Металлдар мен құймалар арқылы электрхимиялық қаптамалар алудың технологиясы
АЛЮМИНИЙ БЕТІНЕ ОКСИДТІК ҚАПТАМАНЫ ҚОНДЫРУ
жүктеу/скачать 1,78 Mb. Pdf көрінісі
|
Все лекции по Гальвантехника
|
5.8 АЛЮМИНИЙ БЕТІНЕ ОКСИДТІК ҚАПТАМАНЫ ҚОНДЫРУ Конверсионды топтарға металл емес неорганикалық қаптамаларды жатқызуға болады. Олар бөлшек бетінің сыртына қапталады, ал конверсия (айналу) нәтижесінде жұмысшы ерітіндімен металл әрекеттеседі, сондықтан металл иондары қаптаманың құрылысына кіреді. Олардың негізіне металды химиялық немесе электрохимиялық өңдеуде түзілетін оксидті немесе тұзды, көбінесе фосфатты қабыршақтарды жатқызуға болады. Өте кең таралғандардың біріне алюминийге және оның құймаларына оксидтік қаптама қондыруды айтуға болады. Бұл қолдану қызметінің әртүрлілігіне, механикалық, диэлектрлік, физика-химиялық қасиеттеріне байланысты және гальванотехникада оған тең келетін қаптама жоқ. Алынған оксидтік қабыршақтар металды коррозиядан жақсы қорғайды, төзімділігін, қаттылығын жоғарылатады, электр, жылу өткізгіштік қабатын құруға мүмкіндік береді, органикалық бояғыштармен жеңіл адсорбциялық боялуға түседі және айнымалы тоқты қолдана отырып, электрохимиялық боялуы да жеңіл жүреді және металл қаптамасының астында адгезиялық қабат қызметін атқарады. Бұл аталған сипаттамалар электрохимиялық жолмен, ең алдымен металды анодты өңдеуден кейінгі алынған оксидті қаптамаларға тән. Химиялық оксидтеу арнайы қондырғылар мен тоқ көзін қажет етпесе де, алынған қаптаманың қалыңдығы жұқа, механикалық, диэлектрлік сипаттамалары төмен болғандықтан, қолданыс аймағы да шектеулі. Оксидтік қабыршақтың физика-химиялық қасиеті жайында (алюминийді оксидтеуді) ең бірінші жаңалықты 1877 жылы Қазан университетінің профессоры Н.П. Слугин хабарлады. Алайда өткен ғасырдың 20-жылдарының аяғында 30-жылдардың басында ғана оксидтік қаптаманы алудың электрохимиялық тәсілінің өндірісі жасалынды және құрамы, қасиеті түзілу процестері жайындағы жұмыстар дамыды. Электролиздің бастапқы кезінде металдың анодтық тотығу нәтижесінде жоғары электр кедергісімен ерекшеленетін жұқа, кеуексіз, тосқауылды қабат түзіледі. Егер оксидтеуді алюминий тотығы ерімейтін электролитте жүргізсе, мысалы бор қышқылы ерітіндісінде, онда астаудағы кернеу 150-200 В, ал оксидтік қабыршақтың қалыңдығы 1 мкм-ден аспайды. Мұндай қабыршақтар электролиттік конденсатор өндірісінде қолданылады. Гальванотехникада 8-20 мкм, ал арнайы жағдайларда бірнеше жүз микрометр қалыңдықтағы қаптамалар қолданылады. Олар тосқауылды қабатты еріту қабілеті болатын электролиттерде ғана түзіледі. Бұл жағдайда ол біртіндеп еріп, электролит иондары өтетіндей, микрокеуекті болып, металдың әрі қарай еруіне жағдай туады. Оксидтік қаптама металдан өсіп жатқан сияқты болады, олардың өсуі сыртқы жағыннан емес, ішкі бетінен өседі, ол металл–қабыршақ немесе кейбір мәліметтер бойынша тосқауылды шекара–кеуекті қабат шекарасында дамиды. Оксидтің түзілуі екі қарама-қарсы бағыттағы реакциялардың бірден әсер етуінен жүреді: 1) кеуек түбіндегі металдың электрохимиялық тотығуы және 2) сыртқы бетіндегі оксидтік қабаттың электролит әсерінен химиялық еруі. Процестің нәтижесі, оксидтік қаптаманың қасиеті, құрылысы, қалыңдығы осы реакциялардың жылдамдығының қатынасына тәуелді. Егер түзілген оксид химиялық ерімесе, онда жұқа, кеуексіз, тосқауылды түрдегі қабыршақ түзіледі. Егер металда химиялық және электрохимиялық реакциялардың жылдамдығы тең болса, бірден жұқа пассивтік қабыршақ ери бастайды. Мұндай жағдайлар электрохимиялық полирлеуде жүзеге асады. Антикоррозиялық және функционалдық қасиеттері бар оксидтік қаптаманың қалыңдығы жоғары болу керек, ол үшін қабыршақтың химиялық еру жылдамдығы электрохимиялық процестің жылдамдығынан өте жоғары болу қажет. Бөлшектерді коррозиядан қорғау және әшекейлер үшін күкірт, хром, қымыздық, сульфасалицил қышқылдары негізінде алынған электролиттер қолдануға болады. Солардың ішінде күкірт қышқылы экономикалық жағынан, әртүрлі алюминий құймаларын өңдеуде әмбебаптығы және салыстырмалы тұрғыда технология процесіне қарапайымдылығы арқасында өндірісте кең қолданысқа ие. Алюминий және олардың құймаларының құрамындағы элементтердің мөлшері (%масса бойынша ) мына шамалардан аспайтын: 7магний, 7мырыш, 3кремний, 2мыс, 0,8 маргенц, 0,5 темір, 0,3 титан) бетінде түссіз мөлдір оксидтік қаптамалар түзіледі. Бұл қабыршақтар минералды пигменттер мен органикалық бояғыштармен жақсы боялады, электрохимиялық боялуға да жарамды. Әшекейлік қорғауыш қаптаманың қалыңдығы 10-15 мкм кем болмау қажет. Хром қышқылы электролитінде түзілген қабыршақтың қалыңдығы - 4-6 мкм, түссіз, мөлдір, салыстырмалы тұрғыда иілгіш, аз кеуекті болып келеді. Соңғы жағдайлар химиялық және электрохимиялық боялуларды керексіз етеді. Басқа электролиттермен салыстырғанда хром қышқылының металды, оксидтік қабыршақты желіну әсері аз. Сондықтан оларды алюминий-кремний құймаларынан балқытып, литийден дайындалған және басқа да бөлшектерді өңдеуге және күкірт қышқылында желінуге қаупі туатын ерітінділер орнына оксидтеуге қолданылады. Қымыздық қышқылды және сульфасалицил қышқылды электролиттерде жақсы механикалық және диэлектрлік қасиеттерімен ерекшеленетін, едәуір қалыңдықтағы оксидтік қаптамалар алуға болады. Электролиттің құрамына және өңделетін құймаға, сондай-ақ оксидтік қабыршақтың қалыңдығына байланысты қаптама әртүрлі түсті болады. Мұндай түстер, органикалық бояғыштарды қолданып алғанға қарағанда, түсі тұрақты күннің және жасанды сәулелердің әсеріне төзімді. Сондықтан аталған электролиттерді қорғаныс- әсемдік қаптамалар алуда, құрылыс конструкцияларының бөлшектерінде, қарқынды жарық әсер ететін және әртүрлі климаттық жағдайларда ұзақ қолданылатын бұйымдарды қаптауға қолданады. Алюминий құймаларын қымыздық қышқылды электролитте анодтағанда құрамына байланысты ашық түстен қара қоңырға дейін оксидтік қабыршақ түзіледі. Алюминийді өңдегенде қаптама қалыңдығының өсуіне қарай түсі сұр- ақтан қоңырға дейін өзгереді. Электролит температурасы мен анодтық тоқ тығыздығының өсуіне қарай қабыршақ күңгірт-сары түске ие болса, сосын қоңыр түске өзгереді. Құрамында, негізінен, сульфосалицил қышқылы, қосымша ретінде күкірт және қымыздық қышқылы бар үш компонентті электролитте металдың алюминий бетінде тазалығына байланысты түссіз немесе ашық алтын түсті оксидтік қабыршақ түзіледі. жүктеу/скачать 1,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|