטווח שבין 1 לעשרה מיקרון. עובי השכבה קובע גם את נוכחותו של צבע גוון מסוים. בהתאם לעלייה בעובי שכבת הסרט, הצבעים יכולים להיות: צהוב, חום, דובדבן, סגול, כחול ואפור.
כיום ישנם מספר סוגים של הכחול:
- סוג אלקליין מאופיין בשימוש בתמיסות מתאימות, בתוספת חומרי חמצון, בתנאי טמפרטורה בין 135 ל-150 מעלות צלזיוס.
- הכחול מסוג חומצה משתמש בתמיסות חומציות ובשיטות כימיות או אלקטרוכימיות.
- צורת העיבוד התרמית מאופיינת בשימוש בטמפרטורות גבוהות מספיק (מ-200 עד 400 מעלות צלזיוס). התהליך מתרחש בעובי האטמוספירה של אדי מים מחוממים. אם משתמשים בתערובת אמוניה-אלכוהול, דרישות הטמפרטורה עולות ל-880 מעלות צלזיוס, ובמלחים מותכים - מ-400 ל-600 מעלות צלזיוס. השימוש באווירת אוויר מחייב ציפוי מראש של פני החלק בשכבה דקה של לכה, שאמורה להיות אספלט או שמן.
מבוא לחמצון תרמי
חמצון תרמי של מתכות הוא טכניקה שבה מורחים סרט תחמוצת על פלדה בהחלל של אטמוספירת אדי המים. ניתן להשתמש גם באמצעי מדיה אחרים המכילים חמצן עם טמפרטורות גבוהות מספיק. זה די קשה לבצע טיפול בחום בבית, ולכן, ככלל, זה לא מבוצע. אם כבר מדברים על סוג החמצון בפלזמה, חשוב לדעת שכמעט בלתי אפשרי לעשות זאת בבית.
תפעול עצמי
חמצון מתכת בבית יכול להתבצע באופן עצמאי. הדרך הקלה ביותר היא להכפיף מוצרי פלדה לעיבוד כזה. לשם כך תחילה צריך להבריק או לנקות את החלק עליו תתבצע עבודת החמצון. לאחר מכן, יש להסיר תחמוצות מהמשטח על ידי שימוש בתמיסות של חמישה אחוזים H2SO4 (חומצה גופרתית). יש לשמור את המוצר בנוזל למשך שישים שניות.
השלבים הבאים
לאחר שעבר שלב הנחת החלק באמבט החומצה, יש לשטוף אותו תחת מים חמימים ולפסיבי או במילים אחרות להרתיח את החפץ במשך חמש דקות. כדי לעשות זאת, השתמש בתמיסה של מים מאספקת המים עם חמישים גרם של סבון כביסה פשוט. כאן החישוב הוא עבור 1 ליטר נוזל. לאחר שביצענו את כל הפעולות הללו, הגענו לסוף החמצון. כדי ליישם את ההליך, עליך:
- השתמש במיכלים עם אמייל וללא שבבים או שריטות מבפנים.
- מלא את המיכל במים ומדלל בכמות המתאימה של גרם סודה קאוסטית (לליטר אחד=50 גרם).
- הזז את הכלי ממים על הכיריים ומניחים את המוצר מעל.
- מחממים את התערובת לכ-135-150 מעלות צלזיוס.
אחרי 90 דקות, אתה יכול לשלוף את החלק ולהרהר בעבודה משלך.
כמה נתונים
הקורא יידע שאם יש צורך בפעולה כזו, אך בהיעדר מיומנות או רצון, ניתן להפנות בקשה כזו למומחים שונים. חמצון של מתכות במוסקבה, למשל, יכול להתבצע הן על ידי מומחים בתחומי שירותים שונים, והן בבית, על ידי אנשים. סוגים מסוימים של אמצעים כאלה להענקת הגנה לחלק יכולים להיות יקרים למדי. בבירת הפדרציה הרוסית, סוג החמצון האנודיז יהיה יקר למדי, אבל זה ייתן אינדיקטור אמינות גבוה לאובייקט. כדי למצוא מומחים במקרה כזה, מספיק להקליד שאילתת חיפוש בגוגל, למשל: "ביצוע חמצון כימי ב… (עיר או אזור מסויים)", או משהו דומה.
