پوشش آلومینیوم

آلومینیوم به عنوان جایگزینی برای فولاد زنگ نزن به مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته است، چون:

• در تولید و ساخت ارزان­تر از فولاد است.
• لایه اکسیدی غیر فعال روی آلومینیوم مقاومت در برابر خوردگی را بالا می­برد که می­تواند از طریق آنودایزینگ یا PEO بهبود یابد.
• چگالی آن حدودا یک سوم فولاد می­باشد و نسبت استحکام به وزن مناسبی را به آن می­دهد. از سوی دیگر، این فلز به راحتی از طریق آلیاژسازی و تکنیک­های پوشش­دهی بهبود یافته است.
• آلومینیوم دارای قابلیت چکش­خواری و انعطاف پذیری بالا است. به عنوان یک نتیجه، می­توان آن را به راحتی و به دقت ماشین­کاری نمود. این امر موجب صرفه جویی در وقت در مدت فرآیند ساخت می­شود و آلومینیوم را به یک گزینه­ی مناسب و اقتصادی تبدیل کرده است.
• به کمک روش PEO می­توان سخت­ترین پوشش­ها را روی آلیاژهای آلومینیوم سری 2xxx به دست آورد که سختی آن تا حدود 2000 HV می­باشد. این در حالی است که در پوشش­های سری 5xxx سختی کمتری داشته و درصد فاز کیستالی در آنها کمتر می­باشد.
• پوشش­های PEO روی سطح آلومینیوم عایق حرارتی خوبی بوده و هدایت حرارتی در آلیاژهای آلومینیوم حدود 1 m^-1.K^-1 می­باشد که نشان­دهنده­ی ایجاد عایق حرارتی مناسب به زیرلایه ­است.

با وجود این مزایا، لازم به ذکر است که:

• آلومینیوم سختی پایین و مقاومت به سایش کمی دارد. از این رو، پوشش­های با سختی بالا در بسیاری از شرایط مورد نیاز است تا بتوان از آلومینیوم با خواص مکانیکی مطلوب استفاده کرد.
• در حالی که آلومینیوم دارای استحکام کششی نسبتاً پایین است، آلیاژهای آن می­توانند از 70 مگاپاسکال به حدود 700 مگاپاسکال افزایش یابند و نسبت استحکام به وزن بالایی را به وجود آورند. پوشش­ها به طور معمول برای جلوگیری از خوردگی مورد نیاز هستندکه عموماً از آلیاژهای با مقاومت بالا مانند سری xxx7 و xxx2 استفاده می­شود.
• اگرچه آلومینیوم در بسته­بندی مواد غذایی و ظروف پخت و پز به طور گسترده­ای مورد استفاده قرار می­گیرد، نگرانی در مورد زیست­سازگاری آلومینیوم وجود دارد. پوشش­های محافظ می­توانند در بسیاری از موارد مناسب باشند و به اطمینان از عدم واکنش در زیرلایه کمک کنند.
• به طور معمول، قطعات اصلی موتور مانند پیستون­ها تقریبا به طور انحصاری از آلومینیوم ریختگی ساخته شده­اند. دیگر اجزای آلومینیومی سبک مانند قطعات الکتریکی و قطعات داخلی، به کاهش وزن خودرو کمک می­کنند و باعث افزایش بازدهی سوخت می­شود.

به کمک روش PEO، مـی­تـوان یـک لایـه اکـسید آلومینیـوم بـا سختی بالاتری نسبت به روش­های کلاسیک روی آلومینیوم ایجاد کرد. عمده فاز‌های تشکیل شده در پوشش­های PEO برای آلومینیوم و آلیاژهای آن شامل Al₂O₃ و فازهای آمورف است. فازهای آمورف نتیجه سرد شدن سریع ترکیبات در برخورد با الکترولیت می‌باشد. نتایج ‌بررسی­ها نشان داد که با اعمال پوشش در فرکانس جریان اعمالی 600 هرتز، به علت افزایش تراکم پوشش، خواص مطلوب­تری حاصل می­گردد. ترکیب اصـلی ایـن لایـه از دو فـازα-Al₂O₃  وAl₂O₃ -γ تشکیل یافته است. با استفاده از الکترولیت سیلیکاتی، می­توان لایه اکسیدی آلومینیوم به ضخامت­های متفاوتی بر روی آلیاژ 6082 ایجاد نمود. ایجاد لایه اکسیدی با استفاده از منبع تغذیه پالسی دو قطبی با ایجاد لایه اکسیدی ضخیم، می­توان لایه یکنواختی با ضخامت 190-165 میکـرون و بـا سـختی 1800-2300 HV بدسـت آورد. همچنین نشان داده شـده که لایه اکسیدی ایجاد شده سبب افزایش خواص مقاومت به سایش آلومینیـوم مـی شـود. می­توان  لایه اکسیدی را در الکترولیتی با غلظت بالا تشکیل داد در این حالت، ابتدا γ−Al₂O₃ بر روی سـطح تـشکیل شده و سـپس در حین فرایند، استحاله α → γ انجام می­گیرد کهα −Al₂O₃ مقاومـت سایـشی خوبی از خود نشان می­دهد.