الألوان بأكسيد الألومنيوم ورقة
تبدو صفائح الألمنيوم المؤكسدة الملونة بسيطة على السطح: مجرد قطعة معدنية ذات تشطيب ملون جميل. ولكن خلف تلك اللوحة الناعمة يوجد نظام مصمم بعناية لتصميم السبائك وكيمياء السطح والكهرباء الخاضعة للتحكم. تساعدك كيفية عمل هذه العناصر معًا على اختيار الورقة المناسبة لكل من المظهر والأداء، وتشرح سبب عدم تساوي جميع الألواح الملونة المؤكسدة.
ما هو لون ورقة الألومنيوم بأكسيد؟
الأنودة هي عملية كهروكيميائية تنتج طبقة أكسيد خاضعة للرقابة على الألومنيوم. على عكس الطلاء أو الطلاء العضوي الذي يوضع فوق المعدن، فإن الأكسدة تحول سطح الألومنيوم الخارجي نفسه إلى أكسيد الألومنيوم. هذا الأكسيد هو:
- أصعب من الألومنيوم الأساسي
- مستقرة كيميائيا
- مسامية بشكل طبيعي على المستوى المجهري
تستفيد صفائح الألمنيوم المؤكسدة الملونة من تلك المسام. بعد الأنودة، يتم امتصاص الأصباغ أو الأصباغ غير العضوية في طبقة الأكسيد ثم يتم إغلاقها. والنتيجة هي سطح ملون وهو:
- جزء لا يتجزأ من المعدن
- مقاومة عالية للأشعة فوق البنفسجية والخدش والتآكل
- مظهر موحد ومعدني، وليس مثل البلاستيك
وهذا يجعل الألواح المؤكسدة الملونة خيارًا مفضلاً للواجهات المعمارية، والديكور الداخلي، واللافتات، والإلكترونيات الاستهلاكية، وألواح المطبخ والحمام، والديكورات الداخلية لوسائل النقل حيث تكون المتانة والجودة البصرية أمرًا مهمًا.
يعتقد معظم الناس أن اللون مجرد زخرفة؛ في الألومنيوم المؤكسد، اللون هو في الواقع أحد الآثار الجانبية للتحكم في البنية المجهرية للأكسيد.
- سمك الطبقة يحدد عمق وتشبع اللون
- يؤثر حجم المسام وتوزيعها على كيفية اختراق الأصباغ وكيفية انعكاس الضوء
- تغير كيمياء الختم مستوى اللمعان ومقاومة البقع
تعتمد كل من اللوحة السوداء المؤكسدة لشبكة مكبر الصوت المتطورة ولوحة الشمبانيا لكابينة المصعد على نفس المبدأ الفيزيائي: الطريقة التي يتفاعل بها الضوء مع طبقة أكسيد شفافة أو شبه شفافة تحتوي على ملونات. ومن هذه الزاوية، فإن اختيار اللون يعني أيضًا اختيار بنية أكسيد معينة.
السبائك والأمزجة النموذجية للأنودة
لا تستجيب كل سبائك الألومنيوم بشكل جيد للأكسدة الزخرفية. تشكل كيمياء المعدن الأساسي اللون النهائي والاتساق ومقاومة التآكل.
تشمل السبائك الشائعة لصفائح الألومنيوم المؤكسدة الملونة ما يلي:
1050 / 1100:
ألومنيوم عالي النقاء، استجابة أنودة ممتازة، فضي طبيعي لامع، جيد للألواح الداخلية المزخرفة حيث تكون القابلية للتشكيل ضرورية.3003 / 3004:
سبائك الألومنيوم المنغنيز، قوة أعلى قليلاً، تجانس جيد للألوان، تستخدم في الألواح المعمارية والكسوة الداخلية.5005:
ألومنيوم مخلوط بالمغنيسيوم، تم تطويره خصيصًا للأكسدة المعمارية. يوفر لونًا موحدًا للغاية عبر الواجهات الكبيرة وغالبًا ما يكون الخيار المفضل للتطبيقات الخارجية.5052:
سبائك المغنيسيوم قوة أعلى. يأخذ تشطيبًا مؤكسدًا جيدًا، ويستخدم على نطاق واسع عندما يجب تشكيل الصفيحة أو ثنيها مع الحفاظ على مظهر عالي الجودة، مثل التصميمات الداخلية للمركبة والزخرفة البحرية.6061 (في ورقة/لوحة):
سبيكة هيكلية. يؤكسد جيدًا ولكن يمكن أن يختلف توحيد اللون أكثر من 5005؛ غالبًا ما تستخدم عندما تكون القوة لها الأولوية على التوحيد الزخرفي البحت.
المزاجات النموذجية المستخدمة:
H14 / H24:
درجات حرارة نصف صلبة، موازنة بين القوة وقابلية الانحناء الجيدة لأشرطة الواجهات والمقاطع الجانبية والكسوة.H16 / H18:
درجات حرارة أكثر صلابة للأجزاء التي تحتاج إلى مقاومة الانبعاج والتعامل مع الضرر.يا (ملدن):
ناعم جدًا، يُستخدم حيث يأتي الرسم العميق أو التشكيل المعقد أولاً، ولا تكون الأولوية للقوة الميكانيكية القصوى.T6 (لسلسلة 6xxx):
يتم معالجة المحلول بالحرارة والشيخوخة بشكل مصطنع. اختيار جيد للألواح الهيكلية التي ستظل عناصر مرئية.
تكمن الحيلة في مطابقة السبائك والمزاج مع التطبيق: تفضل الأسطح المعمارية الكبيرة 5005 H14 للحصول على لون موحد، بينما قد تستخدم المكونات الزخرفية الصغيرة المُشكَّلة آليًا 6061 T6 للحصول على الدقة والقوة.
معلمات العملية التي تشكل الورقة النهائية
إن صفائح الألمنيوم المؤكسدة الملونة هي نتاج متغيرات يتم التحكم فيها بإحكام على طول سلسلة العملية. بعض العوامل الحاسمة:
المعالجة المسبقة
بالفرشاة الميكانيكية أو التلميع أو التفجير يحدد الملمس. يؤدي النقش الكيميائي وإزالة الشوائب إلى إزالة الشوائب السطحية. تحدد هذه الخطوة ما إذا كان المظهر النهائي غير لامع أو ساتان أو مصقول أو يشبه المرآة.أنودة ظروف الحمام
المنحل بالكهرباء: عادة حمض الكبريتيك
درجة الحرارة: عادة 18-22 درجة مئوية للأكسدة الزخرفية
الكثافة الحالية والجهد: تم ضبطها لزيادة سمك أكسيد محددتعطي الطبقات الرقيقة (حوالي 5-10 ميكرومتر) تشطيبات خفيفة واقتصادية مناسبة للاستخدام الداخلي. تعمل الطبقات السميكة (15-25 ميكرومتر أو أكثر) على زيادة مقاومة التآكل والتآكل للتطبيقات الخارجية أو ذات حركة المرور العالية.
تلوين
الأصباغ العضوية: لوحة ألوان واسعة - الأحمر، الأزرق، الأخضر، الذهبي، البرونزي، الأسود، إلخ. ممتازة للاستخدام الزخرفي، وتشبع قوي.
التلوين غير العضوي / التحليل الكهربائي: يتم ترسب القصدير أو أملاح معدنية أخرى في المسام، مما ينتج عنه ظلال برونزية ثابتة إلى سوداء مع مقاومة استثنائية للأشعة فوق البنفسجية، وهو مثالي للواجهات.ختم
الماء الساخن منزوع الأيونات، أو أسيتات النيكل، أو غيرها من المواد الكيميائية المانعة للتسرب تعمل على ترطيب وإغلاق المسام. تعمل هذه الخطوة الأخيرة على تثبيت اللون وتحسين مقاومة التآكل ومقاومة البقع بشكل كبير.
يمكن تعديل كل معلمة. يقومون معًا ببناء مواصفات محددة لورقة ملونة مؤكسدة مُحسّنة لدور معين.
معايير التنفيذ ومراجع الجودة
لضمان اتساق اللون والسمك والمتانة، يشير الإنتاج والفحص إلى المعايير الدولية والإقليمية، مثل:
- ISO 7599 – أنودة الألومنيوم وسبائكه – المواصفات العامة لطلاءات الأكسدة الأنودية على الألومنيوم
- ISO 2360 – قياس سمك الطلاء (طريقة التيار الدوامي)
- EN 13523 (لبعض المراجع المغلفة بالملف عند استخدام العمليات المجمعة)
- مواصفات Qualanod – علامة جودة محترمة على نطاق واسع للأكسدة المعمارية، تحدد الحد الأدنى للسمك، وجودة الختم، وطرق الاختبار
تتضمن القيم المستهدفة الشائعة للصفائح المؤكسدة الملونة المعمارية والزخرفية ما يلي:
سمك الفيلم انوديك:
الاستخدام الداخلي: حوالي 8-12 ميكرومتر
الاستخدام الخارجي: حوالي 15-25 ميكرومترجودة الختم:
تم تقييمه عن طريق اختبارات فقدان الوزن في اختبارات البقع الحمضية أو الصبغية وفقًا لطرق ISO أو معايير Qualanod.تناسق الألوان:
تم القياس بواسطة مقياس الطيف الضوئي في مساحة CIELAB، مع عتبات ΔE المتفق عليها بين المورد والعميل للتحكم في الاختلاف من دفعة إلى أخرى.
المعلمات التقنية النموذجية
يوجد أدناه جدول خصائص معمم لسبائك معمارية مستخدمة على نطاق واسع مثل 5005 في H14 مع أنودة ملونة زخرفية. تختلف القيم الدقيقة حسب المورد والسمك ولكن هذا يعطي نطاقًا واقعيًا.
الخواص الميكانيكية والفيزيائية (السبيكة الأساسية، النموذجية):
| ملكية | القيمة النموذجية (5005 H14) |
|---|---|
| قوة الشد جمهورية مقدونيا | 145-185 ميجا باسكال |
| قوة الخضوع Rp0.2 | 110-145 ميجا باسكال |
| استطالة A50 | 5-12% |
| كثافة | ~2.71 جم/سم3 |
| معامل المرونة | ~70 جيجا باسكال |
| الموصلية الحرارية | ~200 واط/م·ك |
| معامل التمدد الحراري | ~23 × 10⁻⁶ /ك |
| الموصلية الكهربائية | ~30-35% IACS |
معلمات الطلاء الأنودي (التشطيب الملون المزخرف):
| المعلمة | النطاق النموذجي |
|---|---|
| سمك طبقة الأكسيد | 8-25 ميكرومتر (يعتمد على التطبيق) |
| صلابة السطح (طبقة الأكسيد) | ~300-500 جهد عالي |
| مستوى اللمعان | ماتي إلى عالي اللمعان (حسب التصميم) |
| نوع اللون | صبغة عضوية/لون كهربائيا |
| مقاومة للأشعة فوق البنفسجية | عالية، وخاصة كهربائيا |
| مقاومة التآكل (رذاذ الملح المحايد) | في كثير من الأحيان > 1000 ساعة بدون أي هجوم معدني أساسي، عند تحديده بشكل صحيح |
التركيب الكيميائي الأساسي (مثال: سبيكة 5005):
| عنصر | المحتوى النموذجي (بالوزن٪) |
|---|---|
| آل | توازن |
| ملغ | 0.50-1.10 |
| و | ≥ 0.30 |
| الحديد | ≥ 0.70 |
| من | ≥ 0.20 |
| النحاس | ≥ 0.20 |
| كر | ≥ 0.10 |
| الزنك | ≥ 0.25 |
| آحرون | ≥ 0.05 لكل منهما، ≥ 0.15 إجمالاً |
تعتبر المستويات المنخفضة من النحاس والعناصر التفاعلية الأخرى مهمة؛ فهي تساعد في إنتاج طبقة أكسيد واضحة وموحدة تقبل اللون بالتساوي، وهو أمر بالغ الأهمية للألواح الكبيرة والدفعات المتكررة.
حيث تتفوق ورقة بأكسيد اللون
من وجهة نظر المستخدم، تظهر المزايا كفوائد يومية:
استقرار اللون في الهواء الطلق
إن درع الأكسيد غير العضوي والملونات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية تدوم أكثر من معظم الدهانات. تبقى الواجهات ضمن تفاوتات الألوان الضيقة لسنوات عديدة.مظهر معدني، وليس بلاستيك
تحافظ عملية التشطيب على الطابع المعدني. تظل الخطوط المصقولة والإبرازات العاكسة والحبوب الدقيقة مرئية من خلال الطبقة الملونة.مقاومة عالية للخدش والتآكل
تساعد صلابة سطح الأكسيد على مقاومة المفاتيح والحقائب وأدوات التنظيف في الأماكن المزدحمة مثل المصاعد ومحاور النقل والديكورات الداخلية العامة.ملف تعريف صديق للبيئة
الطلاء غير عضوي ورقيق ومتكامل للألمنيوم. تظل الورقة قابلة لإعادة التدوير بالكامل، مع عدم وجود طبقات طلاء عضوية سميكة يمكن إزالتها.
اختيار الورقة المناسبة لمشروعك
عند تحديد لون صفائح الألومنيوم المؤكسدة، فإنه يساعد على تحديد:
- موقع التطبيق: داخلي أو خارجي، ريفي أو ساحلي
- المظهر المرغوب: درجة اللون، مستوى اللمعان، نسيج السطح (مصقول، غير لامع، مصقول)
- خطوات التصنيع: الثني، التخريم، القطع بالليزر، الرسم العميق
- توقعات عمر الخدمة: سنوات من التعرض للأشعة فوق البنفسجية، ودورات التنظيف، وخطر التآكل الميكانيكي
باستخدام هذه المعلومات، يمكن ضبط السبائك والمزاج وسمك الأكسيد ونظام التلوين وطريقة الختم بحيث لا تصبح الورقة "باللون المناسب" عند التسليم فحسب، بل تظل صحيحة بعد الاستخدام طويل الأمد.
خلف كل لوحة ملونة أنيقة يوجد مزيج مصمم بعناية من الهيكل المعدني وكيمياء السطح. تعمل هذه العلاقة على تحويل اختيار اللون البسيط إلى مواصفات دقيقة للمواد - وتضمن أداء صفائح الألمنيوم المؤكسدة الخاصة بك كما تبدو.
https://www.aluminumplate.net/a/colors-anodized-aluminium-sheet.html
