كيف يؤثر محتوى السيليكون في السبيكة على أداء طلاء MAO؟
تأثير محتوى السيليكون على تكوين وخصائص طلاء MAO
يعد محتوى السيليكون في سبيكة الألمنيوم عاملاً حاسمًا يحدد جودة وأداء ومظهر طلاء التأكسد بالميكرو-قوس (MAO). تعمل جزيئات السيليكون على تعديل العملية الكهروكيميائية بشكل أساسي وتؤثر على البنية الدقيقة للطبقة الخزفية الناتجة.
تعطيل اتساق ونمو الطلاء
أثناء عملية MAO، تساعد التفريغات البلازمية عالية الجهد على نمو طبقة خزفية من الألومينا (Al₂O₃) من الركيزة الألومنيومية. السيليكون الموجود في السبيكة كطور منفصل لا يتأكسد أنوديًا تحت هذه الظروف. بدلاً من ذلك، تظل جزيئات السيليكون خاملة إلى حد كبير وتندمج داخل مصفوفة الأكسيد النامية. هذا يخلق بنية مركبة غير متصلة حيث تنمو الألومينا الصلبة العازلة حول جزر السيليكون غير المؤكسدة. يؤدي ذلك إلى تعطيل تكوين طبقة خزفية موحدة، مما ينتج طلاءً أكثر تفاوتًا وتقطعًا ميكانيكيًا.
تدهور الأداء الوظيفي
لهذه التعطيلات البنية الدقيقة عواقب مباشرة على الخصائص الرئيسية للطلاء:
انخفاض مقاومة التآكل: يمكن أن تخلق الواجهات بين مصفوفة الألومينا وجزيئات السيليكون المدمجة خلايا جلفانية دقيقة ومسارات لوصول العوامل المسببة للتآكل إلى الركيزة. هذا يضعف الوظيفة الأساسية للطلاء كحاجز، مما يؤدي إلى مقاومة أقل لرش الملح مقارنة بالطلاء على سبيكة منخفضة السيليكون.
تدهور مقاومة التآكل الميكانيكي: بينما يكون طور الألومينا شديد الصلابة، يمكن لجزيئات السيليكون أن تعمل كفواصل تبدأ فيها الشقوق الدقيقة تحت الإجهاد الميكانيكي. يمكن أن يكون التماسك العام ومقاومة التآكل للطلاء أقل من طبقة الألومينا المتجانسة المكونة على سبيكة أنقى.
تغير المظهر والخصائص العازلة: تقوم جزيئات السيليكون المدمجة بتشتت الضوء، مما يمنح الطلاء مظهرًا رمادي داكن إلى أسود، مزخرف. قد يكون هذا غير مرغوب فيه للتطبيقات الجمالية. كما قد تكون الخصائص العازلة للكهرباء أقل اتساقًا بسبب المسارات الموصلة الناتجة عن شبكة السيليكون.
الآثار العملية على اختيار السبائك
لهذا السبب، يعد اختيار السبيكة أمرًا بالغ الأهمية في خدمة تصميم القوالب المصبوبة بالضغط. بالنسبة للمكونات التي تتطلب أقصى أداء لطلاء MAO—مثل تلك التي تحتاج إلى مقاومة عالية للتآكل والتآكل—نوصي بشدة بتحديد سبيكة منخفضة السيليكون مثل A360. بينما يمكن معالجة سبائك القوالب عالية الضغط الشائعة مثل A380 و ADC12 (مع 7.5-9.5% سيليكون)، فإن الطلاء MAO الناتج لن يصل إلى كامل إمكاناته من حيث المتانة وجودة الحماية. يُعد محتوى السيليكون العالي ممتازًا من ناحية القدرة على الصب ولكنه ضار بسلامة الطلاء السطحي المتقدم.
