منوی اصلی
مجموعه مطالب مهندسی مواد و متالورژی
رشته مهندسی مواد، عاملی برای پیشرفت کشور عزیزمان ایران
  • امید اشکانی پنجشنبه 17 اردیبهشت 1394 11:18 ب.ظ نظرات ()

    با توجه به پیشرفت چشمگیر بشر در فناوری نانو، روش‌های متنوعی برای تولید نانوساختارها ابداع شده است؛ یکی از روش‌های تولید قالب، به کمک فرآیند آندایز می‌باشد. آندایز یک فرآیند الکتروشیمیایی است که بر روی برخی از فلزات قابل اجراست. این فرآیند، بسته به ماهیت الکترولیت مورد استفاده، منجر به تشکیل دو نوع لایه‌ی اکسیدی سدی و متخلخل روی سطح فلزات می‌شود. در حالت کلی، آندایز به دو روش انجام می‌شود: آندایز با پیش الگوی راهنما و آندایز خود نظم یافته. هدف ما از این مقاله، معرفی فرآیند آندایز و روش‌های مختلف انجام آن می‌باشد. در مقاله‌ی جلسه دوم به طور مفصل در مورد مراحل انجام آندایز خود نظم یافته، که یکی از پرکاربردترین روش‌های آندایز است، صحبت می‌شود.


    1- مقدمه
    فناوری نانو به همراه مهندسی سطح، در راستای تولید نانو ساختارهای متنوع و مواد جدید، اخیراً مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. خصوصاً، تولید ارزان ساختارهای متناوب با تناوب کمتر از 100 نانومتر، بخش وسیعی از پژوهش‌ها را به خود اختصاص داده است.
    برای تولید نانوساختارها روش‌های مختلفی، مانند لیتوگرافی، آسیاب مکانیکی، پلیمریزاسیون و ...، وجود دارد. یکی از رایج‌ترین تکنیک‌ها جهت تولید نانوساختارها، روش لیتوگرافی (Lithography) می‌باشد. علیرغم هزینه‌های بسیار بالای این روش، به دلیل دقت بسیار بالا و تنوع در تولید انواع نانوساختارها و هم چنین تنوع در انتخاب زیر لایه، در تولیدات انبوه از آن استفاده می‌شود. اما به توجه به هزینه‌های بالای استفاده از روش لیتوگرافی، محققان در صدد یافتن روشی با همین دقت اما ارزان‌ تر برآمدند. در این راستا، تکنیک الکتروشیمیایی یکی از گزینه‌هایی است که هم ارزان‌تر بوده و هم از دقت بالایی برخوردار می‌باشد.

    در سال‌های اخیر، محققان الکتروشیمی به سمت علم مواد متمایل شده‌اند و در نتیجه موفق به گسترش روش‌های الکتروشیمیایی در راستای تولید مواد الکترونیکی مانند نیمه‌هادی ‌ها [2 و 1]، اکسیدهای فلزی [3]، نیترات‌های فلزی [4] و ... گردیدند. برای آماده‌سازی مواد به روش‌های الکتروشیمیایی، دو رویکرد اصلی کاتدی (Cathodic approach) و آندی (Anodic approach) وجود دارد؛ در رویکرد کاتدی، ماده‌ی مورد نظر به عنوان کاتد قرار می‌گیرد، مانند فرآیند حفاظت کاتدی که برای جلوگیری از خوردگی در سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. در رویکرد آندی، نمونه‌ی مورد نظر نقش آند را بازی می‌کند. با استفاده از هرکدام از این دو روش، امکان تولید مواد نانوساختار وجود دارد.یکی از روش‌های الکتروشیمیایی آندی، فرآیند آندایز (Anodizatoin process) می‌باشد.
    آندایز برای اولین بار، در سال 1923، در مقیاس صنعتی و برای جلوگیری از خوردگی هواپیماهای دریایی، با استفاده از اسید کرومیک، مورد استفاده قرار گرفت. این فرآیند به سرعت گسترش یافت و برای اولین بار در سال 1927، توسط گوور (Gower) و اوبرین (O'Brien)، در الکترولیت اسید سولفوریک انجام شد [5]. آندایز با اسید اکسالیک برای اولین بار در ژاپن و پس از آن، به صورت گسترده، در آلمان ، خصوصاً در کاربردهای معماری، مورد استفاده قرار گرفت.

    2- فرآیند آندایز
    آندایز یک فرآیند الکتروشیمیایی (Electrochemical process) است که برای افزایش ضخامت لایه‌ی اکسیدی که به صورت طبیعی روی سطح فلزات تشکیل می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.این فرآیند بر روی فلزاتی مانند تیتانیوم، روی، تنگستن و خصوصاً آلومینیوم انجام می‌گیرد. اما برای آهن و استیل کربن مفید نیست؛ زیرا این فلزات در حین آندایز، ورقه ورقه می‌شوند.
    آندایز کردن باعث تغییر بافت میکروسکوپی سطح و ساختار کریستالی فلز در نزدیکی سطح می‌شود. لایه‌های آندی عموماً سخت‌تر و چسبنده‌تر از انواع رنگ‌ها و روکش‌های فلزی می‌باشند و هم چنین مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و ساییدگی دارند.
    فرآیند آندایز در یک سلول الکتروشیمیایی انجام می‌شود، در شکل 1، تصویر شماتیک یک سلول الکتروشیمیایی نمایش داده شده است. همانطور که می‌دانید، سلول الکتروشیمیایی متشکل از سه بخش اصلی کاتد، آند و محلول الکترولیت می‌باشد.

    filereader.php?p1=main_ec6ef230f1828039e

    شکل 1- تصویری شماتیک از یک سلول الکتروشیمیایی

    برای خواندن باقی متن بر روی ادامه مطلب کلیک کنید .


    آخرین ویرایش: پنجشنبه 17 اردیبهشت 1394 11:28 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • امید اشکانی پنجشنبه 30 بهمن 1393 11:57 ق.ظ نظرات ()

    پوشش های پاشش حرارتی

    پلاستیک های پاششی با استفاده از اصلاح تجهیزاتی که در ابتدا برای پاشش فلزات طراحی شده بودند ، گسترش یافتند. از آنجا که الزامات مواد متفاوت است، اکنون تفنگ های مورد استفاده به صورت ویژه ای برای کار با پلاستیک طراحی شده اند. تجمع پلاستیک داغ در درون تفنگ باعث ایجاد دمای شعله می شود. از این کار باید با محاصره جهت پاشش پودر توسط هوای خنک کننده جلوگیری کرد.

    احتراق یک سوخت نظیر استیلن ، هیدروژن یا پروپان در هوا یا اکسیژن باعث تولید شعله می شود. ذرات پلاستیک باید به دمای ذوب خود برسند اما باید اطمینان حاصل نمود که هیچگونه تغییری در خواص آن ها به دلیل بیش از حد گرم شدن پدید نمی آید. پودر به دو صورت به تفنگ تغذیه می شود: از یک مخزن که مستقیماً روی تفنگ نصب می شود یا حمل توسط هوا در یک شیلنگ از یک تغذیه کننده مجزای پودر . روش دوم برای حالت خودکار یا پاشش های طولانی مدت داراری مزایایی است.

    مزایا

    - یک فرایند متحرک و روان مناسب برای کار در محل یا کار کارگاهی.

    - امکان دست یافتن به پوشش های با ضخامت بیش از یک میلیمتر.

    - هزینه کمتر سرمایه تجهیزات.

    - امکان تغییرات سریع در پودر مورد استفاده.

    - امکان عملیات دستی یا خودکار.


    معایب

    - یکنواختی پوشش و کیفیت آن در عملیات دستی به مهارت اپراتور وابسته است .

    -  پرداخت کاری سطح نصبت به سایر فرایند ها ضعیف تر است.

    - فرایند تک جهتی است و محدودیتهای دسترسی وجود دارد.

    - انتخاب صحیح پارامترهای پاشش و کنترل آن ها برای تولید رسوب با کیفیت خوب و تکرار پذیر ضروری است.





    پوشش های بستر سیال

    یک روش قدیمی عبارت است از پیشگرم قطعه و سپس نورد یا غوطه وری آن در پودر پلاستیک که باعث می شود پودر در تماس با قطعه کار ذوب شود و پوششی را ایجاد نماید که در گرمایش بعدی یک لایه نازک صیقلی یکپارچه با اتصال پیوند خوب فراهم نماید. در دهه 1950 این روش با سازگاری با روش بستر سیال به طور وسیع مورد استفاده قرار گرفت که بهبود بهره وری و پوشش کامل سطح ، مخصوصاً سطوح نا منظم را در پی داشت.

    مزایا

    - بهبود یکنواختی پوشش و پوشاندن سطوح نا منظم و سطوح داخلی.

    - پوشش دهی هم زمان سطوح داخلی و خارجی .

    - امکان کنترل بهتر دمای قطعه کار به دلیل پوشش یکپارچه حجم وسیع.

    - امکان دستیابی به پوشش های ضخیم در مدت زمان کوتاه.

    -سهولت خودکار کردن فرایند.

    معایب

    اساساً یک فرایند کارگاهی است نه متحرک.

    - هزینه سرمایه گذاری تجهیزات نسبت به پاشش حرارتی بیشتر است .

    - پوشاندن مشکل تر است به دلیل آنکه به پیشگرم نیاز است.

    -اندازه قطعه کار با توجه به اندازه و ابعاد بستر سیال و کوره پیشگرم کنترل و محدود می شود.

    پوشش های پاشش الکترواستاتیک

    در این فرایند پودری که از تفنگ خارج می شود به صورت الکترواستاتیکی باردار شده و با سرعت کم به وسیله هوا و یا کلگی چرخان پاشش به جلو رانده می شود و به قطعه کاری برخورد می کند که اتصال به زمین شده است.

    این مرحله نیاز به مراقبت دارد چرا که فشار بسیار زیاد هوا باعث می شود پودر، زیرلایه را بشوید و تورفتگی ایجاد کند که پوشش دهی آن مشکل خواهد بود. ضخامت پوشش در این فرایند ، خود محدود کننده است، زیرا افزایش میزان عایق شدن الکتریکی سطح زیرلایه می شود. با پیشگرم کردن زیر لایه و اعمال چند پوشش می توان بر این اثر غلبه کرد.


    http://www.makinaturkiye.com/UserFiles/Images/ProductThumb800x600/2e50d9a618d8475a8e4199d73b2e9f27.jpg

    مزایا

    - امکان دور پوشانی خوب بدون تغییر موضع قطعه کار.

    - سهولت خودکار سازی فرایند.

    - امکان ایجاد لایه نازک.

    - پوشش دهی خوب لوله ها.

    - کنترل دمای کوره برای اطمینان از گداخت مناسب پوشش.

    - عملیات پوشاندن نسبت به سایر فرایندها آسانتر است.


    معایب

    - هزینه سرمایه گذاری زیاد تجهیزات.

    - تجهیزات قابل حمل نیستند و فرایند کارگاهی است.

    - ظرفیت تجهیزات ، اندازه قطعه کار را محدود و کنترل می کند.


    آخرین ویرایش: پنجشنبه 30 بهمن 1393 12:19 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو