Bài này sẽ tập trung phân tích hiện tượng oxi hóa kim loại. Ở đây chúng ta sẽ xem xét khái niệm chung về hiện tượng này, làm quen với một số giống và nghiên cứu chúng bằng ví dụ về thép. Người đọc cũng sẽ tự học cách thực hiện quá trình này.
Định nghĩa về quá trình oxy hóa
Để bắt đầu, chúng ta sẽ tập trung vào khái niệm về quá trình oxy hóa. Đây là một quá trình trong đó một màng oxit được tạo ra trên diện tích bề mặt của sản phẩm, cũng như trên phôi. Nó trở nên có thể do các phản ứng oxy hóa khử. Thông thường, các biện pháp như vậy được sử dụng trong quá trình oxy hóa kim loại, các yếu tố trang trí và để tạo thành một lớp điện môi. Trong số các giống chính sau đây: dạng nhiệt, plasma, hóa học và điện hóa.
Đa dạng về loài
Căn cứ vào mô tả của các loài được liệt kê ở trên, về mỗi loài chúng ta có thể nói rằng:
- Dạng oxy hóa nhiệt có thể được thực hiện trong quá trình gia nhiệt một sản phẩm nhất định hoặcdụng cụ trong khí quyển có hơi nước hoặc oxy. Khi các kim loại như sắt và thép hợp kim thấp bị ôxy hóa, quá trình này được gọi là luyện kim.
- Dạng oxy hóa tự đặc trưng cho chính nó, như một quá trình xử lý, thông qua việc sử dụng các chất nóng chảy hoặc dung dịch của các chất oxy hóa. Chúng có thể là đại diện của cromat, nitrat, v.v. Điều này thường được thực hiện để bảo vệ sản phẩm khỏi quá trình ăn mòn.
- Quá trình oxy hóa thuộc loại điện hóa được đặc trưng bởi thực tế là nó diễn ra bên trong chất điện phân. Nó còn được gọi là quá trình oxy hóa vi hồ quang.
- Hình thức oxy hóa plasma chỉ có thể được thực hiện khi có plasma nhiệt độ thấp. Nó phải chứa O2. Điều kiện thứ hai là sự hiện diện của phóng điện một chiều, cũng như RF và / hoặc vi sóng.
Khái niệm chung về quá trình oxy hóa
Để hiểu rõ hơn đây là gì - quá trình oxy hóa của kim loại, bạn cũng nên tự làm quen với các đặc điểm chung, ngắn gọn của quá trình oxy hóa.
Oxi hóa là một quá trình có bản chất hóa học, đi kèm với sự gia tăng mức độ oxi hóa nguyên tử của một chất xảy ra hiện tượng này. Điều này xảy ra thông qua sự chuyển các hạt mang điện âm - electron, từ nguyên tử, là chất khử. Nó cũng có thể được gọi là một nhà tài trợ. Sự chuyển electron được thực hiện đối với nguyên tử oxy hóa, chất nhận electron.
Đôi khi, trong quá trình oxy hóa, các phân tử của các hợp chất ban đầu có thể trở nên không ổn định và vỡ ra thành các mảnh cấu thành nhỏ hơn. Trong đómột số nguyên tử do các hạt phân tử tạo thành sẽ có mức độ oxi hóa cao hơn các nguyên tử cùng loại nhưng ở trạng thái nguyên thủy.
Về ví dụ về quá trình oxy hóa thép
Sự oxi hóa kim loại là gì? Câu trả lời cho câu hỏi này sẽ được xem xét tốt hơn với một ví dụ mà chúng tôi sẽ sử dụng quy trình này với thép.
Dưới quá trình oxy hóa hóa học của kim loại - thép, chúng ta hiểu được quá trình làm việc, trong đó bề mặt kim loại sẽ được bao phủ bởi một lớp màng oxit. Hoạt động này được thực hiện, thường xuyên nhất, để tạo thành một lớp phủ bảo vệ hoặc tạo một tính năng mới cho phần tử trang trí; họ cũng làm điều này để tạo ra các lớp điện môi trên các sản phẩm thép.
Nói đến quá trình oxy hóa hóa học, cần phải biết: đầu tiên, sản phẩm được xử lý bằng một số hợp kim hoặc dung dịch của cromat, nitrat, hoặc một số chất oxy hóa khác. Điều này sẽ cung cấp cho kim loại bảo vệ chống lại các tác động của ăn mòn. Quy trình này cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các chế phẩm có tính chất kiềm hoặc axit.
Hình thức oxy hóa hóa học, được thực hiện bằng cách sử dụng chất kiềm, phải được thực hiện ở nhiệt độ từ 30 đến 180 ° C. Đối với các quy trình như vậy, cần phải sử dụng kiềm với phụ gia của một lượng nhỏ chất oxy hóa. Sau khi bộ phận đã được xử lý bằng hợp chất kiềm, nó phải được rửa rất kỹ và sau đó làm khô. Đôi khi, một phôi đã trải qua quá trình oxy hóa có thể được bôi dầu thêm.
Chi tiết về phương pháp axit
Để áp dụng phương pháp hoạt động axit, cần sử dụng một số axit, thường là hai hoặc ba. Các chất chính của loại này là axit clohydric, orthophosphoric và nitric. Một lượng nhỏ các hợp chất mangan và các hợp chất khác được thêm vào chúng. Sự thay đổi của các chỉ số nhiệt độ trong đó quá trình oxy hóa kim loại - thép có thể xảy ra, bằng cách sử dụng phương pháp axit, nằm trong khoảng từ 30 đến 100 ° С.
Quá trình oxy hóa hóa học, được mô tả cho hai phương pháp, mang lại cho một người cơ hội có được, cả trong sản xuất và tại nhà, một lớp màng giúp bảo vệ sản phẩm đủ mạnh. Tuy nhiên, điều quan trọng cần biết là việc bảo vệ thép và các kim loại khác sẽ đáng tin cậy hơn nếu sử dụng quy trình điện hóa. Đó là vì những ưu điểm của điện hóa. phương pháp oxy hóa hóa học, phương pháp sau ít được sử dụng hơn cho các vật thể bằng thép.
Dạng oxy hóa cực dương
Quá trình oxy hóa kim loại có thể diễn ra bằng quá trình anốt. Thông thường, quá trình oxy hóa điện hóa được gọi là anốt. Nó được thực hiện trong độ dày của chất điện phân ở trạng thái tập hợp rắn hoặc lỏng. Ngoài ra, việc sử dụng phương pháp này sẽ cho phép bạn dán phim chất lượng cao lên đối tượng:
- Độ dày của lớp phủ mỏng từ 0,1 đến 0,4 micromet.
- Đặc tính cách điện và chống mài mòn có thể thực hiện được nếu độ dàydao động từ hai đến ba đến ba trăm micrômet.
- Lớp phủ bảo vệ=0,3 - 15 micron.
- Lớp có đặc tính tương tự như men có thể được áp dụng. Giới chuyên môn thường gọi như vậy là tráng men phim.
Đặc điểm của sản phẩm đã được anod hóa là sự hiện diện của một điện thế dương. Quy trình này được khuyến nghị để bảo vệ các phần tử của mạch tích hợp, cũng như tạo lớp phủ điện môi trên bề mặt của chất bán dẫn, hợp kim và thép.
Quá trình oxy hóa các kim loại loại anodized, nếu muốn, có thể được thực hiện bởi bất kỳ người nào tại nhà, tại nhà. Tuy nhiên, điều rất quan trọng là phải tuân thủ tất cả các điều kiện an toàn và điều này phải được thực hiện vô điều kiện. Điều này là do việc sử dụng các hợp chất rất mạnh trong phương pháp này.
Một trong những trường hợp đặc biệt của anodizing là phương pháp oxy hóa vi cực. Nó cho phép một người có được một số lớp phủ độc đáo với các thông số cao của một loại trang trí, chịu nhiệt, bảo vệ, cách điện và chống ăn mòn. Dạng vi cực của quá trình chỉ có thể được thực hiện dưới tác động của dòng điện xoay chiều hoặc xung trong độ dày của chất điện phân có đặc tính hơi kiềm. Phương pháp đang được xem xét có thể đạt được độ dày lớp phủ từ hai trăm đến hai trăm năm mươi micrômet. Sau khi vận hành, bề mặt sẽ trở nên giống như gốm sứ.
Quy trình thổi
Quá trình oxy hóa kim loại đen trong thuật ngữ chuyên môn được gọi làblnding.
Khi nói về quá trình xanh hóa thép, chẳng hạn như oxy hóa, hóa đen hoặc hóa xanh, chúng ta có thể nói rằng đây là một quá trình trong đó một lớp oxit sắt được hình thành trên gang hoặc thép hợp kim thấp. Theo quy luật, độ dày của một bộ phim như vậy nằm trong khoảng từ một đến mười micrômet. Độ dày của lớp cũng xác định sự hiện diện của một màu sắc nhất định. Tùy thuộc vào sự gia tăng độ dày của lớp phim, màu sắc có thể là: vàng, nâu, anh đào, tím, xanh lam và xám.
Hiện tại có một số loại blnding:
- Loại kiềm được đặc trưng bởi việc sử dụng các dung dịch thích hợp, có bổ sung các chất oxy hóa, trong điều kiện nhiệt độ từ 135 đến 150 độ C.
- Phương pháp làm nguội loại axit sử dụng dung dịch axit và các phương pháp hóa học hoặc điện hóa.
- Hình thức xử lý nhiệt được đặc trưng bởi việc sử dụng nhiệt độ đủ cao (từ 200 đến 400 ° C). Quá trình này diễn ra trong độ dày của khí quyển có hơi nước quá nhiệt. Nếu sử dụng hỗn hợp amoniac-rượu, thì yêu cầu về nhiệt độ sẽ tăng lên 880 ° C và đối với muối nóng chảy - từ 400 đến 600 ° C. Việc sử dụng môi trường không khí đòi hỏi phải phủ trước bề mặt của bộ phận bằng một lớp dầu bóng mỏng, loại dầu này phải là nhựa đường hoặc dầu.
Giới thiệu về quá trình oxy hóa nhiệt
Oxi hóa nhiệt kim loại là một kỹ thuật trong đó một màng oxit được áp dụng cho thép trongkhông gian của bầu khí quyển hơi nước. Cũng có thể sử dụng các môi trường chứa oxy khác với nhiệt độ đủ cao. Việc xử lý nhiệt ở nhà khá khó khăn và do đó, theo quy luật, nó không được thực hiện. Nói đến loại oxy hóa plasma, điều quan trọng cần biết là hầu như không thể làm điều này tại nhà.
Tự vận hành
Quá trình oxy hóa kim loại tại nhà có thể được thực hiện độc lập. Cách dễ nhất là đưa các sản phẩm thép vào quá trình xử lý như vậy. Để làm điều này, trước tiên bạn cần đánh bóng hoặc làm sạch bộ phận mà quá trình oxy hóa sẽ được thực hiện. Tiếp theo, các oxit phải được loại bỏ khỏi bề mặt bằng cách sử dụng các dung dịch chứa năm phần trăm H2SO4 (axit sunfuric). Sản phẩm phải được giữ trong chất lỏng trong sáu mươi giây.
Các bước tiếp theo
Sau khi hoàn thành giai đoạn đặt bộ phận vào bồn tắm axit, nó nên được rửa sạch dưới vòi nước ấm và đun sôi hoặc nói cách khác, đun sôi đồ vật trong năm phút. Để làm điều này, hãy sử dụng dung dịch nước từ nguồn cấp nước với 50 gam xà phòng giặt đơn giản. Đây là phép tính cho 1 lít chất lỏng. Sau khi thực hiện tất cả các hành động này, chúng ta đã đi đến giai đoạn cuối của quá trình oxy hóa. Để thực hiện quy trình, bạn phải:
- Sử dụng hộp đựng được tráng men và không có vết xước hoặc vụn bên trong.
- Đổ đầy nước vào bình chứa và pha loãng với lượng gam xút thích hợp (trên 1 lít=50 gam).
- Di chuyển tàu từđun nước trên bếp và đặt sản phẩm lên trên.
- Đun nóng hỗn hợp đến khoảng 135-150 ° C.
Sau 90 phút, bạn có thể rút ra và chiêm ngưỡng tác phẩm của chính mình.
Một số dữ liệu
Người đọc sẽ biết rằng nếu cần thực hiện một thao tác như vậy, nhưng trong trường hợp không có kỹ năng hoặc mong muốn, yêu cầu đó có thể được gửi đến các chuyên gia khác nhau. Ví dụ, quá trình oxy hóa kim loại ở Moscow có thể được thực hiện bởi các chuyên gia trong các lĩnh vực dịch vụ khác nhau và tại nhà, bởi con người. Một số loại phương tiện bảo vệ bộ phận như vậy có thể khá tốn kém. Ở thủ đô của Liên bang Nga, loại ôxy hóa được anốt hóa sẽ khá đắt tiền, nhưng nó sẽ cho một chỉ số độ tin cậy cao đối với vật thể. Để tìm các chuyên gia trong trường hợp như vậy, chỉ cần nhập một truy vấn tìm kiếm của Google, ví dụ: "thực hiện quá trình oxy hóa hóa học ở … (một thành phố hoặc khu vực nhất định)", hoặc điều gì đó tương tự.
