مقاله آندايزينگ آلومينيوم

توضیحات پروژه

 مقاله آندايزينگ آلومينيوم دارای 64 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله آندايزينگ آلومينيوم  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه و مقالات آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله آندايزينگ آلومينيوم،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد

بخشی از متن مقاله آندايزينگ آلومينيوم :

آندایزینگ آلومینیوم
آلومینیم فلزی است سبك با رنگ سفید متمایل به آبی كه بعد از سیلیسیوم فراوان تریس درصد از عناصر پوسته زمین را تشكیل می دهند این فلز را در صنعت با استفاده از روش الكترولیتی از بوكسیت یا آلومین هیدراته ( AL203,2H2O) بدست می آورند

. قابلیت چشم گیر آلومینیوم در هدایت جریان الكتریكی ، درخشندگی ، تورق پذیری و نیز استحكام قابل توجه برخی از آلیاژهای آن در مقایسه با فولاد ، آن در ردیف پر مصرف ترین فلزات در زمینه های صنعتی ، تزئینی و ساختمانی قرار داده است میل تركیبی شدید آلومینیوم و آلیاژهای آن با اكسیژن باعث می گردد كه در شرایط طبیعی لایه بسیار نازكی از اكسید ( AL203) بر سطح قطعات آلومینیومی تشكیل شود و به مثابه سپری محكم و فساد ناپذیر مابقی فلز را در مقابل عوامل خورنده جوی محافظت نماید .

در مصارف صنعتی و تزئینی نیز با استفاده از روشهای شیمیایی و الكترولیتی لایه اكسیدی فوق را با كیفیت های متفاوت بر سطح فلز ایجاد می نمایند كه اصطلاحا به روش اجرائی آن آندایزینگ اطلاق می گردد . این عمل باعث افزایش كیفیت آلومینیوم ، گسترش دامنه مصرف و مقاومت بیشتر آن در برابر خوردگی می شود .

مفاهیم كلی آندایزینگ آلومینیوم
اندایزینگ آلومینیوم، مفاهیم و كاربردها:
به مجموعه عملیاتی كه با تشكیل یك لایه نازك اكسیدی بر روی قطعات آلومینیومی باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیكی آنها می گردد آندایزینگ اطلاق می شود.

مكانیزم كلی عمل بدین صورت است كه جریان مستقیم برق از مایع الكترولیت مناسبی می گذرد كه در آن آلومینیوم آند بوده و فلز مناسب دیگری كاتد می باشد. در این صورت بر سطح آلومینیوم لایه نازكی از اكسید ایجاد می گردد كه ضخامت آن به عوامل گوناگونی بستگی دارد.

آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اكسیدی می شود بطوری كه در مجاورت هوا و بطور معمول لایه ای از اكسید به ضخامت 01/0 میكرون و به صورت غیرمتخلخل بر روی سطوح قطعات آلومینیومی تشكیل می گردد كه وظیفه حفاظت از سطح فلز را در محیط برعهده دارد اما برتری و مزیت اكسید ایجاد شده در روش آندایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی است.

قطعات و سطوح آلومینیومی را به دلایل زیر اندایزینگ می نمایند:
الف – افزایش مقاومت در مقابل خوردگی.
پوشش اكسیدی – آندی سیل شده آلومینیوم باعث محافظت فلز در برابر عوامل خورنده جوی و نمكها می گردد.

ب – افزایش قدرت چسبندگی رنگها:
لایه اكسیدی- آندی سبب به وجود آمدن سطح فعال شیمیایی شده و زمینه و بستر مناسبی را جهت رنگ آمیزی ایجاد می نماید.
ج – به عنوان یكی از مراحل آبكاری:
تخلخل موجود در پوشش اكسیدی – آندی باعث افزایش قابلیت آبكاری قطعات آلومینیومی می شود. (بطور مثال از آندایزینگ در الكترولیت اسید فسفریك میتوان نام برد كه به عنوان مرحله ماقبل آبكاری بكار می رود).

د – ایجاد نمای ظاهری مناسب جهت دكوراسیون و تزئینات:
لایه اكسیدی – آندی آلومینیوم بطور طبیعی درخشان بوده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارد. لذا میتوان از آن به عنوان سطح نهایی مورد نظر جهت تزئینات و نماسازی استفاده نمود. درخشندگی و براقیت سطح مزبور به نوع آلیاژ، روش اچ كاری و براق كاری و سایر شرایط مناسب بستگی دارد.
ه – عایق كاری:
اكسید آلومینیوم عایق می باشد و میتواند در مقابل ولتاژهایی كه از چند تا چندین هزار ولت به عنوان عایق عمل كند كه كیفیت و كمیت آن به نوع آلیاژ و ضخامت لایه اكسیدی بستگی دارد.

و – كاربرد در صنایع فتوگراف و لیتوگراف:
وجود حفره ها و تخلخل های بی شمار در پوشش اكسیدی – آندی باعث بالا رفتن قدرت مكانیكی صفحات لیتوگراف در نگهداری محلول های مربوط به فتوگراف و لیتوگراف می گردد.
ز – افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت:
لایه اكسیدی – آندی در ضخامت های بیش از 032/0 میلیمتر باعث افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت می گردد. بطور مثال ورق آندایز شده آلومینیومی پس از رنگ آمیزی با رنگ سیاه می تواند به نحو بسیار مطلوبی جهت جذب حرارت تا حدود 230 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرد.

ح – افزایش مقاومت سایشی:
با استفاده از مكانیزم آندایزینگ سخت بر روی قطعات آلومینیومی پوشش به ضخامت حدود 1 تا 4 میلیمتر ایجاد می شود كه دارای سختی بالایی است و میتوان از آنها جهت ساخت یاتاقانها و قطعات دوار و یا سایر مواردی كه نیاز به مقاومت سایشی دارند استفاده نمود.

تمام پوششهای اكسیدی – آندی نسبت به خود آلومینیوم سخت تر هستند اما در برخی از موارد (مانند لایه اكسیدی – آندی حاصل از آندایزینگ در حمام اسیدكرومیك) نرم بوده و جهت كاربری در شرایطی كه به مقاومت سایشی نیاز دارد مناسب نمی باشد.

ط – ردیابی و كنترل درزهای سطحی:
پوشش اكسیدی – آندی حاصل از حمام اسید كرومیك میتواند به عنوان یك عامل بازرسی جهت كشف و بررسی درزهای سطحی موجود بر روی ورق یا قطعات آلومینیومی عمل نماید. بدین صورت كه پس از آندایزینگ قطعات مزبور در داخل اسید فوق الذكر آنها را سریعا” با آب شسته و خشك می كنند .

اسید كرومیك باقیمانده در شكاف درزها و ترك های مویی، بیرون زده می شود و موقعیت عیوب را از نظر مكانی نشان می دهد. در بخشهای بعدی كتاب روشهای مختلف آندایزینگ آلومینیوم، خواص و ویژگی های بوجود آمده در فلز بعد از اجرای عملیات و نیز تجهیزات مورد نیاز بطور مشروح بیان خواهد گردید.

مكانیزم تشكیل لایه اكسیدی – آندی:
حمام اسیدسولفوریك به غلظت 10% حجمی را در نظر گرفته و در آن یك قطعه آلومینیومی را به قطب مثبت منبع الكتریسیته (آند) وصل كنید و فلز مناسب دیگری مانند قلع را به عنوان كاتد به قطب منفی منبع الكتریسیته تصال دهید دانسیته جریان مستقیم ( DC ) مورد نیاز در این پروسه حدود 1 تا 6/1 آمپر بر دسیمتر مربع می باشد كه از پتانسیلی حدود13 تا 17 ولت ایجاد می شود. در دمای معمولی اتاق وقتی كه جریان برق برقرار می گردد اسید سولفوریك شروع به تجزیه می كند، در اثر این فعل و انفعالات در قطب منفی (كاتد) هیدروژن ایجاد می گردد و به موازات یون های اكسیژن و سولفات – (آنیون ها) توسط قطب مثبت (آند) كه آلومینیوم به آن اتصال است جذب می گردند.

شارژ الكتریكی در داخل سیستم فوق باعث می گردد كه یون های مثبت آلومینیوم (كاتیون ها) به سمت كاتد هدایت شوند و در همان حال در سطح آند ، كاتیون ها یا آلومینیوم با آنیون های اكسیژن تركیب شده و تشكیل اكسید آلومینیوم را می دهند. مقداری از یون های آلومینیوم نیز قادر به تركیب با اكسیژن نبوده و به صورت نامحلول در الكترولیت باقی می مانند.

پوشش اكسیدی – آندی آلومینیوم از تعداد زیادی حفره های شش ضلعی ساخته شده است كه اندازه آنها در یك اینچ مربع حدود چند میلیون عدد می باشد. در وسط هر كدام از این شش ضلعی ها سوراخی وجود دارد كه اطراف و قسمت تحتانی ن توسط لایه ای اكسیدی از فلز مبنا جدا شده است. ابعاد حفره ها در الكترولیت های مختلف تفاوت دارد و بطور تقریبی به شرح زیر می باشد:
– قطر داخلی : Ao 250 – 100 ( 1 Ao = 1x 10-10 m)
– ضخامت دیواره اطراف حفره : Ao 200 – 100
– ارتفاع حفره یا ضخامت پوشش : 5000 تا 25000 برابر قطر داخلی حفره.

چنین حفره هایی به خصوص در محلول الكترولیت اسید سولفوریك بدین دلیل تشكیل می گردند كه در دقایق اولیه شروع پروسه آندایزینگ لایه نازكی از اكسید تشكیل می شود كه ضخامت آن با ولتاژ اعمال شده متناسب است،‌ برخی از محلول های الكترولیت (مانند اسید سولفوریك) در حین عملیات آندایزینگ پوشش اكسیدی مزبور را در خود حل می نماید.
مكانیزم این عمل بسیار پیچیده است اما به نوبه خود نوعی كشمكش را در رابطه با ایجاد و رشد اكسیدی و انحلال و خوردگی آن بطور همزمان در میلیونها نقطه یا حفره در هر اینچ بوجود می آورد كه در نهایت به نوعی تعادل ختم می گردد.

یك حوزه الكتریكی نیز در همه حفره ها وجود دارد كه باعث به وجود آمدن فواصل مساوی حفره ها نسبت به یكدیگر و نیز ابعاد یكنواخت و هم اندازه دیواره های اكسیدی اطراف آن می گردد. بدین ترتیب تمامی حفره ها دقیقا” مشابه یكدیگر و به موازات هم قرار می گیرند. در طول پروسه آندایزینگ سطح قطعه آلومینیومی با لایه ای از اكسید آلومینیوم پوشیده می شود ضخامت لایه اكسیدی مزبور تقریبا” معادل دو برابر صخامت آلومینیومی است كه از سطح قطعه كار برداشته می شود. تفاوت سطح آلومینیوم قبل و بعد از عملیات آندایزینگ در شكل كاملا مشخص می باشد.

تركیب شیمیایی لایه اكسیدی حاصل از آندایزینگ:
محققین در رابطه با تركیب شیمیای لایه اكسیدی حاصل از آندایزینگ بر روی آلومینیوم نظرات متفاوتی را ابراز داشته اند كه عمده ترین آنها به صورت زیر است.
الف: عمومی ترین دیدگاه و نظریه در این رابطه عبارت است از:
الف 1 – بنانبر اعتقاد برخی از پژوهشگران 13 درصد وزن لایه اكسیدی – آندی ایجاد شده در علمیات آندایزینگ را S O3 تشكیل می دهد كه با انجام عمل شستشو و آب كشی میتوان حدود 5 درصد از این نسبت كاست. نمودار زیر رابطه بین حرارت جریان اعمال شده و درصد S O3 تولید شده در پورسه آندایزینگ با محلول الكترولیت اسید سولفوریك به غلظت 165 گرم در لیتر را نشان می دهد.

به نظر می رسد وجود سولفات در لایه اكسیدی باعث حركت دادن پروتون ها از سطح لایه مزبور گردیده و علاوه بر تسهیل در امر آندایزینگ سبب كاهش ولتاژ مورد نیاز عملیات نیز می شود.
الف 2 – در پوشش اكسیدی – آندی آب بندی نشده به میزان زیادی AL2 O3 به همراه هیدرات وجود دارد كه مقدار آن در برخی آزمایشهای انجام شده با شدت جریان 2/1 آمپر بر دسیمتر مربع برابر 1/86 درصد وزن لایه اكسیدی گزارش شده است.

الف 3 – میزان آب موجود در پوشش اكسیدی – آندی آب بندی نشده (سیل نشده) تقریبا” 5/0 تا 5/12 درصد وزن كل لایه مزبور می باشد.
ب : برخی از پژوهشگران مانند Byalobzhenskii و Tomashov فرمول Al2 O3 و 09H2O را به عنوان مشخصه شیمیایی لایه اكسیدی سیل نشده حاصل از آندایزینگ در محلول الكترولیت اسید سولفوریك مطرح كرده اند.

ج – نتایج زیر كه از آزمایشات صورت گرفته در محلول الكترولیت اسیدسولفوریك با غلظت 32 گرم در لیتر، در دای 12 تا 20 درجه سانتیگراد و ولتاژ 12 ولت حاصل شده است نیز روایتی دیگر از تركیب شیمیایی لایه اكسیدی – آندی را بیان می دارد.
آلومینیوم آزاد 56/4 درصد
Al (OH)3 14/27 درصد
AlOOH 3/68 درصد

در بررسی مورد فوق اولا” هیچ نشانی از اكسید آلومینیوم (Al2 O3) مشهود نیست و ثانیا” ظهور و تشكیل یون های آلومینیوم به میزان 56/4 درصد نیز غیرمنتظره و ناخوشایند به نظر می رسد.
به گفته برخی از محققین لایه اكسیدی شكل گرفته در محلول الكترولیت اسید سولفوریك دارای توازن تركیبی مشخصی نیست و تعداد یونهای آلومینیوم نیز به موازات رشد و افزایش ضخامت لایه اكسیدی كاهش می یابد. حضور یون های آلومینیوم در لایه اكسیدی – آندی مزبور میتواند در تصحیح و توجیه برخی زمینه های تئوریكی پیچیده فیزیكی و شیمیایی منطقی و مفید به نظر آید.

د – دو تن از محققان بنامهای Baker و Brace با استفاده از تكنیك رادیو شیمیایی به كمك تراشه S35 دریافتند كه در تركیب پوشش اكسیدی حاصل از آندایزینگ در محلول الكترولیت اسیدفسفریك مقادیر S O4 نیز همزمان با آغاز پروسه تشكیل می گردد كه عملیات آب كشی و شستشو جهت كاهش میزان آن بی نتیجه است. اما با رشد و افزایش ضخامت لایه اكسیدی بر روی فلز، میزان سولفات به مرور كاهش می یابد.
ه – تركیب پوشش اكسیدی – آندی ایجاد شده بر روی آلومینیوم با استفاده از الكترولیت های دیگر نیز مشابه موارد قبل می باشد.

برخی از تحقیقات نشان می دهد كه حدود 3 درصد از وزن لای اكسیدی آندی ایجاد شده بر سطح قطعه آلومینیومی در الكترولیت اسید اگزالیك را خود اسید اگزالیك تشكیل می دهد و مابقی آن نیز Al2 O3 بی شكل و غیر متبلور و مقداری آب به صورت H2O و 2Al2O3 می باشد.
همچنین حدود 4/0 تا 7/0 درصد وزن لایه اكسیدی – آندی حاصل از پروسه آندایزینگ در الكترولیت اسید كرومیك نیز مربوط به خود اسید كرومیك می باشد و در تركیب لایه اكسیدی مزبور كه Al2 O3 بدون آب است جای می گیرد.

ضخامت لایه اكسیدی – آندی:
ضخامت لایه اكسیدی – آندی ایجاد شده بر روی آلومینیوم به مدت زمان حضور قطعه در داخل حمام بستگی دارد مشروط بر اینكه تمام شرایط انجام كار استاندارد باشد. در این صورت برای به دست آوردن ضخامتی معادل 5 میكرون با دانسیته جریان 6/1 آمپر بر دسیمتر مربع حدود 10 دقیقه و برای ضخامتی برابر 10 میكرون حدود 20 دقیقه زمان مورد نیاز است.

به عبارت دیگر هر چه ضخامت بیشتری مدنظر باشد زمان بیشتری مورد نظر می باشد، اما در برخی موارد حتی با افزایش زمان عملیات ممكن است هیچ نوع افزایش صخامتی ایجاد نشود. شكل زیر نشان دهنده ضخامت لایه اكسیدی حاصل از آندایزینگ برخی از آلیاژهای مختلف الومینیوم نسبت به زمان می باشد. (محلول الكترولیت اسیدسولفوریك با غلظت 165 گرم در لیتر و دانسیته جریان نیز 2/1 آمپر بر – دسی متر مربع است).

دلیل محدودیت در ایجاد ضخامت دلخواه و بالا در لایه پوشش اكسیدی هنوز مشخص و قطعی نیست اما میتوان آن را ناشی از تعادل بین دو عامل زیر دانست:
الف- قابلیت جریان الكتریكی در انتقال یون های آلومینیوم از لایه ها به منظور ایجاد و تشكیل اكسید تازه.
ب – قابلیت حل آلومینیوم توسط محلول الكترولیت (اسیدسولفوریك)..

از جمله دلایل دیگر محدودیت ضامت لایه اكسیدی قال تشكیل می تواند گرمای ایجاد شده در پروسه آندایزینگ باشد زیرا اگر جریانی معادل 6/1 آمپر و ولتاژ 16 ولت را جهت هر دسیمتر مربع از سطح آندالیز شده مناسب بدانیم در آن صورت به ازای جریان فوق گرمایی معادل 240 وات ایجاد خواهد شد.

از سوی دیگر، تشكیل اكسید آلومینیوم نیز گرمازا بوده و به ازای هر گرم از اكسید تشكیل دشه 400 كیلوكالری گرما آزاد میگردد. هر چند كه این گرما می تواند با استفاده از هم زن و یا جریان باد از داخل حمام خارج شود . اما به نوبه خود مانع از رشد و افزایش صخامت لایه اكسیدی – آندی می شود. هچنین در پروسه آندایزینگ سخت، با اعمال دانسیته جریان 5/2 آمپر بر دسیمتر مربع در صفر درجه سانتیگراد زمانی كه اكسیژن در آندها ظاهر می شود به صورت پلاریزاسیون عمل كرده و مقاومت را در لایه آندی افزایش می دهد.

این عمل نیز باعث محدودیت در رشد لایه اكسیدی می گردد. در تقابل با این پدیده اگر ولتاژ افزایش یابد به نحوی كه بتواند مقاومت مزبور را در هم شكند سوختگی فلز پیش خواهد آمد كه مشكل آفرین می باشد.

اهمیت مواد در آندایزینگ :
نتایج حاصل از آندایزینگ در آلیاژهای مختلف آلومینیوم یكسان نیست و هر آلیاژی پس از انجام عمل آندایزینگ كییت ویژه ای خواهد داشت. دسته ای از آلیاژهای بهترین قابلیت را در رابطه با براق كاری و انعكاس نور دارا می باشند در حالی كه دسته ای دیگر به عكس هیچگونه قابلیتی را برای براق كاری ندارند و جهت سخت كاری و یا اهداف دیگر مناسب می باشند.

جداول بعد استانداردهای بین المللی آلیاژهای مختلف آلومینیوم را در مقام تطبق قرار داده و سپس قابلیت هر كدام از آنها را جهت آندایزینگ (با هداف مختلف از قبیل براق كاری، ایجاد سختی و رنگ آمیزی) به صورت امتیاز بیان می دارد به صورتی كه امتیاز 5 عالی ترین و بهترین نتیجه و امتیاز 1 پایین ترین قابلیت و نتیجه را در آندایزینگ پذیری آلیاژ مربوطه نشن مید هد. مابقی امتیازات (4، 3 و 2) به ترتیب مبین كیفیت بسیار خوب ، خوب و متوسط می باشد.
نكات زیر در رابطه با آلیاژهای ریختگی سری LM قابل ذكر می باشد:
الف – هیچكدام از آلیاژهای فوق قابلیت خوبی را جهت براق شدن ندارند.

ب – به منظور آندایزینگ هر كدام از آلیاژهای فوق می بایست تكنیك و روشهای خاصی را از نظر غلظت الكترولیت، ولتاژ و غیره در نظر گرفت.
بطور مثال، جهت آندایز كردن آلیاژهایی كه دارای درصد زیادی از سیلیس می باشند می بایست ولتاژ باایی را به آنها اعمال نمود( تا 24 ولت) و آلیاژهای شامل مس بهتر است كه در محلول الكترولیت اسید سولفوریك با غلظت 7 N – 4 N آندایز شوند.
ج – رنگ ایجاد شده بر روی قطعات آندایز شده آلیاژهای فوق تحت تاثیر درصد عناصر تشكیل دهنده آلیاژ بوده و معمولا” تیره می باشند.

6 مراحل اجرایی آندایزینگ آلومینیوم :
هدف از آندایزینگ آماده سازی سطوح خارجی قطعات آلومینیومی برای كاربردهای مختلف و گوناگون مانند سخت كاری، مصارف ساختمانی، تزئینی و درخشندگی می باشد. جهت دستیابی به كییت مورد نیاز لازم است كه تمامی مراحل عملیاتی آندایزینگ به ترتیب و به صورت دقیق انجام پذیرد.
مراحل اجرایی آندایزینگ
تجهیزات مورد نیاز در عملیات آندایزینگ

دستیابی به كیفیت عالی در آندایزینگ قطعات آلومینیومی به عوامل مختلفی همچون كامل بودن تجهیزات و استفاده صحیح و درست آن‏ ، بالانس بودن ظرفیت مراحل مختلف پروسه عملیاتی و مهمتر از همه مدیریت ذیصلاح و آگاه نسبت به دانش و تكنولوژی آندایزینگ بستگی دارد. در این میان تجهیزاتی كه جهت آندایزینگ مورد استفاده قرار می گیرد حائز بیشترین اهمیت می باشند كه عمدتا” عبارتند از:

تانك آندایزینگ :
مهمترین موردی كه در جریان عملیات آندایزینگ باید مد نظر قرار گیرد تانك و تجهیزات جانبی آن است كه عملیات آندایزینگ در داخل آن انجام می شود. بدنه تانك می بایست در مقابل خوردگی اسیدسولفوریك مقاوم باشد. روشهای مختلفی برای نیل به این منظور وجود دارد كه انتخاب هر كدام از آنها به قیمت ، نوع مواد و قابلیت مقاومت آن در مقابل خوردگی بستگی دارد. مانند پوشش سرب ، لاستیك سخت ، انواع پلاستیكها ، آجرهای ضد اسید ، در رابطه با روشهای فوق بطور مختصر توضیحاتی ارائه می گردد:

الف – پوشش سربی :
سالیان زیادی از سرب به عنوان یك لایه محافظ در تانكهای كوچك و متوسط آندایزینگ استفاده می شد كه از مزایای آن سهولت و سرعت در نصب و تعمیر آن بود اما در حال حاضر این روش جهت پوشش دادن به بدنه تانك كاربرد كمتری دارد

.
علاوه بر این در برخی از كارگاهها لایه سربی فوق به عنوان كاتد مورد استفاده قرار می گیرد كه مشكلاتی را نیز به وجود می آورد. بطور مثال گاهی در هنگام در آوردن و یا جای گذاردن قطعات كار به علت بی دقتی اپراتور اتصال كوتاهی بین كار و بدنه تانك ایجاد می شود كه باعث خرابی قطعه كار و صدمه زدن به پوشش سربی تانك اسیدسولفوریك در معرض خوردگی قرار می گیرد كه هزینه زیادی را جهت تعمیر به دنبال خواهد داشت

. از مشكلات دیگری كه ضمن استفاده از لایه سربی به عنوان كاتد به وجود می آید قدرت پرتاب ناهماهنگ در جریان داخل تانك می باشد كه باعث ایجاد ضخامت های نامتناسب پوشش در قسمت های مختلف قطعه كار می گردد.
ب – پوشش لاستیكی:
در برخی از صنایع استفاده از پوشش لاستیكی در بدنه تانكها با توجه به هزینه مناسب و ویژگیهای خاص آن رواج دارد. مهمترین خصوصیتی كه مواد لاستیكی باید دارا باشند تا به عنوان پوشش مورد استفاده قرار گیرند عبارتند از:
– مقاومت در مقابل خوردگی اسید در غلظت های نرمال و معمولی.

– مقاومت در مقابل حرارتی ناشی از عملیات ، به خصوص هنگامی كه مایع الكترولیت جدید در حال ساخت می باشد، زیرا در چنین حالتی حرارت معمولا” به 50 تا 60 درجه سانتیگراد می رسد.
– مقاومت مكانیكی در مقابل ضربه های ناشی از برخورد قطعه با بدنه تانك.

– مقاومت در مقابل سایش به خصوص هنگامی كه قطعات را در داخل حمام قرار می دهند یا از آن خارج می كنند‌، زیرا در چنین حالتی احتمال تماس قطعه با بدنه تانك وجود دارد.
بطور معمول ضخامت پوشش لاستیكی در سطوح جانبی تانك حداقل 5/1 میلیمتر و در لبه ها و گوشه ها حدود 3 میلیمتر توصیه شده است تا در برابر ضربه های مكانیكی ، تنش های حرارتی و فعل و انفعال حرارتی مقاومت نماید.

ج – آجرهای مقاوم در مقابل اسید:
برخی از حمامهای بزرگ آندایزینگ و همچنین كف سالن های عملیاتی را با آجرهای ضد اسید می پوشانند. با توجه به مقرون به صرفه بودن آن از نظر اقتصادی و مقاومت آجرها در مقابل خوردگی اسید ، در مواقعی كه نصب تانك آندایزینگ در داخل زمین الزامی است استفاده از آجرهای ضد اسید بهترین و مطلوبترین روش می باشد. سیمانی كه جهت اتصال آجرهای مزبور بكار می رود نیز می بایست در مقابل اسید مقاومت باشد.
د – پوشش پلاستیك (PVC ) :
استفاده از مواد PVC به عنوان پوشش داخلی تانك كاربرد وسیعی پیدا كرده است و از لحاظ قیمت و كارآیی نیز با دیگر مواد پوششی قابل رقابت می باشد.
كاتد:
برخی از عناصر و فلزات می توانند به عنوان كاتد در داخل تانك آندایزینگ قرار گیرند كه عمده ترین آنها سرب ،‌ آلومینیوم و گرافیت است.

الف – ورق آلومینیوم معمولی ترین فلز در ساخت كاتد می باشد كه توسط پیچ و مهره و یا هر وسیله دیگری به میله حامل جریان منفی (كاتد) وصل می شود وقتی كه جریان الكتریسیته برقرار می گردد ورق آلومینیومی یا كاتد در مقابل خوردگی محافظت خواهد شد و در حالتی كه جریان برقرار نیست ورق فوق الذكر در داخل محلول الكترولیت به مرور حل می شود ولی مقدار آن بسیار كم و جزیی است و به شرایط محلول داخل تانك بستگی دارد.

در صورتی كه از اسید سولفوریك با غلظتی كمتر از 250 گرم در لیتر به عنوان محلول الكترولیت استفاده شود و حرارت حمام نیز كمتر از 25 درجه سانتیگراد باشد ورق اكسترود شده آلومینیومی به ضخامت 3 میلیمتر سالیان دراز می تواند بعنوان كاتد مورد استفاده قرار گیرد و راندمان خوبی را نیز به همراه داشته باشد.

ب – گرافیت از دیگر موادی است كه میتوان از آن به عنوان كاتد استفاده نمود. ورق گرافیت قابلیت انتقال مقدار زیادی از جریان را دارا می باشد اما حمل و نقل و جابجایی آن مشكل بوده و جهت نصب نیز نیاز به دقت زیادی دارد.

توجه به این نكته الزامی است كه میله های حامل جریان منفی كه از یك سو به صفحات كاتدی و از سوی دیگر به قطب منفی منبع تغذیه متصل اند می بایست حتما” از جنس آلومینیوم انتخاب گردند زیرا در صورتی كه از مس به عنوان میله های انتقال جریان استفاده شود بطور قطع باعث ایجاد اشكالاتی در محل اتصالات شده و خوردگی الكترولیتی را بر روی آلومینیوم ایجاد خواهد نمود.

علاوه بر آن خورده شدن مس در جو اسیدی و تشكیل نمك مس در محلول الكترولیت باعث خرابی كار نیز می گردد. (در صورتی كه بنابه دلایلی استفاده از میله مسی الزامی باشد می یابد روی آن را با رنگ یا مواد ضد اسیدی پوشاند تا مانع خوردگی و یا تركیب آن با محلول الكترولیت گردد)

تلاطم در محلول الكترولیت :
جهت یكنواخت نگهداشتن دمای تمام نقاط داخل حمام می توان از لوله های باد، هم زن و حركات نوسانی استفاده نمود. اما عمومی ترین روش استفاده از لوله های باد است كه نازل های آن با دهانه ای به قطر حدود 3 میلیمتر و به فواصل 100 تا 150 میلمتر نسبت به یكدیگر در ته تانك آندایزینگ نصب می شوند. هوای فشرده و تنظیم شده با استفاده از لوله یافته و از دهانه آنها خارج می شود.

استاندارد خاصی جهت مشخص نمودن میزان فشار هوای خارج شده از نازلها وجود ندارد و هر واحد تاسیسات آندایزینگ می بایست بر اساس شرایط كاری و با استفاده از روش سعی و خطا نسبت به یافتن حالت بهینه اقدام نماید به گونه ای كه كمترین تغییر ممكن در شدت جریان قابل اعمال در پروسه آندایزینگ ایجاد شود.
نتایج آزمایش صورت گرفته در حرارت 21 درجه سانتیگراد و ولتاژ 18 ولت نشان می دهد كه متناسب با شدت تلاطم ایجاد شده توسط فشار هوا در محلول الكترولیت دانسیته جریان مورد نیاز جهت انجام عملیات آندایزینگ كاهش می یابد.

نتایج فوق مبین این واقعیت است كه تلاطم و به هم خوردن محلول در جریان عملیات آندایزینگ نقش به سزائی دارد. جریان هوای دمیده شده به نازل های ته تانك آندایزینگ می بایست تا حدی افزایش یابد كه شدت جریان ثابت مانده و هیچگونه كاهشی در آن مشاهده نشود. از سوی دیگر تلاطم و به هم خوردن محلول الكترولیت بر میزان ولتاژ ، ضخامت لایه اكسیدی و انحلال مجدد لایه مزبور در داخل حمام آندایزینگ در حین عملیات موثر می باشد.

این رفتار نشان می دهد كه از آزمایشات مختلف استنتاج گردیده است دانسیته جریان در طول مدت انجام این آزمایش ثابت و برابر 5/1 آمپر بر دسیمتر مربع در نظر گرفته شده است.

به نظر می رسد كه نوعی تمایل ذاتی و درونی در محلول الكترولیت وجود دارد كه در طول عملیات آندایزینگ ، درجه حرارت آن افزایش می یابد. این امر ناشی از عبور جریان الكتریسیته و همچنین گرمای ایجاد شده به میزان تقریبی 400 كیلو كالری به ازای هر گرم از لایه اكسیدی تشكیل شده بر سطح فلز می باشد.

دمای مزبور بر روی ضخامت ، سختی و نرمی لایه اكسیدی و همچنین ایجاد حفره های ریز روی آن تاثیر می گذارد. به همین جهت منطقی است كه دمای حمام آندایزینگ ثابت نگهداشته شود. یكی از روش های مورد استفاده در این رابطه گردش آب خنك سیر كوله شده در جداره تانك می باشد كه دمای آن با استفاده از ترمومتر كنترل می شود . برخی از كارخانجات محلول الكترولیت را پمپاژ نموده و بعد از خنك كردن توسط مبدل حرارتی خارجی ، آن را به تانك باز می گردانند در این حالت فرمان پمپاژ می تواند با استفاده از یك ترموستات عملی گردد.

كنترل شدت جریان :
جهت آندایزینگ آلومینیوم در حمام اسید سولفوریك به جریان مستقیمی معادل 12 تا 24 ولت نیاز می باشد كه میزان دقیق آن به نوع آلیاژ و ضخامت مورد نظر لایه اكسیدی بستگی دارد. در برخی از موارد با در نظر گرفتن جنس آلومینیوم و نوع آندایزینگ (سخت یا رنگی) به ولتاژی معادل 20 تا 24 ولت و برای آلیاژهای سخت به 75 تا 120 ولت نیاز می باشد.

به دلیل اهمیتی كه شدت جریان عملیات بر كیفیت لایه اكسیدی ایجاد شده دارد می بایست به صورت دستی یا مكانیزه نسبت به كنترل و تثبیت شدت جریان اقدام نمود. سیستمهای مختلفی در این رابطه وجود دارند كه بر اساس مكانیزم ثبوت ولتاژ و یا ثبوت جریان عمل نموده و كنترل جریان و ثبوت آن را محقق می سازند.

قلابها :
تمامی قطعات جهت آندایز شدن می بایست به طریقی به میله جریان مثبت (آند) وصل شوند. بنابراین قلابها نقش موثری را در این رابطه عهده دار می باشند. انتخاب و ساخت قلاب مناسبی كه بتواند از سویی قطعه كار را محكم نگهداشته و اتصال این خود و تسمه حامل جریان را به نحو مطلوب و محكمی برقرار نماید و از سوی دیگر جریان و ولتاژ مورد نیاز را از خود عبور دهد. بیشتر به یك هنر می ماند كه از تجربه زیاد و مدنظر قرار دادن مبانی علمی ناشی می گردد.

آلومینیوم و آلیاژهای آن در ساخت قلابها و بست ها معمولا” بیشترین كاربرد را دارند (هر چند كه فلز تیتانیوم نیز اخیرا” در این زمینه مطرح گردیده است) دلیل آن نیز شاید قابلیت انعطاف قلابهای آلومینیومی باشد كه با انجام تغییراتی بر روی هر قلاب می توان آنها را جهت اتصال قطعات با ابعاد متفاوت مورد استفاده قرار داد.

برای قطعات كوچك می توان قلابها را به صورت چنگه هایی درست كرد و بر روی هر كدام از آنها چندین قطعه را آویزان نمود در صورتی كه نتوان قطعات را به علت كوچكی بیش از حد روی قلابها آویزان كرد استفاده از گردونه مخصوص الزامی است. در هر صورت موارد زیر در انتخاب و ساخت قلابها و همچنین كاربری آن می باید مدنظر قرار گیرد.
الف – تركیب آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده جهت ساخت قلابها نباید دارای بیش از 5% مس و 7% سیلیسیوم باشد.
ب – ابعاد قلابها باید طوری انتخاب گردد كه بطور كامل بتواند جریان مناسب را به هر كدام از قطعات برساند.
ج – جنس قلابها باید به گونه ای باشد كه در مقابل فشار مكانیكی ، خوردگی و گرما مقاومت كافی را دارا باشد.

د – قلابهای چنگه ای كه چندین قطعه بر روی آن نصب می شوند می بایست طوری طراحی گردند كه هر كدام از قطعات به نحو مستحكمی بر روی آن قرار گرفته و به مقدار كافی مایع الكترولیت و جریان هوا در بین فواصل قطعات جریان داشته باشد و نیز بتواند جریان برق را به طور مساوی به همه قطعات برساند.
ه – اگر از آلومینیوم و آلیاژهای آن در ساخت قلابها استفاده شود معمولا” همراه با قطعات متصل به آن آندایز شده و قشری از اكسید بر روی آن می نشیند.

این اكسید عایق الكتریكی بوده و جریان را از خود عبور نمی دهد. بنابراین جهت هدایت بهتر جریان الكتریسیته می بایست لایه اكسیدی فوق را (به خصوص در بخشهایی از محل اتصال به تسمه حامل جریان یا به قطعه كار است) از بین برد بدین منظور كافی است كه قلاب های اكسید شده را در یكی از تركیبات زیر غوطه ور نمود.
سود سوز آور 5% وزنی
ب بقیه حجم تانك
درجه حرارت 38 – 65 درجه سانتیگراد
1- ی :
اسید سولفوریك 37 گرم در لیتر
اسید فسفریك 37 گرم در لیتر
آب بقیه حجم تانك
درجه حرارت 88 – 176 درجه سانتیگراد

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید