خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش کروماته

خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش تبدیلی کروماته

ضخامت پوشش های کروماته را از شدت رنگ آن ها می توان تخمین زد و بر طبق مطالعات سیلمن پوشش های کروماته حدود یک میکرومتر ضخامت دارند . محققان به نام های اسپنسر ، مکلبورگ و پوکک بر این اعتقادند که ضخامت لایه های کروماته از 0.5 میکرومتر تجاوز نمی کند. طبق نظر محققین کودریاسترولن و هوبر ضخامت پوشش های کروماته بر روی ، روی 0.15 میکرومتر تا 0.25 میکرومتر است. دانشمندی به نام ولد پوشش با ضخامت 0.01 تا 1 میکرومتر و کلارک پوششی با ضخامت 0.35 تا 1.5 میکرومتر را بدست آوردند. به استناد تحقیقات این محققین وزن واحد پوشش کروماته به ترتیب در حدود 10 ، 15 تا 18 و 0.3 ( برای پوشش های شفاف) تا 30 میلی گرم بر دسی متر مربع ( برای پوشش های زیتونی رنگ ) است. تاکید می شود که بسته به شرایط کروماته کردن مقدار معینی از فلز می تواند از سطح پوشش داده شده بر داشته شود. بر طبق گفته سیلمن ضخامت لایه فلز حل شده در حین کروماته کردن می تواند در محدوده 0.7 میکرومتر تا 2.5 میکرومتر تغییر کند. حد بالایی مقدار بسیار زیادی است و تنها در موارد نادری دیده می شود . معمولا ضخامت لایخه حل شده کسری از یک میکرومتر است . محقق ولد عقیده دارد که در حین کروماته کردن ضخامت روی حل شده 0.25 میکرو متر تا 0.5 میکرومتر برای پوشش های زرد رنگ ، 0.5 تا 1.5 میکرومتر برای پوشش های سبز زیتونی و 1 تا 2 میکرومتر برای لایه های کروماته براق می باشد.

حلالیت : پوشش هی کروماته که به طور صحیح تشکیل شده اند به مقدار جزیی در آب حل می شوند. این پوشش ها در آب داغ بیشتر حل می شوند. با از دست دادن آب پوشش ها و اکسید شدن آن ها ، حلالیت کاهش می یابد، حلالیت پوشش پس از این که حداقل به مدت دو روز در شرایط خشک و گرم باشد ، حلالیت به مقدار بهینه ای می رسد. خشک کردن بیش از حد در اثر زیاد ماندن در دماهای زیاد سبب نامحلولی کلی می شود و بدتر از آن به ترک خوردن لایه منجر می شود . رنگ پوشش های کروماته یه مقدار زیادی تغییر می کند و عوامل متعددی نظیر ماهیت فلز پایه ، زبری سطح آن ، ترکیب حمام ( به ویژه نسبت کروم سه طرفیتی به کروم شش طرفیتی ) ، دما و pH فعال کردن سطوح فلز پایه ، عوامل عملی ( مثل مدت عملیات ، روش شست و شو و خشک کردن ) و عملیات دیگر نکمیلی ( مثل بی رنگ کردن و آب بندی با روغن ) بستگی دارد .

نمودار وزن پوشش ها و رنگ پوشش های کروماته2 محا

رنگ پوشش های کروماته از پوشش های شفاف بی رنگ و روشن قوس وقزحی ، زرد طلایی ، سبز کمرنگ ، سبز ، سبز زیتونی و سبز تیره تا قهوه ای وحتی سیاه ، در شرایطی که عملیات ویژه انجام گیرد، تغییر می کند. رنگ پوشش ها به ماهیت فلز کروماته شونده بستگی دارد که این موضوع رت پوکک عرضه کرده است . برای مثال فلزهای روی و کادمیم رنگ پوشش کروماته آن ها به رنگ سفید فلزی ، کمی کدر ، زرد کدر ، طلایی ، زیتونی ، زیتونی متمایل به سبز می شود .

پوشش های کروماته بسیار نازک تقریبا به ضخامت نصف طول موج لایه های قوس و قزحی ایجاد می کند. این نوع پوشش ارزش چندانی ندارد ، با این حال این پدیده به کرات در پوشش های کروماته دیده می شود که اثری روی خواص پوشش ندارد .

خاصیت براقی : براق بودن پوشش های کروماته به مقدار زیادی متغییر است که ممکن است به علت براقی سطح زیری باشد که قبل از کرماته کردن وجود داشته ( مثل پوشش های الکتریکی روی براق) و یا بر اثر خاصیت صیقل کاری حمام های کروماته ایجاد شده است که مورد دوم برای ایجاد پوشش های کروماته رنگی براق روی فلزات و همچنین برای مصارف تزئینی مفید است. با انتخاب مناسب حمام کروماته و فرآیند آن پوشش های براث حتی در شرایط خوردگی اتمسفری می توانند براق بودن خود را حفظ کنند. هنگامی که از محلول هایی با خواص صیقل کاری استفاده می شود ، این نکته را باید در نظر گرفت که در برخی محلول ها تا ضخامت 2 میکرومتر از فلز پایه در محلول حل می شود که این موضوع در کروماته کردن پوشش های نازک حاصل از آبکاری الکتریکی از اهمیت بیشتر برخوردار است. در چنین مواردی باید سرعت حل شدن محاسبه شود و متناسب با آن ضخامت پوشش آبکاری شده افزایش یابد . بهتر است از آبکاری الکتریکی براق بلافاصله عمل کروماته کردن در محلول هایی انجام گیردکه براقیت را کم نمی کنند اما مقاومت به خوردگی و ایجاد پوشش های رنگی را بهبود می دهند.

تخلخل: پوشش های کروماته قبل از خشک کردن ، متخلخل و رنگ پذیرند و می توان کیفیت رنگ آن ها را بهبود بخشید . اصولا پوشش هایی که ضخامت مناسبی دارند و از روش های مناسب تهیه شده اند خلل و فرج ندارند. فیلم های نازک ، فیلم های بی رنگ و فیلم هایی که بر روی سطوح زبر تشکیل شده اند استعداد بیشتری برای حفره دار شدن دارند، در حالی که پوشش های ضخیمتر و پوشش هایی که بر روی سطوح صاف ویا براق تشکیل شده اند حفره کمتری دارند . محلول های رویین کننده حاوی ذرات جامد معلق خلل و فرج ایجاد می کنند و سبب کاهش مقاومت در مقابل خوردگی می شوند. تخلخل پوشش های کروماته از نظر کیفی را الز بررسی کرده است . روش آزمایش به این شرح بوده است : دو الکترود یکسان غیر کروماته ، در الکترولیتب که سطح فلز را نمی خورد مانند محلول سولفات منیزیم ،مقاومت چنین سیستمی در الکترولیت هایی با غلظت های متفاوت با استفاده از جریان متغییر اندازه گیری شد ( تغییر مقاومت ویژه الکترولیت )و ادنازه گیری های بعد از آنجا که به جای الکترود بدون پوشش ، الکترود کروماته شده قرار گرفت تکرار شدند. با این فرض که در سطوح کروماته شده ، هدایت الکتریکی به مقدار جزیی، تحت تاثیر تخلخل های پرشده با الکترولیت قرار می گیرد ، تابع R(c) در هر دو حالت بسیار به هم نزدیک است. این بدین معنی است که مقاومت پوشش های کروماته بستگی زیادی به ترکیب حمام دارد. شکل های زیر بیانگر این مطلب هستند که پوشش های کروماته روی وقتی به رنگ زرد باشند دارای تخلخل زیادی هستند و پوشش های زیتونی رنگ بدون تخلخل اند. نمودار زیر این موضوع را برای سطح آلمینیوم آندکاری شده نشان می دهد.

تخلخل وشش های کروماته

تخلخل پوشش های کروماته 2

میزان سختی پوشش های کروماته بستگی زیادی به شرایط تشکیل آن ها دارد. مطالعات بر روی کادمیم آبکاری الکتریکی شده نشان می دهد که هرچه دمای تشکیل پوشش بیشتر باشئد ، سختی پوشش های کروماته بیشتر خواهد بود. سختی پوشش های کروماته بر روی کادمیم براق بیشتر از کادمیم مات است. با این حال افزودن دمای حمام ها برای دستیابی به سختی بیشتر مستلزم هزینه زیادی است و بدتر از آن ، بخارهای متصاعد شده از محلول های کروماته داغ می باشد.