يُعد أكسيد الألومنيوم الأبيض (Al₂O₃) خيارًا ممتازًا لطبقة مقاومة للتآكل بفضل صلابته العالية، وخموله الكيميائي، وثباته الحراري. فيما يلي شرح مفصل لخصائصه وتطبيقاته في الطلاءات المقاومة للتآكل:
الخصائص الرئيسية لأكسيد الألومنيوم الأبيض لمقاومة التآكل
-
صلابة عالية (موس 9) – تقاوم التآكل والتآكل بشكل أفضل من العديد من المعادن والبوليمرات.
-
الخمول الكيميائي – يقاوم التآكل الناتج عن الأحماض والقلويات والبيئات المؤكسدة.
-
الاستقرار الحراري – يحافظ على القوة في درجات الحرارة العالية (تصل إلى ~1800 درجة مئوية).
-
مسامية منخفضة – عندما يتم تلبيدها بشكل صحيح أو رشها بالبلازما، فإنها تشكل طبقة كثيفة واقية.
-
العزل الكهربائي – مفيد في التطبيقات التي تتطلب حماية من التآكل غير الموصل.
التطبيقات الشائعة
-
طلاء الرش الحراري (البلازما أو HVOF) للآلات الصناعية والمضخات والتوربينات.
-
بطانات مقاومة للتآكل في القادوسات والمزالق وخطوط الأنابيب التي تتعامل مع المواد الكاشطة.
-
ألواح التآكل وأدوات القطع – تستخدم كطلاء لإطالة عمر الخدمة.
-
الدروع الخزفية والحماية الباليستية – بسبب صلابتها ومقاومتها للصدمات.
-
البكرات والموجهات الصناعية – تحمي من الاحتكاك والتآكل.
طرق التطبيق
-
رش البلازما – ينتج طلاء كثيفًا وملتصقًا جيدًا للبيئات ذات التآكل العالي.
-
HVOF (وقود الأكسجين عالي السرعة) – يوفر قوة ربط فائقة ومسامية منخفضة.
-
التلبيد – يستخدم للمكونات الخزفية التي تتطلب سلامة هيكلية.
-
طلاءات Sol-Gel – طبقات رقيقة وموحدة للتطبيقات الدقيقة.
مقارنة مع مواد أخرى مقاومة للتآكل
| مادة | الصلابة (موس) | أقصى درجة حرارة (°م) | الأفضل لـ |
|---|---|---|---|
| أكسيد الألومنيوم الأبيض | 9 | ~1800 | التآكل والتآكل |
| كربيد الكروم | 8.5 | ~1,100 | تآكل الانزلاق |
| كربيد التنغستن | 9-9.5 | ~1200 | تآكل شديد |
| كربيد السيليكون | 9.5 | ~1600 | المواد الكيميائية + التآكل |
القيود
-
الهشاشة – عرضة للتشقق تحت تأثير الصدمات ما لم يتم دمجها مع عوامل التقوية (على سبيل المثال، ZrO₂).
-
تحضير الركيزة مطلوب – يحتاج إلى تفجير حصى مناسب للالتصاق بالرش الحراري.
-
التكلفة – أكثر تكلفة من بعض حلول التآكل القائمة على البوليمر ولكنها تدوم لفترة أطول.
التحسينات
-
Al₂O₃-TiO₂ (13% TiO₂) – يحسن الصلابة لمقاومة الصدمات.
-
Al₂O₃-ZrO₂ – يعزز متانة الكسر للتطبيقات ذات الضغوط العالية.
خاتمة
يُعد أكسيد الألومنيوم الأبيض مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل، وثباتًا حراريًا، وخمولًا كيميائيًا . في حالات الصدمات الشديدة، قد تُفضّل الطلاءات المركبة (مثل Al₂O₃-TiO₂).