پوشش دهی فلزات
رایج ترین نوع خوردگی در فلزات، هنگامی است که فلز با رطوبت هوا و اکسیژن واکنش می دهد. برای مثال آهن با آب و اکسیژن واکنش داده و آهن (III) اکسید یا زنگ آهن تشکیل می گردد. ایجاد یک مانع فیزیکی بین سطح فلز و محیط خوردده راهکاری است که میتواند تا حد بسیار زیادی مانع اکسید شدن سطح فلز شود. کاربرد پوششها، ایجاد یک مانع بی اثر اطراف جسم فلزی برای جلوگیری از واکنش با هوا و رطوبت است. 5 روش بسیار مرسوم در صنعت برای حفاظت فلز پایه از خوردگی وجود دارد که در قسمت بعد به شرح مختصر هر یکی از این موارد می پردازیم.
- آنودایز کردن (Anodizing)
فرآیندی است که برای ایجاد یک لایه ی اکسیدی محافظ روی سطح فلز استفاده می شود و نسبت به اکسید شدن در حالت عادی، با سرعت بیشتری تشکیل شده و ضخیم تر هستند.
فرآیند Anodizing با غوطه وری اجزای آلومینیوم در تانکی حاوی محلول الکترولیت و کاتد (معمولا آلومینیوم یا سرب) صورت می گیرد. جریان الکتریکی از آلومینیوم گذشته و باعث اکسید شدن و تشکیل مانع محافظ می شود.
مزایا:
- سطوح آنودایز شده به صورت دوره ای و راحت قابل شستشو هستند.
- این سطوح از لحاظ شیمیایی پایدارند و تحت شرایط عادی تجزیه نمی شوند.
- فرآیند طبیعی است و به همین علت محصولات سمی و مضر تولید نمی شود.
معایب:
- مهم ترین عیب آن، تعداد کم فلزاتی است که می توان این فرآیند را روی آنها اجرا کرد و برای فلزات آهنی مناسب نیست؛ بنابراین مواد رایجی مثل فولاد و آهن آنودایز نمی شوند.
- محدود بودن رنگ های قابل استفاده
- گالوانیزه کردن (Galvanizing)
گالوانیزه کردن شامل غوطه وری فلز (معمولاً فولاد یا آهن) در حمام پوشش (برای مثال روی) مذاب است. پس از برداشتن فلز، با اکسیژن و کربن دی اکسید موجود در اتمسفر واکنش داده و یک لایه ی حفاظتی (در این مورد زینک کربنات) تشکیل می شود.
مزایا:
- بسیار با دوام است و به راحتی پوسته پوسته نمی شود. به عنوان مثال پوشش زینک اکساید پایداری بالایی دارد و محکم به زیرلایه ی فلزی می چسبد.
- دارای حفاظت گالوانیکی است؛ به عبارت دیگر اگر سطح فلز در معرض خراش، فرورفتگی و یا بریدگی قرار بگیرد، پوشش روی به عنوان پوشش فدا شونده قرار گرفته و پوسیده می شود.
معایب:
- بزرگ ترین عیب فرآیند گالوانیزه کردن، هزینه ی بالای آن است. اگر چه گالوانیزه داغ (Hot-Dip Galvanizing) برای پوشش دهی سازه های بزرگ فولادی ارزانتر است، اما برای قطعات کوچکتر مثل مهره ها، مقرون به صرفه نیست.
- سطوح گالوانیزه ظاهری خاکستری و مات دارند که از نظر ظاهری برای برخی کاربردها مناسب نیست.
3) پوشش پودری(Powder coating)
این روش، پوشش دادن با ماده ای مبتنی بر پودر و یک فرآیند الکترواستاتیک است که در آن ذرات پوشش، به صورت الکتریکی با قطبی مخالف قسمت مورد نظر که قرار است پوشش دهی شود، شارژ می شود. تفاوت شارژ باعث چسبیدن ذرات پودری به سطح فلز شده و سپس تحت حرارت کوره قرار می گیرد تا سخت تر شود.
مزایا:
- عملکرد با دوام و ظاهر زیبا
- انتشار اندک ترکیبات آلی فرار (Volatile Organic Compound)؛ زیرا پودرها در خود حلالی ندارند.
معایب:
- با این که پوشش پودری در حین کار منجر به صرفه جویی در هزینه ها می شود، اما هزینه ی راه اندازی اولیه ی آن، قابل توجه است.
- نیاز به محفظه ی مخصوص اسپری، تجهیزات مربوط به آن و کوره حرارتی
- محدودیت سایز پوشش
- به دست آوردن لایه ی نازک پوشش در این روش امکان پذیر نیست و سطح نهایی نسبت به دیگر پوشش ها، از نرمی کافی برخوردار نیست.
4) پوشش رنگ (Paint coating)
پوشش دهی با رنگ مایع، در دسترسترین و مقرون به صرفه ترین نوع پوشش دهی است. فرمولاسیون های متفاوت رنگ با توجه به نوع فلز، محیط اطراف عملیات و الزامات عملکرد انتخاب می شود.
مزایا:
- هزینه تامین و اجرای پایین
- قابلیت اجرا برای سازه های بزرگ
- مقاومت شیمیایی خوب
معایب:
- برخی رنگ ها، المنت های سمی و ترکیبات فرار (VOC) دارند که در نتیجه تأثیرات مضر زیست محیطی خواهد داشت.
- دوام پایین، با توجه به محو شدن و پوسته پوسته شدن آنها طی گذر زمان