Chemický a materiálový průmysl

Pozorování a měření eloxování hliníku digitálními mikroskopy

Na hliníku se při styku se vzduchem přirozeně vytváří tenká vrstva oxidu (o tloušťce přibližně 2 nm). Proto panuje všeobecné přesvědčení, že hliník nerezaví snadno. Tato vrstva filmu je však mimořádně tenká, takže v závislosti na prostředí může hliník korodovat působením chemických reakcí. Eloxování hliníku je druh povrchové úpravy, při níž se na hliníku uměle vytváří vrstva oxidu. Tato kapitola uvádí přehled eloxování hliníku a příklady pozorování a měření digitálním mikroskopem.

Co je eloxování hliníku?
Proces tvorby a struktura eloxovaného hliníku
Barevný eloxovaný hliník a tvrdý eloxovaný hliník
Výhody a nevýhody eloxování hliníku
Příklady pozorování a měření eloxování hliníku digitálním mikroskopem

Co je eloxování hliníku?

Eloxování hliníku je druh povrchové úpravy, při níž se na povrchu hliníku uměle vytváří vrstva anodického oxidu.
Jiným druhem povrchové úpravy je pokovování, ale zatímco při pokovování se na povrchu hliníku vytvoří vrstva jiného kovu, při eloxování hliníku se na povrchu hliníku vytvoří růstová vrstva a pod ním penetrační vrstva.

A: Vrstva pokovení

B: Růstová vrstva

C: Penetrační vrstva

D. Hliníkový materiál

Polovina eloxované hliníkové vrstvy roste na povrchu hliníku. Druhá polovina proniká (penetruje) do povrchu hliníku.

Proces tvorby a struktura eloxovaného hliníku

Průchodem elektrického proudu hliníkem dochází k rozpouštění mikroskopických důlků a výstupků na povrchu (které pronikají do povrchu) a současně se vytváří vrstva oxidu. Postupem času se vytvoří 3D struktura známá jako buňka.

A: Na vzduchu

B: V roztoku elektrolytu

C: Původní hliníkový povrch

D: Vrstva bariéry

Na vzduchu se přirozeně vytváří vrstva oxidu o tloušťce přibližně 2 nm.
Vrstva bariéry roste.
Otevřou se díry o tloušťce 10 až 20 nm.
Současně probíhá oxidace a rozpouštění vrstvy, čímž se otvory prodlužují.
Vrstva roste úměrně době působení elektrolýzy.

Barevný eloxovaný hliník a tvrdý eloxovaný hliník

Běžný eloxovaný hliník lze obarvit zatavením organické barvy do mikroskopických otvorů vytvořených na jeho povrchu. Barevný eloxovaný hliník se ve stavebních materiálech běžně nepoužívá, protože je sice odolný proti snadnému odstranění zbarvení, ale je citlivý na ultrafialové záření a teplo
Tvrdý eloxovaný hliník je díky silné vrstvě oxidu tvrdší než běžný eloxovaný hliník. Tvrdý eloxovaný hliník se používá na kluzné součásti (hřídele a válce), součásti automobilových motorů, letecké součásti a k podobnému použití. Důvodem je skutečnost, že má vynikající tvrdost, odolnost vůči opotřebení a korozi, izolační vlastnosti a tepelnou odolnost.

Porovnávaná položka	Běžný eloxovaný hliník	Tvrdý eloxovaný hliník
Barva	Bílý nebo barevný	Šedý (obecně jej nelze barvit)
Tvrdost	Přibližně 200 HV	400 HV nebo více
Tloušťka vrstvy	5 až 25 µm	20 až 70 µm
Použití	Stavební materiál, domácí potřeby, dekorace	Kluzné součásti (hřídele a válce), součásti automobilových motorů a letadel

Výhody a nevýhody eloxování hliníku

Tato kapitola vysvětluje výhody a nevýhody eloxování hliníku.

Výhody

Odolnost vůči korozi: Odolnost vůči korozi je vyšší.
Izolační vlastnosti: Izolační vlastnosti jsou vynikající, protože vrstva oxidu nevede elektrický proud.
Tepelná vodivost: Tepelná vodivost je třetinová ve srovnání s hliníkem, který nebyl eloxován.
Tvrdost: Ačkoliv běžný hliník má tvrdost 20 až 150 HV, hliník, který prošel eloxováním, dosahuje tvrdosti 200 HV nebo vyšší.
Barvení: Na mikroskopické otvory na povrchu lze nanášet různé barvy.

Nevýhody

Tepelná odolnost: V prostředí s teplotou vyšší než 100 °C povrch praská nebo se odlupuje.
Křehkost: Povrch není pružný, takže při ohýbání praská nebo se loupe.

Příklady pozorování a měření eloxování hliníku digitálním mikroskopem

Zde jsou nejnovější příklady pozorování a měření eloxování hliníku digitálním 4K mikroskopem řady VHX od společnosti KEYENCE.