Domů / Naše průmyslové patenty a přípravky / Anodizace / eloxování, polymerace a utěsnění - slitin hliníku, titanu MPT. Multimodální přípravek - III Hard coat anodizing.

Anodizace / eloxování, polymerace a utěsnění - slitin hliníku, titanu MPT. Multimodální přípravek - III Hard coat anodizing.

Anodizační multifunkční přípravek kovů (DI dual-inhibitor), vysoce výkonný multimodální superhydrofobní přípravek, současně jde o náhradu za GALVANICKÉ ZINKOVÁNÍ. Přípravek s vysokým ředícím poměrem.

Průmyslový multimodální patent: šesti-funkční, duální anodicko-katodický přípravek pro - eloxování slitin hliníku, včetně titanu elektrolýzou - III Hard coat anodizing Titan - 25-100 µm, Alu - 13-150 µm superhydrofobní vrstvy. PM (AD/MD) - slitin hliníku a slitin titanu, včetně - utěsnění povrchů kovů a MOF metal-organic framework.
 
VYRÁBÍME POUZE pro profesionální účely:  IBC - 600 l  /  Kanystr - 20 l  / Vysoký ředící poměr.
 
 
Náhrada za Elektro-GALVANIZACI a - PARALLEL SEALING - Utěsnění kovů souběžně s anodicko/polymeračním procesem našeho přípravku.
Včetně - atomární a molekulární depozice vrstev -  tzn. náhrada za galvanické zinkování (galvanostegie). 
 
 
 

Anodizační multifunkční superhydrofobní přípravek kovů - vícestupňové (multimodální) povlakování slitin hliníku a titanu (DI, dual-inhibitor, viz níže). Nahrazení galvanického pokovování - mnohem levnější a koncepčně méně náročnější technické řešení, zejména energeticky ale i časově, také na základě - MOF metal-organic framework atd. 

Přípravek zahrnuje kumulativně - 6  funkcí: 
patent11. anodizace elektrolitická – slitin hliníku a titanu (pomocí eloxování, PM směsí, které se aplikují na povrch kovu při ambientní teplotě)

2. III-Hard coat anodizing - anodizace/eloxování ponorem slitin hliníku a slitin titanu

3. zasíťování povrchů kovů - polymerací/depozicí vrstev/MOF (AD/MD) - slitin hliníku a titanu (za použití elektrolýzy) - PM METELIZACE - jde o nově vznikající koncept aditivní výroby (Additive Manufacturing - vrstvením materiálu)

4. utěsnění povrchů kovů (Parallel sealing) slitin hliníku a slitin titanu  - souběžně s anodizačním procesem dochází k - AD/MD (depozicí) našeho přípravku (NELZE NÁSLEDNĚ BARVIT HLINÍK...)

5. nahrazení Galvanického zinkování naším D-I anodizačním přípravkem 
 
6. DUAL-INHIBITOR (DI anodicko-katodický, neboli smíšený inhibitor) - k výše uvedenému využíváme mimo jiných funkci také ECI – Elektrochemický duální inhibitor (ECI-electrochemical dual inhibitor) jde o inhibitor koroze, který využívá elektrochemické techniky, jako je potenciodynamická polarizace a elektrochemická impedanční spektroskopie (EIS), k vyhodnocení své schopnosti poskytovat duální nebo synergickou ochranu proti korozi na kovovém povrchu současným bráněním anodickým i katodickým reakcím. Tyto duální inhibitory vytvářejí ochranné vrstvy prostřednictvím mechanismů, včetně fyzikálně-chemisorpční reakce, snižují hustotu korozního proudu a zvyšují polarizační odpor, což vede k vysoké účinnosti inhibice (často nad 95 %) a poskytuje pasivní i aktivní ochranu.
 
7. Vytváříme SUPERHYDROFOBNÍ POVRCH - tím se označuje materiál nebo povrch, který extrémně odpuzuje vodu. Takový povrch má tzv. kontaktní úhel vody větší než 150°, což znamená, že kapky vody po něm téměř „tančí“ – nekontrolovaně se odvalují a nevsakují se.
 
8. Multifunkční povrchová pasivační úprava (MPT) je označení pro moderní postup chemické nebo elektrochemické úpravy povrchu kovů, jehož cílem je vytvořit tenkou ochrannou vrstvu, která plní několik funkcí současně. Používá se především u oceli, hliníku, zinku a jejich slitin.
 
 

Výhody našich superhydrofobních povrchů - III Hard-anodized  (možnosti - MIL-A 8625 Typ III pro hliník  /  AMS 2488 – Aerospace Material Specification Typ II - pro Titan  /  ASTM F86 - Metallic Surgical Implants):

Superhydrofobní znamená extrémně vodoodpudivý – voda se na povrchu nespojí a tvoří kuličky, které ihned stečou po kovu.

Proti námraze  -  povrchy odpuzují kapky vody a zabraňují tvorbě ledu.

Samočištění  -  kapky vody sklouzávají z povrchu a sebou nesou nečistoty a prach.

Mechanická odolnost  -  vykazují robustní přilnavost a odolnost vůči oděru.

Toto superhydrofobní působení umožňuje vytvoření vzduchové vrstvy při usazování kapky na pevný povrch, čímž se kapka nastaví na - Cassie-Baxterův kontakt, udrží se její kulovitý tvar a zabrání se smáčení hierarchických struktur kapalinou. Schopnost udržet nebo znovu získat Cassie-Baxterův kontakt je proto klíčovým faktorem při trvanlivosti superhydrofobnosti. Vzhledem k nízké adhezi a malé kontaktní ploše mezi kapkou kapaliny a pevným povrchem jsou superhydrofobní povrchy považovány za slibné kandidáty v oblasti antikorozní ochrany, samočištění, ochrany proti znečištění, separace oleje a vody atd.

Upozornění – vzhledem k tomu, že dochází při eloxování/anodizaci i k utěsnění povrchů pórů kovů není možné již kovy barvit v dalším roztoku (barvení po pasivaci/anodizaci) !  Splňujeme přísné normy pro ochranu životního prostředí, jako je nařízení REACH a RoHS.

AMD/MLD -  Atomární a Molekulární depozice vrstev ocelí a slitin hliníku: K technologii je taktéž vypracován (na vědeckém základě) komplexní rozbor - proč a jak by metoda depozice „ADL a MDL“ mohla nahradit galvanické pokovování. 
 Ve  zkratce - zatímco galvanizace využívá zinkový povlak, naše technika zahrnuje při pasivaci / eloxování / a také nanesení MOF/ADL/MDL vrstvy na povrch kovu, čímž se vytvoří bariéra, která brání korozivním prvkům v dosažení podkladového kovu a tím je schopná nahradit galvanické pokovování....(klikněte zde).
 

Utěsnění kovů při naší formě anodizace / Parallel sealings naším přípravkem - utěsnění  slitin povrchu kovů, při souběžné pasivaci - PM a AD/MD - makromolekulární depozici.

Sealing-all-4

 Zastaralé typy koncentrovanějších elektrolytů (přípravků), vysoké teploty a faktory dlouhých procesních časů, které upřednostní rozpuštění filmu v elektrolytu, mohou produkovat měkké, práškové, houbovité nebo snadno otřepené filmy - efekt stupně III Hard coat anodizing (Vickers Microhardness), je způsoben především zředěnými elektrolyty, z tohoto důvodu tvrdý elox produkuje s koncentrovanými elektrolyty a vysokými teplotami nejednotnou tvrdost a opotřebení odporu po celém filmu, film je slabší blíže hornímu povrchu. TYTO METODY a zastaralé přípravky NEPOUŽÍVÁME !

 

Využíváme funkci ECI  (ECI-electrochemical dual inhibitor).

Elektrochemický duální inhibitor (ECI-electrochemical dual inhibitor) je inhibitor koroze, který využívá elektrochemické techniky, jako je potenciodynamická polarizace a elektrochemická impedanční spektroskopie (EIS), k vyhodnocení své schopnosti poskytovat duální nebo synergickou ochranu proti korozi na kovovém povrchu současným bráněním anodickým i katodickým reakcím. Tyto duální inhibitory vytvářejí ochranné vrstvy prostřednictvím mechanismů, včetně fyzikálně-chemisorpční reakce, snižují hustotu korozního proudu a zvyšují polarizační odpor, což vede k vysoké účinnosti inhibice (často nad 95 %) a poskytuje pasivní i aktivní ochranu.

 
 
Přípravek optimalizuje alokaci zdrojů – časový souhrn několika operací (současně probíhá - pasivace / anodizace, neboli eloxování MOF/AD/MD potahování / utěsnění povrchu přípravkem, výše uvedených slitin kovů), levnější nákup a zejména likvidace a vyšší ochrany zaměstnanců. 
 
 

Patentovaný přípravek, jehož podstatou je - kombinace látek pro anodizační, polymerační a čistící roztok: AB-pass3

Podstatou technického řešení je přípravek s – atomární a molekulární depozice vrstev, pasivace, anodizace, polymerace, utěsnění povrchů kovů. 
 

1. Anodizace/eloxování a současně pasivace tří druhů kovů (III Hard coat anodizing) – tzn. uhlíkových ocelí, nerezových ocelí a samozřejmě i slitin hliníku (elektrochemickou cestou).
 
2. Náhrada za GALVANIZACKÉ zinkování - Atomární a Molekulární depozice vrstev: MLD a ALD - Atomic Layer Deposition - metoda použitá v přípravku, včetně - chelatace* a adsorpce*.
 
3. BIOSWITCH látka pro - anodizaci/eloxování (III Hard coat anodizing), neboli eloxování uhlíkových ocelí, nerezových ocelí a především slitin hliníku.
 
4. Polymerace "In situ" - při které se utváří koordinace atomů do pevné molekulární struktury u slitin hliníku a titanu. 
 
5. Souběžné utěsnění* povrchu kovů pomocí naší  metody - utěsnění ("In situ") chrání kovy před korozí a zvyšuje jejich trvanlivost. Při utěsňovaní povrchů kovů se pórovitá struktura oxidu uzavírá, čímž nabývá vysokou korozní odolnost. 
 
 

 *Chelatace - je fyzikálně chemický proces, při němž se organické sloučeniny vážou na kovové kationty (například železo, hořčík, měď), chelatační proces je aktivován vodou. Jejich unikátní vlastnosti vycházejí ze schopnosti vázat ionty kovů do stabilních, kruhových struktur. Chelatační činidla, molekuly schopné vázat se na kovové ionty, fungují jako malé "kleště", které dokáží selektivně zachytávat a izolovat kovy, což umožňuje kontrolovat nežádoucí účinky koroze.

*Adsorpce je proces, při kterém se molekuly kapalin nebo rozpuštěných látek přichytávají na povrch pevných látek, který touto adsorpcí na molekulární úrovni chrání.

 Technologická doporučení:
Technologie probublávání / promývání - je důležitý proces, při kterém se do mořící nebo pasivační lázně vhání vzduch, aby se zlepšila účinnost těchto procesů a dosáhlo se rovnoměrnějšího povrchu. Probublávání se používá jak při moření, tak i při pasivaci ponorem a pomáhá urychlit proces, zajistit rovnoměrnější odstranění nečistot a zlepšit přístup mořícího roztoku do všech míst povrchu, včetně záhybů a nerovností. 
  • Zlepšení účinnosti: Probublávání zajišťuje lepší kontakt mořícího a pasivačního roztoku s povrchem kovu, čímž se procesy zefektivňují. 
  • Rovnoměrnější povrch: Díky probublávání se nečistoty a pasivní vrstva odstraňují a nanášejí rovnoměrněji. 
  • Zlepšení korozní odolnosti: Rovnoměrnější pasivní vrstva lépe chrání kov před korozí.  
  • Odstranění defektů: Probublávání může pomoci odstranit i drobné defekty na povrchu.
 
Anodizace neboli eloxování:
Anodizace / eloxování typu I -  dobrá odolnost proti korozi, ale nižší tvrdost než u typů II a III, povrch materiálu (elektrolýzou) elektricky vodivý. Eloxování typu I (eloxování např. kyselinou chromovou) - využívá elektrolyt na bázi kyseliny chromové v anodizační lázni. 
 
Anodizace / eloxování typu III - naším přípravkem  (tvrdé eloxování  - III Hard coat anodizing) - neboli tvrdá anodizace, zahrnuje roztok a nižší teploty lázně. Výsledkem je podstatně silnější vrstva oxidu. Tím se výrazně zvyšuje povrchová tvrdost kovů a často dosahuje tvrdosti kovů. Výsledkem je, že eloxování typu III nabízí vynikající ochranu proti opotřebení, což z něj činí nejlepší volbu pro díly používané ve vysoce namáhaném nebo drsném prostředí. 
Eloxovaný hliník není elektricky vodivý, což znamená, že funguje jako izolant. Proces eloxování tvoří vrstvu oxidu hlinitého (Al2O3) na povrchu hliníku. Oxid hliníku je izolant, což znamená, že nevodí elektřinu. Proto anodizovaný hliník ztrácí svou elektrickou vodivost v oblastech, kde je přítomna oxidová vrstva.
 
 

Přípravek pro - eloxování/anodizaci, polymeraci a čištění kovů, podrobněji:

1. Eloxování výše uvedených kovů  - elektrochemickou ochranu povrchů. Komplex účinných látek - zásadním způsobem odstraňuje oxidy hliníku.

- hliníkový nebo titanový díl se ponoří do elektrolytu 

- hliníkový nebo titanový díl se připojí jako anoda (proto název anodizace)

- elektrický proud způsobí oxidaci povrchu hliníku → vzniká vrstva oxidu hlinitého (Al₂O₃)

 

2. Anodizace kovů, tzv. III Hard coat anodizing, viz dále - neboli eloxování slitin hliníku a také slitin ocelí. Eloxování provádíme standardním procesem - elektrolyticky. Eloxování neboli anodizace - slitin hliníku (titanu) elektrochemickou cestou ochranu povrchu, je druh úpravy kovů naším pasivačním/anodizačním přípravkem. Titan se kombinuje se železem, hliníkem, vanadem, niklem, molybdenem a dalšími kovy a vytváří vysoce výkonné slitiny. Použití titanu - tryskové motory, vesmírné lodě, vojenské vybavení, ložiska, neprůstřelné vesty a další technologicky vyspělé výrobky potřebují díly vyrobené z těchto slitin.

3. AD a MD/PM - depozice, s polymerací kovů - při níž jsou aktivními centry ionty nebo páry iontů. Je to chemická reakce, při které z malých molekul vznikají vysokomolekulární látky, čímž se utváří ochranná vrstva. Metalizace polymerů je atraktivním řešením pro zajištění - eroze (koroze), zvýšené elektrické vodivosti, tepelné vodivosti, elektromagnetického interferenčního stínění apod.
− snížené účinky související s teplem, jako je deformace povrchu a vznik zbytkového napětí, tvorba dutin, fázová transformace a další mikrostrukturální změny v povlacích 
− žádná chemická reaktivita ani tendence k oxidaci
− zmírnění fáze křehnutí spolu s makro a mikro segregací legujících prvků během tuhnutí 
− zvýšení zbytkového napětí v tlaku v důsledku efektu zplošťování 
− schopnost zpracovávat velké nebo složité povrchové díly
Obecně Atomární depozice/Molekulární depozice/PM poskytuje hlubší vložení ve srovnání s kovovými substráty. Depozice kovového povlaku se skládá z dvoustupňového procesu, včetně tvorby první vrstvy a následného nahromadění povlaku. Metoda zahrnuje ochranu kovů, přičemž jde o proces vytváření adsorpčních nebo tenkých fázových ochranných vrstev na povrchu kovu.
 

4. Utěsnění povrchu kovů (pórů) pomocí naší metody - abychom uzavřely mikroskopické póry kovů, tak tyto jsou utěsněny pomocí naší metody AD a MD a také metody chemického utěsnění a to formou procesu na makromolekulární úrovni. Poréznost povrchu kovu je nežádoucí vlastnost, která vede ke snížení mechanických vlastností a trvanlivosti.

 

NÁHRADA ZA PROCES - Galvanického zinkování elektrolýzou (naším přípravkem pomocí PM) - standardní galvanizace je poměrně náročná na energii a čas (elektrolitycky - teplota při galvanickém elektrolytickém zinkování se pohybuje cca. 30 °C).

 

1. spotřeba energií pro elektrolýzu (nepoužíváme u našeho přípravku elektrolýzu)

2. spotřeba energií na udržování lázně při cca. 30 °C, v lázni zinkové soli (používáme pouze okolní neboli ambientní teplotu)

3. v průměru lze říci, že galvanické zinkování trvá obvykle od 30 minut do 2 hodin (naše náhrada za galvanizaci – trvání 15 – 90 minut)

4. utěsnění povrchů - probíhá až po galvanizaci, v jiném roztoku. Tzn., že běžný proces galvanického zinkování typicky zahrnuje - další procesy utěsnění až po vykonání galvanizace, v jiném roztoku - buď ponoření součásti do vroucí deionizované vody, páry nebo roztoku octanu nikelnatého (v našem přípravku jde o souběžný proces - PARALLEL SEALING neboli paralelní utěsnění společně s anodizací)

 

Standardní proces galvanického zinkování: 

Galvanické zinkování vyžaduje specializované vybavení a přesné řízení parametrů. Může se také objevit vnitřní pnutí a praskání vrstvy, zvláště při špatné aplikaci. Některé galvanické kovy použité při galvanizaci hliníku, jako je chrom a kadmium, jsou ekologicky značně problematické.

Zařízení a materiály potřebné pro galvanické pokovování mohou být drahé. Proces je časově náročný a vyžaduje více kroků. Kromě toho proces vytváří odpadní vodu, kterou je třeba před uvolněním do životního prostředí upravit. Výsledný odpad by mohl obsahovat potenciálně nebezpečné chemikálie používané v procesu pokovování a vyžaduje specializovaný systém zpracování, aby vyhovoval ekologickým předpisům.

 

   

Další výhody:

- časový souhrn několika operací najednou (čištění, pasivace, polymerace a utěsnění povrchů slitin hliníku, včetně značné úspory energií)

- používáme také zelené inhibitory koroze*, jde o bio-degradabilní látky, při vysoce výkonném pasivátoru

- přípravek šetří finanční prostředky za nákup a zejména likvidaci vysoce nebezpečných látek (používáme jednu méně nebezpečnou látku – další jsou biodegradabilní)

- nízké provozní náklady za energie a zejména bezpečnost zaměstnanců (nepoužíváme vysoce nebezpeční kyseliny)

- běžný proces galvanizace typicky zahrnuje další procesy utěsnění až po vykonání galvanizace v jiném roztoku - ponoření součásti do vroucí deionizované vody, páry nebo roztoku octanu nikelnatého

 

Naše ekonomicky výhodná anodizace, proti zastaralým řešením (nebezpečné kyseliny, vysoká spotřeba energií atd.), optimalizuje alokaci zdrojů (šetří čas a peníze). Časový souhrn několika operací najednou (čištění, pasivace, polymerace a utěsnění povrchů slitin hliníku….).

 

Dodržování technologických postupů (promývání - probublávání pasivační lázně) - podmínka pro úspěšnou pasivaci slitin hliníku: 

1. Udržování konstantní teploty a probublávání v roztoku je zásadní, protože příliš kolísavá teplota může proces pasivace znehodnotit, zatímco příliš vysoká teplota může hliníkový povrch poškodit.

V případě kolísavých teplot hrozí pasivačnímu procesu:

- problémy s rovnoměrností povlaku - konstantní teplota je klíčem k rovnoměrné tvorbě filmu

- nestabilita rychlosti reakce - může být ovlivněna přilnavost pasivační vrstvy nebo dokonce způsobit mikrotrhliny během procesu nebo po něm.

- kolísání teplot snižuje konzistenci a účinnost reakce při pasivaci

- nestabilita může vést ke srážení nebo degradaci aktivních chemikálií v lázni, což časem snižuje účinnost pasivačního procesu

Udržování stabilní a kontrolované teploty je klíčové pro efektivní a účinnou konverzní pasivaci. Kolísání může způsobit pomalejší reakční rychlost, nerovnoměrné povlaky a zejména potenciální selhání odolnosti proti korozi.

 

2. Důkladné promývání a kontrolované probublávání v pasivačním roztoku, jsou klíčové pro účinnou pasivaci:

- promývání odstraňuje nečistoty, které mohou narušovat pasivaci, zatímco probublávání zajišťuje rovnoměrný kontakt s roztokem a odstranění zachyceného vzduchu, což vede ke konzistentní a účinné oxidové vrstvě

- probublávání během pasivace pomáhá zavedení přípravku s materiálem (např. stlačeným vzduchem) a zajišťuje, že se dostane do všech částí pasivované součásti, včetně štěrbin a prohlubní. To je zvláště důležité pro složité geometrie nebo součásti se složitými konstrukcemi.

- probublávání také pomáhá uvolnit zachycený vzduch a zabraňuje tvorbě vzduchových kapes, které mohou bránit správné pasivaci.

 

Pro dosažení rovnoměrné a účinné pasivační vrstvy, která je nezbytná pro odolnost proti korozi, je zásadní promývání - probublávání. Bez řádného kontaktu s roztokem nemůže být proces pasivace úplný, což může vést k náchylnosti ke korozi.  

 

V případě anodizace vytváříme tzv. Superhydrofobní povrchy s vynikajícími antikorozními vlastnostmi pomocí naší směsi. Výhody superhydrofobních povrchů: Tvrdý anodizační povlak nebo jednoduše tvrdá anodizační vrstva je hustý anodický povlak na hliníku (titanu) a dle nových vědeckých poznatků i na ocelích (viz náč přípravek). [Lit. 4 PV: Cassie-Baxterův kontakt]. 

Superhhydrofobic

 

 

 

Záznamy nebyly nalezeny...