يتم تقدير الألومنيوم المؤكسد لخصائصه ومقاومته للتآكل ولمسته النهائية اللامعة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الألومنيوم المؤكسد مذهل لأنه يمكن تلوينه أثناء عملية الأكسدة. لذلك، هناك أنواع ملونة من الألومنيوم للاستخدام. في هذه المقالة، ستتعلم كل شيء عن ألوان الألومنيوم المؤكسد بما في ذلك مخطط ألوان الأكسدة، ونوع ألوان الأكسدة، والتكاليف، والمزيد.
ما هو الألومنيوم المؤكسد؟
الألومنيوم المؤكسد يخضع الألمنيوم لعملية معالجة كهروكيميائية لتطوير طبقة أكثر صلابة وسمكًا وزخرفية مع طلاء ملون. تشكل هذه العملية طبقة على سطح المعدن تتكون من أكاسيد الألومنيوم وتتيح تكوين طبقة صبغ ملونة. وبالتالي، يتم صبغ الألمنيوم بألوان مختلفة.
ما هو الألومنيوم المؤكسد الملون؟
هذه عملية لإعطاء اللون للألمنيوم أثناء عملية الأكسدة الأنودية للألمنيوم. وبالتالي يمكن تلوين الألمنيوم بالأنودية بأي لون تقريبًا حتى الأسود والذهبي والبرونزي وأي لون أساسي من ألوان قوس قزح. الطبقة النهائية الناتجة غير شفافة ونفاذة، مما يتيح تكوين صبغة أو ملح معدني للحصول على لون متين.
عملية تلوين الألومنيوم المؤكسد بالكامل
تستخدم عملية تلوين الألومنيوم بالأكسيد عدة مراحل لتحسين طبقة الأكسيد المتكونة بشكل طبيعي على سطح الألومنيوم، مما يؤدي إلى زيادة مستوى الصلابة والقدرة على الحصول على الظل ومقاومة التآكل.
1. التنظيف والمعالجة المسبقة
تتطلب عملية الأكسدة تنظيف سطح الألومنيوم جيدًا لإزالة الزيوت والأوساخ والمواد الزائدة الأخرى على السطح. تساعد هذه الخطوة في تقليل عيوب الأكسدة التي قد تكون على سطح منتج الألومنيوم لتحقيق أفضل لمسة نهائية. تشمل طرق المعالجة المسبقة ما يلي:
- التنظيف القلوي: يقوم بتنظيف السطح ويدمر تأثير الشحوم والزيوت والأغشية السطحية الأخرى.
- النقش: يتم غمر الألومنيوم في تركيز من هيدروكسيد الصوديوم لتقليل خشونة سطح القطعة لمنح القطعة مظهرًا مسطحًا باهتًا. تساعد هذه الخطوة في تحسين سطح التشكيل لعملية الأكسدة.
2. إزالة السموم
عند اكتمال عملية الحفر، سيبقى دائمًا نوع من فحم الألومنيوم على السطح ليتم تنظيفه. يمكن إزالة الفحم عن طريق حمام إزالة الفحم، وغالبًا ما يتيح حمض النيتريك أو الكبريتيك الحصول على لمسة نهائية ناعمة لا تحتوي على فحم. هذه الخطوة مهمة لأغراض السبائك مثل النحاس والسيليكون لأنها تترك ندوبًا على الهيكل بعد الحفر.
3. الأكسدة أو الأكسدة الكهربائية
هنا يتم غمر الألومنيوم في محلول إلكتروليت حامضي مفضل عن حمض الكبريتيك (الأكسدة من النوع الثاني). يسمح ذلك بمرور التيار الكهربائي عبر محلول حيث يكون الألومنيوم عبارة عن أنود ويكون الكاثود عادةً من الرصاص أو الألومنيوم.
علاوة على ذلك، فإن العملية الكهروكيميائية تمكن أيونات الأكسجين من الإلكتروليتات من القدوم والترسيب على سطح الألومنيوم وتكوين طبقة أكسيد الألومنيوم السميكة والمسامية. الطبقة الأنودية هي:
- مسامية: يتيح الصباغة أو التلوين.
- مقاومة للتآكل: فهو أكثر مقاومة بكثير من الألومنيوم الذي لم تتم معالجته.
- يتم التحكم في السمك: تعتمد السُمك على معايير الأكسدة. ويمكن أن تتراوح من 0.5 إلى 25 ميكرون للأكسدة الزخرفية والأكسدة الصلبة تصل إلى 150 ميكرون.
4. التلوين
بعد أن تشكل الأكسدة طبقة أكسيد الألومنيوم المسامية على السطح، تصبح جاهزة للتلوين. هناك عدة طرق لإضافة اللون أثناء عملية الأكسدة:
أ. التلوين المتكامل
هذه طريقة يمكن من خلالها إدخال اللون في عملية الأكسدة الأنودية للألمنيوم. يطور اللون تفاعل الأكسدة فيما يتعلق بالأحماض العضوية والأملاح المعدنية. يأتي التلوين المتكامل بألوان أعمق وأكثر معدنية، مثل البرونزي والأسود والذهبي.
ب. التلوين الكهربائي: عملية من خطوتين
يتم غمر الألومنيوم المؤكسد في حمام إلكتروليت، أي ملح معدني يحتوي على القصدير أو الكوبالت أو النيكل بعد عملية الأكسدة. ثم يسمح للتيار بالمرور عبر المحلول ويساعد في ترسيب الجسيمات المعدنية في مسام طبقة الأكسيد. وبالتالي، يمكن أن يخلق ألوانًا مضيفة تتراوح من البرونزي والأسود إلى الشمبانيا.
ج. الصباغة العضوية
في هذه العملية، يتم غمر الألومنيوم المؤكسد مباشرة في حوض استحمام ملون يدخل مسام طبقة الأكسيد. يمكن تحقيق نطاق اللون عندما تكون الصباغة واسعة. فهي توفر ألوانًا بارزة، أي الأزرق والأحمر والأخضر والأصفر والعديد من الألوان الأخرى. تتسرب إلى المسام عند إجراء الأكسدة لإعطاء لون عميق وموحد.
د. تلوين التداخل
يعد التلوين بالتداخل أكثر تعقيدًا لأنه يتضمن ترسب أكاسيد معدنية في السطح المؤكسد لإنتاج طبقة نشطة تتداخل فيها موجة الضوء. وينتج عن هذا تأثيرات قزحية أو معدنية مع ألوان أعمق من الذهب أو الأزرق أو الأخضر مثل نمط التداخل.
5. الختم
أخيرًا، يتم سد سطحها بمادة مانعة للتسرب شفافة لإغلاق مسام الألمنيوم المؤكسد. يمكن إجراء السد باستخدام عدة طرق:
- سد الماء الساخن: الطريقة الأكثر شيوعًا هي تسخين الألومنيوم المؤكسد الملون في الماء المغلي، والذي تبلغ درجة حرارته حوالي 95 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية. تؤدي الحرارة إلى فتح المسام لامتصاص الرطوبة، ولكن بمجرد دخول هذا الماء إلى المسام فإنها تتمدد وتغلق وبالتالي لا يحدث المزيد من التآكل أو الضرر للسطح الملون.
- الختم البارد: هذه هي عملية وضع الألومنيوم المؤكسد في حوض استحمام مع إمكانية استخدام فلوريد النيكل أو أملاح الكوبالت. ومع ذلك، فإن هذه العملية أسرع ولكنها مكلفة نسبيًا وتؤدي إلى نسيج سطح مختلف قليلاً.
- الختم في درجة حرارة متوسطة: مزيج من تقنيات الختم الساخنة والباردة مما يؤدي إلى تحكم أفضل في المظهر النهائي للسطح المؤكسد.
كما يعمل الختم أيضًا على تقليل قدرة الألومنيوم على التآكل أو البهتان بسبب تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية أو التدهور بسبب العوامل الخارجية الأخرى، مما يسمح للون بالاستمرار لفترة أطول.
6. الشطف والتجفيف
بعد الختم، يتم غسل الألمنيوم المؤكسد بالماء النظيف وتجفيفه تمامًا. بعد الغسيل، يجب تجفيف السطح بشكل صحيح لتجنب وجود بقع أو علامات مائية على السطح النهائي.
تقنيات مختلفة يمكننا استخدامها لتلوين الألومنيوم المؤكسد
فيما يلي التقنيات الرئيسية لتلوين الألومنيوم المؤكسد:
- التلوين المتكامل: في عملية الأكسدة، يعتمد اللون على الأحماض العضوية أو الأملاح المعدنية المستخدمة أثناء العملية. وتنتج ألوانًا مثل البرونزي والأسود ولكنها تعطي في الغالب ظلالًا معدنية داكنة.
- التلوين الكهربائي: عملية الأكسدة الأنودية هي عملية ترسب فيها صبغات معدنية مثل القصدير أو الكوبالت على الطبقة المؤكسدة والتي تنتج الألوان، أي البرونزي والأسود والشمبانيا.
- الصباغة العضوية: يمكن غمر الألومنيوم المؤكسد في حمام صبغ، مما يؤدي إلى مجموعة مختارة من الألوان الزاهية بما في ذلك؛ الأحمر والأزرق والأخضر.
- تلوين التداخل: تترسب أكاسيد المعادن بمجموعة من الألوان المتداخلة، أي الذهبي والأزرق والأخضر.
- التلوين المركب: قد يشمل ذلك الصباغة وطرق الأقطاب الكهربائية الخاصة، مثل التلوين الكهربائي للتأثير على الألوان المفضلة أو متعددة الطبقات.
هل يمكن تغيير لون الألومنيوم المؤكسد؟
نعم، يمكن إعادة تشطيب الألومنيوم المؤكسد وإعطائه لونًا جديدًا لاحقًا. ولكن للقيام بذلك، يجب أولاً إزالة الطبقة المؤكسدة الموجودة. يتم تحقيق ذلك في الغالب من خلال التجريد الكيميائي والصنفرة الميكانيكية وإعادة الأكسدة للألومنيوم. ومع ذلك، يتسبب هذا في حدوث مشكلة في الخصائص الميكانيكية للمادة ولا يتم استخدامه إلا عند الضرورة.
الأحماض المستخدمة في تلوين الألومنيوم المؤكسد
تُستخدم العديد من الأحماض لتلوين الألومنيوم المؤكسد، ولكل منها فوائدها:
- حمض الكبريتيك (النوع الثاني): حمض الأكسدة الأكثر استخدامًا والذي يغطي تقريبًا جميع ألوان الأكسدة والاستخدامات المصاحبة لها.
- حمض الكروميك (النوع الأول): معترف بها لتحديد طبقة أكسيد رقيقة ومضادة للتآكل يتم تطبيقها في هندسة الطيران.
- حمض الفوسفوريك: مفيد للاستخدام في عملية الغمس الساطع للطلاءات الزخرفية.
- الأحماض العضوية: مفيد للحصول على ظلال ولمعان معين باستخدام حمض الكبريتيك.
- حمض الأكساليك: تشتهر برسم السيارات باللون الأصفر أو الذهبي.
اعتبارات رئيسية عند اختيار لون الألومنيوم المؤكسد
عند اختيار لون الألومنيوم المؤكسد، ضع ما يلي في الاعتبار:
- طلب: أين سيتم استخدام الألومنيوم؟ إذا كنت تستخدمه في الهواء الطلق، فإنه يتطلب ثباتًا للأشعة فوق البنفسجية.
- متانة: قد لا تكون الأكسدة من النوع الثالث كافية للتطبيقات "الوعرة" وقد تتطلب الأسطح الأكثر صلابة الأكسدة من النوع 50 أو أنواع أخرى من الأكسدة.
- الجاذبية الجمالية: يجب أن يتناغم اللون مع التصميم والعلامة التجارية المرتبطة بالمنتج المحدد.
- التعرض البيئي: تلعب الإضاءة والمناخ دورًا أساسيًا في بهتان اللون.
- يكلف: إنها تختلف في السعر لأن عملية الأكسدة مختلفة أو يتم استخدام أحد الألوان بشكل أقل.
ماذا تفعل إذا لم يكن لون الجزء المؤكسد هو اللون الذي توقعته؟
إذا كنت تريد عكس لون الألومنيوم المؤكسد، فهناك طريقة يمكنك من خلالها القيام بذلك، الطريقة الأولى هي استخدام محاليل الحفر الكيميائية التي يمكن أن تساعد في إزالة الطبقة المؤكسدة. أما الطريقة الأخرى، فيُسمح لك بفرك السطح ميكانيكيًا بحيث يظهر الألومنيوم الخام بطريقة غير ناعمة. تتم إزالة الطبقة المؤكسدة من الألومنيوم ثم يمكن إعادة تأكسد الألومنيوم باللون المفضل.
فوائد تلوين الألومنيوم المؤكسد
وفيما يلي إيجابيات تلوين الألومنيوم المؤكسد.
- متانة: توفر هذه الطلاءات حماية أفضل من العناصر المسببة للتآكل وحماية أفضل من الخدوش.
- الجاذبية الجمالية: في أغلب الأحيان يكون لها مجموعة متنوعة من الألوان والتشطيبات.
- مقاومة الأشعة فوق البنفسجية: لا تتطور الأقمشة الخضراء والأقمشة الملونة الأخرى بسهولة ولا تتلاشى عند تعرضها لأشعة الشمس
- صديق للبيئة: كما أن الأكسدة الأنودية تحتوي على مواد كيميائية سامة أقل من تلك المستخدمة في الطلاء، وهي أيضًا طريقة أفضل لحماية الأسطح المصنوعة من الألومنيوم.
- زيادة صلابة السطح: كما نعلم أن الألومنيوم المؤكسد يتم اختباره بشكل أصعب من الألومنيوم العادي.
عيوب تلوين الألومنيوم المؤكسد
فيما يلي سلبيات تلوين الألومنيوم المؤكسد
- يكلف: تعتبر عملية الأكسدة الملونة مكلفة مقارنة بالأكسدة البسيطة.
- مجموعة ألوان محدودة: يمكن أن يكون هذا تحديًا اعتمادًا على اللون المطلوب، أو الرغبة في الحصول على اللون الأبيض الساطع أو ظل فاتح معين من اللون.
- مخالفات السطح: يمكن تضخيم بعض العيوب الموجودة على الألومنيوم بعد الانتهاء من عملية الأكسدة.
- إمكانية اختلافات اللون: قد تأتي الدفعات بألوان مختلفة قليلاً.
- إزالة معقدة: عند القيام بها، تستغرق عملية إعادة الأكسدة بعض الوقت كما أنها تضر بسطح الجزء المصنوع من الألومنيوم.
أنواع مختلفة من تلوين الأكسدة الألومنيوم
وفيما يلي الأنواع المختلفة من الأكسدة الألومنيوم؛
- الأكسدة الطبيعية/الشفافة: يحتفظ بمظهر الألومنيوم مع تحسين المتانة، انتقل إلى ألومنيوم مؤكسد شفاف الصفحة لمعرفة المزيد.
- الأكسدة البرونزية: يستخدم غالبًا في المشاريع المعمارية، ويتميز بمظهره الذي يتميز بانعكاس معدني غني.
- الأكسدة السوداء: تتميز بخصائص الأدوات الإلكترونية وقطع غيار السيارات التي تقدم مظهرًا عصريًا، انتقل إلى الألومنيوم المؤكسد الأسود صفحة لمعرفة المزيد عن هذا اللون الأسود المؤكسد.
- الأكسدة الساطعة: يتم ذلك عادة عن طريق طريقة الغمس المشتعل ويوفر سطحًا لامعًا أو عاكسًا للضوء.
- الأكسدة ثنائية الخطو: تتضمن عملية الأكسدة الأنودية للألومنيوم ثم صبغ المادة وختمها مما يؤدي إلى قائمة ملونة من الألوان.
هناك عدد قليل منها ولكن لا تقتصر على تلك الألوان، يمكن أن يتم أنودة أي لون على أجزاء الألومنيوم، إذا كان لديك جزء من الألومنيوم يحتاج إلى تشطيب سطحي أنودي خاص، يمكنك الاتصال بنا.
ما هي تكلفة الألومنيوم المؤكسد؟
تختلف تكلفة الألمنيوم المؤكسد وفقًا لنوع الأكسدة التي تم إجراؤها وحجم جزء الألمنيوم واللون. في المتوسط، ستكلفك الأكسدة ما بين $2 و$10 للقدم المربع، وبالنسبة للألوان والتشطيبات المخصصة، تزداد التكلفة.
مخطط تلوين الألومنيوم المؤكسد مع التكلفة التقديرية
إذن، إليك مخطط تلوين الألومنيوم المؤكسد بالإضافة إلى التكاليف التقديرية؛
| لون | طلب | نطاق التكلفة (للقدم المربع) |
| طبيعي (واضح) | الصناعة والسيارات والبناء | $2 – $5 |
| أسود | الإلكترونيات والسيارات والفضاء الجوي | $3 – $6 |
| برونزي | المنتجات المعمارية والاستهلاكية | $4 – $7 |
| ذهب | المجوهرات، الأدوات الزخرفية، الهندسة المعمارية | $5 – $8 |
| أحمر | الالكترونيات الاستهلاكية والسيارات | $4 – $7 |
| أزرق | الفضاء والبحرية والسلع الاستهلاكية | $4 – $7 |
| أخضر | المعدات العسكرية والخارجية | $5 – $8 |
| الألوان المخصصة | السلع الاستهلاكية الراقية وعناصر التصميم | يختلف (حسب التعقيد) |
تطبيقات تلوين الألومنيوم المؤكسد
وهنا بعض التطبيقات الهامة لتلوين الألومنيوم المؤكسد في الصناعات المختلفة؛
- بنيان: يتم استخدامه في عتبات الأبواب والنوافذ والجدران الستارية والشرائط الزخرفية.
- السيارات: يتم استخدام الألومنيوم المؤكسد على نطاق واسع كزينة وجزء خارجي
- الالكترونيات: يتم دمج الألوان المؤكسدة في الأجهزة مثل الهواتف وأجهزة الكمبيوتر.
- الفضاء: يتم استخدامه كعنصر تصميمي للاستخدام التشغيلي في الطائرات.
- السلع الاستهلاكية: يمكن استخدام الألومنيوم المؤكسد في معظم المنتجات المنزلية مثل مكاوي الملابس والأواني والمرافق المنزلية مثل الطاولات والكراسي.
خاتمة
في الختام، يتميز الألمنيوم المؤكسد بمتانة عالية وتنوع ويسمح بأي لون يمكن أن يكون مفيدًا تجاريًا في مجالات مختلفة. ستكون معرفة عملية الأكسدة والألوان المختلفة والعوامل التي يجب مراعاتها في اختيار اللون مفيدة في إنجاز المهمة الصحيحة. لذا، تقدم هذه المقالة دليلاً كاملاً لألوان الألمنيوم المؤكسد.
الأسئلة الشائعة
س1. يزعم البعض أنه يمكن إجراء الأكسدة في المنزل، هل هذا صحيح؟
نعم، فهو يحتاج إلى أدوات محددة وأشياء أخرى للقيام به بشكل صحيح وجعله يبدو جيدًا.
س2. ما هي مدة بقاء منتجات الألمنيوم المؤكسد؟
بدون الإغلاق، يمكن للألمنيوم المؤكسد أن يخدم حوالي 20 إلى 30 عامًا دون أن يتلاشى لونه أو يتآكل.
س3. هل هذه الطريقة في الأكسدة صديقة للبيئة؟
يُعتقد أن الأكسدة الأنودية أكثر ملاءمة للبيئة من جميع عمليات الطلاء الأخرى بسبب استخدام أقل المواد الكيميائية السامة.
س4. هل يمكن لحام الألومنيوم المؤكسد؟
نعم، ولكن يجب حماية الطبقة المؤكسدة قبل بدء اللحام، وقد تحتاج الطبقة إلى إعادة إنشائها بعد اللحام.
س5. هل يمكنني الطلاء على الألومنيوم المؤكسد؟
نعم، ولكن قبل الطلاء، يجب تنظيف سطح المادة المراد طلائها جيدًا ونقشها.