آنادایز چیست و چگونه تولید میشود ؟
آنادایز فرآیندی برای تولید آلومینیوم رنگی و کار محافظت از سایش آلومینویم را انجام می‌دهد.
آلومینیوم و آلیاژهای آن در اصل فرآیندی است که در آن یک لایه ضخیم از اکسید آلومینیوم وجود دارد که بر روی سطح آلومینیوم از طریق استفاده از منبع الکتریکی جریان مستقیم ساخته شده است.
آلومینیوم و آلیاژهای آن از آند یک سلول الکتولیتیک با آب ساخته شده است.
اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت که در آن واکنش اکسیداسیون رخ می دهد و معادله ی شیشمیایی ان در زیر اماده است.
2Al + 3H2O → Al2O3 + 6H+
که لایه متراکم از اکسید با ضخامت حدود 0.08 میکرومتر به سرعت تشکیل میشود.
قبل از آنودایز کردن سطح محصول باید کاملاً تمیز شود، معمولاً با استفاده از فرآیند مبتنی بر شوینده، و با محلول هیدروکسید تمیزشده است.
پس از آندایز کردن سطح ممکن است با رنگ یا با استفاده از روش الکترولیتی رنگ آمیزی شود.
کاتیون های فلزی مناسب، با قرار دادن در آب جوش، منافذ آب بندی پرمی شوند و لایه اکسید بسته می شود.
در اکثر کارخانه های آنودایز در ایران، آن را در حمام الکترولیت انجام می دهند به این صورت که حمام ها حاوی اسید سولفوریک با کاتدهای ورق آلومینیوم وصل میشوند و از این طریق انادایز میشوند.
جهت مطالعه بیشتر مقاله عملکرد روکش آنادایز آلومینیوم را مطالعه نمایید.
توضیحات بیشتر
اسید سولفوریک شروع به تجزیه می کند، یون های هیدروژن به سمت کاتد حرکت می کنند و به گاز هیدروژن تبدیل می شوند. آنیون های با بار منفی، یعنی یون های هیدروکسید، سولفات و شاید اکسید به سمت آند حرکت می کنند. بار الکتریکی در مدار باعث ایجاد آلومینیوم با بار مثبت می شود.
یون های (Al3+) در آند تولید می شوند و به نوبه خود به سمت کاتد حرکت می کنند.
تولید تدریجی ازیون‌های Al3+ سطح فلز زیرین را صاف می‌کنند و اثر روشن‌کننده‌ای به آن می‌دهند.
سطح آنها با یون های اکسید/هیدروکسید واکنش داده و اکسید آلومینیوم را تشکیل می دهند.
معادلات واکنش های آندی
Al → Al3+ + 3e-
2Al3+ + 3O2- → Al2O3
2Al3+ + 3OH-→ Al2O3 + 3H+
که فرآیند کلی برای آن عبارت است از:
2Al + 3H2O → Al2O3 + 6H+
یون های سولفات نیزدر این واکنش نقش بسیار مهمی ایجاد میکند زیرا پوشش اکسیدی حاوی 12 تا 15 درصد یون های سولفات است.
توسعه لایه اکسید آلومینیوم
آلومینیوم تازه به راحتی با اکسیژن واکنش پیدا می کند و اکسید آلومینیوم تولید می کند. اکسید محکم به سطح آلومینیوم متصل می شود و یک لایه غیر قابل نفوذ را تشکیل می دهد.
آنودایز پوشش های بسیار ضخیم تری (12 تا 25 !m) تولید می کند که اگر به درستی آب بندی شوند، می توانند گسترش یابند و میتوان با این کار عمر الومینیوم را افزایش دهیم.
آلومینیوم بیشترین مقاومت را در برابر سایش و خوردگی دارد و در نتیجه تغییر در شکل ظاهری آن بسیار به ندرت اتفاق می افتد. شرایط مورد نیاز برای تولید پوشش ها با توجه به غلظت و ماهیت متفاوت است.
اسید سولفوریک در دمای بین 20 تا 23 درجه نگهداری می شود.
تحت این شرایط کیفیت پوشش برای اکثر کاربردها مورد استفاده قرار میگیرد. در ولتاژها ،یا چگالی جریان کمتر است یا غلظت و دما، که محلول اسید این فرآیند زودتر انجام میشود و پوشش های نازک و اکسید رتا مجددا تولید می کند. اما متقابلا،پوشش های متراکم سخت در دماهای پایین و چگالی جریان بالا تولید می شوند.
