انوڈائزنگ مادوں کی سختی کو کیوں بڑھاتی ہے؟

مادی سختی کو بڑھانے کے لئے انوڈائزنگ کے عمل کا طریقہ کار اور اطلاق

I. انوڈائزنگ ٹکنالوجی کا جائزہ

انوڈائزنگ ایک الیکٹرو کیمیکل سطح کے علاج کا عمل ہے جس میں دھات کی سطح پر وولٹیج کا اطلاق شامل ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے یہ ایک مخصوص الیکٹرولائٹ میں گھنے آکسائڈ فلم تشکیل دیتا ہے۔ یہ ٹیکنالوجی ، ابتدائی طور پر 1920 کی دہائی میں تیار کی گئی تھی ، روشنی کے دھاتوں جیسے ایلومینیم ، میگنیشیم اور ٹائٹینیم کی سطح کی خصوصیات کو بہتر بنانے کا ایک اہم ذریعہ بن چکی ہے۔ انوڈائزنگ کا عمل بنیادی طور پر کنٹرول شدہ حالات میں دھاتوں کے قدرتی آکسیکرن عمل کی مصنوعی ایکسلریشن ہے ، لیکن اس کے نتیجے میں آکسائڈ فلم کا ڈھانچہ بنیادی طور پر روایتی قدرتی آکسائڈ فلموں سے مختلف ہے۔

انوڈائزنگ کے عمل کا بنیادی اصول یہ ہے کہ دھات کو انوڈ کے طور پر علاج کرنے کے لئے استعمال کیا جائے ، اور الیکٹرویلیٹک سیل کے ذریعہ براہ راست موجودہ یا باری باری موجودہ کو منتقل کیا جائے۔ آکسائڈ پرت بنانے کے لئے دھات کی سطح الیکٹرولائٹ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے۔ اس عمل میں پیچیدہ الیکٹرو کیمیکل رد عمل شامل ہیں ، جن میں دھات کی تحلیل ، آکسائڈ کی تشکیل ، اور الیکٹرولائٹ اجزاء کی شرکت شامل ہے۔ الیکٹرولائٹ اور پروسیسنگ کے حالات کی قسم پر منحصر ہے ، مختلف خصوصیات والی آکسائڈ فلمیں پیدا کی جاسکتی ہیں ، جیسے غیر محفوظ ، رکاوٹ ، یا جامع آکسائڈ پرتیں۔

ii. انوڈائزنگ کے ذریعہ سختی میں اضافہ کا بنیادی طریقہ کار

1. آکسائڈ فلم کرسٹل ڈھانچے کی تبدیلی

انوڈائزنگ کے دوران ، دھات کی سطح پر بننے والے آکسائڈ میں عام طور پر بیس دھات سے زیادہ سختی اور زیادہ مستحکم کرسٹل ڈھانچہ ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر ایلومینیم لینے سے ، قدرتی طور پر تشکیل شدہ ایلومینا (الاو ₃) فلمیں صرف 4 نینوومیٹر موٹی ہوتی ہیں ، جبکہ انوڈائزنگ آکسائڈ پرتیں دسیوں یا اس سے بھی سیکڑوں مائکرو میٹر کی موٹائی کے ساتھ پیدا کرسکتی ہے۔ یہ مصنوعی الومینا بنیادی طور پر - al₂o₃ اور - al₂o₃ کی شکلوں میں موجود ہے ، جس میں -}}} al₂o‐ (corundum) 2000-3000 HV کی مائکرو ہارڈنیس کی نمائش کرتے ہیں ، جو خالص ایلومینیم کے 20-30 HV سے کہیں زیادہ ہے۔

آکسائڈ فلم کی اعلی سختی اس کے کرسٹل ڈھانچے میں مضبوطی سے بھری آکسیجن اور دھات کے آئنوں کے ساتھ ساتھ آئنک اور کوولینٹ بانڈز کی مخلوط بانڈنگ خصوصیات سے بھی پیدا ہوتی ہے۔ بجلی کے میدان کے اثر و رسوخ کے تحت ، دھات کے آئن باہر کی طرف ہجرت کرتے ہیں اور آکسیجن آئنوں کے ساتھ مل جاتے ہیں ، جس سے ایک انتہائی آرڈرڈ آکسائڈ جعلی تشکیل ہوتا ہے۔ یہ ڈھانچہ بیرونی قوتوں کی وجہ سے پلاسٹک کی اخترتی کے خلاف مؤثر طریقے سے مزاحمت کرتا ہے۔

2. انوڈائزڈ فلموں میں غیر محفوظ ڈھانچے کا مضبوط اثر

عام انوڈک آکسائڈ فلموں میں ایک منفرد شہد کی ایک انوکھی چیز ہے جیسے غیر محفوظ ڈھانچے کی طرح ، قریب سے بھری ہوئی ہیکساگونل خلیوں پر مشتمل ہے ، ہر ایک کو اس کے مرکز میں نانوسکل تاکنا ہے۔ اگرچہ یہ ڈھانچہ "عیب دار" ظاہر ہوسکتا ہے ، لیکن یہ حقیقت میں درج ذیل میکانزم کے ذریعہ مادے کی سطح کی سختی کو بڑھاتا ہے۔

سب سے پہلے ، غیر محفوظ ڈھانچہ دباؤ کے تحت یکساں تناؤ کی تقسیم پیدا کرتا ہے ، جس میں تاکنا دیواریں ایک دوسرے کی مدد کرتی ہیں تاکہ تین - جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ تشکیل پائے ، جو مقامی تناؤ کو مؤثر طریقے سے منتشر کرتا ہے۔ دوسرا ، آکسائڈ فلم اور بیس میٹل کے مابین منتقلی کی پرت میلان کی نمائش کرتی ہے - مختلف مکینیکل خصوصیات ، جو اچانک جائیداد کی تبدیلیوں کی وجہ سے تناؤ کی حراستی سے گریز کرتی ہے۔ تیسرا ، مضبوطی کے مرحلے کو پُر کرنے کے لئے بعد میں سگ ماہی کے علاج کے ذریعہ غیر محفوظ ڈھانچے کو مزید بڑھایا جاسکتا ہے ، اس طرح سختی کو بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

3. آکسائڈ فلم کی موٹائی اور سختی کے مابین تعلقات

انوڈک آکسائڈ فلموں کی سختی عام طور پر ابتدائی طور پر بڑھتی ہوئی موٹائی کے ساتھ بڑھتی ہے اور پھر استحکام پیدا ہوتی ہے۔ ابتدائی طور پر تشکیل شدہ رکاوٹ پرت انتہائی اعلی کثافت اور سختی کا حامل ہے۔ جیسے جیسے آکسیکرن ترقی کرتا ہے ، غیر محفوظ پرت آہستہ آہستہ گاڑھا ہوجاتی ہے ، اور مجموعی سختی رکاوٹ پرت کی مشترکہ کارکردگی اور غیر محفوظ پرت پر منحصر ہوتی ہے۔ ایک بار جب آکسائڈ فلم کی موٹائی کسی خاص قدر (عام طور پر 10-25 μm) تک پہنچ جاتی ہے تو ، سختی مستحکم ہوتی ہے کیونکہ اس مقام پر ، سطح کی سختی بنیادی طور پر اس کی موٹائی کے بجائے خود آکسائڈ فلم کی مادی خصوصیات پر منحصر ہوتی ہے۔

یہ بات قابل غور ہے کہ ضرورت سے زیادہ موٹی آکسائڈ فلمیں اندرونی دباؤ جمع ہونے کی وجہ سے مائکرو کریکس کا باعث بن سکتی ہیں ، جو حقیقت میں سطح کی سختی کو کم کرسکتی ہیں۔ لہذا ، مناسب موٹائی کی گھنے آکسائڈ فلم حاصل کرنے کے لئے عمل کے پیرامیٹرز کو بہتر بنانا بہت ضروری ہے۔

iii. انوڈائزنگ سختی کو متاثر کرنے والے کلیدی عوامل

1. الیکٹرولائٹ مرکب

مختلف الیکٹرولائٹ سسٹمز نمایاں طور پر مختلف سختی کے ساتھ آکسائڈ فلمیں تیار کرتے ہیں:

- سلفورک ایسڈ الیکٹرولائٹ: عام صنعتی ایپلی کیشنز کے لئے موزوں ، اعتدال پسند سختی (تقریبا 300-500 HV) کے ساتھ ایک غیر محفوظ آکسائڈ فلم تشکیل دیتا ہے۔

- آکسالک ایسڈ الیکٹرولائٹ: اعلی سختی (600-800 HV) کے ساتھ آکسائڈ فلم حاصل کرسکتا ہے ، لیکن زیادہ قیمت پر۔

- کرومک ایسڈ الیکٹرولائٹ: ایک پتلی لیکن انتہائی گھنے آکسائڈ فلم تشکیل دیتی ہے ، جس میں سختی 800 HV سے زیادہ ہے۔

- مخلوط ایسڈ الیکٹرویلیٹ: آکسائڈ فلم کی سختی اور پوروسٹی کو مختلف تیزابوں کو جوڑ کر کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔

الیکٹرولائٹ درجہ حرارت بھی سختی کو نمایاں طور پر متاثر کرتا ہے۔ کم درجہ حرارت (0 - 10 ڈگری) ایک گھنے ، اعلی ہارڈنیس آکسائڈ فلم کی تشکیل کے لئے موزوں ہے ، جبکہ اعلی درجہ حرارت کیمیائی تحلیل کو تیز کرتا ہے ، جس کی وجہ سے ایک غیر محفوظ فلم ہوتی ہے۔

2. الیکٹریکل پیرامیٹر کنٹرول

وولٹیج اور موجودہ کثافت آکسائڈ فلم کے نمو کے متحرک اور مائکرو اسٹرکچر کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔

- ہائی وولٹیج ایک موٹی اور گھنے رکاوٹ والی پرت کی تشکیل کو فروغ دیتی ہے ، لیکن ضرورت سے زیادہ زیادہ وولٹیج خرابی کا باعث بن سکتی ہے۔

- مستقل موجودہ موڈ یکساں آکسائڈ فلم کا ڈھانچہ اور سختی کی تقسیم کے حصول کے لئے فائدہ مند ہے۔

- پلس انوڈائزنگ ٹکنالوجی نبض کے پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرکے فلمی سختی اور سختی کو بہتر بنا سکتی ہے۔

3. ایلوئنگ عناصر کا اثر

بیس میٹل میں ایلوئنگ عناصر آکسیکرن کے عمل میں حصہ لیتے ہیں ، حتمی سختی کو متاثر کرتے ہیں:

- ایلومینیم مرکب میں تانبے اور میگنیشیم جیسے عناصر سخت انٹرمیٹالک کمپاؤنڈ مراحل تشکیل دے سکتے ہیں۔

- اعلی - سلیکن ایلومینیم مرکب ایک سوکس - تشکیل دے سکتے ہیں جس میں انوڈائزنگ کے بعد جامع آکسائڈ فلم پر مشتمل ہے ، جس میں سختی کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

{{0} ti ٹائیو فلم انوڈائزنگ ٹائٹینیم مرکب کے ذریعہ تشکیل دی گئی فلم کو سختی کی خصوصیات میں ردوبدل کرنے والے عناصر کے ساتھ ڈوپ کیا جاسکتا ہے۔

iv. انوڈائزنگ سختی کے اطلاق والے علاقوں

1. ایرو اسپیس انڈسٹری

اعلی - سختی انوڈائزڈ فلمیں طیاروں کی کھالوں ، خلائی جہاز کے ساختی اجزاء ، اور دیگر ماحول کے لئے سطح کی حفاظت کے لئے ضروری تحفظ فراہم کرسکتی ہیں جو شدید مکینیکل تناؤ اور لباس کا نشانہ بنتی ہیں۔ مثال کے طور پر ، سخت انوڈائزنگ کے بعد ، ایرو اسپیس ایلومینیم کھوٹ کے حصوں کی سطح کی سختی 10 بار سے زیادہ بڑھ سکتی ہے جبکہ اچھی تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کو برقرار رکھتے ہوئے۔

2۔ صحت سے متعلق مشینری مینوفیکچرنگ

اعلی - صحت سے متعلق حرکت پذیر حصوں جیسے آپٹیکل انسٹرومنٹ گائیڈز اور پریسجن مشین ٹول سلائیڈروں کو اعلی سختی اور رگڑ کا کم گتانک دونوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ انوڈائزنگ کے عمل کو بہتر بناتے ہوئے ، ایک جامع آکسائڈ فلم جس میں 800 سے زیادہ HV کی سختی اور 0.2 سے کم رگڑ کا گتانک حاصل کیا جاسکتا ہے ، جس سے حصوں کی خدمت کی زندگی کو نمایاں طور پر بڑھایا جاسکتا ہے۔

3. آٹوموٹو انڈسٹری

اعلی - درجہ حرارت رگڑ کے حصے جیسے انجن پسٹن اور سلنڈر لائنر انوڈائزنگ علاج سے گزرتے ہیں ، جو نہ صرف لباس کے خلاف مزاحمت کرنے کے لئے سطح کی سختی کو بہتر بناتے ہیں بلکہ تیل کو ذخیرہ کرنے اور چکنا کرنے میں بہتری لانے کے لئے آکسائڈ فلم کے غیر محفوظ ڈھانچے کو بھی استعمال کرتے ہیں۔ کچھ اعلی - پرفارمنس بریکنگ سسٹم پہننے کے خلاف مزاحمت کو بڑھانے کے لئے سخت انوڈائزنگ ٹکنالوجی کا استعمال بھی کرتے ہیں۔

4. صارف الیکٹرانکس

پورٹیبل ڈیوائسز جیسے اسمارٹ فونز اور لیپ ٹاپ کی دھات کی دھاتیں ، انوڈائزنگ علاج کے بعد ، دھاتی ساخت کو برقرار رکھتے ہیں جبکہ روزانہ کی خروںچ کو اونچی - سختی کی سطح کے ساتھ مزاحمت کرتے ہیں۔ آکسائڈ فلم کی سختی عام طور پر MOHS پیمانے پر 7-8 تک پہنچ جاتی ہے ، جو قدرتی نیلم کی سطح کے قریب پہنچتی ہے۔

V. انوڈائزنگ سختی کی حدود اور ترقیاتی رجحانات

اگرچہ انوڈائزنگ سطح کی سختی کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتی ہے ، لیکن اس کی اب بھی کچھ حدود ہیں: آکسائڈ فلم فطرت میں سیرامک ​​ہے ، جس کے نتیجے میں نسبتا low کم سختی ہوتی ہے۔ ضرورت سے زیادہ موٹی آکسائڈ فلمیں بیس دھات کی تھکاوٹ کی طاقت کو کم کرسکتی ہیں۔ اور علاج شدہ سطح کو عام طور پر مطلوبہ کارکردگی کو حاصل کرنے کے لئے سگ ماہی کی ضرورت ہوتی ہے۔

مستقبل کے ترقیاتی رجحانات میں شامل ہیں:

- نانوکومپوزائٹ انوڈائزنگ ٹکنالوجی: جامع مواد بنانے کے لئے آکسائڈ فلم میں نینو پارٹیکلز متعارف کروانا

- تدریجی فنکشنل آکسائڈ فلمیں: عمل پر قابو پانے کے ذریعے موٹائی کی سمت کے ساتھ سختی میں تدریجی تبدیلی کا حصول

- ذہین عمل کنٹرول: اصلی - مصنوعی ذہانت پر مبنی وقت کے عمل کی اصلاح کے نظام

{{0} environment ماحولیاتی دوستانہ الیکٹرولائٹس کی ترقی: روایتی عمل میں نقصان دہ مادوں کے استعمال کو کم کرنا

معاشی اور موثر سطح کو سخت کرنے والی ٹکنالوجی کے طور پر ، انوڈائزنگ بلاشبہ نئے مواد اور عمل کی ترقی کے ساتھ مزید شعبوں میں اپنی قدر کا مظاہرہ کرے گی۔ سختی بڑھانے کے طریقہ کار اور عمل کے پیرامیٹرز کی اصلاح کی گہری تفہیم اس کے اطلاق کے امکانات کو اعلی - اختتامی تیاری میں مزید وسعت دے سکتی ہے۔