Ovaj članak će se fokusirati na analizu fenomena oksidacije metala. Ovdje ćemo razmotriti opću ideju ovog fenomena, upoznati se s nekim sortama i proučiti ih na primjeru čelika. Čitalac će takođe naučiti kako da sami obavite ovaj proces.
Definicija oksidacije
Za početak ćemo se fokusirati na koncept same oksidacije. Ovo je proces tokom kojeg se stvara oksidni film na površini proizvoda, kao i na radnom komadu. To postaje moguće zbog redoks reakcija. Najčešće se takve mjere koriste u oksidaciji metala, ukrasnih elemenata i za formiranje dielektričnog sloja. Među glavnim varijantama su sljedeće: termalni, plazma, hemijski i elektrohemijski oblik.
Različitost vrsta
Zadržavajući se na opisu gore navedenih vrsta, za svaku od njih možemo reći da:
- Termički oblik oksidacije može se izvesti tokom zagrevanja određenog proizvoda iliinstrument u atmosferi vodene pare ili kiseonika. Kada se metali kao što su gvožđe i niskolegirani čelik oksidiraju, proces se naziva plavljenje.
- Kemijski oblik oksidacije karakteriše se, kao proces prerade, upotrebom talina ili rastvora oksidacionih sredstava. To mogu biti predstavnici kromata, nitrata itd. Najčešće se to radi kako bi se proizvodu pružila zaštita od procesa korozije.
- Oksidaciju elektrohemijskog tipa karakteriše činjenica da se odvija unutar elektrolita. Naziva se i mikro-lučna oksidacija.
- Plazma oblik oksidacije može se ostvariti samo u prisustvu plazme niske temperature. Mora sadržavati O2. Drugi uslov je prisustvo jednosmernog pražnjenja, kao i RF i/ili mikrotalasa.
Opći koncept oksidacije
Da bismo bolje razumjeli šta je to - oksidacija metala, također bi bilo poželjno upoznati se s općim, kratkim karakteristikama oksidacije.
Oksidacija je proces hemijske prirode, koji je praćen povećanjem stepena atomske oksidacije supstance koja je podvrgnuta ovoj pojavi. To se dešava putem prijenosa negativno nabijenih čestica - elektrona, sa atoma, koji je redukcijski agens. Može se nazvati i donor. Prijenos elektrona se vrši u odnosu na oksidirajući atom, akceptor elektrona.
Ponekad, tokom oksidacije, molekuli originalnih jedinjenja mogu postati nestabilni i razbiti se na manje konstitutivne fragmente. Gdeneki od atoma formiranih od molekularnih čestica imat će viši stepen oksidacije od iste vrste atoma, ali u svom originalnom, izvornom stanju.
Na primjeru oksidacije čelika
Šta je oksidacija metala? Odgovor na ovo pitanje bolje ćemo razmotriti na primjeru za koji ćemo koristiti ovaj proces sa čelikom.
Pod hemijskom oksidacijom metal - čelik, podrazumeva se proces izvođenja radova, tokom kojeg će površina metala biti prekrivena oksidnim filmom. Ova se operacija najčešće provodi kako bi se formirao zaštitni premaz ili dala nova karakteristika elementu dekoracije; oni to rade i kako bi stvorili dielektrične slojeve na čeličnim proizvodima.
Govoreći o hemijskoj oksidaciji, važno je znati: prvo se proizvod tretira nekom legurom ili rastvorom hromata, nitrata ili niza drugih oksidacionih sredstava. Ovo će dati metalu zaštitu od efekata korozije. Postupak se može izvesti i upotrebom kompozicija alkalne ili kisele prirode.
Hemijski oblik oksidacije, koji se izvodi upotrebom alkalija, mora se izvesti na temperaturi od 30 do 180 °C. Za takve postupke potrebno je koristiti alkalije s primjesom male količine oksidirajućih sredstava. Nakon što je dio tretiran alkalnim jedinjenjem, mora se vrlo temeljito isprati, a zatim osušiti. Ponekad se radni komad koji je već prošao postupak oksidacije može dodatno nauljiti.
Detalji o metodi kiseline
Za primjenu metode kiselinskih operacija potrebno je koristiti nekoliko kiselina, najčešće dvije ili tri. Glavne supstance ove vrste su hlorovodonična, ortofosforna i azotna kiselina. Njima se dodaje mala količina jedinjenja mangana i dr. Varijacija temperaturnih indikatora u kojima može doći do oksidacije metal-čelik kiselinskom metodom se nalazi u rasponu od 30 do 100°C.
Hemijska oksidacija, opisana za dvije metode, daje mogućnost osobi da dobije, kako u proizvodnji tako i kod kuće, film koji uzrokuje dovoljno jaku zaštitu proizvoda. Međutim, bit će važno znati da će zaštita čelika i drugih metala biti pouzdanija ako se koristi elektrohemijski postupak. To je zbog prednosti elektrohemije. Metoda u odnosu na hemijsku oksidaciju, potonja se rjeđe koristi za čelične predmete.
Anodni oblik oksidacije
Oksidacija metala se može odvijati pomoću anodnog procesa. Najčešće se proces elektrohemijske oksidacije naziva anodnim. Izvodi se u debljini elektrolita čvrstog ili tekućeg agregatnog stanja. Također, korištenje ove metode će vam omogućiti da na objekt nanesete film visokog kvaliteta:
- Debljina tankoslojnog premaza se kreće od 0,1 do 0,4 mikrometara.
- Električna izolacija i svojstva otpornosti na habanje su moguća ako je debljinavariraju od dvije do tri do tri stotine mikrona.
- Zaštitni premaz=0,3 – 15 mikrona.
- Mogu se nanositi slojevi sa svojstvima sličnim emajlu. Stručnjaci često nazivaju takav filmski emajl premaz.
Karakteristika proizvoda koji je anodiziran je prisustvo pozitivnog potencijala. Ovaj postupak se preporučuje u cilju zaštite elemenata integrisanih kola, kao i stvaranja dielektrične prevlake na površini poluprovodnika, legura i čelika.
Proces oksidacije eloksiranih metala može, po želji, izvesti bilo koja osoba kod kuće, kod kuće. Međutim, bit će vrlo važno poštovati sve sigurnosne uvjete, a to se mora učiniti bezuslovno. To je zbog upotrebe vrlo agresivnih jedinjenja u ovoj metodi.
Jedan od posebnih slučajeva anodizacije je metoda mikrolučne oksidacije. Omogućuje osobi da dobije niz jedinstvenih premaza s visokim parametrima dekorativnog, otpornog na toplinu, zaštitnog, izolacijskog i antikorozivnog tipa. Mikrolučni oblik procesa može se provesti samo pod utjecajem naizmjenične ili impulsne struje u debljini elektrolita koji imaju blago alkalni karakter. Metoda koja se razmatra omogućava dobijanje debljine premaza od dvjesto do dvjesto pedeset mikrona. Nakon operacije, površina će postati slična keramici.
Proces plavljenja
Oksidacija crnih metala u stručnoj terminologiji se zoveplaviti.
Kada govorimo o plavljenju čelika, kao što je oksidacija, crnjenje ili plavljenje, možemo reći da je to proces tokom kojeg se formira sloj željeznog oksida na livenom gvožđu ili niskolegiranom čeliku. U pravilu, debljina takvog filma leži u rasponu od jednog do deset mikrona. Debljina sloja također određuje prisustvo određene nijanse boje. U zavisnosti od povećanja debljine sloja filma, boje mogu biti: žuta, smeđa, trešnja, ljubičasta, plava i siva.
Trenutno postoji nekoliko vrsta plavljenja:
- Alkalni tip karakteriše upotreba odgovarajućih rastvora, uz dodatak oksidacionih sredstava, u uslovima temperature od 135 do 150 stepeni Celzijusa.
- Plavirenje kiselinom koristi kisele otopine i hemijske ili elektrohemijske metode.
- Termički oblik obrade karakteriše upotreba dovoljno visokih temperatura (od 200 do 400 °C). Proces se odvija u debljini atmosfere pregrijane vodene pare. Ako se koristi mješavina amonijaka i alkohola, tada se zahtjevi za temperaturom povećavaju na 880 °C, au rastopljenim solima - od 400 do 600 °C. Upotreba zračne atmosfere zahtijeva prethodno premazivanje površine dijela tankim slojem laka, koji bi trebao biti asf alt ili ulje.
Uvod u termičku oksidaciju
Termička oksidacija metala je tehnika u kojoj se oksidni film nanosi na čelik uprostor atmosfere vodene pare. Mogu se koristiti i drugi mediji sa dovoljno visokim temperaturama koji sadrže kiseonik. Prilično je teško provesti toplinsku obradu kod kuće, pa se ona u pravilu ne izvodi. Govoreći o plazma tipu oksidacije, važno je znati da je to kod kuće gotovo nemoguće uraditi.
Samo-operacija
Oksidacija metala kod kuće može se obaviti samostalno. Najlakši način je da se čelični proizvodi podvrgnu takvoj obradi. Da biste to učinili, prvo morate polirati ili očistiti dio na kojem će se izvršiti oksidacijski rad. Zatim, okside treba ukloniti s površine pomoću otopina od pet posto H2SO4 (sumporne kiseline). Proizvod se mora držati u tečnosti šezdeset sekundi.
Sljedeći koraci
Nakon što prođe faza stavljanja dijela u kiselu kupku, treba ga oprati pod toplom vodom i pasivizirati ili drugim riječima prokuvati predmet pet minuta. Da biste to učinili, koristite otopinu vode iz vodovoda s pedeset grama jednostavnog sapuna za pranje rublja. Ovdje se računa za 1 litar tekućine. Provodeći sve ove radnje, došli smo do kraja oksidacije. Da biste implementirali proceduru, morate:
- Koristite posude koje su emajlirane i nemaju ogrebotine ili ogrebotine iznutra.
- Napunite posudu vodom i razblažite sa odgovarajućom količinom grama kaustične sode (po 1 litru=50 grama).
- Premjestite plovilo izvode na šporet i stavite proizvod na vrh.
- Zagrijte smjesu na oko 135-150°C.
Nakon 90 minuta, možete izvući dio i razmišljati o svom radu.
Neki podaci
Čitalac će znati da ako je takva operacija potrebna, ali u nedostatku vještine ili želje, takav zahtjev se može uputiti različitim stručnjacima. Oksidaciju metala u Moskvi, na primjer, mogu obavljati i stručnjaci u različitim oblastima usluga, i kod kuće, ljudi. Neke vrste takvih sredstava za zaštitu dijela mogu biti prilično skupe. U glavnom gradu Ruske Federacije, anodizirani tip oksidacije bit će prilično skup, ali će objektu dati visok pokazatelj pouzdanosti. Da biste pronašli specijaliste u takvom slučaju, dovoljno je ukucati Google upit za pretragu, na primjer: "izvođenje hemijske oksidacije u … (određenom gradu ili regiji)", ili nešto slično.
