Ten artykuł skupi się na analizie zjawiska utleniania metali. Tutaj rozważymy ogólną ideę tego zjawiska, zapoznamy się z niektórymi odmianami i przestudiujemy je na przykładzie stali. Czytelnik dowie się również, jak wykonać ten proces samodzielnie.
Definicja utleniania
Na początek skupimy się na samej koncepcji utleniania. Jest to proces, podczas którego na powierzchni produktu, a także na przedmiocie obrabianym powstaje film tlenkowy. Staje się to możliwe dzięki reakcjom redoks. Najczęściej takie środki stosuje się przy utlenianiu metali, elementów dekoracyjnych oraz w celu utworzenia warstwy dielektrycznej. Wśród głównych odmian są następujące: forma termiczna, plazmowa, chemiczna i elektrochemiczna.
Różnorodność gatunkowa
Rozważając opis wyżej wymienionych gatunków, o każdym z nich możemy powiedzieć, że:
- Termiczną formę utleniania można przeprowadzić podczas ogrzewania określonego produktu lubprzyrząd w atmosferze pary wodnej lub tlenu. Gdy metale takie jak żelazo i stal niskostopowa ulegają utlenieniu, proces ten nazywa się niebieszczeniem.
- Chemiczna forma utleniania charakteryzuje się, jako proces przetwarzania, poprzez użycie stopów lub roztworów środków utleniających. Mogą to być przedstawiciele chromianów, azotanów itp. Najczęściej odbywa się to w celu zabezpieczenia produktu przed procesami korozyjnymi.
- Utlenianie typu elektrochemicznego charakteryzuje się tym, że zachodzi wewnątrz elektrolitów. Nazywa się to również utlenianiem mikrołukowym.
- Plazmowa forma utleniania może być realizowana tylko w obecności plazmy o niskiej temperaturze. Musi zawierać O2. Drugim warunkiem jest obecność wyładowania DC, a także RF i / lub mikrofal.
Ogólna koncepcja utleniania
Aby lepiej zrozumieć, co to jest - utlenianie metali, dobrze byłoby również zapoznać się z ogólną, krótką charakterystyką utleniania.
Utlenianie to proces o charakterze chemicznym, któremu towarzyszy wzrost stopnia utlenienia atomowego substancji podlegającej temu zjawisku. Dzieje się to poprzez przeniesienie ujemnie naładowanych cząstek - elektronów, z atomu, który jest reduktorem. Może być również nazywany dawcą. Przenoszenie elektronów odbywa się w odniesieniu do utleniającego atomu, akceptora elektronów.
Czasami podczas utleniania cząsteczki pierwotnych związków mogą stać się niestabilne i rozpadać się na mniejsze fragmenty składowe. W którejniektóre atomy utworzone przez cząsteczki molekularne będą miały wyższy stopień utlenienia niż te same typy atomów, ale w ich pierwotnym, pierwotnym stanie.
Na przykładzie utleniania stali
Co to jest utlenianie metali? Odpowiedź na to pytanie lepiej rozważymy na przykładzie, dla którego zastosujemy ten proces ze stalą.
Pod chemicznym utlenianiem metalu - stali rozumiemy proces wykonywania pracy, podczas którego powierzchnia metalu zostanie pokryta warstwą tlenku. Operacja ta jest wykonywana najczęściej w celu utworzenia powłoki ochronnej lub nadania nowej funkcji elementowi dekoracyjnemu; robią to również w celu tworzenia warstw dielektrycznych na produktach stalowych.
Mówiąc o utlenianiu chemicznym, ważne jest, aby wiedzieć: najpierw produkt jest traktowany jakimś stopem lub roztworem chromianu, azotanu lub wielu innych środków utleniających. Zapewni to metalową ochronę przed skutkami korozji. Procedurę można również przeprowadzić przy użyciu kompozycji o charakterze zasadowym lub kwasowym.
Chemiczna forma utleniania, przeprowadzana przy użyciu zasad, musi być przeprowadzana w temperaturze od 30 do 180 °C. Do takich procedur konieczne jest użycie alkaliów z domieszką niewielkiej ilości środków utleniających. Po potraktowaniu części związkiem alkalicznym należy ją bardzo dokładnie wypłukać, a następnie wysuszyć. Czasami obrabiany przedmiot, który przeszedł już proces utleniania, można dodatkowo naoliwić.
Szczegóły metody kwasowej
Aby zastosować metodę operacji kwasowych, konieczne jest użycie kilku kwasów, zwykle dwóch lub trzech. Głównymi tego typu substancjami są kwas solny, ortofosforowy i azotowy. Dodaje się do nich niewielką ilość związków manganu itp. Zmienność wskaźników temperatury, w których może wystąpić utlenianie metal - stal, przy użyciu metody kwasowej, mieści się w zakresie od 30 do 100 ° С.
Utlenianie chemiczne, opisane dla dwóch metod, daje człowiekowi możliwość uzyskania, zarówno w produkcji, jak i w domu, filmu, który powoduje wystarczająco silną ochronę produktu. Jednak ważne będzie, aby wiedzieć, że ochrona stali i innych metali będzie bardziej niezawodna, jeśli zastosuje się procedurę elektrochemiczną. Wynika to z zalet elektrochemii. metoda nad utlenianiem chemicznym, ta ostatnia jest rzadziej stosowana w przypadku obiektów stalowych.
Anodowa forma utleniania
Utlenianie metali może odbywać się w procesie anodowym. Najczęściej proces utleniania elektrochemicznego nazywany jest anodowym. Przeprowadza się ją w grubości elektrolitów w stanie skupienia w stanie stałym lub ciekłym. Również zastosowanie tej metody pozwoli na nałożenie na obiekt wysokiej jakości folii:
- Grubość powłoki cienkowarstwowej wynosi od 0,1 do 0,4 mikrometra.
- Właściwości izolacji elektrycznej i odporności na zużycie są możliwe, jeśli grubość wynosiwahać się od dwóch do trzech do trzystu mikronów.
- Powłoka ochronna=0,3 – 15 mikronów.
- Można nakładać warstwy o właściwościach podobnych do emalii. Specjaliści często nazywają taką powłokę emalią filmową.
Cechą charakterystyczną anodowanego produktu jest obecność dodatniego potencjału. Procedura ta jest zalecana w celu ochrony elementów układów scalonych, a także stworzenia powłoki dielektrycznej na powierzchni półprzewodników, stopów i stali.
Proces utleniania metali typu anodowanego może, w razie potrzeby, być wykonywany przez każdą osobę w domu, w domu. Jednak bardzo ważne będzie przestrzeganie wszystkich warunków bezpieczeństwa i należy to zrobić bezwarunkowo. Wynika to z zastosowania w tej metodzie bardzo agresywnych związków.
Jednym ze szczególnych przypadków anodowania jest metoda utleniania mikrołukowego. Pozwala na uzyskanie szeregu unikalnych powłok o wysokich parametrach typu dekoracyjnego, żaroodpornego, ochronnego, izolacyjnego i antykorozyjnego. Forma mikrołukowa procesu może być przeprowadzona tylko pod wpływem prądu zmiennego lub pulsacyjnego w grubości elektrolitów o charakterze lekko zasadowym. Rozważana metoda umożliwia uzyskanie grubości powłoki od dwustu do dwustu pięćdziesięciu mikronów. Po operacji powierzchnia stanie się podobna do ceramiki.
Proces malowania
W terminologii fachowej nazywa się utlenianie metali żelaznychniebieskawy.
Jeśli chodzi o niebieszczenie stali, takie jak utlenianie, czernienie lub niebieszczenie, można powiedzieć, że jest to proces, podczas którego na żeliwie lub stali niskostopowej tworzy się warstwa tlenku żelaza. Z reguły grubość takiej folii mieści się w zakresie od jednego do dziesięciu mikronów. Grubość warstwy determinuje również obecność określonego odcienia. W zależności od przyrostu grubości warstwy folii kolory mogą być: żółty, brązowy, wiśniowy, fioletowy, niebieski i szary.
Obecnie istnieje kilka rodzajów niebieszczenia:
- Rodzaj alkaliczny charakteryzuje się zastosowaniem odpowiednich roztworów, z dodatkiem środków utleniających, w warunkach temperatury od 135 do 150 stopni Celsjusza.
- Niebienie typu kwasowego wykorzystuje roztwory kwasowe oraz metody chemiczne lub elektrochemiczne.
- Termiczna forma obróbki charakteryzuje się zastosowaniem odpowiednio wysokich temperatur (od 200 do 400 °C). Proces odbywa się w grubości atmosfery przegrzanej pary wodnej. W przypadku stosowania mieszaniny amoniak-alkohol, wymagania temperaturowe wzrastają do 880°C, aw stopionych solach z 400 do 600°C. Zastosowanie atmosfery powietrznej wymaga wstępnego pokrycia powierzchni części cienką warstwą lakieru, którym powinien być asf alt lub olej.
Wprowadzenie do utleniania termicznego
Termiczne utlenianie metali to technika, w której na stal nakładana jest warstwa tlenku wprzestrzeń atmosfery pary wodnej. Można również stosować inne media zawierające tlen o wystarczająco wysokich temperaturach. Obróbka cieplna w domu jest dość trudna, dlatego z reguły nie jest wykonywana. Mówiąc o typie utleniania plazmowego, ważne jest, aby wiedzieć, że jest to prawie niemożliwe do zrobienia w domu.
Samoobsługa
Utlenianie metalu w domu można przeprowadzić niezależnie. Najprościej jest poddać takiej obróbce wyroby stalowe. Aby to zrobić, musisz najpierw wypolerować lub wyczyścić część, na której będą prowadzone prace oksydacyjne. Następnie należy usunąć z powierzchni tlenki za pomocą pięcioprocentowych roztworów H2SO4 (kwasu siarkowego). Produkt musi być trzymany w płynie przez sześćdziesiąt sekund.
Dalsze kroki
Po zakończeniu etapu umieszczania części w kąpieli kwasowej należy ją umyć pod ciepłą wodą i pasywować, czyli gotować przez pięć minut. Aby to zrobić, użyj roztworu wody z wodociągu z pięćdziesięcioma gramami zwykłego mydła do prania. Tutaj obliczenia dotyczą 1 litra płynu. Po przeprowadzeniu wszystkich tych działań doszliśmy do końca utleniania. Aby wdrożyć procedurę, musisz:
- Używaj pojemników emaliowanych, które nie mają odprysków ani zadrapań wewnątrz.
- Napełnij pojemnik wodą i rozcieńcz odpowiednią ilością gramów sody kaustycznej (na 1 litr=50 gramów).
- Przesuń statek zwody na kuchence i umieść produkt na wierzchu.
- Podgrzej mieszaninę do około 135-150°C.
Po 90 minutach możesz wyciągnąć część i kontemplować własną pracę.
Niektóre dane
Czytelnik będzie wiedział, że jeśli taka operacja jest potrzebna, ale w przypadku braku umiejętności lub chęci, taką prośbę można skierować do różnych specjalistów. Na przykład utlenianie metali w Moskwie może być wykonywane zarówno przez specjalistów z różnych dziedzin usług, jak iw domu przez ludzi. Niektóre rodzaje takich środków ochrony części mogą być dość drogie. W stolicy Federacji Rosyjskiej anodowany rodzaj utleniania będzie dość drogi, ale zapewni obiektowi wysoki wskaźnik niezawodności. Aby znaleźć specjalistów w takim przypadku wystarczy wpisać w wyszukiwarkę Google, na przykład: "przeprowadzanie utleniania chemicznego w … (określonym mieście lub regionie)" lub coś podobnego.
