آندایزینگ آلومینیم ۲


مكانيزم تشكيل لايه اكسيدي ـ آندي

  حمام اسيد سولفوريك به غلظت 10% حجمي را در نظر گرفته و در آن يك قطعه آلومينيومي را به قطب مثبت الكتريسيته (آند) وصل كنيد و فلز مناسب ديگري مانند قلع را به عنوان كاتد  به قطت منفي منبع الكتريسيته اتصال دهيد. دانسيته جريان مستقيم (DC)مورد نياز در لاين پروسه حدود 1 تا 6/1 آمپر بردسيمتر مربع مي‌باشد كه از پتانسيلي حدود 13 تا 17 ولت ايجاد مي‌شود و در دماي معمولي اتاق وقتي كه جريان برق برقرار مي‌گردد اسيد سولفوريك شروع به تجزيه مي‌كند، در اثر اين فعل وانفعالات در قطت منفي (كاتد) هيدروژن ايجاد مي‌گردد و به موازات يون‌هاي اكسيژن و سولفات ـ (آنيون‌ها) توسط قطب مثبت (آند) كه آلومينيوم به آن متصل است جذب مي‌گردند. شارژ الكتريكي در داخل سيستم فوق باعث مي‌گردد كه يون‌هاي مثبت آلومينيوم (كاتيون‌ها) به سمت كاتد هدايت شوند و در همان حال در سطح آند كاتيون‌ها يا آلومينيوم با آنيون‌هاي اكسيژن تركيب شده و تشكيل اكسيد آلومينيوم را مي‌دهند. مقداري از يون‌هاي آلومينيوم نيز قادر به تركيب با اكسيژن نبوده و به صورت نامحلول در الكتروليت باقي مي‌مانند. پوشش اكسيدي ـ آندي آلومينيوم از تعداد زيادي حفره‌هاي شش ضلعي ساخته شده است كه اندازه آن‌ها در يك اينچ مربع حدود چندميليون عدد مي‌باشد. در وسط هر كدام از اين شش ضلعي‌ها سوراخي وجود دارد كه اطراف و قسمت تحتاني آن توسط لايه‌اي اكسيدي از فلز مبنا جدا شده است. ابعاد حفره‌ها در الكتروليت‌هاي مختلف تفاوت دارد و بطور تقريبي به شرح زير مي‌باشد.

- قطر داخلي °A250 –100    (1A° = 1x10-10 m)

- ضخامت ديوار اطراف حفره °A 200-100

- ارتفاع حفره يا ضخامت پوشش: 5000 تا 25000 برابر قطر داخلي حفره

چنين حفره‌هايي به خصوص در محلول الكتروليت اسيد سولفوريك بدين دليل تشكيل مي‌گردند كه در دقايق اوليه شروع پروسه آندايزينگ لايه نازكي از اكسيد تشكيل مي‌شود كه ضخامت آن با ولتاژ اعمال شده متناسب است. برخي از محلول‌هاي الكتروليت (مانند اسيد سولفوريك) در حين عمليات آندايزينگ پوشش اكسيدي مزبور را در خود حل مي‌نمايند. مكانيزم اين عمل بسيار پيچيده است اما به نوبه خود نوعي كشمكش را در رابطه با ايجاد و رشد لايه اكسيدي و انحلال و خوردگي آن بطور همزمان در ميليونها نقطه يا حفره در هر اينچ بوجود مي‌آورد كه در نهايت به نوعي تعادل ختم مي‌گردد. يك حوزه الكتريكي نيز در همه حفره‌ها وجود دارد كه باعث به وجود آمدن فواصل مساوي حفره‌ها نسبت به يكديگر و نيز ابعاد يكنواخت و هم‌اندازه ديواره‌هاي اكسيدي اطراف آن مي‌گردد. بدين ترتيب تمامي حفره دقيقاً مشا به يكديگر و به موازات هم قرار مي‌گيرند در طول پروسه آندايزينگ كه سطح قطعه آلومينيومي با لايه‌اي از اكسيد آلومينيوم پوشيده مي‌شود ضخامت لايه اكسيدي مزبور تقريباً معادل دو برابر ضخامت آلومينيومي است كه از سطح قطعه كار برداشته مي‌شود تفاوت سطح آلومينيوم قبل و بعد از عمليات آندايزينگ در شكل زیركاملاً مشخص مي‌باشد.