تحقیق پوشش هاي تبديلي

اصطلاح ((پوشش تبديلي )) به پوششهايي گفته مي شود كه از طريق واكنش لايه هاي اتمي سطح فلزات با آنيونهايي كه از وسط فلزات ايجاد مي شوند .

بنابراين فرايند تشكيل پوشش تبديلي يك فرايند خوردگي كنترل شده اي است كه به طريق مصنوعي ايجاد شده است و نهايتاً برروي سطح فلز لايه اي را ايجاد مي كند . اين لايه اتصال محكمي با فلز پايه دارد و عملاً در آب و محيط واسطه نامحلول است و عايق الكتريكي خوبي مي باشد .

يكي از فرايند هاي پوششهاي تبديلي فرايند كروماته كردن است كه در دو دهه اخير پيشرفت و گسترش قابل توجهي پيدا كرده است .

كروماته كردن

اصطلاح ((كرماته كردن)) به عمليات شيميايي و الكترو شيمايي فلزات و پوششهاي فلزي محلولهايي گفته مي شود كه در آنها اسيد كرميك ، كرمات يا دي كرمات باشد . نتيجه چنين عملياتي ايجاد پوشش محافظ تبديلي شامل تركيبات كرم سه ظرفيتي و شش ظرفيتي بر روي سطح فلز است .

خواص جلوگيري از خوردگي فلزات توسط كروماتها به خوبي شناخته شده است . با اضافه كردن مقادير كمي از اين ماده به سيستمهاي داراي آب در گردش سطح فلزات را پوشش مي دهد و در نتيجه از خوردگي آنها جلوگيري مي كند .

پوششهاي كرماته در محصولات صنايع ماشين سازي ، الكتريكي ، الكترونيكي ، ارتباطات راه دور و صنايع موتوري خودكار به كار مي رود . آنها نيز با جايگزين كردن برخي فلزات معين معين به جاي فلزاتي كه طول عمر كمتري دارند نقش مهم كاربردي دارند . به عنوان مثال ، مي توان از روي كرماته شده كه جايگزين فلزات با پوشش كادميم شده اند نام برد .

مهمترين اهداف استفاده از فلزات كرماته شد عبارتند از :

الف ) افزايش مقاومت به خوردگي فلز يا پوششهاي محافظ فلزي ، در حالت اخير احتمالاً به طولاني شدن زمان ظهور اولين آثار خوردگي بر روي فلز پايه و فلز پوشش منجر خواهد شد .

ب ) كاهش خسارات سطحي ناشي از آثار انگشت (خراشهاي سطحي)

ج) افزايش ميزان چسبندگي رنگ و ساير پوششهاي آلي .

د) رنگ پذيري و يا پذيرش بهتر ساير پوششهاي تزئيني .

روشهاي عملي كرماته كردن بر اساس نوع عمليات به دو دسته زير تقسيم مي شوند :

الف ) روشهاي شيميايي كه فقط شامل فرو بردن قطعات در محلولهاي كرماته است .

ب ) روشهاي الكتروشيميايي كه شامل فرو بردن قطعات در محلول و اعمال جريان الكتريكي از يك منبع خارجي است .

ج) فرايندي كه يك لايه كرماته فشرده برروي سطح تميز فلزي ايجاد مي كند به نحوي كه در نهايت به شكل پوشش واقعي در مي آيد .

د) فرايندي كه با استفاده از انواع ديگر پوششها از فلز محافظ مي كند . به عنوان مثال پوششهاي اكسيدي يا فسفاتي كه نوع فسفات آن در فصلهاي مربوط به اكسيداسيون و فسفاته كردن بحث شده است .

فرايند كرماته كردن را مي توان بهصورت دستي ، نيمه خودكار يا تمام خودكار انجام داد .

توسعه اين فرايند به دليل سهولت عمل و زمان كم آن قابليت دسترسي همگاني و اقتصادي بودن مواد شيميايي و بالخره خواص منحصر به فردي است كه اين نوع پوشش برخوردار است .

بر اساس نظريات و ستچستر مقاومت به خوردگي پوششهاي كرماته بهتر از نوع فسفاته آن است . موك نيز كه تحقيقاتي در زمينه خواص حفاظتي پوششهاي كرماته و مقايسه آن با نوع فسفاته انجام داده ، به نتايج مشابهي رسيده است .

در اولين مرحله ، مقاومت به خوردگي و ساير خواص پوششهاي كرمي بستگي تام به فلز پايه (فلزي كه پوشش روي آن انجام مي گيرد دارد . چگونگي سطح فلز  روشهاي آماده سازي مختلف كرماته كردن و احتمالاً عمليات اضافي در زمينه پوشش كرم دادن (مثلاُ كاربرد پوشش روغن يا رنگ) دارد.  در حالي كه از روشهاي الكترو شيميايي براي ايجاد پوشش كرماته استفاده مي شود ، چگالي جريان نقش مهمي ايفا مي كند).

فرايند كروماته كردن فلزات خاص

اولين بار فرايند كرماته نمودن در سال 1924 و براي فلز منيزيم به كار رفت . پوشش كرماته كه در آن زمان به دست آمد مشخصاً يك پوسته بسيار باريك بود و به علت كاربرد روشهاي خاص رنگ پوسته قهوه اي يا زيتوني بود و عالباً از محلولهاي اسيدي سديم دي كرمات يا بدون افزايش نمكهاي فلزي معين براي منظورهاي خاصي استفاده مي شد .

بين سالهاي 1924تا 1936 چندين روش براي كرماته كردن منيزيم ، روي ، كادميم ، مس و آلياژهاي آن عرضه شد . از بين اين روشها روشي كه در آن از يك محلول خاص براي دستيابي به پوشش روشن بر روي كادميم استفاده مي شد كاربردي بيشتري داشت .

بدون شك فرايندي كه در ان حمام دي كرمات و اسيد سولفوريك به كار  مي رود ، ارزشمند ترين فرايند است . اين فرايند كه در سال 1936 ابداع شد ، به فرايند كرونك شهرت يافت . پوشش كرماته اي كه از روش بر روي ZN و Cd به دست آمد ، رنگي شبيه زرد يا قهوه اي تيره داشت .

پيشرفتهاي بعدي در اين زمينه به كاربرد محلولهايي منجر شد كه شامل اسيد كرميك و سولفاتها بودند كه جهت به دست آمدن سطح و ظاهر روشن سپس در محلولهاي اسيدي يا الكلي دقيق شسته مي شدند .

در دوران جنگ جهاني دوم روشي ابداع شد كه پوشش كرماته به رنگ سبز زيتوني برروي روي و كادميم به دست آمد . اين پوشش در مقايسه با نمونه مات متمايل به قهوه اي كه سابقاً تهيه شده بود در مقابلخوردگي مقاومت ببيشتري از خود نشان مي داد . علاوه بر ايجاد پوشش سبز زيتوني تهيه پوششهايي به رنگ سياه و رنگهاي ديگر از طريق رنگ كردن پوشش زيتوني نيز امكانپذير شد .

هنوز بسياري از فرايند هاي قديمي كرماته كردن روي وكادميم كه نياز به استفاده از محلولهاي اسيد سولفوريك و دي كرمات با اصطلاحات مختصري دارد ، قابل استفاده اند .

محلولهايي با بنيان كرمات كردن روي و كادميم كه نياز به استفاده از محلولهاي اسيد سولفوريك و دي كرمات با اصلاحات مختصري دارد قابل استفاده اند .