Në punëtorinë prodhuese të kutive të smartphone -ve, lëkurat e aeroplanit dhe ndërtimin e mureve të perdes, një pasqyrë e lëmuarpllakë aluminimund të transformohet në një “lëkurë inteligjente” që është rezistente ndaj gjurmëve të gishtave, rezistente ndaj gërvishtjeve dhe madje edhe e çngjyrosur pasi i nënshtrohet një përpunimi misterioz. Kjo është magjia e teknologjisë së trajtimit sipërfaqësor të aluminit – përmes mjeteve fizike, kimike ose biologjike, “armatura molekulare” të ndryshme funksionale ndërtohen në sipërfaqen e aluminit, duke u lejuar metaleve të zakonshme të rrezatojnë vitalitet të jashtëzakonshëm.
Pse është i nevojshëm trajtimi sipërfaqësor?
Megjithëse alumini njihet si "metali që nuk ndryshket", karakteristikat e tij natyrore kanë tre mangësi kryesore:
Pronuar për korrozionin: Në mjedise të lagështa, alumini reagon me oksigjen për të formuar një shtresë mbrojtëse të oksidit të aluminit, por mjediset acidike ose alkaline mund të dëmtojnë këtë pengesë natyrore.
Rezistenca e dobët e veshjes: Alumini i pastër ka një ngurtësi vetëm HV15-20 (çeliku ka HV40-60), dhe gërvishtjet janë të prirura të ndodhin gjatë fërkimit të përditshëm.
Kufizimet estetike: Sipërfaqja e patrajtuar e aluminit është e shurdhër dhe i mungon shkëlqimi, duke e bërë të vështirë përmbushjen e kërkesave të nivelit të lartë të projektimit.
Teknologjia e trajtimit sipërfaqësor synon të adresojë këto probleme duke formuar një shtresë funksionale prej 0.1-500 μ m në sipërfaqen e aluminit, duke i dhënë asaj karakteristika të tilla si rezistenca ndaj korrozionit, rezistenca ndaj konsumimit dhe dekorimi. Më shumë se 200 milionë ton alumin i nënshtrohen trajtimit sipërfaqësor në të gjithë botën çdo vit, duke krijuar një vlerë prodhimi prej mbi 300 miliardë dollarësh amerikanë.
Analiza e plotë e teknologjive kryesore të trajtimit të sipërfaqes
Anodizimi: Magjia e elektrolizës krijon 'blindim'
Parimi: Zhyt materialin e aluminit në elektrolitin e acidit sulfurik dhe gjeneron një shtresë qeramike alumin 10-200 μm në sipërfaqe pasi të jetë elektrizuar.
Pikat kryesore teknike
Formimi i një strukture të huallit mikro me një ngurtësi deri në HV300 (u rrit me 15 herë)
Mund të ngjyroset në mbi 200 ngjyra (të tilla si gradient blu për iPhone).
Rezistencë ndaj korrozionit të llakit të kripës deri në 2000 orë (pllaka e zakonshme e aluminit vetëm 500 orë).
Rasti i aplikimit
Hapësirë ajrore: Boeing 787 Trajtimi i anodizuar i lëkurës së fuselave përmirëson rezistencën e plakjes UV për tre herë.
Ndërtimi i murit të perdes: Paneli i përbërë Alucobond i anodizuar trashësinë e filmit prej 50 μm, me një jetëgjatësi mbi 50 vjet.
Elektroplimi: Integrimi ndërkufitar i veshjeve metalike
Parimi: Nga depozitimi elektrokimik, nikeli, kromi, kallaji dhe shtresat e tjera metalike janë të mbuluara në sipërfaqen e aluminit.
Përparim i inovacionit:
Nanoelectroplation: Japonia zhvillon veshje ultra të hollë me një trashësi prej vetëm 1 μm për të ruajtur avantazhin e substratit të lehtë.
Elektroplimi i përbërë: Shtimi i grimcave të diamantit në zgjidhjen e plating për të rritur ngurtësinë në HV1000.
Zëvendësimi i mjedisit: Procesi i elektroplacionit pa cianid zvogëlon emetimet e metaleve të rënda me 90%.
Skenarët e aplikimit
Komponentët e automobilave: tabaka e baterisë Tesla e veshur me shtresë nikeli, e aftë të durojë temperatura të larta deri në 800.
Produkte Elektronike: Macbook Shell i veshur me shtresë bakri, përçueshmëri termike e përmirësuar me 40%.
Oksidimi i harkut mikro (MAO): një "furrë atomike" për veshjet qeramike
Parimi teknik: Nën një fushë elektrike me tension të lartë, në sipërfaqen e aluminit gjenerohet një shkarkim plazme, duke formuar një shtresë qeramike 10-200 μ m.
Përparësitë e performancës:
Rezistenca e veshjes: Shkalla e veshjes është aq e ulët sa 5 × 10 ⁻⁷ mm ³/n · m (1/5 e anodizimit).
Performanca e izolimit: Tensioni i prishjes deri në 2000V/mm (10 herë më shumë se çeliku).
Biokompatibiliteti: i çertifikuar mjekësor për përdorim në implantimin e përbashkët artificial.
Aplikacionet kufitare:
Pajisje mjekësore: Instrumentet kirurgjikale Germany B Braun janë të veshura me MAO në sipërfaqe, me një shkallë antibakteriale prej 99.9%.
Izolimi i anijes: NASA e zhvilluar Al ₂ O ∝ - Tio ₂ shtresa qeramike e përbërë, rezistent ndaj temperaturës ndaj 2000.
Filmi i Konvertimit Kimik: "Mburoja e padukshme" për prodhimin e gjelbër
Karakteristikat teknike: Nuk ka nevojë për energji elektrike, gjeneroni film mbrojtës në zgjidhjen e temperaturës së dhomës.
Procesi tipik:
Konvertimi i kromit: Rezistencë e shkëlqyeshme e korrozionit, por kromi heksavalent është kancerogjen (i ndaluar nga Bashkimi Evropian).
Konvertimi i kromatës së fosfatit: Një zgjidhje alternative alternative pa krom dhe miqësore me mjedisin, i aplikuar plotësisht në linjën e prodhimit të Fordit.
Trajtimi i silanit: Zëvendësimi i kripërave metalike me molekula organosilane zvogëlon kostot e trajtimit të ujërave të zeza me 70%.
Revolucion i ri teknologjik shkatërrues
Veshje nano: Mbrojtja e saktësisë së nivelit molekular
Veshja "Efekti Biomimetik Lotus Leaf" i zhvilluar nga Universiteti Harvard ka një kënd kontakti prej 160 gradë dhe pikat e ujit automatikisht rrokullisenVeshje nanoceramike BASF nga Gjermania, me një trashësi 200nm, mund t'i rezistojë ndikimit të rërës dhe zhavorrit.
Veshje vetë -shëruese: "Vetë rigjenerimi" i materialeve
Veshjet Kansai në Japoni ka zhvilluar një sistem të vetë-shërimit të mikrokapsulave që lëshon agjentët e riparimit në vendet e para, duke lejuar restaurimin 24-orësh.
Instituti Hefei i Shkencës dhe Teknologjisë së Materialeve, Akademia e Shkencave Kineze, ka zhvilluar një shtresë termike të përgjegjshme që riparon automatikisht pas ekspozimit ndaj nxehtësisë.
Veshje inteligjente për ndryshimin e ngjyrave: Një sipërfaqe që mund të 'mendojë'
Gotë elektrokromike Gentex nga Izraeli, me transmetim të dritës të rregulluar me tension (1% -80%)
Teknologjia e bojës elektronike të Merck nga Gjermania arrin ndërrimin dinamik të modeleve të sipërfaqes në pllaka alumini.
Panorama e aplikimeve në industri
Elektronika e Konsumatorit: Një vitrinë e zejtarisë precize
Korniza e serisë Huawei Mate miraton oksidimin e harkut Micro+Veshje PVD, me një trashësi prej vetëm 0.6 mm.Samsung Galaxy S24 Ultra Frame përdor film karboni të ngjashëm me diamantin (DLC) me një ngurtësi të HV900.
Automjete të reja energjetike: Balancimi i peshës së lehtë dhe sigurisë
Tabaka e baterisë BYD me teh përdor veshje anodizuese + rrëshirë epoksi, gradë rezistente ndaj flakës UL94 V-0
Armatura e shasisë BMW iX është e veshur me silan të qeramizuar, i cili zvogëlon peshën me 30% dhe është rezistent ndaj goditjeve.
Muri i Perdes Arkitektonik: Shprehja Teknologjike e Estetikës Urbane
Muret e jashtme të Burj Khalifa në Dubai janë të veshura me fluorocarbon, me një rezistencë moti deri në 50 vjet.
Kurora e kullës së ndërtesës së Qendrës Shanghai përdor veshjen vetë-pastruese të fotokatalizës për të hequr pluhurin pas larjes së shiut.
Trendet dhe Sfidat e së Ardhmes
Transformimi i Prodhimit të Gjelbër
Agjenti i Konvertimit Biobaze: Përdorimi i ekstrakteve të bimëve për të zëvendësuar kimikatet tradicionale
Trajtimi i plazmës së temperaturës së ulët: Konsumi i energjisë i zvogëluar me 50%, pa shkarkim të ujërave të zeza.
Integrim shumëfunksional
Hulumtimi dhe zhvillimi i tre superhidrofobikëve, antibakterieve dhe përçueshëm tre në një shtresë
Veshje elektronike e shtrirë: mban përçueshmërinë edhe me një normë shtrirëse prej 300%.
Zhvillimi inteligjent
Veshje e integruar e sensorit: Monitorimi në kohë reale e statusit të shëndetit të materialit.
Veshje e ndryshimit të ngjyrave të lehta të lehta: Rregullon automatikisht thellësinë e ngjyrave sipas intensitetit UV.
Koha e postimit: 09 Prill 2025