پوشش دهی به روش نفوذ در حالت جامد
خوردگی یکی از عوامل تخریب سازه ها و قطعات فلزی و از نظر اقتصادی پارامتری هزینه بر است. یکی از روشهای مهندسی مقابله با خوردگی ، ایجاد پوششهایی با مقاومت بالا در برابر خوردگی ، بر سطح مورد نظر است.
در این میان فلز روی به دلیل خواص الکتروشیمیایی آن در مقایسه با فولاد و ویژگی محصولات خوردگی آن ، برای این منظور اهمیت ویژه ای دارد. یکی از روشهای نوین پوشش دهی روی ، پوشش دهی به روش نفوذ در حالت جامد است که دارای برتری هایی هم از نظر مهندسی سطح و خوردگی و هم از نظر اقتصادی و زیست محیطی نسبت به سایر روشهای پوشش کاری روی است. با این روش که در دانشگاه صنعتی امیرکبیر ارائه شده است ، فلزات به روش جدید پوشش داده می شوند. به این ترتیب و با طراحی روش جدید نفوذ در حالت جامد برای پوشش دهی و جلوگیری از خوردگی فولاد و چدن با روی ، عمر قطعات ساخته شده با این آلیاژها تا چند برابر افزایش می یابد.
مهندسی سطح ، به عنوان دانشی برای تکمیل و بهبود خواص سطح در گستره ای از فلزات ، پلاستیک ها، پلیمرها و سایر مواد مهندسی جایگاه ویژه ای دارد و به همین دلیل همواره شاهد نوآوری و ارتقا در روشهای مهندسی سطح هستیم.به طور کلی با فرآیندهای سطح ، خواص سطحی قطعات صنعتی را از لحاظ مقاومت سایشی و مقاومت خوردگی می توان بالا برد.
خوردگی عبارت است از تخریب ناخواسته یک ماده در اثر واکنش آن با محیط اطرافش. در این میان فلزات قابلیت هدایت الکتریکی زیادی دارند و فرآیند خوردگی در آنها از نوع الکتروشیمیایی است. در حالی که برای مواد غیر هادی ، از نوع شیمیایی است و اصول شیمی فیزیکی درباره آنها مطرح می شود.
امروزه اهمیت خوردگی فلزات بیشتر از گذشته است چراکه استفاده از فلزات گسترش یافته است ، کاربردهای ویژه نظیر انرژی اتمی ، استفاده از فلزات نادر و گرانقیمت را طلب می کند که جلوگیری از خوردگی آنها نیز اهمیت ویژه ای دارد، خورندگی محیط بر اثر آلودگی آب و هوا افزایش یافته است که موجب افزایش خوردگی فلزات می شود و در طراحی های جدید استفاده از سازه های سبکتر الزامی است و بنابراین همچون گذشته که سازه ها سنگین تر بود، نمی توان خوردگی را نادیده گرفت
در این شرایط در کنار افزایش عمر مفید قطعات ، امکان ساخت قطعات با مواد اولیه ارزان تر نیز ممکن می شود. مهندسی سطح ، پهنه وسیعی از کاربردها از موارد تزئینی و در مصارف خانگی گرفته تا موارد فنی و در مصارف صنعتی را شامل می شود و تاثیر مثبتی در انتخاب مواد، روش تولید، ملاحظات اقتصادی و نگهداری و تعمیرات قطعات دارد.
در این میان پوشش کاری یکی از روشهای مهندسی سطح و برای تکمیل خواص سطحی قطعات یا تعمیر و بازسازی آنهاست. روشهای متفاوتی برای پوشش کاری با توجه به خواص مورد نیاز پوشش و جنس مواد اصلی (پایه) و نیز محدودیت های فنی وجود دارد. اما نکته مشترک در همه این روشها، دستیابی به خواص بهینه تر و هزینه تمام شده کمتری با تغییر پارامترهای موثر در هر روش است. به گفته مهندس عبدالخالق حسن زاده ، فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر یکی از مواردی که برای مقابله با آن ، از پوشش کاری سطوح کمک گرفته می شود، خوردگی و اکسیداسیون سطح قطعات است.
حسن زاده می افزاید: خوردگی ، عامل بخش عمده ای از شکست سازه های فلزی است و اهمیت آن نه تنها از این نظر است که شکست در بیشتر موارد ناگهانی است ، بلکه بیشتر به علت حضور و تاثیر همه جانبه آن است.
پوششهایی از جنس روی
پوشش کاری روی با روشهای متنوعی صورت می گیرد و پوشش حاصل از هر کدام از این روشها، ویژگی ها و مشخصات خود را دارند و پارامترهای متفاوتی مانند دمای فرآیند، زمان فرآیند، آنالیز شیمیایی محلول یا پودر فرآیند و سایر عملیات جانبی دیگر مانند عملیات حرارتی ، عملیات مکانیکی و عملیات شیمیایی تکمیلی در کیفیت پوشش تاثیر دارند. بنابراین با توجه به خواص مورد نیاز و مطالعات اقتصادی و محدودیت های هر فرآیند، باید روش مناسب را انتخاب کرد.
حسن زاده درباره مزایا و موارد استفاده روش نوین می گوید: پوشش حاصل از روش نفوذی در حالت جامد دارای برتری های نسبی در مقایسه با سایر روشهای دیگر است که از آن جمله می توان به عدم آلایندگی محیط زیست ، مصرف کمتر انرژی ، سهولت فرایند پوشش کاری ، یکنواختی سطح پوشش ، امکان تشکیل پوششهای رنگی ، امکان پوشش کاری مناسب شیارها، لبه های تیز و منافذ قطعات و بویژه عمر طولانی تر (نرخ خوردگی کمتر) پوشش اشاره کرد. ضمن آن که عمده ترین موارد کاربرد این روش نوین ، پوشش دهی پیچ و مهره ها، واشرها، بست ها و قطعات دارای منافذ و سوراخ های ریز و کوچک در صنایع خودروسازی ، صنایع دریایی و زیردریایی ، قطعات کشاورزی و باغبانی ، خطوط انتقال برق و تجهیزات ماهواره ای و مخابرات ، صنایع پتروشیمی و… است.
این روش برای نخستین بار در دنیا، در سال 2000 میلادی توسط یک تیم پژوهشی از دانشمندان روسی و به نام اسرائیل (رژیم اشغالگر قدس) تحت عنوان تجاری Distek ابداع و ثبت شد.