Tento článok sa zameria na analýzu fenoménu oxidácie kovov. Tu zvážime všeobecnú predstavu o tomto fenoméne, zoznámime sa s niektorými odrodami a študujeme ich na príklade ocele. Čitateľ sa tiež naučí, ako tento proces urobiť sami.
Definícia oxidácie
Na začiatok sa zameriame na samotný koncept oxidácie. Ide o proces, počas ktorého sa na povrchu produktu, ako aj na obrobku vytvára oxidový film. Je to možné vďaka redoxným reakciám. Najčastejšie sa takéto opatrenia používajú pri oxidácii kovov, dekoratívnych prvkov a na vytvorenie dielektrickej vrstvy. Medzi hlavné odrody patria: tepelná, plazmová, chemická a elektrochemická forma.
Rozmanitosť druhov
Keď sa zdržíme popisu vyššie uvedených druhov, o každom z nich môžeme povedať, že:
- Tepelná forma oxidácie môže prebiehať počas ohrevu určitého produktu respprístroj v atmosfére vodnej pary alebo kyslíka. Keď sa kovy ako železo a nízkolegovaná oceľ oxidujú, proces sa nazýva modrín.
- Chemická forma oxidácie sa charakterizuje ako proces spracovania prostredníctvom použitia tavenín alebo roztokov oxidačných činidiel. Môžu to byť zástupcovia chrómanov, dusičnanov atď. Najčastejšie sa to robí s cieľom poskytnúť produktu ochranu proti koróznym procesom.
- Oxidácia elektrochemického typu je charakteristická tým, že prebieha vo vnútri elektrolytov. Nazýva sa aj mikrooblúková oxidácia.
- Plazmovú formu oxidácie je možné realizovať iba v prítomnosti nízkoteplotnej plazmy. Musí obsahovať O2. Druhou podmienkou je prítomnosť jednosmerného výboja, ako aj RF a / alebo mikrovlnnej rúry.
Všeobecný koncept oxidácie
Aby ste lepšie pochopili, čo to je - oxidácia kovov, bolo by tiež žiaduce oboznámiť sa so všeobecnými, stručnými charakteristikami oxidácie.
Oxidácia je proces chemickej povahy, ktorý je sprevádzaný zvýšením stupňa atómovej oxidácie látky, ktorá týmto javom podlieha. Deje sa tak prenosom záporne nabitých častíc – elektrónov, z atómu, ktorý je redukčným činidlom. Môže sa nazývať aj darca. Prenos elektrónov sa uskutočňuje s ohľadom na oxidujúci atóm, akceptor elektrónov.
Niekedy sa počas oxidácie môžu molekuly pôvodných zlúčenín stať nestabilnými a rozpadnúť sa na menšie častice. V čomniektoré atómy vytvorené molekulárnymi časticami budú mať vyšší stupeň oxidácie ako rovnaké typy atómov, ale v ich pôvodnom, pôvodnom stave.
Na príklade oxidácie ocele
Čo je oxidácia kovov? Odpoveď na túto otázku bude lepšie zvážiť na príklade, pre ktorý tento proces použijeme s oceľou.
Pod chemickou oxidáciou kovu - ocele rozumieme proces vykonávania práce, pri ktorej bude povrch kovu pokrytý oxidovým filmom. Táto operácia sa najčastejšie vykonáva na vytvorenie ochranného povlaku alebo na poskytnutie novej funkcie dekoratívnemu prvku; robia to aj preto, aby vytvorili dielektrické vrstvy na oceľových výrobkoch.
Keď už hovoríme o chemickej oxidácii, je dôležité vedieť: po prvé, výrobok je ošetrený nejakou zliatinou alebo roztokom chrómanu, dusičnanu alebo množstvom iných oxidačných činidiel. To poskytne kovu ochranu pred účinkami korózie. Postup je možné vykonať aj s použitím zmesí alkalickej alebo kyslej povahy.
Chemická forma oxidácie, uskutočňovaná pomocou zásad, musí prebiehať pri teplote 30 až 180 °C. Na takéto postupy je potrebné použiť alkálie s prímesou malého množstva oxidačných činidiel. Potom, čo bola časť ošetrená alkalickou zlúčeninou, musí sa veľmi dôkladne opláchnuť a potom vysušiť. Niekedy môže byť obrobok, ktorý už prešiel oxidačným postupom, dodatočne naolejovaný.
Podrobnosti o kyslej metóde
Pre aplikáciu metódy kyslých operácií je potrebné použiť niekoľko kyselín, zvyčajne dve alebo tri. Hlavnými látkami tohto typu sú kyselina chlorovodíková, ortofosforečná a dusičná. Pridáva sa k nim malé množstvo zlúčenín mangánu a iné.. Kolísanie teplotných ukazovateľov, pri ktorých môže dôjsť k oxidácii kov - oceľ kyslou metódou, leží v rozmedzí od 30 do 100 ° С.
Chemická oxidácia, popísaná pre dva spôsoby, dáva človeku možnosť získať vo výrobe aj doma film, ktorý spôsobí dostatočne silnú ochranu produktu. Bude však dôležité vedieť, že ochrana ocele a iných kovov bude spoľahlivejšia, ak sa použije elektrochemický postup. Je to kvôli výhodám elektrochemických látok. metóda v porovnaní s chemickou oxidáciou, druhá sa používa menej často pre oceľové predmety.
Anodická forma oxidácie
Oxidácia kovov môže prebiehať pomocou anodického procesu. Najčastejšie sa proces elektrochemickej oxidácie nazýva anodický. Vykonáva sa v hrúbke elektrolytov v pevnom alebo kvapalnom stave agregácie. Použitie tejto metódy vám tiež umožní naniesť na objekt vysoko kvalitný film:
- Hrúbka tenkej vrstvy povlaku sa pohybuje od 0,1 do 0,4 mikrometra.
- Elektrická izolácia a odolnosť proti opotrebovaniu sú možné, ak je hrúbkakolísať od dvoch do troch až tristo mikrónov.
- Ochranný náter=0,3 – 15 mikrónov.
- Je možné aplikovať vrstvy s vlastnosťami podobnými sm altu. Špecialisti často nazývajú takýto filmový sm altovaný povlak.
Charakteristikou produktu, ktorý bol eloxovaný, je prítomnosť pozitívneho potenciálu. Tento postup sa odporúča na ochranu prvkov integrovaných obvodov, ako aj na vytvorenie dielektrického povlaku na povrchu polovodičov, zliatin a ocelí.
Proces oxidácie kovov eloxovaného typu môže na želanie vykonávať ktokoľvek doma, doma. Bude však veľmi dôležité dodržiavať všetky bezpečnostné podmienky, a to bezpodmienečne. Je to spôsobené použitím veľmi agresívnych zlúčenín pri tejto metóde.
Jedným zo špeciálnych prípadov eloxovania je metóda mikrooblúkovej oxidácie. Umožňuje človeku získať množstvo jedinečných náterov s vysokými parametrami dekoratívneho, tepelne odolného, ochranného, izolačného a antikorózneho typu. Mikrooblúková forma procesu sa môže uskutočňovať iba pod vplyvom striedavého alebo pulzného prúdu v hrúbke elektrolytov, ktoré majú mierne zásaditý charakter. Uvažovaný spôsob umožňuje získať hrúbku povlaku od dvesto do dvesto päťdesiat mikrónov. Po operácii bude povrch podobný keramike.
Proces modrania
Oxidácia železných kovov sa v odbornej terminológii nazývablueing.
Keď hovoríme o modraní ocele, ako je oxidácia, černenie alebo modranie, môžeme povedať, že ide o proces, počas ktorého sa na liatine alebo nízkolegovanej oceli vytvorí vrstva oxidu železa. Hrúbka takejto fólie je spravidla v rozmedzí od jedného do desiatich mikrónov. Hrúbka vrstvy tiež určuje prítomnosť určitej farby odtieňa. V závislosti od zväčšenia hrúbky vrstvy filmu môžu byť farby: žltá, hnedá, čerešňová, fialová, modrá a šedá.
V súčasnosti existuje niekoľko typov blueingu:
- Alkalický typ sa vyznačuje použitím vhodných roztokov s prídavkom oxidačných činidiel pri teplote od 135 do 150 stupňov Celzia.
- Kyselinové modrenie používa kyslé roztoky a chemické alebo elektrochemické metódy.
- Tepelná forma spracovania je charakteristická použitím dostatočne vysokých teplôt (od 200 do 400 °C). Proces prebieha v hrúbke atmosféry prehriatej vodnej pary. Ak sa použije zmes amoniak-alkohol, potom sa požiadavky na teplotu zvýšia na 880 ° C a v roztavených soliach - od 400 do 600 ° C. Použitie vzduchovej atmosféry vyžaduje predbežné natretie povrchu dielu tenkou vrstvou laku, ktorým by mal byť asf alt alebo olej.
Úvod do tepelnej oxidácie
Tepelná oxidácia kovov je technika, pri ktorej sa na oceľ nanáša oxidový film vpriestor atmosféry vodnej pary. Môžu sa použiť aj iné médiá obsahujúce kyslík s dostatočne vysokou teplotou. Je dosť ťažké vykonávať tepelné spracovanie doma, a preto sa spravidla nevykonáva. Keď už hovoríme o plazmovom type oxidácie, je dôležité vedieť, že je takmer nemožné urobiť to doma.
Samostatná prevádzka
Oxidáciu kovu doma je možné vykonať nezávisle. Najjednoduchším spôsobom je podrobiť takémuto spracovaniu výrobky z ocele. Aby ste to dosiahli, musíte najskôr vyleštiť alebo vyčistiť časť, na ktorej sa budú vykonávať oxidačné práce. Ďalej je potrebné odstrániť oxidy z povrchu pomocou päťpercentných roztokov H2SO4 (kyseliny sírovej). Produkt sa musí uchovávať v tekutine šesťdesiat sekúnd.
Ďalšie kroky
Po uplynutí fázy vloženia dielca do kyslého kúpeľa ho treba umyť pod teplou vodou a pasivovať, alebo inými slovami povariť predmet päť minút. Na tento účel použite roztok vody z vodovodu s päťdesiatimi gramami jednoduchého mydla na pranie. Tu je výpočet pre 1 liter kvapaliny. Po vykonaní všetkých týchto akcií sme sa dostali ku koncu oxidácie. Na implementáciu postupu musíte:
- Používajte nádoby, ktoré sú sm altované a nemajú vo vnútri žiadne triesky ani škrabance.
- Naplňte nádobu vodou a zrieďte príslušným množstvom gramov lúhu sodného (na 1 liter=50 gramov).
- Presuňte plavidlo zvodu na sporák a položte výrobok na vrch.
- Zahrejte zmes na približne 135-150°C.
Po 90 minútach môžete súčiastku vytiahnuť a uvažovať o vlastnej práci.
Niektoré údaje
Čitateľ bude vedieť, že ak je takáto operácia potrebná, ale pri absencii zručností alebo túžby môže byť takáto žiadosť adresovaná rôznym odborníkom. Oxidáciu kovov napríklad v Moskve môžu vykonávať odborníci v rôznych oblastiach služieb, ako aj ľudia doma. Niektoré typy takýchto prostriedkov na poskytnutie ochrany dielu môžu byť dosť drahé. V hlavnom meste Ruskej federácie bude eloxovaný typ oxidácie dosť drahý, ale objektu poskytne vysoký ukazovateľ spoľahlivosti. Na nájdenie špecialistov v takom prípade stačí zadať do vyhľadávacieho dopytu Google, napríklad: "vykonáva chemickú oxidáciu v … (určité mesto alebo región)", alebo niečo podobné.
