Acest articol se va concentra pe analiza fenomenului de oxidare a metalelor. Aici vom lua în considerare o idee generală a acestui fenomen, ne vom familiariza cu unele soiuri și le vom studia folosind exemplul oțelului. Cititorul va învăța și cum să faci singur acest proces.
Definiția oxidării
Pentru început, ne vom concentra asupra conceptului de oxidare în sine. Acesta este un proces în timpul căruia se creează o peliculă de oxid pe suprafața produsului, precum și pe piesa de prelucrat. Devine posibil datorită reacțiilor redox. Cel mai adesea, astfel de măsuri sunt utilizate în oxidarea metalelor, elementelor decorative și pentru a forma un strat dielectric. Printre principalele varietăți se numără următoarele: termică, plasmatică, chimică și electrochimică.
Diversitatea speciilor
Rezolvând descrierea speciilor enumerate mai sus, despre fiecare dintre ele putem spune că:
- Forma termică de oxidare poate fi efectuată în timpul încălzirii unui anumit produs sauinstrument în atmosfere de vapori de apă sau oxigen. Când metale precum fierul și oțelul slab aliat sunt oxidate, procesul se numește albastru.
- Forma chimică de oxidare se caracterizează, ca proces de prelucrare, prin folosirea de topituri sau soluții de agenți oxidanți. Aceștia pot fi reprezentanți ai cromaților, nitraților etc. Cel mai adesea acest lucru se face pentru a oferi produsului protecție împotriva proceselor de coroziune.
- Oxidarea de tip electrochimic se caracterizează prin faptul că are loc în interiorul electroliților. Se mai numește și oxidare cu micro-arc.
- Forma de oxidare plasmatică poate fi realizată numai în prezența plasmei la temperatură joasă. Trebuie să conțină O2. A doua condiție este prezența unei descărcări DC, precum și a RF și/sau a cuptorului cu microunde.
Concept general de oxidare
Pentru a înțelege mai bine ce este aceasta - oxidarea metalelor, ar fi, de asemenea, de dorit să vă familiarizați cu caracteristicile generale, pe scurt, ale oxidării.
Oxidarea este un proces de natură chimică, care este însoțit de o creștere a gradului de oxidare atomică a unei substanțe care suferă acest fenomen. Acest lucru se întâmplă prin transferul particulelor încărcate negativ - electroni, de la atom, care este agentul reducător. Poate fi numit și donator. Transferul de electroni se face față de atomul oxidant, acceptorul de electroni.
Uneori, în timpul oxidării, moleculele compușilor originali pot deveni instabile și se pot sparge în fragmente constitutive mai mici. în careunii dintre atomii formați de particulele moleculare vor avea un grad mai mare de oxidare decât aceleași tipuri de atomi, dar în starea lor originală, inițială.
Pe exemplul oxidării oțelului
Ce este oxidarea metalelor? Răspunsul la această întrebare va fi mai bine luat în considerare cu un exemplu pentru care vom folosi acest proces cu oțel.
Sub oxidarea chimică a metalului - oțel, înțelegem procesul de lucru, în timpul căruia suprafața metalului va fi acoperită cu o peliculă de oxid. Această operațiune este efectuată, cel mai adesea, pentru a forma un strat protector sau pentru a da o nouă caracteristică elementului de decor; fac acest lucru și pentru a crea straturi dielectrice pe produsele din oțel.
Vorbind despre oxidarea chimică, este important de știut: în primul rând, produsul este tratat cu vreun aliaj sau soluție de cromat, nitrat sau o serie de alți agenți oxidanți. Acest lucru va oferi metalului protecție împotriva efectelor coroziunii. Procedura poate fi efectuată și folosind compoziții de natură alcalină sau acidă.
Forma chimică de oxidare, realizată prin utilizarea alcaline, trebuie efectuată la o temperatură de 30 până la 180 °C. Pentru astfel de proceduri, este necesar să se utilizeze alcaline cu un amestec de o cantitate mică de agenți de oxidare. După ce piesa a fost tratată cu un compus alcalin, aceasta trebuie clătită foarte bine și apoi uscată. Uneori, o piesă de prelucrat care a trecut deja prin procedura de oxidare poate fi lubrifiată suplimentar.
Detalii despre metoda acidului
Pentru a aplica metoda operatiilor acide, este necesar sa se foloseasca mai multi acizi, de obicei doi sau trei. Principalele substanțe de acest tip sunt acizii clorhidric, ortofosforic și azotic. La ei se adaugă o cantitate mică de compuși de mangan și alții Variația indicatorilor de temperatură în care poate avea loc oxidarea metalului - oțel, prin utilizarea metodei acidului, se află în intervalul de la 30 la 100 ° С.
Oxidarea chimică, descrisă pentru două metode, oferă persoanei posibilitatea de a obține, atât în producție, cât și acasă, o peliculă care provoacă o protecție suficient de puternică a produsului. Cu toate acestea, va fi important de știut că protecția oțelului și a altor metale va fi mai fiabilă dacă se folosește o procedură electrochimică. Este din cauza avantajelor electrochimice. metoda de oxidare chimică, aceasta din urmă este folosită mai rar pentru obiectele din oțel.
Forma anodica de oxidare
Oxidarea metalelor poate avea loc folosind procesul anodic. Cel mai adesea, procesul de oxidare electrochimică se numește anodic. Se efectuează în grosimea electroliților în stare solidă sau lichidă de agregare. De asemenea, utilizarea acestei metode vă va permite să aplicați un film de în altă calitate pe obiect:
- Grosimea stratului de acoperire subțire variază de la 0,1 la 0,4 micrometri.
- Proprietăți de izolare electrică și de rezistență la uzură sunt posibile dacă grosimea estefluctuează de la două la trei la trei sute de microni.
- Acoperire de protecție=0,3 – 15 microni.
- Se pot aplica straturi cu proprietăți similare smalțului. Specialiștii numesc adesea un astfel de strat de smalț de peliculă.
Caracteristica produsului care a fost anodizat este prezența unui potențial pozitiv. Această procedură este recomandată pentru a proteja elementele circuitelor integrate, precum și pentru a crea o acoperire dielectrică pe suprafața semiconductorilor, aliajelor și oțelurilor.
Procesul de oxidare a metalelor de tip anodizat poate fi efectuat, dacă se dorește, de orice persoană acasă, acasă. Cu toate acestea, va fi foarte important să respectați toate condițiile de siguranță, iar acest lucru trebuie făcut necondiționat. Acest lucru se datorează utilizării unor compuși foarte agresivi în această metodă.
Unul dintre cazurile speciale de anodizare este metoda de oxidare cu microarc. Permite unei persoane să obțină o serie de acoperiri unice cu parametri înalți de tip decorativ, rezistent la căldură, de protecție, izolatoare și anticoroziune. Forma de microarc a procesului poate fi efectuată numai sub influența curentului alternativ sau pulsat în grosimea electroliților care au un caracter ușor alcalin. Metoda luată în considerare face posibilă obținerea unei grosimi de acoperire de la două sute la două sute cincizeci de microni. După operație, suprafața va deveni asemănătoare cu ceramica.
Proces de albastru
Oxidarea metalelor feroase în terminologia profesională se numeștealbastru.
Când vorbim despre albăstrirea oțelului, cum ar fi oxidarea, înnegrirea sau albastruirea, putem spune că acesta este un proces în timpul căruia se formează un strat de oxid de fier pe fontă sau oțel slab aliat. De regulă, grosimea unui astfel de film se află în intervalul de la unu la zece microni. Grosimea stratului determină și prezența unei anumite nuanțe de culoare. În funcție de creșterea grosimii stratului de film, culorile pot fi: galben, maro, vișiniu, violet, albastru și gri.
În prezent, există mai multe tipuri de albastru:
- Tipul alcalin se caracterizează prin folosirea unor soluții adecvate, cu adaos de agenți oxidanți, în condiții de temperatură de la 135 la 150 de grade Celsius.
- Albăstruirea de tip acid folosește soluții acide și metode chimice sau electrochimice.
- Forma termică de prelucrare se caracterizează prin utilizarea unor temperaturi suficient de ridicate (de la 200 la 400 °C). Procesul are loc în grosimea atmosferei de vapori de apă supraîncălziți. Dacă se utilizează un amestec de amoniac-alcool, atunci cerințele de temperatură cresc la 880 °C, iar în sărurile topite - de la 400 la 600 °C. Utilizarea unei atmosfere de aer necesită acoperirea prealabilă a suprafeței piesei cu un strat subțire de lac, care ar trebui să fie asf alt sau ulei.
Introducere în oxidarea termică
Oxidarea termică a metalelor este o tehnică prin care o peliculă de oxid este aplicată pe oțel înspaţiul atmosferei de vapori de apă. Se pot utiliza și alte medii care conțin oxigen cu temperaturi suficient de ridicate. Este destul de dificil să se efectueze tratament termic acasă și, prin urmare, de regulă, nu se efectuează. Vorbind despre tipul de oxidare cu plasmă, este important să știți că este aproape imposibil să faceți acest lucru acasă.
Autooperare
Oxidarea metalului la domiciliu se poate face independent. Cel mai simplu mod este de a supune produsele din oțel unei astfel de prelucrări. Pentru a face acest lucru, mai întâi trebuie să lustruiți sau să curățați partea pe care se va efectua lucrările de oxidare. Apoi, oxizii trebuie îndepărtați de pe suprafață folosind soluții de cinci procente H2SO4 (acid sulfuric). Produsul trebuie ținut în lichid timp de șaizeci de secunde.
Pașii următori
După ce a trecut etapa de introducere a piesei în baia acidă, aceasta trebuie spălată sub apă caldă și pasivată sau, cu alte cuvinte, fiert obiectul timp de cinci minute. Pentru a face acest lucru, utilizați o soluție de apă din sursa de apă cu cincizeci de grame de săpun simplu de rufe. Aici calculul este pentru 1 litru de lichid. După ce am efectuat toate aceste acțiuni, am ajuns la sfârșitul oxidării. Pentru a implementa procedura, trebuie să:
- Folosiți recipiente emailate și care nu au așchii sau zgârieturi în interior.
- Umpleți recipientul cu apă și diluați cu cantitatea adecvată de grame de sodă caustică (pe 1 litru=50 de grame).
- Mutați vasul dinapă pe aragaz și așezați produsul deasupra.
- Încălzește amestecul la aproximativ 135-150°C.
După 90 de minute, puteți scoate piesa și vă puteți gândi la propria muncă.
Unele date
Cititorul va ști că dacă este nevoie de o astfel de operațiune, dar în lipsa priceperii sau a dorinței, o asemenea cerere poate fi adresată diverșilor specialiști. Oxidarea metalelor la Moscova, de exemplu, poate fi efectuată atât de specialiști în diverse domenii de servicii, cât și acasă, de oameni. Unele tipuri de astfel de mijloace de conferire a protecției piesei pot fi destul de costisitoare. În capitala Federației Ruse, tipul de oxidare anodizat va fi destul de scump, dar va oferi un indicator de fiabilitate ridicată obiectului. Pentru a găsi specialiști într-un astfel de caz, este suficient să introduceți o interogare de căutare Google, de exemplu: „efectuarea oxidării chimice în … (un anumit oraș sau regiune)”, sau ceva asemănător.
