అల్యూమినియం ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికత: లోహం యొక్క "మ్యాజిక్ కోట్"

స్మార్ట్‌ఫోన్ కేసింగ్‌లు, విమాన తొక్కలు మరియు భవన కర్టెన్ గోడల తయారీ వర్క్‌షాప్‌లో, ఒక అద్దం నునుపుగా ఉంటుందిఅల్యూమినియం ప్లేట్"స్మార్ట్ స్కిన్" గా మార్చవచ్చు, ఇది వేలిముద్రలకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, స్క్రాచ్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు మర్మమైన ప్రాసెసింగ్ చేయించుకున్న తర్వాత కూడా రంగు మారవచ్చు. ఇది అల్యూమినియం ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికత యొక్క మాయాజాలం - భౌతిక, రసాయన లేదా జీవ మార్గాల ద్వారా, అల్యూమినియం ఉపరితలంపై వివిధ క్రియాత్మక "మాలిక్యులర్ కవచాలు" నిర్మించబడతాయి, సాధారణ లోహాలు అసాధారణ శక్తిని ప్రసరింపజేయడానికి వీలు కల్పిస్తాయి.

ఉపరితల చికిత్స ఎందుకు అవసరం?

అల్యూమినియం "ఎప్పటికీ తుప్పు పట్టని లోహం" అని పిలువబడుతున్నప్పటికీ, దాని సహజ లక్షణాలలో మూడు ప్రధాన లోపాలు ఉన్నాయి:

తుప్పు పట్టే అవకాశం: తేమతో కూడిన వాతావరణంలో, అల్యూమినియం ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ రక్షణ పొరను ఏర్పరుస్తుంది, అయితే ఆమ్ల లేదా క్షార వాతావరణాలు ఈ సహజ అవరోధాన్ని దెబ్బతీస్తాయి.

తక్కువ దుస్తులు నిరోధకత: స్వచ్ఛమైన అల్యూమినియం HV15-20 కాఠిన్యం మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది (ఉక్కు HV40-60 కలిగి ఉంటుంది), మరియు రోజువారీ ఘర్షణ సమయంలో గీతలు పడే అవకాశం ఉంది.

సౌందర్యపరమైన పరిమితులు: చికిత్స చేయని అల్యూమినియం ఉపరితలం నిస్తేజంగా మరియు మెరుపు లేకుండా ఉంటుంది, దీని వలన అత్యాధునిక డిజైన్ అవసరాలను తీర్చడం కష్టమవుతుంది.

అల్యూమినియం ఉపరితలంపై 0.1-500 μm ఫంక్షనల్ పూతను ఏర్పరచడం ద్వారా ఈ సమస్యలను పరిష్కరించడం లక్ష్యంగా సర్ఫేస్ ట్రీట్‌మెంట్ టెక్నాలజీ ఉంది, ఇది తుప్పు నిరోధకత, దుస్తులు నిరోధకత మరియు అలంకరణ వంటి లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి సంవత్సరం ప్రపంచవ్యాప్తంగా 200 మిలియన్ టన్నులకు పైగా అల్యూమినియం ఉపరితల చికిత్సకు లోనవుతుంది, దీని ఉత్పత్తి విలువ 300 బిలియన్ US డాలర్లకు పైగా ఉంటుంది.

ప్రధాన ఉపరితల చికిత్స సాంకేతికతల పూర్తి విశ్లేషణ

అనోడైజింగ్: విద్యుద్విశ్లేషణ మాయాజాలం 'కవచాన్ని' సృష్టిస్తుంది

సూత్రం: అల్యూమినియం పదార్థాన్ని సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ఎలక్ట్రోలైట్‌లో ముంచి, విద్యుదీకరించిన తర్వాత ఉపరితలంపై 10-200 μm అల్యూమినా సిరామిక్ పొరను ఉత్పత్తి చేయండి.

సాంకేతిక ముఖ్యాంశాలు

HV300 వరకు కాఠిన్యం కలిగిన మైక్రో స్కేల్ తేనెగూడు నిర్మాణాన్ని ఏర్పరచడం (15 రెట్లు పెరిగింది)
200 కంటే ఎక్కువ రంగులలో (ఐఫోన్ కోసం గ్రేడియంట్ బ్లూ వంటివి) రంగు వేయవచ్చు.

సాల్ట్ స్ప్రే 2000 గంటల వరకు తుప్పు నిరోధకత (సాధారణ అల్యూమినియం ప్లేట్ 500 గంటలు మాత్రమే).

దరఖాస్తు కేసు

ఏరోస్పేస్: బోయింగ్ 787 ఫ్యూజ్‌లేజ్ స్కిన్ అనోడైజ్డ్ ట్రీట్‌మెంట్ UV వృద్ధాప్య నిరోధకతను మూడు రెట్లు మెరుగుపరుస్తుంది.

బిల్డింగ్ కర్టెన్ వాల్: 50 సంవత్సరాలకు పైగా జీవితకాలం కలిగిన 50 μm అనోడైజ్డ్ ఫిల్మ్ మందం కలిగిన అలుకోబాండ్ కాంపోజిట్ ప్యానెల్.

ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్: మెటల్ పూతల క్రాస్ బార్డర్ ఇంటిగ్రేషన్

సూత్రం: ఎలక్ట్రోకెమికల్ నిక్షేపణ ద్వారా, నికెల్, క్రోమియం, టిన్ మరియు ఇతర లోహ పొరలు అల్యూమినియం ఉపరితలంపై కప్పబడి ఉంటాయి.

ఆవిష్కరణ పురోగతి:

నానోఎలక్ట్రోప్లేటింగ్: జపాన్ తేలికైన ఉపరితలం యొక్క ప్రయోజనాన్ని కొనసాగించడానికి కేవలం 1 μm మందం కలిగిన అల్ట్రా-సన్నని పూతలను అభివృద్ధి చేస్తుంది.

మిశ్రమ ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్: HV1000 కు కాఠిన్యాన్ని పెంచడానికి ప్లేటింగ్ ద్రావణంలో వజ్ర కణాలను జోడించడం.

పర్యావరణ ప్రత్యామ్నాయం: సైనైడ్ లేని ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ ప్రక్రియ భారీ లోహ ఉద్గారాలను 90% తగ్గిస్తుంది.

అప్లికేషన్ దృశ్యాలు
ఆటోమోటివ్ భాగాలు: నికెల్ పొరతో పూత పూసిన టెస్లా బ్యాటరీ ట్రే, 800 ℃ వరకు అధిక ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలదు.

ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తులు: రాగి పొరతో పూత పూసిన మ్యాక్‌బుక్ షెల్, ఉష్ణ వాహకత 40% మెరుగుపడింది.

మైక్రో ఆర్క్ ఆక్సీకరణ (MAO): సిరామిక్ పూతలకు ఒక “అణు కొలిమి”

సాంకేతిక సూత్రం: అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ క్షేత్రం కింద, అల్యూమినియం ఉపరితలంపై ప్లాస్మా ఉత్సర్గ ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఇది 10-200 μm సిరామిక్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది.

పనితీరు ప్రయోజనాలు:

దుస్తులు నిరోధకత: దుస్తులు రేటు 5 × 10 ⁻⁷ mm ³/N · m (1/5 అనోడైజింగ్) వరకు తక్కువగా ఉంటుంది.

ఇన్సులేషన్ పనితీరు: 2000V/mm వరకు బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ (ఉక్కు కంటే 10 రెట్లు).

బయో కాంపాబిలిటీ: కృత్రిమ కీళ్ల ఇంప్లాంటేషన్‌లో ఉపయోగించడానికి వైద్యపరంగా ధృవీకరించబడింది.

సరిహద్దు అనువర్తనాలు:

వైద్య పరికరాలు: జర్మనీ బి బ్రాన్ శస్త్రచికిత్సా పరికరాలు ఉపరితలంపై MAOతో పూత పూయబడి ఉంటాయి, 99.9% యాంటీ బాక్టీరియల్ రేటుతో ఉంటాయి.

అంతరిక్ష నౌక ఇన్సులేషన్: NASA 2000 ℃ ఉష్ణోగ్రతకు నిరోధకమైన Al ₂ O ∝ – TiO ₂ మిశ్రమ సిరామిక్ పొరను అభివృద్ధి చేసింది.

రసాయన మార్పిడి చిత్రం: పర్యావరణ అనుకూల తయారీకి "అదృశ్య కవచం"

సాంకేతిక లక్షణాలు: విద్యుత్ అవసరం లేదు, గది ఉష్ణోగ్రత ద్రావణంలో రక్షిత పొరను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

సాధారణ ప్రక్రియ:

క్రోమేట్ మార్పిడి: అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత, కానీ హెక్సావాలెంట్ క్రోమియం క్యాన్సర్ కారకమైనది (యూరోపియన్ యూనియన్ నిషేధించింది).

ఫాస్ఫేట్ క్రోమేట్ మార్పిడి: క్రోమియం లేని మరియు పర్యావరణ అనుకూల ప్రత్యామ్నాయ పరిష్కారం, ఫోర్డ్ ఉత్పత్తి శ్రేణిలో పూర్తిగా వర్తించబడుతుంది.

సిలేన్ శుద్ధి: లోహ లవణాలను ఆర్గానోసిలేన్ అణువులతో భర్తీ చేయడం వల్ల మురుగునీటి శుద్ధి ఖర్చులు 70% తగ్గుతాయి.

విధ్వంసకర కొత్త సాంకేతిక విప్లవం

నానో పూత: పరమాణు స్థాయి ఖచ్చితత్వ రక్షణ

హార్వర్డ్ విశ్వవిద్యాలయం అభివృద్ధి చేసిన “బయోమిమెటిక్ లోటస్ లీఫ్ ఎఫెక్ట్” పూత 160 డిగ్రీల కాంటాక్ట్ యాంగిల్ కలిగి ఉంటుంది మరియు నీటి బిందువులు స్వయంచాలకంగా దొర్లుతాయి.జర్మనీ నుండి వచ్చిన BASF నానోసెరామిక్ పూత, 200nm మందం, ఇసుక మరియు కంకర ప్రభావాన్ని తట్టుకోగలదు.

స్వీయ-స్వస్థత పూత: పదార్థాల "స్వీయ పునరుత్పత్తి"

జపాన్‌లోని కాన్సాయ్ కోటింగ్స్ ఒక మైక్రోక్యాప్సూల్ స్వీయ-స్వస్థత వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేసింది, ఇది స్క్రాచ్ సైట్‌లలో మరమ్మతు ఏజెంట్‌లను విడుదల చేస్తుంది, ఇది 24 గంటల పునరుద్ధరణకు అనుమతిస్తుంది.
చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్‌కు చెందిన హెఫీ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ, వేడికి గురైనప్పుడు స్వయంచాలకంగా మరమ్మతు చేసే ఉష్ణ ప్రతిస్పందన పూతను అభివృద్ధి చేసింది.

తెలివైన రంగు మార్చే పూత: 'ఆలోచించగల' ఉపరితలం

ఇజ్రాయెల్ నుండి జెంటెక్స్ ఎలక్ట్రోక్రోమిక్ గ్లాస్, వోల్టేజ్ ద్వారా కాంతి ప్రసరణ సర్దుబాటు చేయబడుతుంది (1% -80%)
జర్మనీకి చెందిన మెర్క్ ఎలక్ట్రానిక్ ఇంక్ టెక్నాలజీ అల్యూమినియం ప్లేట్లపై ఉపరితల నమూనాల డైనమిక్ స్విచింగ్‌ను సాధిస్తుంది.

పరిశ్రమ అప్లికేషన్ పనోరమా

కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్: ఖచ్చితత్వ నైపుణ్యానికి ఒక ప్రదర్శన

హువావే మేట్ సిరీస్ ఫ్రేమ్ కేవలం 0.6 మిమీ మందంతో మైక్రో ఆర్క్ ఆక్సీకరణ+PVD పూతను కలిగి ఉంది.Samsung Galaxy S24 Ultra ఫ్రేమ్ HV900 కాఠిన్యంతో డైమండ్ లాంటి కార్బన్ ఫిల్మ్ (DLC)ని ఉపయోగిస్తుంది.

కొత్త శక్తి వాహనాలు: తేలికైన బరువు మరియు భద్రతను సమతుల్యం చేయడం

BYD బ్లేడ్ బ్యాటరీ ట్రే అనోడైజింగ్+ఎపాక్సీ రెసిన్ పూత, జ్వాల నిరోధక గ్రేడ్ UL94 V-0 ను స్వీకరిస్తుంది.
BMW iX ఛాసిస్ కవచం సిరామిసైజ్డ్ సిలేన్‌తో పూత పూయబడింది, ఇది బరువును 30% తగ్గిస్తుంది మరియు ప్రభావ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

ఆర్కిటెక్చరల్ కర్టెన్ వాల్: పట్టణ సౌందర్యశాస్త్రం యొక్క సాంకేతిక వ్యక్తీకరణ

దుబాయ్‌లోని బుర్జ్ ఖలీఫా బాహ్య గోడలు ఫ్లోరోకార్బన్‌తో పూత పూయబడ్డాయి, ఇవి 50 సంవత్సరాల వరకు వాతావరణ నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి.
షాంఘై సెంటర్ భవనం యొక్క టవర్ కిరీటం వర్షంలో కొట్టుకుపోయిన తర్వాత దుమ్మును తొలగించడానికి ఫోటోకాటాలిసిస్ స్వీయ-శుభ్రపరిచే పూతను ఉపయోగిస్తుంది.

 
భవిష్యత్ ధోరణులు మరియు సవాళ్లు

గ్రీన్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ ట్రాన్స్ఫర్మేషన్

బయోబేస్డ్ కన్వర్షన్ ఏజెంట్: సాంప్రదాయ రసాయనాలను భర్తీ చేయడానికి మొక్కల సారాలను ఉపయోగించడం
తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా చికిత్స: శక్తి వినియోగం 50% తగ్గింది, మురుగునీటి విడుదల లేదు.

బహుళ క్రియాత్మక ఏకీకరణ

సూపర్హైడ్రోఫోబిక్, యాంటీ బాక్టీరియల్ మరియు కండక్టివ్ త్రీ ఇన్ వన్ పూత పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి.
సాగదీయగల ఎలక్ట్రానిక్ పూత: 300% సాగతీత రేటుతో కూడా వాహకతను నిర్వహిస్తుంది.

మేధో అభివృద్ధి

సెన్సార్ ఇంటిగ్రేటెడ్ కోటింగ్: పదార్థ ఆరోగ్య స్థితి యొక్క రియల్ టైమ్ పర్యవేక్షణ.

తేలికపాటి ప్రతిస్పందనాత్మక రంగు మారుతున్న పూత: UV తీవ్రత ప్రకారం రంగు లోతును స్వయంచాలకంగా సర్దుబాటు చేస్తుంది.