النموذج الأولي لدقة الأكسدة السوداء

الأكسيد الأسود أو السواد هو طلاء تحويل للمواد الحديدية والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والسبائك القائمة على النحاس والزنك ومسحوق المعادن ولحام الفضة. [1]يتم استخدامه لإضافة مقاومة خفيفة للتآكل وللمظهر وللتقليل من انعكاس الضوء. [2]لتحقيق أقصى مقاومة للتآكل ، يجب تشريب الأكسيد الأسود بالزيت أو الشمع. [3]واحدة من مزاياها على الطلاءات الأخرى هو الحد الأدنى من التراكم.

1. المواد الحديدية
أكسيد أسود قياسي هو أكسيد الحديد الأسود (Fe3O4) ، وهو أكثر استقرارًا ميكانيكيًا على السطح ويوفر حماية أفضل من التآكل من أكسيد الأحمر (الصدأ) Fe2O3.تشمل الأساليب الصناعية الحديثة لتكوين أكسيد أسود العمليات الساخنة والمتوسطة درجة الحرارة الموصوفة أدناه.يمكن أيضًا تكوين الأكسيد بواسطة عملية التحليل الكهربائي في عملية الأنودة.يتم وصف الطرق التقليدية في المقالة عن الصبغة الزرقاء.إنها ذات أهمية تاريخية ، وهي مفيدة أيضًا للهواة لتكوين أكسيد أسود بأمان مع القليل من المعدات وبدون مواد كيميائية سامة.

أكسيد درجة الحرارة المنخفضة ، الموصوف أدناه أيضًا ، ليس طلاء تحويل - عملية درجة الحرارة المنخفضة لا تؤكسد الحديد ، ولكنها ترسب مركب السيلينيوم النحاسي.

1.1 أكسيد أسود ساخن
تستخدم الحمامات الساخنة بهيدروكسيد الصوديوم والنترات والنتريت عند 141 درجة مئوية (286 درجة فهرنهايت) لتحويل سطح المادة إلى أكسيد الحديد الأسود (Fe3O4).يجب إضافة الماء بشكل دوري إلى الحمام ، مع وجود ضوابط مناسبة لمنع انفجار البخار.

يتضمن السواد الساخن غمس الجزء في خزانات مختلفة.عادة ما يتم "غمس" قطعة العمل بواسطة ناقلات الأجزاء الآلية للنقل بين الخزانات.تحتوي هذه الخزانات ، بالترتيب ، على منظف قلوي ، ماء ، صودا كاوية عند 140.5 درجة مئوية (284.9 درجة فهرنهايت) (مركب السواد) ، وأخيرًا مادة مانعة للتسرب ، وهي عادة زيت.تتسبب الصودا الكاوية ودرجة الحرارة المرتفعة في تكوين Fe3O4 (أكسيد أسود) على سطح المعدن بدلاً من Fe2O3 (أكسيد أحمر ؛ صدأ).في حين أنه أكثر كثافة من الأكسيد الأحمر من الناحية الفيزيائية ، فإن الأكسيد الأسود الطازج مسامي ، لذلك يتم وضع الزيت على الجزء الساخن ، والذي يحكمه عن طريق "الغرق" فيه.الدمج يمنع تآكل قطعة العمل.هناك العديد من مزايا السواد ، أهمها:

يمكن إجراء عملية التبييض على دفعات كبيرة (مثالية للأجزاء الصغيرة).
لا يوجد تأثير كبير في الأبعاد (عملية السواد تخلق طبقة بسماكة 1 ميكرومتر).
إنه أرخص بكثير من أنظمة الحماية من التآكل المماثلة ، مثل الطلاء والطلاء الكهربائي.
أقدم المواصفات وأكثرها استخدامًا للأكسيد الأسود الساخن هي MIL-DTL-13924 ، والتي تغطي أربع فئات من العمليات لمختلف الركائز.تشمل المواصفات البديلة AMS 2485 و ASTM D769 و ISO 11408.

هذه هي العملية المستخدمة لتشويه الحبال السلكية للتطبيقات المسرحية وتأثيرات الطيران.

1.2 أكسيد أسود متوسط ​​درجة الحرارة
مثل أكسيد الأسود الساخن ، يحول أكسيد أسود متوسط ​​درجة الحرارة سطح المعدن إلى أكسيد الحديد الأسود (Fe3O4).ومع ذلك ، يتحول أكسيد الأسود في منتصف درجة الحرارة إلى اللون الأسود عند درجة حرارة 90-120 درجة مئوية (194-248 درجة فهرنهايت) ، وهو أقل بكثير من أكسيد الأسود الساخن.هذا مفيد لأنه أقل من نقطة غليان المحلول ، مما يعني عدم إنتاج أبخرة كاوية.

نظرًا لأن أكسيد الأسود متوسط ​​درجة الحرارة هو الأكثر قابلية للمقارنة مع أكسيد الأسود الساخن ، فإنه يمكن أيضًا أن يفي بالمواصفات العسكرية MIL-DTL-13924 ، وكذلك AMS 2485.

1.3 أكسيد أسود بارد
يتم تطبيق أكسيد الأسود البارد ، المعروف أيضًا باسم أكسيد الأسود في درجة حرارة الغرفة ، عند درجة حرارة 20-30 درجة مئوية (68-86 درجة فهرنهايت).إنه ليس طلاء تحويل أكسيد ، بل هو مركب سيلينيوم نحاسي مترسب.يوفر أكسيد الأسود البارد إنتاجية أعلى وهو مناسب للتبييض الداخلي.ينتج هذا الطلاء لونًا مشابهًا للون الذي ينتج عن تحويل الأكسيد ، ولكنه يميل إلى الاحتكاك بسهولة ويوفر مقاومة أقل للتآكل.يؤدي استخدام الزيت أو الشمع أو الورنيش إلى رفع مقاومة التآكل إلى درجة الحرارة المتوسطة والحارة.سيكون أحد تطبيقات عملية الأكسيد الأسود البارد في الأدوات والتشطيب المعماري على الفولاذ (الزنجار للصلب).يُعرف أيضًا باسم الصبغة الزرقاء الباردة.

2. النحاس
الانعكاس المرآوي لأكسيد النحاس
الأكسيد الأسود للنحاس ، المعروف أحيانًا بالاسم التجاري إيبونول سي ، يحول سطح النحاس إلى أكسيد نحاسي.لكي تتم العملية ، يجب أن يحتوي السطح على 65٪ من النحاس على الأقل ؛بالنسبة للأسطح النحاسية التي تحتوي على أقل من 90٪ من النحاس ، يجب معالجتها مسبقًا بمعالجة تنشيطية.الطلاء النهائي مستقر كيميائيًا ولصق جدًا.إنه مستقر حتى 400 درجة فهرنهايت (204 درجة مئوية) ؛فوق درجة الحرارة هذه يتحلل الطلاء بسبب أكسدة النحاس الأساسي.لزيادة مقاومة التآكل ، قد يتم طلاء السطح بالزيت أو الطلاء أو الشمع.كما أنها تستخدم كعلاج مسبق للرسم أو طلاء المينا.عادةً ما يكون تشطيب السطح من الساتان ، ولكن يمكن تحويله إلى لامع من خلال طلاء مينا شفاف شديد اللمعان.

على نطاق مجهري تتشكل التشعبات على السطح ، والتي تحبس الضوء وتزيد من الامتصاصية.بسبب هذه الخاصية ، يتم استخدام الطلاء في الفضاء والفحص المجهري والتطبيقات البصرية الأخرى لتقليل انعكاس الضوء.

في لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) ، يوفر استخدام الأكسيد الأسود التصاقًا أفضل لطبقات الصفائح المصنوعة من الألياف الزجاجية.يتم غمس ثنائي الفينيل متعدد الكلور في حمام يحتوي على هيدروكسيد وهيبوكلوريت وكوبرات ، والتي تصبح مستنفدة في جميع المكونات الثلاثة.يشير هذا إلى أن أكسيد النحاس الأسود يأتي جزئيًا من الكوبرات وجزئيًا من الدوائر النحاسية لثنائي الفينيل متعدد الكلور.تحت الفحص المجهري ، لا توجد طبقة أكسيد النحاس (I).

المواصفات العسكرية الأمريكية القابلة للتطبيق هي MIL-F-495E.

3. الفولاذ المقاوم للصدأ
أكسيد الأسود الساخن للفولاذ المقاوم للصدأ هو خليط من الأملاح الكاوية والمؤكسدة والكبريتية.إنه يسوّد سلسلة 300 و 400 وسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4 PH.يمكن استخدام المحلول على الحديد الزهر والفولاذ الخفيف منخفض الكربون.يتوافق الإنهاء الناتج مع المواصفات العسكرية MIL-DTL – 13924D الفئة 4 ويوفر مقاومة للتآكل.يتم استخدام طلاء الأكسيد الأسود في الأدوات الجراحية في البيئات ذات الإضاءة الشديدة لتقليل إجهاد العين.

يحدث اسوداد درجة حرارة الغرفة للفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق تفاعل تحفيزي تلقائي لترسب سيلينيد النحاس على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ.إنه يوفر مقاومة أقل للتآكل ونفس الحماية من التآكل مثل عملية السواد الساخن.أحد تطبيقات التبييض في درجة حرارة الغرفة هو التشطيبات المعمارية (الزنجار للفولاذ المقاوم للصدأ).

4. الزنك
يُعرف أكسيد الزنك الأسود أيضًا بالاسم التجاري إيبونول زد ، ومنتج آخر هو Ultra-Blak 460 ، الذي يعمل على تسويد الأسطح المطلية بالزنك والمغلفنة دون استخدام أي قوالب من الكروم والزنك.