एनोडीकरण

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इन carabiner में एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम सतह होती है जिसे रंगा गया है; ये कई रंगों में बने होते हैं.

एनोडीकरण (एनोडाइजिंग) एक इलेक्ट्रोलाइटिक निष्क्रियता प्रक्रिया है जिसका उपयोग धातु भागों की सतह पर प्राकृतिक ऑक्साइड परत की मोटाई बढ़ाने के लिए किया जाता है।

यह प्रक्रिया एनोडीकरण कहलाती है क्योंकि उस भाग को जिसे विपणन किया जाना है, वह इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का एनोड इलेक्ट्रोड बनता है। एनोडीकरण संक्षारण और पहनने के प्रति प्रतिरोध में वृद्धि करती है, और बर्तन में तेल का प्राथमिक और गोंद के लिए बेस मेटल की तुलना में बेहतर पकड़ प्रदान करती है। एनोडिक फिल्मों का उपयोग कई सौंदर्यिक प्रभावों के लिए भी किया जा सकता है, या तो मोटी बेनाक़ाब लेपनों के साथ जो डाई अवशोषित कर सकते हैं या पारदर्शी परतों के साथ जो प्रतिबिम्बित प्रकाश तरंग प्रतिघात प्रभाव जोड़ते हैं।

एनोडीकरण का उपयोग थ्रेडेड घटकों की गैलिंग को रोकने और इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र के लिए परावैद्युत फिल्म बनाने के लिए भी किया जाता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की रक्षा के लिए एनोडिक फिल्में सबसे अधिक उपयोग की जाती हैं, हालांकि टाइटेनियम, जस्ता, मैगनीशियम, नाइओबियम, ज़िरकोनियम, हेफ़नियम और टैंटलम के लिए भी प्रक्रियाएं उपस्थित हैं। तटस्थ या क्षारीय सूक्ष्म-इलेक्ट्रोलाइटिक परिस्थितियों में ऑक्सीकरण होने पर लौह या कार्बन स्टील धातु छूट जाती है; यानी, आयरन ऑक्साइड (वास्तव में फेरिक हाइड्रॉक्साइड या हाइड्रेटेड आयरन ऑक्साइड, जिसे जंग के रूप में भी जाना जाता है) एनोक्सिक एनोडिक गड्ढों और बड़ी कैथोडिक सतह द्वारा बनता है, ये गड्ढे सल्फेट और क्लोराइड जैसे आयनों को केंद्रित करते हैं जो अंतर्निहित धातु को संक्षारण में तेजी लाते हैं। उच्च कार्बन सामग्री (उच्च कार्बन स्टील, कच्चा लोहा) वाले लोहे या स्टील में कार्बन के टुकड़े या नोड्यूल इलेक्ट्रोलाइटिक क्षमता का कारण बन सकते हैं और कोटिंग या प्लेटिंग में हस्तक्षेप कर सकते हैं। लौह धातुओं को सामान्यतः नाइट्रिक अम्ल में इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से एनोडाइज़ किया जाता है या कठोर काले आयरन (II, III) ऑक्साइड बनाने के लिए लाल धूनी नाइट्रिक अम्ल के साथ उपचार किया जाता है। यह ऑक्साइड तब भी अनुरूप रहता है जब तारों पर चढ़ाया जाता है और तार मुड़े हुए होते हैं।

एनोडीकरण से सतह की सूक्ष्म बनावट और सतह के निकट धातु की क्रिस्टल संरचना बदल जाती है। मोटी कोटिंग्स सामान्यतः छिद्रपूर्ण होती हैं, इसलिए संक्षारण प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए प्रायः सीलिंग प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एनोडाइज्ड एल्युमीनियम की सतहें एल्युमीनियम की तुलना में सख्त होती हैं, लेकिन इनमें कम से मध्यम पहनने का प्रतिरोध होता है, जिसे बढ़ती मोटाई के साथ या उपयुक्त सीलिंग पदार्थों को लागू करके सुधार किया जा सकता है। अधिकांश प्रकार के पेंट और मेटल प्लेटिंग की तुलना में एनोडिक फिल्में सामान्यतः अधिक दृढ़ और अधिक चिपकी होती हैं, लेकिन अधिक भंगुर भी होती हैं। इससे उम्र बढ़ने और घिसाव के कारण उनके टूटने और छिलने की संभावना कम हो जाती है, लेकिन थर्मल तनाव के कारण उनके टूटने की आशंका अधिक होती है।

इतिहास

औद्योगिक पैमाने पर एनोडीकरण का प्रयोग पहली बार 1923 में ड्यूरालुमिन सीप्लेन के हिस्सों को जंग से बचाने के लिए किया गया था। इस प्रारंभिक क्रोमिक अम्ल-आधारित प्रक्रिया को बेंगफ-स्टुअर्ट प्रक्रिया कहा जाता था और ब्रिटिश रक्षा विनिर्देश डेफ स्टेन 03-24/3 में प्रलेखित किया गया था। जटिल वोल्टेज चक्र के लिए इसकी विरासती आवश्यकताओं के बावजूद इसका उपयोग आज भी किया जाता है, जिसे अब अनावश्यक माना जाता है। इस प्रक्रिया के विभिन्न रूप जल्द ही विकसित हो गए, और पहली सल्फ्यूरिक अम्ल एनोडीकरण प्रक्रिया का 1927 में गोवर और ओ'ब्रायन द्वारा पेटेंट कराया गया। जल्द ही सल्फ्यूरिक अम्ल सबसे आम एनोडीकरण इलेक्ट्रोलाइट बन गया और बना हुआ है।[1]

ऑक्सालिक अम्ल एनोडीकरण का पहली बार 1923 में जापान में पेटेंट कराया गया था और बाद में जर्मनी में व्यापक रूप से उपयोग किया गया, खासकर वास्तुशिल्प अनुप्रयोगों के लिए। 1960 और 1970 के दशक में एनोडाइज्ड एल्युमीनियम एक्सट्रूज़न एक लोकप्रिय वास्तुशिल्प सामग्री थी, लेकिन तब से इसे सस्ते प्लास्टिक और पाउडर कोटिंग ने विस्थापित कर दिया है।[2] फॉस्फोरिक अम्ल प्रक्रियाएं सबसे हालिया प्रमुख विकास है, जिसका उपयोग अब तक केवल चिपकने वाले या कार्बनिक पेंट के लिए पूर्व उपचार के रूप में किया जाता है।[1] उद्योग द्वारा इन सभी एनोडीकरण प्रक्रियाओं की व्यापक विविधता और तेजी से जटिल विविधताएं विकसित की जा रही हैं, इसलिए सैन्य और औद्योगिक मानकों में बढ़ती प्रवृत्ति प्रक्रिया रसायन शास्त्र के स्थान पर कोटिंग गुणों के आधार पर वर्गीकृत करने की है।

अल्युमीनियम

रंगीन एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम कुंजी रिक्त स्थान

संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने और रंगाई (रंगाई), बेहतर स्नेहन, या बेहतर आसंजन की अनुमति देने के लिए एल्युमीनियम मिश्र धातुओं को एनोडाइज़ किया जाता है। हालाँकि, एनोडाइज़िंग से एल्युमीनियम वस्तु की ताकत नहीं बढ़ती है। एनोडिक परत रोधक है।[3]

जब कमरे के तापमान पर हवा, या ऑक्सीजन युक्त किसी अन्य गैस के संपर्क में आता है, तो शुद्ध एल्यूमीनियम 2 से 3 एनएम मोटी अनाकार एल्यूमीनियम ऑक्साइड की सतह परत बनाकर स्व-निष्क्रिय हो जाता है, [4] जो संक्षारण के खिलाफ बहुत प्रभावी सुरक्षा प्रदान करता है। एल्युमीनियम मिश्रधातुएँ सामान्यतः 5-15 एनएम मोटी ऑक्साइड परत बनाती हैं, लेकिन जंग के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं। संक्षारण प्रतिरोध के लिए इस परत की मोटाई को बढ़ाने के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु भागों को एनोडाइज़ किया जाता है। कुछ मिश्रधातु तत्वों या अशुद्धियों से एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का संक्षारण प्रतिरोध काफी कम हो जाता है: तांबा, लोहा और सिलिकॉन,[5] इसलिए 2000-, 4000-, 6000 और 7000-श्रृंखला अल मिश्र धातुएं सबसे अधिक संवेदनशील होती हैं।

यद्यपि एनोडीकरण एक बहुत ही नियमित और समान कोटिंग का उत्पादन करती है, लेकिन कोटिंग में सूक्ष्म दरारें जंग का कारण बन सकती हैं। इसके अतिरिक्त, कोटिंग उच्च और निम्न-pH रसायन की उपस्थिति में रासायनिक विघटन के लिए अतिसंवेदनशील होती है, जिसके परिणामस्वरूप कोटिंग अलग हो जाती है और सब्सट्रेट का क्षरण होता है। इससे निपटने के लिए, दरारों की संख्या को कम करने, ऑक्साइड में अधिक रासायनिक रूप से स्थिर यौगिकों को सम्मिलित करने या दोनों के लिए विभिन्न तकनीकें विकसित की गई हैं। उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक-एनोडाइज्ड वस्तुओं को सामान्यतः हाइड्रो-थर्मल सीलिंग या प्रीसिपिटेटिंग सीलिंग के माध्यम से सील कर दिया जाता है, ताकि सतह और सब्सट्रेट के बीच संक्षारक आयन विनिमय की अनुमति देने वाले सरंध्रता और अंतरालीय मार्गों को कम किया जा सके। अवक्षेपण सीलें रासायनिक स्थिरता को बढ़ाती हैं लेकिन आयनिक विनिमय मार्गों को समाप्त करने में कम प्रभावी होती हैं। हाल ही में, अनाकार ऑक्साइड कोटिंग को आंशिक रूप से अधिक स्थिर सूक्ष्म-क्रिस्टलीय यौगिकों में परिवर्तित करने की नई तकनीकें विकसित की गई हैं, जिन्होंने छोटी बॉन्ड लंबाई के आधार पर महत्वपूर्ण सुधार दिखाया है।

कुछ एल्यूमीनियम विमान भागों, वास्तुशिल्प सामग्री और उपभोक्ता उत्पादों को एनोडाइज्ड किया जाता है। एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम एमपी3 प्लेयर्स, स्मार्टफोन, मल्टी-टूल्स, फ्लैशलाइट्स, कुकवेयर, कैमरे, खेल के सामान, आग्नेयास्त्रों, खिड़की के फ्रेम, छतों, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर और कई अन्य उत्पादों पर संक्षारण प्रतिरोध और डाई को बनाए रखने की क्षमता दोनों के लिए पाया जा सकता है। यद्यपि एनोडीकरण में केवल मध्यम पहनने का प्रतिरोध होता है, गहरे छिद्र चिकनी सतह की तुलना में चिकनाई वाली फिल्म को बेहतर ढंग से बनाए रख सकते हैं।

एल्युमीनियम की तुलना में एनोडाइज्ड कोटिंग्स में बहुत कम तापीय चालकता और रैखिक विस्तार का गुणांक होता है। परिणामस्वरूप, 80 डिग्री सेल्सियस (353 K) से ऊपर के तापमान के संपर्क में आने पर कोटिंग थर्मल तनाव से टूट जाएगी। कोटिंग टूट सकती है, लेकिन हटेगी नहीं।[6] एल्युमीनियम ऑक्साइड का गलनांक 2050°C (2323K) है, जो शुद्ध एल्युमीनियम के 658°C (931K) से बहुत अधिक है।[6] यह और एल्युमीनियम ऑक्साइड की इंसुलेटिविटी वेल्डिंग को और अधिक कठिन बना सकती है।

विशिष्ट व्यावसायिक एल्युमीनियम एनोडीकरण प्रक्रियाओं में, एल्युमीनियम ऑक्साइड समान मात्रा में सतह के नीचे और सतह से बाहर बढ़ता है।[7] इसलिए, एनोडीकरण से प्रत्येक सतह पर भाग के आयाम आधे ऑक्साइड की मोटाई तक बढ़ जाएंगे। उदाहरण के लिए, एक कोटिंग जो 2 μm मोटी है, भाग के आयामों को प्रति सतह 1 μm तक बढ़ाएगी। यदि भाग को सभी तरफ से एनोडाइज किया जाता है, तो सभी रैखिक आयाम ऑक्साइड की मोटाई से बढ़ जाएंगे। एनोडाइज्ड एल्युमीनियम की सतहें एल्युमीनियम की तुलना में सख्त होती हैं, लेकिन इनमें पहनने का प्रतिरोध कम से मध्यम होता है, हालांकि मोटाई और सीलिंग के साथ इसे बेहतर बनाया जा सकता है।

प्रक्रिया

डेसमुट

संदूषण को दूर करने के लिए एल्यूमीनियम की सतह पर डेस्मट घोल लगाया जा सकता है। नाइट्रिक अम्ल का उपयोग सामान्यतः मैल (अवशेष) को हटाने के लिए किया जाता है, लेकिन पर्यावरणीय चिंताओं के कारण इसे प्रतिस्थापित किया जा रहा है।[8][9][10][11]

इलेक्ट्रोलिसिस

एनोडाइज्ड एल्युमीनियम परत को इलेक्ट्रोलाइटिक घोल के माध्यम से प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित करके विकसित किया जाता है, जिसमें एल्युमीनियम वस्तु एनोड (इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में धनात्मक इलेक्ट्रोड) के रूप में काम करती है। करंट कैथोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) पर हाइड्रोजन छोड़ता है और एल्यूमीनियम एनोड की सतह पर ऑक्सीजन छोड़ता है, जिससे एल्यूमीनियम ऑक्साइड का निर्माण होता है। प्रत्यावर्ती धारा और स्पंदित धारा भी संभव है लेकिन शायद ही कभी इसका उपयोग किया जाता है। विभिन्न समाधानों के लिए आवश्यक वोल्टेज 1 से 300 वी डीसी तक हो सकता है, हालांकि अधिकांश 15 से 21 वी की सीमा में आते हैं। सल्फ्यूरिक और कार्बनिक अम्ल में गठित मोटी कोटिंग्स के लिए सामान्यतः उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है। एनोडीकरण करंट एल्युमीनियम के एनोडाइज्ड होने के क्षेत्र के साथ बदलता रहता है और सामान्यतः 30 से 300 A/m2 तक होता है।

एल्युमीनियम एनोडीकरण (एलोक्सल या एल्युमीनियम का इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सीकरण) [12] सामान्यतः अम्लीय घोल में किया जाता है, सामान्यतः सल्फ्यूरिक अम्ल या क्रोमिक अम्ल, जो धीरे-धीरे एल्यूमीनियम ऑक्साइड को घोलता है। अम्ल क्रिया को 10-150 एनएम व्यास वाले नैनोपोर्स के साथ कोटिंग बनाने के लिए ऑक्सीकरण दर के साथ संतुलित किया जाता है।[6] ये छिद्र ही हैं जो इलेक्ट्रोलाइट घोल और करंट को एल्युमीनियम सब्सट्रेट तक पहुंचने की अनुमति देते हैं और कोटिंग को ऑटो-पैसिवेशन द्वारा उत्पादित मोटाई से अधिक मोटाई तक बढ़ाना जारी रखते हैं।[13] ये छिद्र डाई को अवशोषित करने की अनुमति देते हैं, हालांकि, इसके बाद सीलिंग की जानी चाहिए अन्यथा डाई नहीं रहेगी। डाई के बाद सामान्यतः साफ निकल एसीटेट सील लगाई जाती है। क्योंकि डाई केवल सतही होती है, अंतर्निहित ऑक्साइड तब भी संक्षारण सुरक्षा प्रदान करना जारी रख सकता है, जब साधारण टूट-फूट और खरोंचें रंगी हुई परत से टूट जाती हैं।

एक सुसंगत ऑक्साइड परत के निर्माण की अनुमति देने के लिए इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता, अम्लता, घोल तापमान और करंट जैसी स्थितियों को नियंत्रित किया जाना चाहिए। उच्च वोल्टेज और धाराओं के साथ कम तापमान पर अधिक संकेंद्रित समाधानों द्वारा कठोर, मोटी फिल्मों का उत्पादन किया जाता है। फिल्म की मोटाई चमकीले सजावटी कार्यों के लिए 0.5 माइक्रोमीटर से लेकर वास्तुशिल्प अनुप्रयोगों के लिए 150 माइक्रोमीटर तक हो सकती है।

दोहरी-परिष्करण

एनोडीकरण को क्रोमेट रूपांतरण कोटिंग के साथ संयोजन में किया जा सकता है। प्रत्येक प्रक्रिया संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है, जब कठोरता या शारीरिक पहनने के प्रतिरोध की बात आती है तो एनोडीकरण महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। प्रक्रियाओं के संयोजन का कारण भिन्न हो सकता है, हालांकि, एनोडीकरण और क्रोमेट रूपांतरण कोटिंग के बीच महत्वपूर्ण अंतर निर्मित फिल्मों की विद्युत चालकता है। यद्यपि दोनों स्थिर यौगिक, क्रोमेट रूपांतरण कोटिंग में विद्युत चालकता बहुत बढ़ गई है। ऐसे अनुप्रयोग जहां यह उपयोगी हो सकता है, विविध हैं, हालांकि एक बड़ी प्रणाली के हिस्से के रूप में ग्राउंडिंग घटकों का मुद्दा स्पष्ट है।

दोहरी परिष्करण प्रक्रिया में प्रत्येक प्रक्रिया द्वारा पेश किए जाने वाले सर्वोत्तम का उपयोग किया जाता है, जिसमें कठोर घिसाव प्रतिरोध के साथ एनोडीकरण और इसकी विद्युत चालकता के साथ क्रोमेट रूपांतरण कोटिंग सम्मिलित है।[14]

प्रक्रिया के चरणों में सामान्यतः पूरे घटक पर क्रोमेट रूपांतरण कोटिंग सम्मिलित हो सकती है, इसके बाद उन क्षेत्रों में सतह की मास्किंग की जा सकती है जहां क्रोमेट कोटिंग बरकरार रहनी चाहिए। इसके अतिरिक्त, क्रोमेट कोटिंग को बिना ढके क्षेत्रों में भंग कर दिया जाता है। इसके बाद घटक को एनोडाइज किया जा सकता है, एनोडीकरण को बिना ढके क्षेत्रों में ले जाया जा सकता है। सटीक प्रक्रिया सेवा प्रदाता, घटक ज्यामिति और आवश्यक परिणाम के आधार पर भिन्न होगी। यह एल्यूमीनियम वस्तु की सुरक्षा करने में मदद करता है।

अन्य व्यापक रूप से प्रयुक्त विशिष्टताएँ

अमेरिका में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एनोडीकरण विनिर्देश अमेरिकी सैन्य विनिर्देश, एमआईएल-ए-8625 है, जो तीन प्रकार के एल्यूमीनियम एनोडीकरण को परिभाषित करता है। प्रकार I क्रोमिक अम्ल एनोडीकरण है, प्रकार II सल्फ्यूरिक अम्ल एनोडीकरण है, और प्रकार III सल्फ्यूरिक अम्ल हार्ड एनोडीकरण है। अन्य एनोडीकरण विशिष्टताओं में अधिक एमआईएल-स्पेस (उदाहरण के लिए, एमआईएल-ए-63576), एसएई, एएसटीएम और आईएसओ जैसे संगठनों द्वारा एयरोस्पेस उद्योग विनिर्देश सम्मिलित हैं (उदाहरण के लिए, एएमएस 2469, एएमएस 2470, एएमएस 2471, एएमएस 2472, एएमएस 2482, एएसटीएम) बी580, एएसटीएम डी3933, आईएसओ 10074, और बीएस 5599), और निगम-विशिष्ट विनिर्देश (जैसे बोइंग, लॉकहीड मार्टिन, एयरबस और अन्य बड़े ठेकेदारों के)। एएमएस 2468 अप्रचलित है. इनमें से कोई भी विशिष्टीकरण एक विस्तृत प्रक्रिया या रसायन विज्ञान को परिभाषित नहीं करता है, बल्कि परीक्षणों और गुणवत्ता आश्वासन उपायों का एक समूह है जिसे एनोडाइज्ड उत्पाद को पूरा करना होगा। बीएस 1615 एनोडीकरण के लिए मिश्रधातु के चयन का मार्गदर्शन करता है। ब्रिटिश रक्षा कार्य के लिए, क्रमशः डेफ स्टेन 03-24/3 और डेफ स्टेन 03-25/3 द्वारा विस्तृत क्रोमिक और सल्फ्यूरिक एनोडीकरण प्रक्रियाओं का वर्णन किया गया है।[15] [16]

क्रोमिक अम्ल (प्रकार I)

सबसे पुरानी एनोडीकरण प्रक्रिया का क्रोमिक अम्ल का उपयोग होता है। यह व्यापक रूप से बेंगौ-स्टुअर्ट प्रक्रिया के रूप में जानी जाती है, लेकिन वायु गुणवत्ता नियंत्रण के सुरक्षा विनियमों के कारण, जब प्रकार II से संबंधित योजक सामग्री टॉलरेंस नहीं तोड़ती है, विक्रेताओं द्वारा पसंद नहीं किया जाता है। उत्तर अमेरिका में, इसे एमआईएल-ए-8625 मानक द्वारा प्रकार I के रूप में जाना जाता है, लेकिन यह एएमएस 2470 और मिल-ए-8625 प्रकार आईबी द्वारा भी कवर किया जाता है। यूके में इसे सामान्यतः डेफ स्टैन 03/24 के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है और यह क्षेत्रों में उपयुक्त होती है जो प्रोपेलेंट्स आदि से संपर्क में आ सकते हैं। बोइंग और एयरबस मानकों के भी होते हैं। क्रोमिक अम्ल पतली, 0.5 μm से 18 μm (0.00002" से 0.0007") अधिक अपारदर्शक फिल्में उत्पन्न करता है[17] जो मुलायम, लचीली होती हैं और एक निश्चित स्तर तक स्वयं ठीक होती हैं। उन्हें डाई करना कठिन होता है और इसे चित्रित करने से पहले प्राथमिक रूप से लगाया जा सकता है। फिल्म निर्माण की विधि क्रोमिक अम्ल का उपयोग सल्फ्यूरिक अम्ल का उपयोग करने से भिन्न है क्योंकि प्रक्रिया चक्र के माध्यम से वोल्टेज को बढ़ावा दिया जाता है।

सल्फ्यूरिक अम्ल (प्रकार II और III)

एनोडाइज्ड कोटिंग बनाने के लिए सल्फ्यूरिक अम्ल सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला घोल है। 1.8 μm से 25 μm (0.00007" से 0.001")[17] की मध्यम मोटाई की कोटिंग्स को उत्तरी अमेरिका में टाइप II के रूप में जाना जाता है, जैसा कि एमआईएल-ए-8625 द्वारा नामित किया गया है, जबकि 25 μm (0.001") से अधिक मोटाई की कोटिंग्स को कहा जाता है। टाइप III, हार्ड-कोट, हार्ड एनोडीकरण, या इंजीनियर्ड एनोडीकरण। क्रोमिक एनोडीकरण द्वारा उत्पादित कोटिंग्स के समान बहुत पतली कोटिंग्स को टाइप IIB के रूप में जाना जाता है। मोटी कोटिंग्स के लिए अधिक प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है, [6] और फ्रीजिंग के पास एक रेफ्रिजेरेटेड टैंक में उत्पादित किया जाता है पतले कोटिंग्स की तुलना में उच्च वोल्टेज वाले पानी का बिंदु। हार्ड एनोडीकरण को 13 और 150 μm (0.0005" से 0.006") मोटाई के बीच बनाया जा सकता है। एनोडीकरण मोटाई पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, स्नेहक और पीटीएफई कोटिंग्स को बनाए रखने की क्षमता, और विद्युत और थर्मल इन्सुलेशन। इसके पहनने के प्रतिरोध को बनाए रखने के लिए टाइप III को रंगा या सील नहीं किया जाना चाहिए। सीलिंग से यह बहुत कम हो जाएगा। पतले (नम्य/मानक) सल्फ्यूरिक एनोडीकरण के लिए मानक एमआईएल-ए-8625 टाइप II और IIB, AMS 2471 (बिना रंगे) द्वारा दिए गए हैं ), और एएमएस 2472 (रंगा हुआ), बीएस एन आईएसओ 12373/1 (सजावटी), बीएस 3987 (वास्तुकला)। मोटी सल्फ्यूरिक एनोडीकरण के लिए मानक एमआईएल-ए-8625 टाइप III, एएमएस 2469, बीएस ISO 10074, बीएस ईएन 2536 और अप्रचलित एएमएस 2468 और डेफ स्टैन (DEF STAN) 03-26/1 द्वारा दिए गए हैं।

कार्बनिक अम्ल

एनोडीकरण यदि उच्च वोल्टेज, उच्च वर्तमान घनत्व और दृढ़ प्रशीतन के साथ कमजोर अम्ल में किया जाता है, तो रंगों के बिना पीले रंग के अभिन्न रंग का उत्पादन किया जा सकता है।[6] रंग के शेड एक सीमा तक ही सीमित हैं जिनमें हल्का पीला, सुनहरा, गहरा कांस्य, भूरा, ग्रे और काला सम्मिलित हैं। कुछ उन्नत विविधताएं 80% परावर्तन के साथ एक सफेद कोटिंग का उत्पादन कर सकती हैं। उत्पादित रंग की छाया अंतर्निहित मिश्र धातु की धातु विज्ञान में भिन्नता के प्रति संवेदनशील होती है और इसे लगातार पुन: प्रस्तुत नहीं किया जा सकता है।[2]

कुछ कार्बनिक अम्लों में एनोडीकरण, उदाहरण के लिए मैलिक अम्ल, एक 'पलायित' स्थिति में प्रवेश कर सकता है, जिसमें करंट अम्ल को सामान्य से कहीं अधिक आक्रामक रूप से एल्यूमीनियम पर हमला करने के लिए प्रेरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़े गड्ढे और घाव हो जाते हैं। इसके अतिरिक्त, यदि करंट या वोल्टेज बहुत अधिक चलाया जाता है, तो 'जलन' हो सकती है; इस स्थिति में, आपूर्ति इस तरह कार्य करती है मानो लगभग छोटी और बड़े, असमान और अनाकार काले क्षेत्र विकसित हो रहे हों।

इंटीग्रल कलर एनोडीकरण सामान्यतः कार्बनिक अम्लों के साथ किया जाता है, लेकिन प्रयोगशालाओं में बहुत पतला सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ समान प्रभाव उत्पन्न किया गया है। इंटीग्रल कलर एनोडीकरण मूल रूप से ऑक्सालिक अम्ल के साथ किया गया था, लेकिन ऑक्सीजन युक्त सल्फोनेटेड सुगंधित यौगिक, विशेष रूप से सल्फोसैलिसिलिक अम्ल, 1960 के दशक से अधिक आम हो गए हैं।[2] 50 μm तक की मोटाई हासिल की जा सकती है। कार्बनिक अम्ल एनोडीकरण को एमआईएल-ए-8625 द्वारा टाइप आईसी कहा जाता है।

फॉस्फोरिक अम्ल

एनोडीकरण को फॉस्फोरिक अम्ल में किया जा सकता है, सामान्यतः चिपकने के लिए सतह की तैयारी के रूप में। यह मानक एएसटीएम डी3933 में वर्णित है।

बोरेट और टारट्रेट बाथ

एनोडीकरण को बोरेट या टार्ट्रेट बाथ में भी किया जा सकता है जिनमें एल्युमिनियम ऑक्साइड अविलिन्य होता है। इन प्रक्रियाओं में, परत की वृद्धि उस समय रुकती है जब भाग पूरी तरह से ढक जाता है, और मोटाई वोल्टेज लागू किए जाने के साथ रैता रूपित होती है।[6] ये परतें सल्फ्यूरिक और क्रोमिक अम्ल प्रक्रियाओं की तुलना में शुद्ध होती हैं।[6] इस प्रकार की परतें विद्युत्कणिक कैपैसिटर्स बनाने के लिए व्यापक रूप से उपयुक्त होती हैं क्योंकि पतली एल्युमिनियम फिल्में (सामान्यतः 0.5 μm से कम) अम्ल प्रक्रियाओं द्वारा छेदित होने का खतरा होता है।[1]

प्लाज्मा इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सीकरण

प्लाज्मा इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सीकरण एक समान प्रक्रिया है, लेकिन जहां उच्च वोल्टेज लागू होते हैं। इससे चिंगारी उत्पन्न होती है और परिणामस्वरूप अधिक क्रिस्टलीय/सिरेमिक प्रकार की कोटिंग होती है।

अन्य धातु

मैग्नीशियम

मैग्नीशियम को मुख्य रूप से पेंट के लिए प्राइमर के रूप में एनोडाइज़ किया जाता है। एक पतली (5 माइक्रोमीटर) फिल्म इसके लिए पर्याप्त है।[18] तेल, मोम या सोडियम सिलिकेट से सील करने पर 25 माइक्रोमीटर और उससे अधिक की मोटी कोटिंग हल्का संक्षारण प्रतिरोध प्रदान कर सकती है।[18]मैग्नीशियम एनोडीकरण के मानक एएमएस 2466, एएमएस 2478, एएमएस 2479 और एएसटीएम बी893 में दिए गए हैं।

नाइओबियम

नाइओबियम टाइटेनियम के समान ही एनोडाइज करता है, जिसमें विभिन्न फिल्म मोटाई में हस्तक्षेप से कई आकर्षक रंग बनते हैं। फिर से फिल्म की मोटाई एनोडीकरण वोल्टेज पर निर्भर है।[19][20] उपयोग में आभूषण और स्मारक सिक्के सम्मिलित हैं।

टैंटलम

टैंटलम टाइटेनियम और नाइओबियम के समान ही एनोडाइज करता है, जिसमें विभिन्न फिल्म मोटाई में हस्तक्षेप से कई आकर्षक रंग बनते हैं। फिर से फिल्म की मोटाई एनोडीकरण वोल्टेज पर निर्भर होती है और सामान्यतः इलेक्ट्रोलाइट और तापमान के आधार पर 18 से 23 एंगस्ट्रॉम प्रति वोल्ट तक होती है। उपयोग में टैंटलम संधारित्र सम्मिलित हैं।

टाइटेनियम

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टाइटेनियम के एनोडाइजेशन के माध्यम से चयनित रंग प्राप्त किए जा सकते हैं।

एनोडाइज्ड ऑक्साइड परत की मोटाई 30 नैनोमीटर (1.2×10−6 in) कई माइक्रोमीटर तक होती है[21] टाइटेनियम एनोडीकरण के मानक एएमएस 2487 और एएमएस 2488 द्वारा दिए गए हैं।

एएमएस 2488 टाइप III टाइटेनियम का एनोडीकरण रंगों के बिना विभिन्न रंगों की एक श्रृंखला उत्पन्न करता है, जिसके लिए इसे कभी-कभी कला, पोशाक गहने, शरीर भेदी आभूषण और शादी की अंगूठियों में उपयोग किया जाता है। बनने वाला रंग ऑक्साइड की मोटाई पर निर्भर करता है (जो एनोडीकरण वोल्टेज द्वारा निर्धारित होता है); यह ऑक्साइड सतह से परावर्तित होने वाले प्रकाश के उसमें से गुजरने और अंतर्निहित धातु की सतह से परावर्तित होने वाले प्रकाश के हस्तक्षेप के कारण होता है। एएमएस 2488 टाइप II एनोडीकरण उच्च पहनने के प्रतिरोध के साथ एक मोटा मैट ग्रे फिनिश उत्पन्न करता है।[22]

जिंक

जिंक को शायद ही कभी एनोडाइज्ड किया जाता है, लेकिन अंतर्राष्ट्रीय लीड जिंक अनुसंधान संगठन द्वारा एक प्रक्रिया विकसित की गई थी और इसे एमआईएल-ए-81801 द्वारा कवर किया गया था।[18] 200 V तक के वोल्टेज के साथ अमोनियम फॉस्फेट, मोनोक्रोमेट और फ्लोराइड का एक समाधान 80 μm माइक्रोन मोटी तक जैतून की हरी कोटिंग का उत्पादन कर सकता है।[18] कोटिंग्स कठोर और संक्षारण प्रतिरोधी हैं।

जिंक या उष्ण निमज्जन गैलवानीकरण को कम वोल्टेज (20-30 वी) पर एनोडाइज किया जा सकता है और साथ ही सोडियम सिलिकेट, सोडियम हाइड्रॉक्साइड, बोरेक्स, सोडियम नाइट्राइट और निकल सल्फेट की अलग-अलग सांद्रता वाले सिलिकेट स्नान से प्रत्यक्ष धाराओं का उपयोग किया जा सकता है।[23]

रंगाई

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रंगीन आईपॉड मिनी केस को एनोडीकरण के बाद और थर्मल सीलिंग से पहले रंगा जाता है।

सबसे आम एनोडीकरण प्रक्रियाएं, उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम पर सल्फ्यूरिक एसिड, एक छिद्रपूर्ण सतह का निर्माण करती हैं जो रंगों को आसानी से स्वीकार कर सकती है। डाई रंगों की संख्या लगभग अनंत है; हालाँकि, उत्पादित रंग आधार मिश्र धातु के अनुसार अलग-अलग होते हैं। अपेक्षाकृत सस्ते होने के कारण उद्योग में सबसे आम रंग पीला, हरा, नीला, काला, नारंगी, बैंगनी और लाल हैं। हालांकि कुछ लोग हल्के रंगों को पसंद कर सकते हैं, लेकिन व्यवहार में उन्हें कुछ मिश्र धातुओं जैसे उच्च-सिलिकॉन कास्टिंग ग्रेड और 2000-श्रृंखला एल्यूमीनियम-तांबा मिश्र धातुओं पर उत्पादन करना कठिन हो सकता है।[24] एक और चिंता का विषय कार्बनिक डाईस्टफ का "हल्कापन" है - कुछ रंग (लाल और नीला) विशेष रूप से फीके पड़ने का खतरा होता है। काले रंग और अकार्बनिक तरीकों (फेरिक अमोनियम ऑक्सालेट) द्वारा उत्पादित सोना अधिक हल्के होते हैं। डाईड एनोडीकरण को सामान्यतः डाई के रिसाव को कम करने या समाप्त करने के लिए सील कर दिया जाता है। ऑक्साइड परत के छिद्र के आकार से बड़े अणु आकार के कारण सफेद रंग नहीं लगाया जा सकता है। [24]

वैकल्पिक रूप से, अधिक हल्के रंग प्रदान करने के लिए धातु (सामान्यतः टिन) को एनोडिक कोटिंग के छिद्रों में इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से जमा किया जा सकता है। मेटल डाई का रंग हल्के शैम्पेन से लेकर काले तक होता है। कांस्य रंगों का उपयोग सामान्यतः वास्तुशिल्प धातुओं के लिए किया जाता है। वैकल्पिक रूप से, रंग को फिल्म के अभिन्न अंग के रूप में तैयार किया जा सकता है। यह सल्फ्यूरिक इलेक्ट्रोलाइट और एक स्पंदित धारा के साथ मिश्रित कार्बनिक एसिड का उपयोग करके एनोडीकरण प्रक्रिया के दौरान किया जाता है।

बिना सील की गई छिद्रपूर्ण सतह को हल्के रंगों में रंगकर और फिर गहरे रंग के रंगों को सतह पर छिड़ककर स्पलैश प्रभाव  उत्पन्न किया जाता है। जलीय और विलायक-आधारित डाई मिश्रण को भी बारी-बारी से लगाया जा सकता है क्योंकि रंगीन रंग एक-दूसरे का विरोध करेंगे और धब्बेदार प्रभाव छोड़ेंगे।

सीलिंग

सीलिंग एनोडाइज़िंग प्रक्रिया का अंतिम चरण है। अम्लीय एनोडीकरण समाधान एनोडाइज्ड कोटिंग में छिद्र उत्पन्न करते हैं। ये छिद्र रंगों को अवशोषित कर सकते हैं और चिकनाई बनाए रख सकते हैं, लेकिन जंग के लिए एक रास्ता भी हैं। जब स्नेहन गुण महत्वपूर्ण नहीं होते हैं, तो संक्षारण प्रतिरोध और डाई प्रतिधारण को बढ़ाने के लिए रंगाई के बाद उन्हें सामान्यतः सील कर दिया जाता है। सीलिंग के तीन सबसे आम प्रकार हैं.

  1. उबलते-गर्म-96-100 डिग्री सेल्सियस (205-212 डिग्री फ़ारेनहाइट)-विआयनीकृत पानी या भाप में लंबे समय तक डूबना सबसे सरल सीलिंग प्रक्रिया है, हालांकि यह पूरी तरह से प्रभावी नहीं है और घर्षण प्रतिरोध को 20% तक कम कर देता है।[6] ऑक्साइड अपने हाइड्रेटेड रूप में परिवर्तित हो जाता है और परिणामस्वरूप सूजन से सतह की सरंध्रता कम हो जाती है।
  2. मध्य-तापमान सीलिंग प्रक्रिया जो काम करती है 160–180 °F (70–80 °C) कार्बनिक योजक और धातु लवण युक्त घोल में। हालाँकि, इस प्रक्रिया से रंग उड़ने की संभावना है।
  3. कोल्ड सीलिंग प्रक्रिया, जहां कमरे के तापमान वाले स्नान में सीलेंट के संसेचन द्वारा छिद्रों को बंद कर दिया जाता है, ऊर्जा बचत के कारण अधिक लोकप्रिय है। इस विधि से सील की गई कोटिंग्स चिपकने वाले बंधन के लिए उपयुक्त नहीं हैं। सामान्यतः टेफ्लान, निकल एसीटेट, कोबाल्ट एसीटेट और गर्म सोडियम या पोटेशियम डाइक्रोमेट सील का उपयोग किया जाता है। एमआईएल-ए-8625 को पतली कोटिंग (प्रकार I और II) के लिए सीलिंग की आवश्यकता होती है और यह इसे मोटी कोटिंग्स (प्रकार III) के लिए एक विकल्प के रूप में अनुमति देता है।

सफाई

एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम सतहें जिन्हें नियमित रूप से साफ नहीं किया जाता है, वे पैनल किनारे के दाग के प्रति संवेदनशील होती हैं, एक अद्वितीय प्रकार की सतह का धुंधलापन जो धातु की संरचनात्मक अखंडता को प्रभावित कर सकता है।

पर्यावरणीय प्रभाव

एनोडीकरण अधिक पर्यावरण अनुकूल धातु परिष्करण प्रक्रियाओं में से एक है। कार्बनिक (उर्फ इंटीग्रल कलर) एनोडीकरण को छोड़कर, उप-उत्पादों में केवल थोड़ी मात्रा में भारी धातुएं, हलोजन या वाष्पशील कार्बनिक यौगिक होते हैं। इंटीग्रल कलर एनोडीकरण से कोई वीओसी (VOCs), भारी धातु या हैलोजन उत्पन्न नहीं होता है क्योंकि अन्य प्रक्रियाओं के प्रवाह धाराओं में पाए जाने वाले सभी उपोत्पाद उनके रंगों या चढ़ाना सामग्री से आते हैं।[25] सबसे आम एनोडीकरण अपशिष्ट, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड और एल्यूमीनियम सल्फेट, को फिटकरी, बेकिंग पाउडर, सौंदर्य प्रसाधन, अखबारी कागज और उर्वरक के निर्माण के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है या औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों द्वारा उपयोग किया जाता है।

यांत्रिक विचार

एनोडीकरण से सतह ऊपर उठेगी क्योंकि निर्मित ऑक्साइड परिवर्तित आधार धातु की तुलना में अधिक स्थान घेरता है।[26] इसका सामान्यतः कोई परिणाम नहीं होगा, सिवाय इसके कि जहां कड़ी सहनशीलता हो। यदि हां, तो मशीनिंग आयाम चुनते समय एनोडीकरण परत की मोटाई को ध्यान में रखना होगा। इंजीनियरिंग ड्राइंग पर एक सामान्य अभ्यास यह निर्दिष्ट करना है कि "सभी सतह खत्म होने के बाद आयाम लागू होते हैं"। यह एनोडाइजेशन से पहले यांत्रिक भाग की अंतिम मशीनिंग करते समय मशीन शॉप को एनोडाइजेशन मोटाई को ध्यान में रखने के लिए मजबूर करेगा। इसके अतिरिक्त स्क्रू को स्वीकार करने के लिए पिरोए गए छोटे छेदों के स्थिति में, एनोडीकरण के कारण स्क्रू बंध सकते हैं, इस प्रकार मूल आयामों को बहाल करने के लिए थ्रेडेड छेदों को एक नल से चलाने की आवश्यकता हो सकती है। वैकल्पिक रूप से, इस वृद्धि की पूर्व भरपाई के लिए विशेष बड़े आकार के नल का उपयोग किया जा सकता है। बिना थ्रेड वाले छेदों के स्थिति में जो निश्चित-व्यास पिन या छड़ें स्वीकार करते हैं, आयाम परिवर्तन की अनुमति देने के लिए थोड़ा बड़ा छेद उपयुक्त हो सकता है। मिश्रधातु और एनोडाइज्ड कोटिंग की मोटाई के आधार पर, थकान भरे जीवन पर इसका काफी नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है। इसके विपरीत, एनोडीकरण संक्षारण जमाव को रोककर थकावट वाले जीवन को बढ़ा सकता है।

यह भी देखें

संदर्भ

उद्धरण

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 Sheasby & Pinner 2001, pp. 427–596.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Sheasby & Pinner 2001, pp. 597–742.
  3. ↑ Davis 1993, p. 376.
  4. ↑ Sheasby & Pinner 2001, p. 5.
  5. ↑ Sheasby & Pinner 2001, p. 9.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Edwards, Joseph (1997). Coating and Surface Treatment Systems for Metals. Finishing Publications Ltd. and ASM International. pp. 34–38. ISBN 978-0-904477-16-0.
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  23. ↑ Imam, M. A., Moniruzzaman, M., & Mamun, M. A. ANODIZING OF ZINC FOR IMPROVED SURFACE PROPERTIES. Proceedings of a meeting held 20–24 November 2011, 18th International Corrosion Congress, Perth, Australia, pp. 199–206 (2012), ISBN 9781618393630
  24. ↑ "Why is there no white anodized aluminum? (Anodized Aluminum 101)". www.bluebuddhaboutique.com. Retrieved 2020-07-27.
  25. ↑ "एनोडाइजिंग और पर्यावरण". Archived from the original on 8 September 2008. Retrieved 2008-09-08.
  26. ↑ "Aluminium Anodizing in Dubai, UAE | Anodizing services | أنودة".


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बाहरी संबंध

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