அலுமினிய மேற்பரப்பு சிகிச்சை தொழில்நுட்பம்: உலோகத்தின் "மாய பூச்சு"

ஸ்மார்ட்போன் உறைகள், விமானத் தோல்கள் மற்றும் கட்டிடத் திரைச் சுவர்கள் ஆகியவற்றின் உற்பத்திப் பட்டறையில், ஒரு கண்ணாடி மென்மையானதுஅலுமினியத் தட்டு"ஸ்மார்ட் ஸ்கின்" ஆக மாற்றப்படலாம், இது கைரேகை எதிர்ப்பு, கீறல் எதிர்ப்பு மற்றும் மர்மமான செயலாக்கத்திற்கு உட்பட்ட பிறகு நிறமாற்றம் கூட. இது அலுமினிய மேற்பரப்பு சிகிச்சை தொழில்நுட்பத்தின் மந்திரம் - இயற்பியல், வேதியியல் அல்லது உயிரியல் வழிமுறைகள் மூலம், பல்வேறு செயல்பாட்டு "மூலக்கூறு கவசங்கள்" அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பில் கட்டமைக்கப்படுகின்றன, இதனால் சாதாரண உலோகங்கள் அசாதாரண உயிர்ச்சக்தியை வெளிப்படுத்துகின்றன.

மேற்பரப்பு சிகிச்சை ஏன் அவசியம்?

அலுமினியம் "ஒருபோதும் துருப்பிடிக்காத உலோகம்" என்று அறியப்பட்டாலும், அதன் இயற்கை பண்புகள் மூன்று பெரிய குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:

அரிப்பு ஏற்பட வாய்ப்புள்ள சூழல்கள்: ஈரப்பதமான சூழல்களில், அலுமினியம் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து அலுமினிய ஆக்சைடு பாதுகாப்பு அடுக்கை உருவாக்குகிறது, ஆனால் அமில அல்லது கார சூழல்கள் இந்த இயற்கை தடையை சேதப்படுத்தும்.

மோசமான தேய்மான எதிர்ப்பு: தூய அலுமினியம் HV15-20 கடினத்தன்மையை மட்டுமே கொண்டுள்ளது (எஃகில் HV40-60 உள்ளது), மேலும் தினசரி உராய்வின் போது கீறல்கள் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது.

அழகியல் வரம்புகள்: சிகிச்சையளிக்கப்படாத அலுமினிய மேற்பரப்பு மந்தமாகவும் பளபளப்பாகவும் இல்லை, இதனால் உயர்நிலை வடிவமைப்பு தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வது கடினம்.

மேற்பரப்பு சிகிச்சை தொழில்நுட்பம், அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பில் 0.1-500 μm செயல்பாட்டு பூச்சு ஒன்றை உருவாக்குவதன் மூலம், அரிப்பு எதிர்ப்பு, உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் அலங்காரம் போன்ற பண்புகளை வழங்குவதன் மூலம் இந்த சிக்கல்களை நிவர்த்தி செய்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு ஆண்டும் உலகளவில் 200 மில்லியன் டன்களுக்கும் அதிகமான அலுமினியம் மேற்பரப்பு சிகிச்சைக்கு உட்படுகிறது, இது 300 பில்லியன் அமெரிக்க டாலர்களுக்கு மேல் உற்பத்தி மதிப்பை உருவாக்குகிறது.

பிரதான மேற்பரப்பு சிகிச்சை தொழில்நுட்பங்களின் முழுமையான பகுப்பாய்வு

அனோடைசிங்: மின்னாற்பகுப்பு மந்திரம் 'கவசத்தை' உருவாக்குகிறது

கொள்கை: அலுமினியப் பொருளை சல்பூரிக் அமில எலக்ட்ரோலைட்டில் மூழ்கடித்து, மின்மயமாக்கப்பட்ட பிறகு மேற்பரப்பில் 10-200 μm அலுமினா பீங்கான் அடுக்கை உருவாக்கவும்.

தொழில்நுட்ப சிறப்பம்சங்கள்

HV300 வரை கடினத்தன்மை கொண்ட மைக்ரோ அளவிலான தேன்கூடு அமைப்பை உருவாக்குதல் (15 மடங்கு அதிகரித்தது)
200 க்கும் மேற்பட்ட வண்ணங்களில் சாயமிடலாம் (ஐபோனுக்கான சாய்வு நீலம் போன்றவை).

உப்பு தெளிப்பு அரிப்பை 2000 மணிநேரம் வரை எதிர்க்கும் (சாதாரண அலுமினிய தட்டு 500 மணிநேரம் மட்டுமே).

விண்ணப்ப வழக்கு

விண்வெளி: போயிங் 787 ஃபியூஸ்லேஜ் தோல் அனோடைஸ் செய்யப்பட்ட சிகிச்சையானது புற ஊதா வயதான எதிர்ப்பை மூன்று மடங்கு மேம்படுத்துகிறது.

கட்டிடத் திரைச் சுவர்: 50 μm தடிமன் கொண்ட அலுகோபாண்ட் கலப்புப் பலகை அனோடைஸ் செய்யப்பட்ட படலம், 50 ஆண்டுகளுக்கும் மேலான ஆயுட்காலம் கொண்டது.

மின்முலாம் பூசுதல்: உலோக பூச்சுகளின் குறுக்கு எல்லை ஒருங்கிணைப்பு

கொள்கை: மின்வேதியியல் படிவு மூலம், நிக்கல், குரோமியம், தகரம் மற்றும் பிற உலோக அடுக்குகள் அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பில் மூடப்பட்டுள்ளன.

புதுமை முன்னேற்றம்:

நானோ எலக்ட்ரோபிளேட்டிங்: ஜப்பான் இலகுரக அடி மூலக்கூறின் நன்மையைப் பராமரிக்க 1 μm தடிமன் கொண்ட மிக மெல்லிய பூச்சுகளை உருவாக்குகிறது.

கூட்டு மின்முலாம் பூசுதல்: கடினத்தன்மையை HV1000 ஆக அதிகரிக்க முலாம் பூசும் கரைசலில் வைரத் துகள்களைச் சேர்ப்பது.

சுற்றுச்சூழல் மாற்றீடு: சயனைடு இல்லாத மின்முலாம் பூசும் செயல்முறை கன உலோக உமிழ்வை 90% குறைக்கிறது.

பயன்பாட்டு காட்சிகள்
வாகன பாகங்கள்: நிக்கல் அடுக்குடன் பூசப்பட்ட டெஸ்லா பேட்டரி தட்டு, 800 ℃ வரை அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்கும் திறன் கொண்டது.

மின்னணு பொருட்கள்: செப்பு அடுக்குடன் பூசப்பட்ட மேக்புக் ஷெல், வெப்ப கடத்துத்திறன் 40% மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

மைக்ரோ ஆர்க் ஆக்சிஜனேற்றம் (MAO): பீங்கான் பூச்சுகளுக்கான ஒரு "அணு உலை".

தொழில்நுட்பக் கொள்கை: உயர் மின்னழுத்த மின்சார புலத்தின் கீழ், அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பில் பிளாஸ்மா வெளியேற்றம் உருவாக்கப்பட்டு, 10-200 μm பீங்கான் அடுக்கை உருவாக்குகிறது.

செயல்திறன் நன்மைகள்:

உடைகள் எதிர்ப்பு: தேய்மான விகிதம் 5 × 10 ⁻⁷ மிமீ ³/N · மீ (1/5 அனோடைசிங்) வரை குறைவாக உள்ளது.

காப்பு செயல்திறன்: 2000V/மிமீ வரை முறிவு மின்னழுத்தம் (எஃகை விட 10 மடங்கு).

உயிர் இணக்கத்தன்மை: செயற்கை மூட்டு பொருத்துதலில் பயன்படுத்த மருத்துவ ரீதியாக சான்றளிக்கப்பட்டது.

எல்லைப்புற பயன்பாடுகள்:

மருத்துவ உபகரணங்கள்: ஜெர்மனி பி பிரவுன் அறுவை சிகிச்சை கருவிகள் மேற்பரப்பில் MAO பூசப்பட்டுள்ளன, பாக்டீரியா எதிர்ப்பு விகிதம் 99.9% ஆகும்.

விண்கல காப்பு: நாசா Al ₂ O ∝ – TiO ₂ கலப்பு பீங்கான் அடுக்கை உருவாக்கியது, இது 2000 ℃ வெப்பநிலையை எதிர்க்கும்.

வேதியியல் மாற்றப் படம்: பசுமை உற்பத்திக்கான "கண்ணுக்குத் தெரியாத கவசம்"

தொழில்நுட்ப அம்சங்கள்: மின்சாரம் தேவையில்லை, அறை வெப்பநிலை கரைசலில் பாதுகாப்பு படலத்தை உருவாக்குகிறது.

வழக்கமான செயல்முறை:

குரோமேட் மாற்றம்: சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு, ஆனால் ஹெக்ஸாவலன்ட் குரோமியம் புற்றுநோயை உண்டாக்கும் (ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தால் தடைசெய்யப்பட்டது).

பாஸ்பேட் குரோமேட் மாற்றம்: குரோமியம் இல்லாத மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மாற்று தீர்வு, ஃபோர்டின் உற்பத்தி வரிசையில் முழுமையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலேன் சுத்திகரிப்பு: உலோக உப்புகளை ஆர்கனோசிலேன் மூலக்கூறுகளால் மாற்றுவது கழிவு நீர் சுத்திகரிப்பு செலவுகளை 70% குறைக்கிறது.

சீர்குலைக்கும் புதிய தொழில்நுட்ப புரட்சி

நானோ பூச்சு: மூலக்கூறு நிலை துல்லிய பாதுகாப்பு

ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தால் உருவாக்கப்பட்ட "பயோமிமெடிக் தாமரை இலை விளைவு" பூச்சு 160 டிகிரி தொடர்பு கோணத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் நீர்த்துளிகள் தானாகவே உருளும்.ஜெர்மனியில் இருந்து பெறப்பட்ட 200nm தடிமன் கொண்ட BASF நானோசெராமிக் பூச்சு, மணல் மற்றும் சரளை தாக்கத்தை எதிர்க்கும்.

சுய குணப்படுத்தும் பூச்சு: பொருட்களின் "சுய மீளுருவாக்கம்"

ஜப்பானில் உள்ள கன்சாய் கோட்டிங்ஸ் நிறுவனம், கீறல் ஏற்பட்ட இடங்களில் பழுதுபார்க்கும் பொருட்களை வெளியிடும் ஒரு மைக்ரோ கேப்சூல் சுய-குணப்படுத்தும் அமைப்பை உருவாக்கியுள்ளது, இது 24 மணி நேர மறுசீரமைப்பை அனுமதிக்கிறது.
சீன அறிவியல் அகாடமியின் ஹெஃபி பொருள் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனம், வெப்பத்திற்கு வெளிப்படும் போது தானாகவே சரிசெய்யும் வெப்ப-எதிர்வினை பூச்சு ஒன்றை உருவாக்கியுள்ளது.

புத்திசாலித்தனமான நிறத்தை மாற்றும் பூச்சு: 'சிந்திக்க'க்கூடிய மேற்பரப்பு

இஸ்ரேலில் இருந்து தயாரிக்கப்பட்ட ஜென்டெக்ஸ் எலக்ட்ரோக்ரோமிக் கண்ணாடி, மின்னழுத்தத்தால் சரிசெய்யப்பட்ட ஒளி கடத்துத்திறன் கொண்டது (1% -80%).
ஜெர்மனியைச் சேர்ந்த மெர்க் மின்னணு மை தொழில்நுட்பம் அலுமினியத் தகடுகளில் மேற்பரப்பு வடிவங்களை மாறும் வகையில் மாற்றுகிறது.

தொழில்துறை பயன்பாட்டு பனோரமா

நுகர்வோர் மின்னணுவியல்: துல்லியமான கைவினைத்திறனின் காட்சிப்படுத்தல்.

ஹவாய் மேட் தொடரின் பிரேம் மைக்ரோ ஆர்க் ஆக்சிஜனேற்றம் + பிவிடி பூச்சுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, இதன் தடிமன் 0.6 மிமீ மட்டுமே.Samsung Galaxy S24 Ultra பிரேம் HV900 கடினத்தன்மை கொண்ட வைரம் போன்ற கார்பன் ஃபிலிம் (DLC) ஐப் பயன்படுத்துகிறது.

புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள்: இலகுரக மற்றும் பாதுகாப்பை சமநிலைப்படுத்துதல்

BYD பிளேடு பேட்டரி தட்டு அனோடைசிங்+எபோக்சி பிசின் பூச்சு, சுடர் தடுப்பு தரம் UL94 V-0 ஆகியவற்றை ஏற்றுக்கொள்கிறது.
BMW iX சேசிஸ் கவசம் பீங்கான் செய்யப்பட்ட சிலேன் பூசப்பட்டுள்ளது, இது எடையை 30% குறைக்கிறது மற்றும் தாக்கத்தை எதிர்க்கும்.

கட்டிடக்கலை திரைச்சீலை சுவர்: நகர்ப்புற அழகியலின் தொழில்நுட்ப வெளிப்பாடு

துபாயில் உள்ள புர்ஜ் கலீஃபாவின் வெளிப்புறச் சுவர்கள் ஃப்ளோரோகார்பனால் பூசப்பட்டுள்ளன, அவை 50 ஆண்டுகள் வரை வானிலை எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டவை.
ஷாங்காய் மையக் கட்டிடத்தின் கோபுர கிரீடம், மழைநீர் கழுவிய பின் தூசியை அகற்ற ஒளிச்சேர்க்கை சுய சுத்தம் செய்யும் பூச்சுகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

 
எதிர்கால போக்குகள் மற்றும் சவால்கள்

பசுமை உற்பத்தி மாற்றம்

உயிரியல் அடிப்படையிலான மாற்று முகவர்: பாரம்பரிய இரசாயனங்களை மாற்ற தாவர சாறுகளைப் பயன்படுத்துதல்.
குறைந்த வெப்பநிலை பிளாஸ்மா சிகிச்சை: ஆற்றல் நுகர்வு 50% குறைக்கப்பட்டது, கழிவு நீர் வெளியேற்றம் இல்லை.

பல செயல்பாட்டு ஒருங்கிணைப்பு

சூப்பர்ஹைட்ரோபோபிக், பாக்டீரியா எதிர்ப்பு மற்றும் கடத்தும் மூன்று-இன்-ஒன் பூச்சுகளின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு.
நீட்டக்கூடிய மின்னணு பூச்சு: 300% நீட்சி விகிதத்துடன் கூட கடத்துத்திறனைப் பராமரிக்கிறது.

அறிவார்ந்த வளர்ச்சி

சென்சார் ஒருங்கிணைந்த பூச்சு: பொருளின் ஆரோக்கிய நிலையை நிகழ்நேரக் கண்காணித்தல்.

லேசான நிறத்தை மாற்றும் பூச்சு: புற ஊதா கதிர்வீச்சின் தீவிரத்திற்கு ஏற்ப வண்ண ஆழத்தை தானாகவே சரிசெய்கிறது.