Тази статия ще се фокусира върху анализа на феномена на окисляване на метали. Тук ще разгледаме обща представа за това явление, ще се запознаем с някои разновидности и ще ги проучим с примера на стоманата. Читателят също ще научи как сам да извърши този процес.
Определение за окисление
За начало ще се съсредоточим върху концепцията за самото окисление. Това е процес, по време на който се създава оксиден филм върху повърхността на продукта, както и върху детайла. Това става възможно благодарение на окислително-редукционните реакции. Най-често такива мерки се използват при окисляване на метали, декоративни елементи и за образуване на диелектричен слой. Сред основните разновидности са следните: термична, плазмена, химична и електрохимична форма.
Видово разнообразие
Разглеждайки описанието на изброените по-горе видове, за всеки от тях можем да кажем, че:
- Термичната форма на окисляване може да се извърши по време на нагряването на определен продукт илиинструмент в атмосфера на водна пара или кислород. Когато метали като желязо и нисколегирана стомана се окисляват, процесът се нарича синене.
- Химичната форма на окисляване се характеризира като процес на обработка чрез използването на стопилки или разтвори на окислители. Това могат да бъдат представители на хромати, нитрати и др. Най-често това се прави с цел защита на продукта от корозионни процеси.
- Окислението от електрохимичен тип се характеризира с това, че протича вътре в електролитите. Нарича се още микродъгово окисление.
- Плазмената форма на окисление може да се осъществи само в присъствието на нискотемпературна плазма. Трябва да съдържа O2. Второто условие е наличието на DC разряд, както и RF и/или микровълнова.
Обща концепция за окисляване
За да разберете по-добре какво е това - окисляването на металите, би било желателно също да се запознаете с общите, кратки характеристики на окислението.
Окислението е процес от химичен характер, който е придружен от повишаване на степента на атомно окисление на вещество, което претърпява това явление. Това става чрез прехвърляне на отрицателно заредени частици - електрони, от атома, който е редуктор. Може също да се нарече донор. Прехвърлянето на електрони се извършва по отношение на окисляващия атом, акцептора на електрони.
Понякога, по време на окисляването, молекулите на оригиналните съединения могат да станат нестабилни и да се разпаднат на по-малки съставни фрагменти. При коетонякои от атомите, образувани от молекулярните частици, ще имат по-висока степен на окисление от същия тип атоми, но в първоначалното им, първоначално състояние.
На примера на окисляването на стоманата
Какво е окисляване на метал? Отговорът на този въпрос ще бъде по-добре разгледан с пример, за който ще използваме този процес със стомана.
Под химическото окисляване на метал - стомана разбираме процеса на извършване на работа, по време на който металната повърхност ще бъде покрита с оксиден филм. Тази операция се извършва най-често за образуване на защитно покритие или за придаване на нова характеристика на елемента на декора; те също правят това, за да създадат диелектрични слоеве върху стоманени продукти.
Говорейки за химическо окисление, важно е да се знае: първо, продуктът се третира с някаква сплав или разтвор на хромат, нитрат или редица други окислители. Това ще осигури на метала защита срещу въздействието на корозия. Процедурата може да се извърши и като се използват състави с алкална или киселинна природа.
Химичната форма на окисляване, извършена с помощта на алкали, трябва да се извърши при температура от 30 до 180 °C. За такива процедури е необходимо да се използват алкали с примес на малко количество окислители. След като частта е обработена с алкално съединение, тя трябва да се изплакне много обилно и след това да се изсуши. Понякога детайл, който вече е преминал през процедурата на окисляване, може да бъде допълнително смазан.
Подробности за киселинния метод
За да се приложи методът на киселинните операции, е необходимо да се използват няколко киселини, обикновено две или три. Основните вещества от този тип са солна, ортофосфорна и азотна киселини. Към тях се добавят малко количество манганови съединения и др. Вариацията в температурните показатели, при които може да настъпи окисляване на метал - стомана, чрез киселинния метод, се намира в диапазона от 30 до 100°С.
Химичното окисляване, описано за два метода, дава възможност на човек да получи, както в производството, така и у дома, филм, който причинява достатъчно силна защита на продукта. Въпреки това ще бъде важно да се знае, че защитата на стоманата и други метали ще бъде по-надеждна, ако се използва електрохимична процедура. Това се дължи на предимствата на електрохимичните. метод над химическо окисление, последният се използва по-рядко за стоманени предмети.
Анодна форма на окисление
Окислението на металите може да се осъществи чрез анодния процес. Най-често процесът на електрохимично окисляване се нарича аноден. Извършва се в дебелината на електролити в твърдо или течно агрегатно състояние. Също така, използването на този метод ще ви позволи да приложите висококачествен филм върху обекта:
- Дебелината на тънкослойното покритие варира от 0,1 до 0,4 микрометра.
- Електроизолационни и устойчиви на износване свойства са възможни, ако дебелината еварират от две до три до триста микрона.
- Защитно покритие=0,3 – 15 микрона.
- Могат да се нанасят слоеве със свойства, подобни на емайла. Специалистите често наричат такова филмово емайлирано покритие.
Характеристиката на продукта, който е анодизиран, е наличието на положителен потенциал. Тази процедура се препоръчва за защита на елементите на интегралните схеми, както и за създаване на диелектрично покритие върху повърхността на полупроводници, сплави и стомани.
Процесът на окисляване на метали от анодизиран тип може, при желание, да се извърши от всеки човек у дома, у дома. Въпреки това ще бъде много важно да се спазват всички условия за безопасност и това трябва да се прави безусловно. Това се дължи на използването на много агресивни съединения в този метод.
Един от специалните случаи на анодизиране е методът на микродъгово окисляване. Позволява на човек да получи редица уникални покрития с високи параметри от декоративен, топлоустойчив, защитен, изолационен и антикорозионен тип. Микродъговата форма на процеса може да се осъществи само под въздействието на променлив или импулсен ток в дебелината на електролити, които имат леко алкален характер. Разглежданият метод позволява да се получи дебелина на покритието от двеста до двеста и петдесет микрона. След операцията повърхността ще стане подобна на керамика.
Процес на посиняване
Окисление на черни метали в професионалната терминология се наричасинене.
Когато говорим за посиняване на стоманата, като окисляване, почерняване или синене, можем да кажем, че това е процес, по време на който се образува слой от железен оксид върху чугун или нисколегирана стомана. По правило дебелината на такъв филм е в диапазона от един до десет микрона. Дебелината на слоя също определя наличието на определен нюанс на цвят. В зависимост от увеличаването на дебелината на слоя филм, цветовете могат да бъдат: жълто, кафяво, черешово, лилаво, синьо и сиво.
В момента има няколко вида синене:
- Алкалният тип се характеризира с използването на подходящи разтвори, с добавяне на окислители, при условия на температура от 135 до 150 градуса по Целзий.
- Киселинното синене използва киселинни разтвори и химически или електрохимични методи.
- Термичната форма на обработка се характеризира с използването на достатъчно високи температури (от 200 до 400 °C). Процесът протича в дебелината на атмосферата на прегрята водна пара. Ако се използва амонячно-алкохолна смес, тогава изискванията за температура се повишават до 880 °C, а в разтопените соли - от 400 до 600 °C. Използването на въздушна атмосфера изисква предварително покритие на повърхността на детайла с тънък слой лак, който трябва да бъде асфалт или масло.
Въведение в термичното окисляване
Термичното окисление на метали е техника, при която върху стомана се нанася оксиден филм впространство на атмосферата на водната пара. Могат да се използват и други кислород-съдържащи среди с достатъчно високи температури. Доста е трудно да се извърши топлинна обработка у дома и следователно, като правило, тя не се извършва. Говорейки за плазмения тип окисляване, важно е да знаете, че е почти невъзможно да направите това у дома.
Самостоятелно управление
Окислението на метал у дома може да се извърши самостоятелно. Най-лесният начин е стоманените продукти да бъдат подложени на такава обработка. За да направите това, първо трябва да полирате или почистите частта, върху която ще се извърши окислителната работа. След това оксидите трябва да се отстранят от повърхността с помощта на разтвори от пет процента H2SO4 (сярна киселина). Продуктът трябва да се държи в течността за шестдесет секунди.
Следващи стъпки
След преминаване на етапа на поставяне на детайла в киселинната баня, той трябва да се измие под топла вода и да се пасивира или с други думи да се вари обектът за пет минути. За да направите това, използвайте разтвор на вода от водопровода с петдесет грама обикновен сапун за пране. Тук изчислението е за 1 литър течност. След като извършихме всички тези действия, стигнахме до края на окисляването. За да приложите процедурата, трябва:
- Използвайте контейнери, които са емайлирани и нямат стружки или драскотини отвътре.
- Напълнете съда с вода и разредете с подходящото количество грама сода каустик (на 1 литър=50 грама).
- Преместете кораба отвода на котлона и поставете продукта отгоре.
- Загрейте сместа до около 135-150°C.
След 90 минути можете да извадите частта и да обмислите собствената си работа.
Някои данни
Читателят ще знае, че ако е необходима такава операция, но при липса на умения или желание, такава молба може да бъде отправена към различни специалисти. Окислението на метали в Москва, например, може да се извърши както от специалисти в различни области на услуги, така и у дома, от хора. Някои видове такива средства за придаване на защита на частта могат да бъдат доста скъпи. В столицата на Руската федерация анодизираният тип окисляване ще бъде доста скъп, но ще даде висок показател за надеждност на обекта. За да намерите специалисти в такъв случай, е достатъчно да въведете заявка за търсене в Google, например: „извършване на химическо окисление в … (определен град или регион)“, или нещо подобно..
