บทความนี้จะเน้นไปที่การวิเคราะห์ปรากฏการณ์การเกิดออกซิเดชันของโลหะ ที่นี่เราจะพิจารณาแนวคิดทั่วไปของปรากฏการณ์นี้ ทำความคุ้นเคยกับพันธุ์ต่างๆ และศึกษาโดยใช้ตัวอย่างเหล็ก ผู้อ่านจะได้เรียนรู้วิธีการทำขั้นตอนนี้ด้วยตัวเอง
นิยามของการเกิดออกซิเดชัน
เราจะเน้นที่แนวคิดเรื่องการเกิดออกซิเดชันกันก่อน นี่เป็นกระบวนการที่สร้างฟิล์มออกไซด์ขึ้นบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ตลอดจนบนชิ้นงาน เป็นไปได้เนื่องจากปฏิกิริยารีดอกซ์ ส่วนใหญ่มักใช้มาตรการดังกล่าวในการออกซิเดชันของโลหะ องค์ประกอบตกแต่ง และเพื่อสร้างชั้นอิเล็กทริก ในบรรดาพันธุ์หลักมีดังต่อไปนี้: รูปแบบความร้อน พลาสมา เคมี และไฟฟ้าเคมี
ความหลากหลายของสายพันธุ์
อาศัยคำอธิบายของสายพันธุ์ที่ระบุไว้ข้างต้น เกี่ยวกับพวกมันแต่ละชนิดเราสามารถพูดได้ว่า:
- รูปแบบความร้อนของการเกิดออกซิเดชันสามารถทำได้ในระหว่างการให้ความร้อนของผลิตภัณฑ์บางอย่างหรือเครื่องมือในบรรยากาศของไอน้ำหรือออกซิเจน เมื่อโลหะ เช่น เหล็กและเหล็กกล้าที่มีโลหะผสมต่ำถูกออกซิไดซ์ กระบวนการนี้เรียกว่า บลูing
- รูปแบบทางเคมีของการเกิดออกซิเดชันเป็นตัวกำหนดลักษณะเฉพาะของตัวมันเองในฐานะกระบวนการแปรรูป ผ่านการใช้ของหลอมเหลวหรือสารละลายของตัวออกซิไดซ์ สิ่งเหล่านี้สามารถเป็นตัวแทนของโครเมต ไนเตรต ฯลฯ ส่วนใหญ่มักจะทำเพื่อป้องกันผลิตภัณฑ์จากกระบวนการกัดกร่อน
- การเกิดออกซิเดชันของประเภทไฟฟ้าเคมีมีลักษณะเฉพาะโดยเกิดขึ้นภายในอิเล็กโทรไลต์ เรียกอีกอย่างว่าไมโครอาร์คออกซิเดชัน
- รูปแบบของการเกิดออกซิเดชันในพลาสมาสามารถทำได้เมื่อมีพลาสมาอุณหภูมิต่ำเท่านั้น ต้องมี O2 เงื่อนไขที่สองคือการมีอยู่ของกระแสไฟตรงเช่นเดียวกับ RF และ / หรือไมโครเวฟ
แนวคิดทั่วไปของการเกิดออกซิเดชัน
เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นว่านี่คืออะไร - การเกิดออกซิเดชันของโลหะ คุณควรทำความคุ้นเคยกับลักษณะทั่วไปโดยย่อของการเกิดออกซิเดชันด้วย
ออกซิเดชันเป็นกระบวนการที่มีลักษณะทางเคมี ซึ่งมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของระดับของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมของสารที่ผ่านปรากฏการณ์นี้ สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการถ่ายโอนอนุภาคที่มีประจุลบ - อิเล็กตรอนจากอะตอมซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์ อาจเรียกได้ว่าเป็นผู้บริจาค การถ่ายโอนอิเล็กตรอนจะทำกับอะตอมออกซิไดซ์ ตัวรับอิเล็กตรอน
บางครั้ง ในระหว่างการออกซิเดชัน โมเลกุลของสารประกอบดั้งเดิมอาจไม่เสถียรและแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย โดยที่อะตอมบางตัวที่เกิดจากอนุภาคโมเลกุลจะมีระดับการเกิดออกซิเดชันที่สูงกว่าอะตอมประเภทเดียวกัน แต่อยู่ในสภาพดั้งเดิม
ในตัวอย่างการเกิดออกซิเดชันของเหล็ก
โลหะออกซิเดชันคืออะไร? คำตอบสำหรับคำถามนี้จะได้รับการพิจารณาดีกว่าด้วยตัวอย่างที่เราจะใช้กระบวนการนี้กับเหล็ก
ภายใต้ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีของโลหะ-เหล็ก เราเข้าใจกระบวนการทำงาน ซึ่งในระหว่างนั้นผิวโลหะจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ การดำเนินการนี้มักดำเนินการเพื่อสร้างสารเคลือบป้องกันหรือมอบคุณลักษณะใหม่ให้กับองค์ประกอบการตกแต่ง พวกเขายังทำเช่นนี้เพื่อสร้างชั้นอิเล็กทริกบนผลิตภัณฑ์เหล็ก
เมื่อพูดถึงการเกิดออกซิเดชันทางเคมี สิ่งสำคัญที่ต้องรู้: ขั้นแรก ผลิตภัณฑ์ได้รับการบำบัดด้วยโลหะผสมหรือสารละลายของโครเมต ไนเตรต หรือสารออกซิไดซ์อื่นๆ จำนวนหนึ่ง สิ่งนี้จะช่วยป้องกันโลหะจากผลกระทบของการกัดกร่อน ขั้นตอนนี้ยังสามารถทำได้โดยใช้องค์ประกอบที่มีลักษณะเป็นด่างหรือเป็นกรด
รูปแบบทางเคมีของการเกิดออกซิเดชันโดยใช้ด่างต้องดำเนินการที่อุณหภูมิ 30 ถึง 180 °C สำหรับขั้นตอนดังกล่าว จำเป็นต้องใช้อัลคาไลผสมกับสารออกซิไดซ์จำนวนเล็กน้อย หลังจากที่ชิ้นส่วนได้รับการบำบัดด้วยสารประกอบอัลคาไลน์แล้วจะต้องล้างให้สะอาดแล้วเช็ดให้แห้ง บางครั้งชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการออกซิเดชันแล้วก็สามารถทาน้ำมันเพิ่มเติมได้
รายละเอียดของวิธีกรด
ในการใช้วิธีการทำงานของกรดนั้น จำเป็นต้องใช้กรดหลายๆ ตัว โดยปกติจะใช้สองหรือสามกรด สารหลักของประเภทนี้ ได้แก่ กรดไฮโดรคลอริกออร์โธฟอสฟอริกและกรดไนตริก เพิ่มสารประกอบแมงกานีสและอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อย ความผันแปรของตัวบ่งชี้อุณหภูมิที่การเกิดออกซิเดชันของโลหะ - เหล็กสามารถเกิดขึ้นได้โดยใช้วิธีกรดนั้นอยู่ในช่วงตั้งแต่ 30 ถึง 100 ° C
เคมีออกซิเดชันที่อธิบายไว้สำหรับสองวิธี เปิดโอกาสให้บุคคลได้รับฟิล์มทั้งในการผลิตและที่บ้าน ซึ่งทำให้เกิดการปกป้องผลิตภัณฑ์อย่างแน่นหนาเพียงพอ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าการปกป้องเหล็กและโลหะอื่นๆ จะเชื่อถือได้มากขึ้นหากใช้ขั้นตอนทางเคมีไฟฟ้า เป็นเพราะข้อดีของไฟฟ้าเคมี วิธีการเหนือการเกิดออกซิเดชันทางเคมี วิธีหลังมักใช้กับวัตถุที่เป็นเหล็กไม่บ่อยนัก
รูปแบบขั้วบวกของออกซิเดชัน
การเกิดออกซิเดชันของโลหะสามารถทำได้โดยใช้กระบวนการขั้วบวก ส่วนใหญ่มักจะเรียกว่ากระบวนการออกซิเดชันไฟฟ้าเคมีเรียกว่าขั้วบวก จะดำเนินการในความหนาของอิเล็กโทรไลต์ของสถานะการรวมตัวของของแข็งหรือของเหลว นอกจากนี้ การใช้วิธีนี้จะทำให้คุณสามารถใช้ฟิล์มคุณภาพสูงกับวัตถุได้:
- ความหนาของชั้นเคลือบบาง ๆ มีตั้งแต่ 0.1 ถึง 0.4 ไมโครเมตร
- คุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าและทนต่อการสึกหรอได้หากมีความหนาผันผวนจากสองถึงสามถึงสามร้อยไมครอน
- เคลือบป้องกัน=0.3 – 15 ไมครอน
- สามารถทาชั้นที่มีคุณสมบัติคล้ายอีนาเมลได้ ผู้เชี่ยวชาญมักเรียกการเคลือบฟิล์มดังกล่าว
ลักษณะเฉพาะของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการชุบผิวคือมีศักยภาพเชิงบวก ขอแนะนำให้ใช้ขั้นตอนนี้เพื่อปกป้ององค์ประกอบของวงจรรวม ตลอดจนเพื่อสร้างการเคลือบอิเล็กทริกบนพื้นผิวของเซมิคอนดักเตอร์ โลหะผสม และเหล็กกล้า
กระบวนการออกซิเดชันของโลหะประเภทอะโนไดซ์สามารถทำได้ที่บ้านหากต้องการ อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติตามเงื่อนไขด้านความปลอดภัยทั้งหมดเป็นสิ่งสำคัญมาก และจะต้องดำเนินการโดยไม่มีเงื่อนไข เนื่องจากวิธีนี้ใช้สารประกอบที่มีฤทธิ์รุนแรงมาก
กรณีพิเศษอย่างหนึ่งของการชุบอโนไดซ์คือวิธีการออกซิเดชันแบบไมโครอาร์ค ช่วยให้บุคคลได้รับสารเคลือบพิเศษจำนวนหนึ่งพร้อมพารามิเตอร์สูงของประเภทการตกแต่ง ทนความร้อน ป้องกัน ฉนวน และป้องกันการกัดกร่อน รูปแบบไมโครอาร์คของกระบวนการสามารถทำได้ภายใต้อิทธิพลของกระแสสลับหรือพัลซิ่งในความหนาของอิเล็กโทรไลต์ที่มีลักษณะเป็นด่างเล็กน้อย วิธีการที่อยู่ระหว่างการพิจารณาทำให้ได้ความหนาของชั้นเคลือบตั้งแต่สองร้อยถึงสองร้อยห้าสิบไมครอน หลังการผ่าตัดพื้นผิวจะคล้ายกับเซรามิก
กระบวนการบลูing
เรียกการเกิดออกซิเดชันของโลหะเหล็กในศัพท์เฉพาะทางวิชาชีพฟ้า.
เมื่อพูดถึงการทำให้เป็นสีน้ำเงินของเหล็ก เช่น การออกซิไดซ์ ใส่สีดำ หรือสีน้ำเงิน เราสามารถพูดได้ว่านี่เป็นกระบวนการที่ชั้นของเหล็กออกไซด์ก่อตัวขึ้นบนเหล็กหล่อหรือเหล็กอัลลอยด์ต่ำ ตามกฎแล้วความหนาของฟิล์มดังกล่าวอยู่ในช่วงตั้งแต่หนึ่งถึงสิบไมครอน ความหนาของชั้นยังกำหนดสีอ่อนบางสี ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นฟิล์มที่เพิ่มขึ้น สีอาจเป็นได้: เหลือง น้ำตาล เชอรี่ ม่วง น้ำเงิน และเทา
ปัจจุบันบลิ๊งมีหลายประเภท:
- ประเภทอัลคาไลน์มีลักษณะเฉพาะด้วยการใช้สารละลายที่เหมาะสม โดยเติมสารออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิ 135 ถึง 150 องศาเซลเซียส
- กรดสีน้ำเงินใช้สารละลายที่เป็นกรดและวิธีเคมีหรือไฟฟ้าเคมี
- รูปแบบความร้อนของการประมวลผลมีลักษณะเฉพาะโดยการใช้อุณหภูมิสูงเพียงพอ (จาก 200 ถึง 400 °C) กระบวนการนี้เกิดขึ้นในความหนาของบรรยากาศของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง หากใช้ส่วนผสมของแอมโมเนียและแอลกอฮอล์ ข้อกำหนดด้านอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเป็น 880 °C และในเกลือหลอมเหลว - จาก 400 ถึง 600 °C การใช้บรรยากาศในอากาศจำเป็นต้องเคลือบพื้นผิวของชิ้นส่วนล่วงหน้าด้วยสารเคลือบเงาบาง ๆ ซึ่งควรเป็นแอสฟัลต์หรือน้ำมัน
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการเกิดออกซิเดชันด้วยความร้อน
ความร้อนออกซิเดชันของโลหะเป็นเทคนิคที่ใช้ฟิล์มออกไซด์กับเหล็กพื้นที่ของบรรยากาศไอน้ำ สามารถใช้สื่อที่มีออกซิเจนอื่น ๆ ที่มีอุณหภูมิสูงเพียงพอได้เช่นกัน การรักษาความร้อนที่บ้านค่อนข้างยากดังนั้นจึงไม่ทำตามกฎ เมื่อพูดถึงประเภทของการเกิดออกซิเดชันในพลาสมา สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำสิ่งนี้ที่บ้าน
ดำเนินการเอง
การออกซิเดชั่นของโลหะที่บ้านสามารถทำได้โดยอิสระ วิธีที่ง่ายที่สุดคือการนำผลิตภัณฑ์เหล็กไปแปรรูป ในการทำเช่นนี้ ก่อนอื่นคุณต้องขัดหรือทำความสะอาดส่วนที่จะทำงานออกซิเดชัน ถัดไป ควรกำจัดออกไซด์ออกจากพื้นผิวโดยใช้สารละลาย H2SO4 (กรดซัลฟิวริก) ร้อยละ 5 ผลิตภัณฑ์ต้องอยู่ในของเหลวเป็นเวลาหกสิบวินาที
ขั้นตอนต่อไป
หลังจากผ่านขั้นตอนการวางชิ้นส่วนในอ่างกรดแล้ว ควรล้างด้วยน้ำอุ่นและทำให้เป็นฟอง หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือต้มวัตถุเป็นเวลาห้านาที ในการทำเช่นนี้ให้ใช้สารละลายน้ำจากแหล่งจ่ายน้ำด้วยสบู่ซักผ้าธรรมดาห้าสิบกรัม นี่คือการคำนวณสำหรับของเหลว 1 ลิตร เมื่อดำเนินการทั้งหมดเหล่านี้แล้ว เราก็มาถึงจุดสิ้นสุดของการเกิดออกซิเดชัน ในการดำเนินการตามขั้นตอน คุณต้อง:
- ใช้ภาชนะที่เคลือบและไม่มีบิ่นหรือรอยขีดข่วนด้านใน
- เติมน้ำลงในภาชนะแล้วเจือจางด้วยโซดาไฟในปริมาณที่เหมาะสม (ต่อ 1 ลิตร=50 กรัม)
- ย้ายเรือจากน้ำบนเตาแล้ววางผลิตภัณฑ์ไว้ด้านบน
- อุ่นส่วนผสมให้ร้อนประมาณ 135-150 องศาเซลเซียส
หลังจาก 90 นาที คุณสามารถดึงส่วนออกและพิจารณางานของคุณเองได้
ข้อมูลบางส่วน
ผู้อ่านจะรู้ว่าหากจำเป็นต้องดำเนินการดังกล่าว แต่หากไม่มีทักษะหรือความปรารถนา คำขอดังกล่าวสามารถส่งไปยังผู้เชี่ยวชาญหลายคนได้ ตัวอย่างเช่น การเกิดออกซิเดชันของโลหะในมอสโกสามารถทำได้ทั้งโดยผู้เชี่ยวชาญในด้านการบริการต่างๆ และที่บ้านโดยบุคคล วิธีการปกป้องชิ้นส่วนดังกล่าวบางประเภทอาจมีราคาค่อนข้างสูง ในเมืองหลวงของสหพันธรัฐรัสเซีย การออกซิเดชันประเภทอะโนไดซ์จะมีราคาแพงมาก แต่จะให้ตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือสูงกับวัตถุ หากต้องการค้นหาผู้เชี่ยวชาญในกรณีนี้ ก็เพียงพอที่จะพิมพ์คำค้นหาของ Google เช่น "ทำปฏิกิริยาเคมีใน … (บางเมืองหรือภูมิภาค)" หรืออะไรทำนองนั้น