پوشش منیزیم

تلاش ­ها در طی دهه­ های گذشته نشان داده است که چگونه می­توان از خواص جالب توجه آلیاژهای منیزیم و تکنیک­های پوشش بیشتر بهره مند شد:

  • منیزیم بسیار سبک است: ۷۵٪ سبک­تر از فولاد، ۵۰٪ سبک­تر از تیتانیوم و ۳۳٪ سبک­تر از آلومینیوم.
  • منیزیم کاملاً زیست­سازگار و بدون سمیت می­باشد.
  • میزان سختی آلیاژهای منیزیم PEO شده بین ۳۵۰ HV تا ۷۰۰ HV بسته به ترکیبات و ضخامت پوشش متغیر می­باشد. تحقیقات نشان داده است که آلیاژهای منیزیم PEO شده خواص مکانیکی، استحکام و چکش­خواری بهتری را نسبت به نمونه­های آنودایز شده نشان داده­اند.
  • واکنش­پذیری بالای منیزیم، آن را به خوردگی حساس ساخته است. با این حال، اخیرا آلیاژهای کشف شده و انواع آلیاژهای سنتی با خلوص بالا دارای مقاومت بیشتری نسبت به خوردگی هستند و تکنیک­های جدید پوشش­دهی مانند PEO، اکسید خنثی کاملاً مقاوم از زیرلایه­ی فلزی را ایجاد می­کنند.

از سوی دیگر، این فلز دارای برخی از معایب شناخته شده است که کاربرد گسترده آن را محدود می­کند.

  • این فلز از لحاظ شیمیایی بسیار فعال است، بنابراین مقاومت شیمیایی و خوردگی کمتری دارد.
  • سختی سطحی پایین، مانند آلومینیوم، استفاده از آن را برای کاربردهای تریبولوژیکی بدون ایجاد پوشش مناسب سخت می­کند.
  • مقاومت خزشی ضعیف منیزیم آن را برای کاربردهای دمای بالا نامناسب می­سازد، اما اخیرا آلیاژهای کشف شده مانند ZE41 و ZWO8203 مقاوم حرارتی در دمای خیلی بالا (حدود ۴۰۰ فارنهایت) داشته­اند. همچنین پوشش­های PEO، منیزیم را در برابر حرارت بسیار مقاوم می­سازد.
  • استحکام کششی پایین منیزیم آن را برای کاربردهای سازه­ای نامناسب ساخته است، اما آلیاژها و پوشش­های جدید این مشکل را برطرف نموده­اند.

به عنوان یک نتیجه از این مزایا، منیزیم به طور فزاینده ای در محدوده­ای از کاربردها مورد استفاده قرار می­گیرد:

آبکاری الکتریکی و الکترولس
مطالعه

صندلی­های خودرو، ابزارهای صنعتی، چمدان و دوربین­ها اغلب با منیزیم سبک و با استحکام بالا طراحی شده­اند.

بدنه و چرخ­های دوچرخه­های کوهستانی به طور فزاینده­ای از منیزیم مقاوم در برابر خوردگی ساخته می­شوند.

صنعت حمل و نقل هوایی و خودرویی به طور فزاینده­ای به دنبال راه­هایی است که منیزیم بتواند باعث افزایش بهره­وری سوخت و کاهش گازهای گلخانه­ای شود.

توسعه­ های جدید در مورد آلیاژهای منیزیم، روش­های تولید و تکنولوژی­های پوشش­ دهی، باعث می­‌شود که منیزیم یک انتخاب مناسب با استحکام بالا، سبک و مقرون به صرفه باشد.

مراحل فرایند PEO بر روی آلیاژ منیزیم

  • حل شدن آلیاژ منیزیم و تشکیل یک لایه غیرفعال (Passive film) روی سطح که شامل Mg(OH)۲ و MgO می‌باشد و با تغییر محلول الکترولیت می‌­تواند تریکبات دیگری ایجاد نماید.
  • شروع جرقه‌­زنی روی سطح که سبب شکسته شدن لایه غیرفعال می‌شود. ولتاژ شکست یک خصوصیت الکترولیت می‌باشد، که به ترکیبات و رسانایی بستگی دارد. در این مرحله جرقه‌ها ریز و معمولی هستند و عمر کمی دارند.
  • با افزایش ولتاژ و زمان، و همچنین با رشد لایه اکسیدی رو سطح، جرقه‌ها بزرگتر می­‌شوند. افزایش ولتاژ حین سه مرحله اول در PEO تکرار خواهد شد. لازم به ذکر است که، خصوصیات جرقه‌ها و شدت آن‌ها با توجه به نوع الکترولیت‌ها و پارامترهای فرایندها مانند چگالی جریان و فرکانس متفاوت می‌باشد.
  • در مرحله آخر که افزایش ولتاژ نسبت به زمان ناچیز است، جرقه‌ها بسیار بزرگتر شده و نسبت به مرحله­‌ی دوم عمر بیشتری خواهند داشت. پوشش نهایی PEO با توجه به ترکیبات محلول الکترولیت ترکیبی از MgO با فازهای دیگر نظیر منیزیم فسفات، منیزیم سیلیکات، منیزیم فلوئورید و غیره می­‌باشد.


دیدگاهتان را بنویسید