Во производствената работилница за куќишта за паметни телефони, заштитни обвивки за авиони и ѕидови за завеси за згради, мазно огледалоалуминиумска плочаможе да се трансформира во „паметна кожа“ која е отпорна на отпечатоци од прсти, отпорна на гребење, па дури и обезбојувана по мистериозна обработка. Ова е магијата на технологијата за третман на површината на алуминиумот - преку физички, хемиски или биолошки средства, на површината на алуминиумот се конструираат разни функционални „молекуларни оклопи“, дозволувајќи им на обичните метали да зрачат со извонредна виталност.
Зошто е неопходен површински третман?
Иако алуминиумот е познат како „метал што никогаш не 'рѓосува“, неговите природни карактеристики имаат три главни недостатоци:
Склоност кон корозија: Во влажни средини, алуминиумот реагира со кислород и формира заштитен слој од алуминиум оксид, но киселите или алкалните средини можат да ја оштетат оваа природна бариера.
Слаба отпорност на абење: Чистиот алуминиум има тврдост од само HV15-20 (челикот има HV40-60), а гребнатините се склони кон појава при секојдневно триење.
Естетски ограничувања: Нетретираната алуминиумска површина е мат и нема сјај, што го отежнува исполнувањето на барањата за дизајн од висока класа.
Технологијата за површинска обработка има за цел да ги реши овие проблеми со формирање на функционален слој од 0,1-500 μ m на површината на алуминиумот, обдарувајќи го со карактеристики како што се отпорност на корозија, отпорност на абење и декорација. Повеќе од 200 милиони тони алуминиум се подложува на површинска обработка низ целиот свет секоја година, создавајќи производствена вредност од над 300 милијарди американски долари.
Целосна анализа на главните технологии за површинска обработка
Анодизирање: Магијата на електролиза создава „оклоп“
Принцип: Потопете го алуминиумскиот материјал во електролит на сулфурна киселина и генерирајте керамички слој од алуминиумска оксид со дебелина од 10-200 μ m на површината откако ќе се електрифицира.
Технички карактеристики
Формирање на микро-размерна структура во облик на саќе со тврдост до HV300 (зголемена за 15 пати)
Може да се обои во над 200 бои (како градиентно сина за iPhone).
Отпорност на корозија од солен спреј до 2000 часа (само обична алуминиумска плоча 500 часа).
Случај на апликација
Аерокосмичка индустрија: Анодизираната кожа на трупот на Боинг 787 ја зголемува отпорноста на стареење со УВ зрачење за три пати.
Завесен ѕид за зграда: Alucobond композитен панел анодизиран филм со дебелина од 50 μ m, со животен век од над 50 години.
Галванизација: Прекугранична интеграција на метални премази
Принцип: Со електрохемиско таложење, никел, хром, калај и други метални слоеви се покриваат на површината на алуминиумот.
Пробив во иновациите:
Наноелектрогалванизација: Јапонија развива ултратенки премази со дебелина од само 1 μ m за да ја одржи предноста на лесната подлога.
Композитно галванизирање: Додавање на дијамантски честички во растворот за позлата за да се зголеми тврдоста на HV1000.
Замена на животната средина: Процесот на галванизација без цијанид ги намалува емисиите на тешки метали за 90%.
Сценарија за примена
Автомобилски компоненти: Послужавник за батерии Tesla обложен со никел, способен да издржи високи температури до 800 ℃.
Електронски производи: Куќиштето на MacBook е обложено со бакарен слој, со подобрена топлинска спроводливост за 40%.
Микролак оксидација (MAO): „атомска печка“ за керамички премази
Технички принцип: Под влијание на високонапонско електрично поле, на површината на алуминиумот се генерира плазма празнење, формирајќи керамички слој од 10-200 μ m.
Предности на перформансите:
Отпорност на абење: Стапката на абење е само 5 × 10 ⁻⁷ mm³/N · m (1/5 од анодизирање).
Перформанси на изолација: напон на пробив до 2000V/mm (10 пати поголем од челикот).
Биокомпатибилност: медицински сертифицирано за употреба при имплантација на вештачки зглобови.
Гранични апликации:
Медицинска опрема: Хируршките инструменти Germany B Braun се обложени со MAO на површината, со антибактериска стапка од 99,9%.
Изолација за вселенски летала: НАСА разви композитен керамички слој Al₂O∝ – TiO₂, отпорен на температура до 2000 ℃.
Филм за хемиска конверзија: „невидлив штит“ за зелено производство
Технички карактеристики: Нема потреба од електрична енергија, генерира заштитна фолија во раствор на собна температура.
Типичен процес:
Конверзија на хромат: Одлична отпорност на корозија, но шествалентниот хром е канцероген (забранет од Европската Унија).
Конверзија на фосфат-хромат: алтернативно решение без хром и еколошко, целосно применето во производствената линија на Форд.
Третман на силан: Заменувањето на металните соли со молекули на органосилан ги намалува трошоците за третман на отпадни води за 70%.
Нова, револуционерна технолошка револуција
Нано-премаз: прецизна заштита на молекуларно ниво
Облогата „биомиметички ефект на лист од лотос“ развиен од Универзитетот Харвард има агол на контакт од 160 степени, а капките вода автоматски се тркалаат.Нанокерамичкиот премаз BASF од Германија, со дебелина од 200 nm, може да биде отпорен на удари од песок и чакал.
Самолекувачки премаз: „саморегенерација“ на материјалите
„Кансаи Коатингс“ во Јапонија разви систем за самолекување со микрокапсули кој ослободува средства за поправка на гребнатинките, овозможувајќи реставрација во рок од 24 часа.
Институтот за наука и технологија на материјали Хефеј, Кинеската академија на науките, разви термички одговорен премаз кој автоматски се поправа по изложување на топлина.
Интелигентен премаз што ја менува бојата: површина што може да „размислува“
Електрохромно стакло Gentex од Израел, со пропустливост на светлина прилагодена со напон (1% -80%)
Технологијата за електронско мастило Merck од Германија постигнува динамичко префрлување на површинските шари на алуминиумските плочи.
Панорама на индустриски апликации
Потрошувачка електроника: презентација на прецизна изработка
Рамката на серијата Huawei Mate е обложена со микролак оксидација + PVD слој, со дебелина од само 0,6 мм.Рамката на Samsung Galaxy S24 Ultra користи дијамантски сличен јаглероден филм (DLC) со тврдост од HV900.
Возила со нова енергија: Балансирање помеѓу леснотијата и безбедноста
Батеријата BYD со сечило е обложена со анодизирање + епоксидна смола, пламен-отпорна класа UL94 V-0.
Оклопот на шасијата на BMW iX е обложен со керамизиран силан, што ја намалува тежината за 30% и е отпорен на удари.
Архитектонски завесен ѕид: Технолошки израз на урбаната естетика
Надворешните ѕидови на Бурџ Калифа во Дубаи се обложени со флуоројаглерод, со отпорност на временски услови до 50 години.
Круната на кулата во центарот на Шангај користи фотокаталитички самочистечки премаз за отстранување на прашина по миењето од дожд.
Идни трендови и предизвици
Зелена производствена трансформација
Биобазиран агенс за конверзија: користење на растителни екстракти за замена на традиционалните хемикалии
Третман со ниска температура на плазма: потрошувачката на енергија е намалена за 50%, нема испуштање на отпадни води.
Мултифункционална интеграција
Истражување и развој на суперхидрофобен, антибактериски и спроводлив слој „тројно во едно“
Растеглив електронски слој: ја одржува спроводливоста дури и со стапка на истегнување од 300%.
Интелигентен развој
Сензорски интегриран слој: Следење на состојбата на материјалот во реално време.
Премаз што реагира на светлина и ја менува бојата: автоматски ја прилагодува длабочината на бојата според интензитетот на UV зрачењето.
Време на објавување: 09 април 2025 година