پولیش شیمیایی آهن

(ازنگاه جلاپردازان پرشیا)

چکیده

پولیش یکی از راه های زدودن ناهمواریهای سطح وایجاد سصحی صیقلی می باشد.این کار به دو روش مکانیکی وشیمیایی صورت میگیرد.بعلت اینکه اینکه فلز اهن بسیار فعال است پس ار صیقل دادن فرایندپسیو کردن انجام می گیرد.

مقدمه

آهن یک فلز نقره ای سفید یا مایل به خاکستری است که با علامت اختصاری – Fe در گروه هشتم عناصرواسطه قرار دارد. فلزی داکتیل و چکش خوار است. داکتیل یعنی قابلیت تبدیل شدن به سیم های نازک رادارد و چکش خوار یعنی قابلیت چکش خواری برای تبدیل شدن به ورق های نازک را دارد. آهن یکی از سه عنصری است که بطور طبیعی مغناطیسی می شود. عناصر دیگر که این خاصیت را دارند نیکل و کبالت هستند. آهن دارای استحکام کششی بسیار بالایی است یعنی بدون اینکه پاره شود، میتواندتحت کشش قرار گیرد. آهن همچنین کارپذیر است یعنی قابلیت خم شدن، نورد شدن، برشکاری، شکل پذیری و سایرفرایندهایی که فلزات را به شکل و ضخامت دلخواه تبدیل میکند را دارد.پلی مورفی، یک پدیده فیزیکی است که یک ماده ممکن است دارای بیش از یک ساختار کریستالی باشد.

ماده ای که پلی موفی نشان می دهد در بیش از یک نوع شبکه فضایی در حالت جامد وجود دارد. اگر تغییردر ساختار برگشت پذیر باشد، تغییر پلی مورفی بعنوان آلوتروپی شناخته می شود. ساختار کریستالی،معمولا وابسته به دما و فشار خارجی می باشد. آهن نیز دارای خاصیت آلوتروپی می باشد. هنگامی که آهندر دمای 8222 درجه فارنهایت متبلور می شود ساختار BCC )آهن δ ( دارد. در دمای 8552 درجه فارنهایت تغییرات ساختاری به FCC )آهن γ یا آستنیت( می دهد و در دمای 0762 درجه فارنهایت دوباره به BCC )آهن ∝ یا فریت( تبدیل می شود.
آهن ∝:
نام دیگر آهن ∝ ، فریت است که دارای ساختار کریستالی مکعبی مرکز دار می باشد.
آهن γ :
نام دیگر آهن γ آستنیت است که دارای ساختار بلوری FCC است.

فرایند زنگ زدن

زنگ زدن عبارتی است که به اکسیداسیون آهن اطلاق می شود. اکسیداسیون آهن معمولا از طریق واکنش بااکسیژن صورت می گیرد اما نوع های دیگری از زنگ زدن وجود دارد که حاصل واکنش آهن و کلر است کهبه آن زنگ سبز می گویند. “زنگ” نام متداول یکی از ترکیبات بسیار رایج یعنی اکسید آهن با فرمولFe2O3 است. این نام رایج است زیرا آهن به سرعت با اکسیژن ترکیب شده و تشکیل زنگ آهن را میدهد. در حقیقت آهن را به ندرت می توان به صورت خالص در طبیعت پیدا کرد. زنگ آهن )یا فولاد( نمونهای از فرایند خوردگی است: فرایند الکتروشیمیایی شامل آند )یک قطعه فلز که به راحتی الکترون از دستمی دهد(، الکترولیت )مایعی که به حرکت الکترون ها کمک می کند( و یک کاتد )یک قطعه فلز که بهراحتی الکترون می پذیرد( است. وقتی فلزی خورده می شود، الکترولیت به تولید اکسیژن در آند کمک میکند. سپس اکسیژن با فلز ترکیب شده و الکترون آزاد می شود. وقتی الکترون ها از طریق الکترولیت بهسمت کاتد جریان می یابند، آند با جریان الکتریکی حذف می شود یا به کاتیون های فلزی تبدیل شده وزنگ تشکیل می شود.

اکسیده شدن آهن

برای این که آهن اکسید شود به سه ماده نیاز است: آهن، آب و اکسیژن. و اما فرایند زنگ زدن: با افتادنیک قطره آب بر روی اشیای آهن فورا دو اتفاق می افتد. نخست آن که آب به عنوان یک الکترولیت خوب بادی اکسیدکربن موجود در هوا واکنش داده و اسید کربنیک که یک اسید ضعیف است تشکیل می شود.اسید کربنیک نسبت به آب، الکترولیت بهتری است. پس از تشکیل اسید و حل شدن آهن در آن، ملکولهای آب به اجزای سازنده آن یعنی اکسیژن و هیدروژن تبدیل می شود. اکسیژن آزاد و آهن حل شده با همپیوند داده و اکسید آهن را تشکیل می دهند. در این فرایند الکترون آزاد می شود. الکترون های آزاد ازبخش آند که همان آهن است به سمت کاتد که ممکن است فلزی با واکنش پذیری کمتر از آهن یا بخشدیگری از سطح آهنی باشد، جریان می یابد. مایعاتی مانند باران های اسیدی، آب دریا و افشانه نمکی برایذوب کردن برف جاده های یخی به علت ترکیبات موجود در آنها نسبت به آب الکترولیت های قوی تریهستند. به همین دلیل آهن و فلزات دیگر در این محیط ها با سرعت بیشتری زنگ زده و خورده می شوند.یکی از فرایندهایی که بر روی اهن انجام می گیرد تا سطح ان صاف و یکدست گردد پولیش میباشد .

پولیش به دو روش الکتروپولیش و شیمیایی صورت میگیرد:

الکتروپولیش فرایندی است که در آن سطح ناصاف ونا همگون فلزات در یک حمام الکترولیتی بصورتکاملا صاف صیقلی وکاملا تمیز وپلیسه گیری میشود.پولیش شیمیایی فرایندی است که دران سعی میشود تا نا همگونی هاوناصافی های سطح توسط یکمحلول شیمیایی از بین رفته وسطحی کاملا صیقلی ایجاد گردد.این روش نسبت به الکتروپولیش مزایایفراوانی مانند قابل استفاده بودن برای قطعات بزگ ،استفاده اسان وکارایی بیشتر میتوان اشاره کرد.پولیش شیمیایی توسط محلولهایی انجام میگیرد که به راحتی بتوانند سایش مناسبی روی سطح ایجاد کرده
ودر عین حال سبب اچ شدن سطح نگردد.هر چه سطح ایجاد شده یکدست تر بوده سرعت زنگ زدگی در انکمتر میگردد.اما همانگونه که اشاره گردید اهن میل زیادی برای ترکیب با اکسیژن داشته بنابراین سطحبراق وصیقلی اهن پایداری فراوانی نخواهد داشت .بنابراین پس از پولیش مناسب است که سطح اهن غیرفعال گردد که اصطلاحا به این عمل پسیو کردن میگوند.

پیسو کردن چیست

پسیو کردن عبارت است از ایجاد یک لایه یک نواخت اکسید بر روی اهن تا سرعت فرایند خوردگی کاهشیابد.مکانیسم پسیواسیون بصورت زیر میباشد:
یک پسیو کننده مناسب تمام سطح را بطور یکنواخت با یک لایه اکسید پوشش میدهد.یک پسیو کننده خوب میتواند حاوی تر کیباتی چون نیتریت سدیم ،هیدروژن پراکسید ویا سدیمبرمات باشد.البته ترکیبات هالیدها نیز می توانند نقش پسیو کننده را داشته باشند اما بدلیل اینکه قدرتجذب انها بر روی سطح بالا میباشد پسیو کننده های خوبی نستند ونی توانند لایه یک نواخت ایجاد