تاریخچه آنودایز بخش اول

آنودایزینگ فرآیندی است؛که سال هاست برای ایجاد لایه اکسیدی محافظ، تزئینی و کاربردی روی فلزات به ویژه آلومینیوم استفاده می‌شود. اصطلاح “آنودایز کردن” از این واقعیت ناشی می‌شود که فلز طی یک فرآیند الکتروشیمایی به عنوان آند، بار مثبت را در یک سلول الکترولیتی تشکیل می‌دهد. تاریخچه آنودایز کردن به اوایل قرن بیستم باز می‌گردد. و توسعه آن توسط صنایع مختلفی از جمله هوافضا، خودروسازی و الکترونیک انجام شده است. این مقاله تاریخچه مفصل آنودایزینگ، تکامل آن و تاثیر آن بر کاربردهای مختلف را بررسی می‌کند.

مطالعه مقاله قبلی و بیان ساده آنودایز

اکتشافات و آزمایشات اولیه (دهه 1920-1930)

اکتشافات و آزمایشات اولیه تاریخچه آنودایز را می توان در اوایل دهه 1920 ردیابی کرد. زمانی که دکتر جورج اس. بونگ، دانشمند روسی، مقاله ای در مورد اکسیداسیون الکتروشیمیایی آلومینیوم در مجله Zeitschrift für Elektrochemie منتشر کرد. کار دکتر بونگ نشان داد که آلومینیوم را می‌توان با لایه محافظی از جنس اکسید آلومینیوم  از طریق فرآیند الکترولیتی پوشش داد. اما تحقیقات او در آن زمان توجه زیادی را به خود جلب نکرد.

در اواخر دهه 1920، محققان بریتانیایی چارلز پارکر و رجینالد گیبسون روشی را برای آنودایز کردن کشف کردند. که لایه اکسیدی یکنواخت‌تر و ضخیم‌تری روی آلومینیوم تولید می‌کرد. تحقیقات منتشر شده‌ی آنها استفاده از اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت را به تفصیل بیان می‌کند که مبنای بسیاری از فرآیندهای آنودایز بعدی شده است. این پیشرفت، اساس تجاری سازی آنودایزینگ را در سال های آینده فراهم کرد.

در دهه 1930، اولین کارخانه‌های تجاری آنودایزینگ در ایالات متحده شروع به ظهور کردند. جایی که این فرآیند عمدتاً برای محافظت از قطعات آلومینیومی هواپیما استفاده می‌شد. رشد سریع صنعت هوانوردی در این زمان و همچنین نیاز به مواد مقاوم در برابر خوردگی که بتوانند در محیط های خشن مقاومت کنند، به توسعه فناوری آنودایزینگ کمک شایانی کرد.

تحولات و گسترش (دهه 1940-1960)

در طول جنگ جهانی دوم، تقاضا برای فلزات سبک وزن و مقاوم در برابر خوردگی برای هواپیماها و کاربردهای نظامی به طور تصاعدی افزایش داد. آنودایزینگ نقش مهمی در برآوردن این خواسته‌ها داشت. زیرا به افزایش دوام و طول عمر قطعات آلومینیومی مورد استفاده در تجهیزات نظامی مختلف کمک کرد. سطح غیر بازتابنده حاصل از آنودایز نیز به کاهش دید هواپیما و سایر سخت افزارهای نظامی کمک می کرد. در سال‌های پس از جنگ، صنعت آنودایز به رشد خود ادامه داد.

این فرآیند در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی و معماری کاربرد پیدا کرد. رشد صنعت خودرو، به صورت ویژه، محرک قابل توجهی برای صنعت آنودایز بود. زیرا تولیدکنندگان خودرو به دنبال بهبود کارایی سوخت با استفاده از قطعات آلومینیومی سبک وزن بودند. از آنودایز نیز برای ایجاد پوششی تزئینی و مقاوم در برابر خوردگی برای این قطعات استفاده شد.

یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها حاصل شده در صنعت آنودایز در این زمان، آنودایزینگ نوع 3 نیز معروف است. این فرآیند که توسط شرکت آلومینیوم آمریکا (ALCOA) در دهه 1950 آغاز شد. شامل استفاده از محلول الکترولیت غلیظ تر، دماهای سردتر و چگالی جریان بالاتر بود. آنودایزینگ سخت لایه اکسیدی ضخیم‌تر، سخت‌تر و مقاوم‌تر در برابر سایش را روی قطعات آلومینیومی ایجاد می‌کند. که آن را برای استفاده در کاربردهایی مانند تجهیزات خودرو و صنعتی ایده‌آل می‌کرد.

پیشرفت های تکنولوژیکی و نگرانی های زیست محیطی در دهه‌های (1970-1980)

صنعت آنودایز به دلیل افزایش استفاده از آلومینیوم در کاربردهای مختلف به رشد خود ادامه داد. در طول این مدت، با پیشرفت در کنترل پارامترهای فرآیند، استفاده از مواد افزودنی برای بهبود کیفیت لایه اکسید، و توسعه محلول‌های الکترولیتی جدید، مانند مخلوط‌های فسفریک و اسید بوریک-سولفوریک، این فرآیند گسترش یافت. در نتیجه جنبه‌های جدیدی به آن اضافه شد.

آنودایزینگ همچنین کاربردهای جدیدی در صنعت الکترونیک پیدا کرد. جایی که از آن برای ایجاد لایه‌های عایق الکتریسیته روی هادی‌های آلومینیومی و هیت سینک‌ها استفاده شد. همچنین، این فرآیند در تولید نیمه هادی‌ها و ساخت مدارهای مجتمع و سایر قطعات الکترونیکی به کار گرفته شد. با این حال، رشد صنعت آنودایزینگ منجر به افزایش نگرانی در مورد اثرات زیست محیطی آن شد.

استفاده از مواد شیمیایی سمی مانند اسید کرومیک و اسید سولفوریک و تولید زباله های خطرناک در فرآیند آنودایز کردن، نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی قابل توجهی را ایجاد کرده است. در پاسخ به این نگرانی‌ها، فناوری‌ها و شیوه‌های جدید با هدف کاهش آلودگی و بهبود مدیریت پسماند توسعه داده شده است. که منجر به توسعه فرآیندهای آنودایزینگ جایگزین، مانند اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما (PEO) است که از الکترولیت هایی با اثرات سمی کمتری استفاده و محصولات جانبی مضر و کمتری تولید می کند. ادامه در بخش دوم