Swart oksied of verswarting is 'n omskakelingslaag vir ysterhoudende materiale, vlekvrye staal, koper en kopergebaseerde legerings, sink, verpoeierde metale en silwer soldeersel.[1]Dit word gebruik om ligte korrosiebestandheid by te voeg, vir voorkoms, en om ligweerkaatsing te minimaliseer.[2]Om maksimum weerstand teen korrosie te bereik, moet die swart oksied met olie of was geïmpregneer word.[3]Een van sy voordele bo ander bedekkings is die minimale opbou.
1.Ysterhoudende materiaal
'n Standaard swart oksied is magnetiet (Fe3O4), wat meer meganies stabiel op die oppervlak is en beter korrosiebeskerming bied as rooioksied (roes) Fe2O3.Moderne industriële benaderings tot die vorming van swartoksied sluit die warm- en middeltemperatuurprosesse in wat hieronder beskryf word.Die oksied kan ook gevorm word deur 'n elektrolitiese proses in anodisering.Tradisionele metodes word in die artikel oor blouer beskryf.Hulle is histories interessant en is ook nuttig vir stokperdjies om swart oksied veilig te vorm met min toerusting en sonder giftige chemikalieë.
Laetemperatuuroksied, wat ook hieronder beskryf word, is nie 'n omskakelingslaag nie - die laetemperatuurproses oksideer nie die yster nie, maar plaas 'n koperseleniumverbinding.
1.1 Warm swart oksied
Warm baddens van natriumhidroksied, nitrate en nitriete by 141 °C (286 °F) word gebruik om die oppervlak van die materiaal in magnetiet (Fe3O4) om te skakel.Water moet periodiek by die bad gevoeg word, met behoorlike kontroles om 'n stoomontploffing te voorkom.
Warm verswarting behels dat die deel in verskeie tenks gedoop word.Die werkstuk word gewoonlik deur outomatiese deeldraers “gedip” vir vervoer tussen tenks.Hierdie tenks bevat, in volgorde, alkaliese skoonmaker, water, bytsoda by 140,5 °C (284,9 °F) (die verswartingsmiddel), en laastens die seëlmiddel, wat gewoonlik olie is.Die bytsoda en verhoogde temperatuur veroorsaak dat Fe3O4 (swart oksied) op die oppervlak van die metaal vorm in plaas van Fe2O3 (rooi oksied; roes).Terwyl dit fisies digter as rooi oksied is, is die vars swart oksied poreus, so olie word dan op die verhitte deel toegedien, wat dit verseël deur daarin te "sink".Die kombinasie verhoed korrosie van die werkstuk.Daar is baie voordele van verswarting, hoofsaaklik:
Verswarting kan in groot hoeveelhede gedoen word (ideaal vir klein dele).
Daar is geen beduidende dimensionele impak nie (die verswartingsproses skep 'n laag van ongeveer 1 µm dik).
Dit is baie goedkoper as soortgelyke korrosiebeskermingstelsels, soos verf en elektroplatering.
Die oudste en mees gebruikte spesifikasie vir warm swart oksied is MIL-DTL-13924, wat vier klasse prosesse vir verskillende substrate dek.Alternatiewe spesifikasies sluit in AMS 2485, ASTM D769 en ISO 11408.
Dit is die proses wat gebruik word om draadtoue swart te maak vir teatertoepassings en vlieënde effekte.
1.2 Middeltemperatuur swart oksied
Soos warm swart oksied, skakel middeltemperatuur swart oksied die oppervlak van die metaal om na magnetiet (Fe3O4).Middeltemperatuur-swartoksied word egter swart by 'n temperatuur van 90–120 °C (194–248 °F), aansienlik minder as warm swartoksied.Dit is voordelig omdat dit onder die oplossing se kookpunt is, wat beteken dat daar geen bytende dampe geproduseer word nie.
Aangesien middeltemperatuur swart oksied die meeste vergelykbaar is met warm swart oksied, kan dit ook voldoen aan die militêre spesifikasie MIL-DTL-13924, sowel as AMS 2485.
1.3 Koue swart oksied
Koue swart oksied, ook bekend as kamertemperatuur swart oksied, word toegedien teen 'n temperatuur van 20–30 °C (68–86 °F).Dit is nie 'n oksied-omskakelingsbedekking nie, maar eerder 'n gedeponeerde koperseleniumverbinding.Koue swart oksied bied hoër produktiwiteit en is gerieflik vir in-huis verswarting.Hierdie deklaag produseer 'n soortgelyke kleur as die een wat die oksied-omskakeling doen, maar is geneig om maklik af te vryf en bied minder skuurweerstand.Die aanwending van olie, was of lak bring die korrosiebestandheid op gelyke voet met die warm en middeltemperatuur.Een toepassing vir koue swart oksied proses sou wees in gereedskap en argitektoniese afwerking op staal (patina vir staal).Dit staan ook bekend as koue blouing.
2. Koper
Spekulêre weerkaatsing van koperoksied.svg
Swart oksied vir koper, soms bekend onder die handelsnaam Ebonol C, skakel die koperoppervlak om na koperoksied.Vir die proses om te werk moet die oppervlak ten minste 65% koper hê;vir koperoppervlaktes wat minder as 90% koper bevat, moet dit eers met 'n aktiveerbehandeling vooraf behandel word.Die voltooide deklaag is chemies stabiel en baie klewerend.Dit is stabiel tot 400 °F (204 °C);bo hierdie temperatuur degradeer die laag as gevolg van oksidasie van die basis koper.Om weerstand teen korrosie te verhoog, kan die oppervlak geolie, gelakt of gewas word.Dit word ook gebruik as 'n voorbehandeling vir verf of emaljeering.Die oppervlakafwerking is gewoonlik satyn, maar dit kan glansend gemaak word deur 'n helder hoëglans-emalje te bedek.
Op 'n mikroskopiese skaal vorm dendriete op die oppervlakafwerking, wat lig vasvang en absorpsievermoë verhoog.As gevolg van hierdie eienskap word die deklaag in lugvaart, mikroskopie en ander optiese toepassings gebruik om ligweerkaatsing te minimaliseer.
In gedrukte stroombaanborde (PCB's) bied die gebruik van swart oksied beter adhesie vir die veselglaslaminaatlae.Die PCB word in 'n bad gedoop wat hidroksied, hipochloriet en kupraat bevat, wat in al drie komponente uitgeput raak.Dit dui aan dat die swart koperoksied gedeeltelik van die kupraat en gedeeltelik van die PCB-koperkringe kom.Onder mikroskopiese ondersoek is daar geen koper(I)oksiedlaag nie.
'n Toepaslike Amerikaanse militêre spesifikasie is MIL-F-495E.
3. Vlekvrye staal
Warm swart oksied vir vlekvrye staal is 'n mengsel van bytende, oksiderende en swaelsoute.Dit swart 300- en 400-reekse en die neerslaggeharde 17-4 PH vlekvrye staallegerings.Die oplossing kan op gietyster en sagte laekoolstofstaal gebruik word.Die gevolglike afwerking voldoen aan militêre spesifikasie MIL-DTL–13924D Klas 4 en bied skuurweerstand.Swartoksiedafwerking word op chirurgiese instrumente in ligintensiewe omgewings gebruik om oogmoegheid te verminder.
Kamertemperatuur-verswarting vir vlekvrye staal vind plaas deur outokatalitiese reaksie van koper-selenied wat op die vlekvrye staaloppervlak neerslaan.Dit bied minder skuurweerstand en dieselfde korrosiebeskerming as die warm verswartingsproses.Een toepassing vir swartverkleuring by kamertemperatuur is in argitektoniese afwerkings (patina vir vlekvrye staal).
4. Sink
Swartoksied vir sink is ook bekend onder die handelsnaam Ebonol Z. Nog 'n produk is Ultra-Blak 460, wat sink-geplateerde en gegalvaniseerde oppervlaktes swart maak sonder om enige chroom- en sink-spuitgietwerk te gebruik.
Postyd: 23 Nov 2021