Metaller için kimyasal sonlandırma işlemleri iki sebepten dolayı kullanılırlar ve elektroliz işlemi içermezler (ileriki bölümlerde ele alınacak bazı türleri içerir):
1. Korozyona karşı dayanıklılık sağlamak için (diğer önemli özellikleri elde etmek için de olabilir).
2. Yüzeyde dekoratif bir renk elde etmek için.
İlk madde başlıca işlemler olan fosfatlama ve kromatlamayı içerir.
İkinci madde metal renklendirme sanatı hakkındadır. Bu kısmen kaybolmuş ama yeniden ortaya çıkmaya başlayan bir sanattır.
İlk olarak koruma amaçlı işlemleri göreceğiz.
KORUMA AMAÇLI KİMYASAL SONLANDIRMALAR
Daha önceden de gördüğünüz gibi metaller korozyona maruz kalabilen malzemelerdir. Metaller havada kararır, paslanır birçok durumda yüzeyleri oksitle kaplanır. Altın ve platin böyle dezavantajları olmayan nadir metaller arasındadır. Çoğu zaman daha temel metallerle çalıştığımızı düşünecek olursak, bu korozyon belasından kurtulmanın yollarını bulmalıyız (15. derste korozyon ile ilgili daha fazla şey göreceğiz). Bunu yapmanın en kolay yollarından biri metal yüzeyini bir kimyasal bileşik ile işleme tabi tutup, yüzeyde kimyasal değişikliklere eskisinden daha dayanıklı olan bir tabaka elde etmektir.
En başta işlediğimiz ve ikinci derslerimize tekrar bir göz atalım. Hatırlarsanız birçok metal saf haldeyken bileşik durumunda olduğundan çok daha fazla serbest enerjiye sahiptir. Bu talihsiz durum sonucunda, doğa bu metalleri bir şekilde oksitleyip onların sürekli ilk mineral cevheri şekillerine benzemelerini sağlayarak, serbest enerjilerini sürekli düşürmeye çalışır. Gerçeği söylemek gerekirse bu durum, özellikle demirli metaller olan demir ve çelikte görülen, insanlara nazaran daha kısa süreli bir “küller küllere, toprak toprağa” sürecidir!
Pekâlâ, bu süreyi arttırmanın bir yolu doğayı biraz kandırmaktır. Bu doğanın bir adım önüne geçilerek yapılır. Metal yüzeyini bir kimyasal işlemle oksitleyip, onun serbest enerjisini, doğanın yapmayı sevdiği şekilde yüzeyi çirkin bir forma sokmadan düşürürüz. Oluşturmak istediğimiz ince kaplama devamlı ve yüzeye yapışık olmalıdır (aksi halde hiçbir değeri olmaz!). Malzemenin boyutlarının etkilenmemesi için kaplamanın oldukça ince olması gerekir. Kaplama, oksijen ve diğer korozyona sebep olan faktörlere karşı dayanıklı olması için oldukça düşük serbest enerjiye sahip olmalıdır. Bu fikir, şematik olarak Şekil 1 de gösterilmiştir.
Unutmayalım ki, hiçbir şey yapılmadığı zaman, saf halden en düşük enerji düzeyine geçmek için gerekli aktivasyon enerjisi oldukça düşüktür. Şekil 1b’ de kimyasal işleme tabi tutularak enerjisi (yüzeydeki) oldukça düşürülmüş bir metali görüyoruz. Ama unutmamalıyız ki, daha düşük seviyeye veya son seviyeye atlamak için gereken aktivasyon enerjisi öncekinden çok daha büyüktür.
Bu durum, bundan sonraki yokuş aşağı uzun yolda devam edebilmek için çok fazla aktivasyon enerjisi gerektirdiğinden geri dönüşüm sürecini oldukça yavaşlatır. Bu konunun en iyi örneği, alttaki metali kimyasal etkilerden ve paslanmalardan korumak için çeliğinin yüzeyini aşındırarak, yüzeye sıkıca yapışmış ve yoğun bir oksit tabakasıyla kaplamaktan ibaret olan Corten çeliği işlemidir.
Özetleyecek olursak: Koruyucu bir kimyasal sonlandırma işlemi, temel bir metalin yüzeyindeki serbest enerjiyi büyük ölçüde düşürerek metal yüzeyini bundan sonra meydana gelecek dış etkilere karşı oldukça dayanıklı bir hale getirir.
Mükemmel sonuç için yüzeyde elde edilen bileşik:
(1) Saf metale göre mümkün olduğunca düşük serbest enerjiye sahip olmalı. (2) Devamlı ve yapışık bir film tabakası kaplanmış olmalı. (3) Malzeme boyutları toleransları içerisinde, şeklini bozmayacak kadar ince bir tabaka halinde olmalıdır. (tabiî ki bazı istisnalar olabilir).
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder